可靠性设计案例

可靠性设计案例可靠性设计案例10/10可靠性设计案例可靠性设计案例【篇一：可靠性设计案例】培训大纲第一单元、常用的可靠性指标及客户可靠性要求的分解1.常用的可靠性指标可靠度、不能靠度、瞬时无效率、保证寿命、平均寿命、特色寿命、平均修复时间、有效度。2.可靠性与mtbf的理解一个电表的故事3.客户可靠性要求的分解第二单元、可靠性模型的建立第三单元、可靠性预计gjb可靠性预计法广州地铁电源系统的可靠性模型和预计第四单元、电子可靠性设计1.可靠性设计的思路设计失败的案例2.某型计算机可靠性设计弊端解析3.降额设计4.储备（冗余）设计5.潜藏通路解析案例1潜藏通路案例2潜藏时间案例3潜藏标志案例4潜藏指示地铁上紧急按钮的潜藏指示6.电子产品热设计温度对电子设备可靠性的影响电子设备热的本源热设计的目的热设计的程序热设计中元器件布局案例案例热设计中元器件的安装原则安装失耽误事情例鼓风机的选择与安装冷却剂流道设计改进热设计的方法及案例案例1密封电子设备案例2机载电子设备7.软件可靠设计技巧与管理软件可靠设计案例第五单元、元器件的常有的无效模式及预防对策①阻容元件常有的无效模式及预防对策案例②二极管三极管常有的无效模式及预防对策案例③机电元件常有的无效模式及预防对策案例④集成电路常有的无效模式及预防对策案例⑤防浪涌设计案例⑥防闩锁设计案例esd防范案例第六单元、可靠性试验1.可靠性试验及其分类2.可靠性测定试验点预计区间预计3.可靠性判断试验试验大纲试验条件试验样品一次抽样检验方案的基本源理案例解析4.halt/hass试验1)halt和hass的看法与应用范围高加速的基本源理3)halt/hass试验过程及方法睁开halt和hass的几点看法5.加速寿命实验寿命试验的分类寿命试验的测试点寿命试验的数据办理加速寿命试验的理论依照加速应力的选择样品数量的选择激活能的计算双应力加速实验法6.可靠性实验案例介绍案例1已知置信度和mtbf时的实验测定案例2已知置信度和可靠度时的实验测定案例3案例加速寿命实验测定法案例4激活能的测定tag:【篇二：可靠性设计案例】一、可靠性看法（一）产品的可靠性是指：产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。对产品而言，可靠性越高就越好。可靠性高的产品，能够长时间正常工作（这正是所有花销者需要获取的）；从专业术语上来说，就是产品的可靠性越高，产品能够无故障工作的时间就越长。3从实践中看，有的产品诚然能工作，但不能够完成规定功能；有时出现局部故障，但尚能完成必然的功能。产品的可靠性，能够针对产品完成的某一种功能而言，也能够针对其多种功能的综合而言。因此，在详尽进行可靠性解析研究时。第一必定对产品在什么情况下叫做不能靠，在什么情况下叫做无效，要有一个明确的规定，也就是说，要对产品故障的无效判据加以规定，合理的给出故障判据。在研究产品的可靠性问题时，必定牢牢掌握可靠性三大概素，即时间、条件、功能，建立一个基本看法，即概率统计的看法。一、可靠性看法（二）可靠性的重要性对可靠性的重视度，与地区的经济发达程度成正比。比方，英国电讯（bt）关于可靠性管理/指标要求有产品寿命、mtbf报告、可靠性框图、无效树解析（fta）、可靠性测试计划和测试报告等；泰国只有mtbf和mttf的要求；而厄瓜多尔则未提到，可是提出环境适应性和安全性的要求。产品的可靠性很重要，它不但影响生产企业的前途，而且影响到使用者的安全（前苏联的缔盟11号宇宙飞船返回时，因压力阀门提前打开而造成三名宇航员所有死亡）。可靠性好的产品，不仅好够减少企业的维修花销，而且能够很快就打出品牌，大幅度提升企业形象，增加企业收入。随着市场经济的发展竞争日益激烈人们不但要求产品物美价廉而且十分重视产品的可靠性4随着市场经济的发展，竞争日益激烈，人们不但要求产品物美价廉，而且十分重视产品的可靠性和安全性。日本的汽车、家用电器等产品能够据有美国以及国际市场。主要的原因就是日本的产品可靠性胜过我国一筹。美国的康明斯、卡勃彼特柴油机，大修期为12000小时，而我国柴油机但是1000小时，有的甚至几十小时、几百小时就出现故障。我国生产的电梯，平均使用寿命（指两次大修期的间隔时期）为3年左右，而外国的电梯平均寿命在10年以上，是我们的3倍；故障率，外国平均为0.05次，而我国为1次以上，高出20倍，这样的产品怎么有竞争力呢！因此要想在竞争中立于不败之地，就要狠抓产质量量，特别是产品可靠性，没有可靠性就没有质量，企业就无法在激烈的竞争中生计和发展。因此，可靠性问题必定引起政府和企业的高度重视，抓好可靠性工作，不但是关系到企业生计和发展的大问题，也是关系到国家经济兴衰的大问题。一、可靠性看法（三）可靠性指标权衡产品可靠性水平有好几种标准，有定量的，也有定性的，有时要用几种标准（指标）去胸襟一种产品的可靠性，但最基本最常用的有以下几种标准。1.