Факторы влияющие на надёжность в процессе эксплуатации

1. Квалификация обслуживающего персонала. Этот фактор доказан практикой

2. На надёжность влияют внешние условия: климатические условия, вибрации, перегрузки, удары. Частое включение и выключение аппаратуры нежелательно

3. На надёжность влияет фактор времени. Продолжительность эксплуатации аппаратуры с момента выпуска с завода до капитального ремонта может составлять несколько лет. К концу этого периода повышается опасность возникновения отказов отдельных элементов.

1.3 Пути повышения надёжности

1. Устранение влияния факторов, приводящих к снижению надёжности аппаратуры.

2. Резервирование (вместо одного изделия ставят два). Второе изделие резервное. Если откажет 1-е изделие, то подключают 2-е изделие.

3. Сбор во время эксплуатации аппаратуры полных и достоверных данных об отказах и простоях аппаратуры. Эта информация может использоваться при решении задачи повышения надёжности аппаратуры

5-7. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙАППАРАТУРЫ

Способы повышения надежностив процессе проектирования и производства

В процессе проектирования и произ­водства повышение надежности может быть достигнуто проведением прежде всего сле­дующих мероприятий:

совершенствованием принципов кон­струирования узлов аппаратуры (в частно­сти, применение схем, малокритичных к уходу параметров элементов);

установкой в аппаратуру элементов и материалов с высокими показателями на­дежности;

обеспечением облегченных (по сравне­нию с предельными по ТУ) электрических, тепловых, вибрационных и других режимов работы элементов в аппаратуре;

применением граничных и других ви­дов испытаний при отработке новых узлов аппаратуры (вновь разрабатываемые узлы должны подвергаться испытаниям на воз­действие всего комплекса внешних фак­торов);

широким применением гибридных и ин­тегральных микросхем; применением резерв­ных узлов и блоков;

использованием входного контроля ма­териалов и элементов на заводе-изготовителе РЭА;

использованием при электрическом мон­таже и сборке узлов РЭА автоматизирован­ного оборудования;

широким применением встроенных или автономных устройств автоматического кон­троля работоспособности;

заменой паяных соединений сварными.

При этом целесообразно добиваться: электрической нагрузки элементов, где это возможно, не более 30—35% номи­нальной;

всемерного облегчения температурных режимов узлом путем их рационального размещения (источники, интенсивно выде­ляющие тепло, должны располагаться как можно дальше от других элементов) и соз­дания системы принудительного терморегу­лирования;

герметизации высоковольтных блоков;

минимального воздействия на элементы электрических перегрузок во время пepeходных процессов применением автоматов постепенного повышения (изменения) пита­ющих напряжений при включении аппаратуры, а равно постепенного уменьшения (изменения) напряжений при выключении аппаратуры.

С целью повышения влагостойкости и вибростойкости некоторые узлы (иногда н блоки) следует заливать смолами или пластмассами, образующими жесткую обо­лочку. Подобные заливки ухудшают тепло­вой режим работы элементов (плохая теп­лоотдача материала заливки), и это долж­но быть предусмотрено при проектиро­вании.

При производстве РЭА важно обеспе­чить надежность электрических соединений. Известно, что даже высококачественные пайки служат причиной многих отказов при эксплуатации РЭА, а сам процесс пайки часто отрицательно сказывается на элемен­тах, расположенных вблизи места пайки (распространение тепла от паяльника). Там, где можно, следует пайку заменять сваркой электронным или лазерным лучом. При этом значительно увеличивается на­дежность соединений и сводится к минимуму температурное воздействие технологи­ческого процесса на радиоэлементы.

Много отказов возникает и в соедини­тельных и кабельных линиях. Основным пу­тем повышения надежности здесь является предельное ограничение номенклатуры про­водов и кабелей по маркам и сечениям.

Ометоде матричных (г р а н и ч н ы х) и с п ы т а и и й. Матричные (граничные) испытания применяют для ана­литического или экспериментального изуче­ния правильности подбора параметров эле­ментов, питающих напряжений, регулиро­вочных элементов в узлах аппаратуры. При матричных испытаниях представляется воз­можность изучить влияние внезапных и по­степенных отказов элементов на работо­способность узлов. Матричные испытания проводятся на стадии макетирования кон­струкции аппаратуры и особенно ее узлов (блоков).

Сущность метода матричных испыта­ний чаще всего сводится к эксперименталь­ному определению области безотказной ра­боты узла при изменениях параметров эле­ментов. Параметрыy_i узлов (схем), на которые накладываются ограничения, обыч­но называются определяющими выходными параметрами схем (узлов). Каждый такой параметр зависит от большого числа факто­ров (характеристик изделий электронной техники и электротехники, параметров источников питания и, конечно, характери­стик внешней среды), называемых входны­ми параметрами (x_j).

Для каждого выходного параметра уз­ла можно установить область допустимых значений y_iмин≤y_i≤y_iмакс(при двусто­роннем допуске), причем

Следовательно, область безотказной работы узлов (схем) по выходному пара­метру y_iописывается двумя криволинейны­ми поверхностями в n-мерном пространстве входных параметров:

Где x_i иx_j могут быть различными, но

Рис. 1-3.1. График матричных (граничных) испытаний.

