2 элементы, работоспособность которых за время эксплуатации практически не изменяется и вероятность безотказной работы близка к единице (корпусные детали, малонагруженные элементы с большим запасом прочности);

3 элементы, ремонт или регулировка которых возможна при работе изделия или во время планового технического обслуживания (наладка или замена технологического инструмента оборудования, настройка частоты селективных цепей РЭС и т.д.);

4 элементы, отказы которых сами по себе или в сочетании с отказами других элементов приводят к отказу системы.

При анализе надежности ТС имеет смысл включать в рассмотрение только элементы последней группы.

Для расчетов параметров надежности удобно использовать структурно-логические схемы надежности ТС, которые графически отображают взаимосвязь элементов и их влияние на работоспособность системы в целом. Структурно-логическая схема представляет собой совокупность элементов, соединенных друг с другом последовательно или параллельно. Критерием для определения вида соединения элементов (последовательного или параллельного) при построении схемы является влияние их отказа на работоспособность ТС.

При расчёте основных параметров надёжности схемы будем исходить из предположения, что все элементы системы, входящие в состав структурно-логической схемы надежности соединены последовательно.

3.4 Системы с последовательным соединением элементов

Системой с последовательным соединением элементов называется система, в которой отказ любого элемента приводит к отказу всей системы. Такое соединение элементов в технике встречается наиболее часто, поэтому его называют основным соединением.

В системе с последовательным соединением для безотказной работы в течение некоторой наработки t необходимо и достаточно, чтобы каждый из ее n элементов работал безотказно в течение этой наработки. Считая отказы элементов независимыми, вероятность одновременной безотказной работы n элементов определяется по теореме умножения вероятностей.

Вероятность совместного появления независимых событий равна произведению вероятностей этих событий:

(3.1)

Аргумент t в скобках, показывающий зависимость показателей надежности от времени, опускаем для сокращения записей формул. Вероятность отказа такой ТС:

(3.2)

Если система состоит из равнонадёжных элементов то:

(3.3)

Все сомножители в правой части выражения 3.1 не превышают единицы, вероятность безотказной работы ТС при последовательном соединении не может быть выше вероятности безотказной работы самого ненадежного из ее элементов (принцип “хуже худшего”) и из малонадежных элементов нельзя создать высоконадежной ТС с последовательным соединением.

Если все элементы системы работают в режиме нормальной эксплуатации, и имеет место простейший поток отказов, наработки элементов и системы подчиняются экспоненциальному распределению и на основании формулы (3.1) можно записать:

(3.4)

где

(3.5)

- интенсивность отказов системы. Таким образом, интенсивность отказов системы при последовательном соединении элементов и простейшем потоке отказов равна сумме интенсивностей отказов элементов.

Из формул (3.4) - (3.5) следует, что для системы из n равнонадёжных элементов

(3.6)

т.е. интенсивность отказов в n раз больше, а средняя наработка в n раз меньше, чем у отдельного элемента.

3.5 Расчёт основных параметров надёжности блока питания

В ходе выполнения курсового проекта требуется произвести ориентировочную оценку надежности устройства в номинальном режиме эксплуатации, определив при этом интенсивность отказов лс, среднюю наработку до отказа Т и вероятность безотказной работы Рс(t) в течение наработки ti = 20 ч.

По схеме электрической принципиальной (приложение А) был составлен перечень элементов (приложение Б), на основе которого было определено, сколько каких элементов входит в структурно-логическую схему надёжности.

3.5.1 Расчет интенсивности отказов

Интенсивность отказов - это условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не наступил.

В таблице 3.1 представлен расчет интенсивности отказов рассматриваемой системы. В первом столбце - перечень элементов, входящих в структурную схему надёжности. Во втором столбце - количество элементов соответствующего типа. В третьем столбце - интенсивность отказа одного элемента данного типа, взятая из справочной таблицы. В четвертом столбце - интенсивность отказа одного элемента данного типа с учетом эксплуатации вычисляется по формуле (3.7).

(3.7)

В пятом столбце - интенсивность отказов группы элементов одного типа, рассчитанная как произведения интенсивности отказов конкретного типа элементов на количество элементов этого типа в структурно-логической схеме надёжности. Интенсивность отказов всей схемы вычисляется как сумма значений пятого столбца, формула (3.8).

(3.8)

где лс - интенсивность отказов системы,

лi - интенсивность отказов элементов i-го типа,

ni - число элементов i-го типа в структурно-логической схеме надёжности,

N - количество типов элементов в структурно-логической схеме надёжности.

Таблица 3.1 - Интенсивность отказов отдельных элементов системы