а — построение проекции сечении области безотказной работы; б — выбор положениярабочей области.

обычно они соответственно равны X_jмин иX_iмакс

Если бы все параметры изделий, входя­щих в узел (схему) принимали номиналь­ные (точечные) значения, то они определи­ли бы одну номинальную рабочую точку выходного параметра y_iи (при данных внешних условиях). Но параметры x_jиме­ют технологический разброс, изменяются за счет изнашивания, нестабильности источни­ков питания, изменения внешних условий и т. д. Поэтому рабочая точка у_i подвиж­на и при некотором сочетании параметров x_jможет выйти за пределы области безот­казной работы, что и обусловит постепен­ный пли даже внезапный отказ узла (схе­мы). Геометрическое место всех возможных рабочих точек образует д-мерную рабочую область. Если она не выходит за пределы области безотказной работы, то устройство спроектировано правильно и сохраняет свою работоспособность при изменении входных параметров x_jв тех или иных пределах (x_jмин, x_jмакс). Различают два способа матричных испытаний: испытания узлов (схем) в процессе их проектирования; испытания узлов (схем) в процессе их эксплуатации в составе РЭА.

Аналитически матричные (граничные) испытания возможно провести для несложных схем при известных зависимостях вы­ходных параметров от входных и установ­ленных значении уi мин, yi макс. Для узлов (схем), для которых зависимости yi=fi(x1, …, xj, …, xn) сложны, применяетсяэкспериментальный метод нахождения гра­ниц области безотказной работы. Этот метод часто называют граничными испыта­ниями. Поскольку число входных парамет­ров X_jобычно велико, то область безотказ­ной работы получают в видедискретных сеченийеё плоскостями, параллельными координатным плоскостям (рис. 1-3.1, а). С этой целью обычно собирают макет узла(схемы), в котором можно изменять вели­чины параметров xj,представляющих собой сопротивления, емкости, характеристики электронных приборов (тепло, холод), и т.д. Всем моделируемым входным пара­метрам X_jпридают некоторые исходные значения. Затем варьируют значения одно­го из параметров (например, Х_с) и опреде­ляют при этом соответствующие значения другого параметра (например, х_с), прикоторых выходные параметры (часто это один-два параметра) выходят за установ­ленные для них границы. Как правило, мат­ричные испытания возможно провести (осо­бенно при подборе элементов схемы с раз­личными параметрами) при нескольких дискретных значениях входных параметров.Поэтому на графике испытаний (рис. 1-3.1, а) будет получено несколько точек, по кото­рым строят кривые. Образованная пересе­чением полученных кривых область, очевид­но, является проекцией сечения области безотказной работы плоскостью, параллель­ной координатным осям x_lt,х_с . Но т.к. навходные параметры Xjимеются допуски, указанные, например, в ТУ на данный эле­мент схемы, то по ним можно построить рабочую область (на рис. 1-3.1, а заштрихо­вана). Если рабочая область не выходит за границы области безотказной работы, то при выбранном сочетании входных пара­метров x_j(j≠R; j≠C)данный узел (схема) работает безотказно. Можно определить также «запас» по изменению исследуемых параметров (в данном случае Х_R, х_с), прикотором узел или схема сохраняет свою работоспособность при неизменных значени­ях параметров прочих элементов.

Очевидно, если хотя бы один из осталь­ных входных параметров изменяет свое значение, конфигурация области безотказ­ной работы и, следовательно, проекции ее сечения изменятся. Поэтому для полного обследования положения рабочей области необходимо повторить процедуру испыта­ний, варьируя значения входных парамет­ров x_j(j≠R; j≠C)в пределах допусков на них. Для сложных узлов (схем) подобные испытания оказываются далеко не просты­ми. Однако у разработчиков узлов (схем) по опыту эксплуатации близких по назна­чению и конструкции блоков РЭА имеются сведения о том, какие параметры и каких элементов наиболее критичны, а какие ма­ло сказываются на работоспособности узлов (схем).

По результатам матричных испытаний можно изменить первоначально выбранные номинальные значения и допуски входных параметров для того, чтобы обеспечить наи­большую безотказность узла (схемы) по постепенным отказам элементов с учетом условии эксплуатации (тепловых, ударно­вибрационных и других нагрузок). Дей­ствительно, если в процессе испытаний уда­ется определить характер постепенного из­менения положения рабочей области в зависимости от наработки узла (схемы), можно установить оптимальное начальное положение рабочей области, как это иллю­стрируется на рис. 1-3.1,б, где t_нач — поло­жение рабочей области в начальный период эксплуатации узла (схемы). Особенно боль­шой эффект матричные испытания дают в случае, когда известны зависимости изме­нения параметров элементов от температу­ры, влажности, наработки, а также других факторов и эти зависимости положены в основу моделирования параметров элемен­тов. Опыт показывает, что невнимание к матричным (граничным) испытаниям при разработке узлов и блоков РЭА ведет к созданию аппаратуры, недостаточно стой­кой к воздействию эксплуатационных фак­торов.

Дата добавления: 2014-08-09; просмотров: 574; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!