可靠度r（t）它是产品在规定条件和规准时间内完成规定功能的概率。一批产品的数量为n，从t=0时开始使用，随着时间的推移，无效的产品件数逐渐增加，而正常工作的产品件数n(t)逐渐减少，用r(t)表示产品在随意时辰t的可靠度。2.可靠寿命[cr(tr)]它与一般理解的寿命有不同样含义，看法也不同样，设产品的可靠度为可靠寿命[cr(tr)]它与般理解的寿命有不同样含义，看法也不同样，设产品的可靠度为r(t)，使可靠度等于规定值r时的时间tr的，即被定义为可靠寿命。3.无效率（故障率）（t）它是指某产品（零部件）工作到时间t此后，在单位时间△t内发生无效的概率。4.有效寿命与平均寿命有效寿命一般是指产品投入使用后至达到某规定无效率水平从前的一段工作时间。而平均寿命mttf关于不能修复产品，指从开始使用直到发生无效这一段工作时间的平均值；关于可修复的产品，是指在整个使用阶段和除维修时间此后的各段有效工作时间的平均值。5.平均无故障工作时间mtbf是指相邻两次故障之间的平均工作时间，也称为平均故障间隔。它仅适用于可维修产品。同时也规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为mtbf。其他如可靠度、有效度、维修度、平均维修时间等也是权衡产品可靠性水平的一种标准，但是一般以可靠寿命无效率就足以说明产品可靠性程度了。一、可靠性看法（四）采用可靠性技术，能够对产质量量作出全面的议论。关于一个高质量的产品来说，除了各项性能指标均吻合要求外，还包括产品随时间变化而保持自己工作能力的性能，这就是产品的可靠性指标产品的可靠性是与时间故障定义故障形式6的可靠性指标。产品的可靠性是与时间、故障定义、故障形式等要素有关的一种综合性能。从看法上说，它包括了产品的无故障性和长远性问题。由于产品故障与长远性经常与一些有时现象有关，常用随机量和随机函数来描述这些现象或过程。因此，评价产品可靠性的各项指标都拥有概率性质。案例长征系列火箭的可靠性（一）案例长征系列火箭的可靠性（一）神舟号载人飞船的胜利飞天，托举神舟号飞船成功飞天的运载火箭是号称中华神箭的长征-2号f型运载火箭，其简写形式为长征-2f（cz-2f）运载火箭。cz-2f火箭由芯级、二级和4个助推器、整流罩、逃逸塔等组成的火箭全长58.34m，腾跃质量479.8吨，芯级直径335m助推器直径225m整流罩最大7径3.35m，助推器直径2.25m，整流罩最大直径3.8m，火箭的芯级和助推器发动机均使用四氧化二氮和偏二甲肼作为推进剂，它可把8t重的有效载荷送入近地点高度200km，远地点高度350km的轨道。它由箭体结构系统、动力装置系统、控制系统、推进剂利用系统、故障检测系统、逃逸系统、遥测系统、外测安全系统、附加系统、地面设备系统共十个大小系统组成。案例长征系列火箭的可靠性（二）案例长征系列火箭的可靠性（二）cz-2f火箭从1992年开始研制，1999年11月首飞成功。在历时七年的研制过程中向来将可靠性、安全性放在首位。火箭上广泛采用了冗余设计，提升了元器件等级和精选标准，结构设计提升了节余强度系数，发动机也进行了旨在提升可靠性的设计火箭的可靠性指标从cz2e的0918设计。火箭的可靠性指标从cz-2e的0.91提高到0.97，使它成为目前国内可靠性指标最高的运载火箭。从数字上看，可是是0.06的差别，但它是载人火箭与非载人运载火箭的分水岭，是设计人员设计理念的一次转变与飞驰，同时，它也给设计和试验人员带来了很大的设计和试验工作量。案例长征系列火箭的可靠性（三）案例长征系列火箭的可靠性（三）为了达到载人翱翔的高可靠要求，设计人员把可靠性作为产品设计的重点，对影响运载火箭成败的重点项目和环节，如控制系统的惯性测量装置、箭机、伺服机构综合放大推对无法采用冗余措施的系统，如液体火箭发动机进行了以提升可靠性为目的的改进设计，箭体结构提升了节余强度系数，特别是针对历史上火箭行试验中的9机构、综合放大器、推进剂利用系统的控制机、遥测系统的一类参数测量装置、发射机，故障检测办理系统的逃逸程序控制器、外安系统的单脉冲应答机等均进行了冗余设计，大幅度提升了系统的可靠性。箭翱翔试验中出现的问题和单薄环节，重点解决了防节余物、防虚焊、防断压线、防松动、防漏电、防电磁搅乱、防过负荷、防不相容、防漏液漏气、防局部环境放大、防装置应力、防应力集中等问题。案例长征系列火箭的可靠性（四）案例长征系列火箭的可靠性（四）在可靠性试验方面，重点进行了电子产品的环境应力精选、可靠性增加试验、环境安全余量试验和电磁兼容试验。全箭的控制推进剂利用cz-2f火箭的安全性指标是0.997，这是我国运载火箭史上首次对火箭提出安全性指标。作为载人运载火箭航天员的10控制、推进剂利用、故障检测办理、遥测和外安五大电子电气系统，共有近360种不同样种类的电子产品，五百多台（件）配套产品，这些产品的可靠与否，直接关系到火箭翱翔的成败。运载火箭，航天员的安全向来要放在所有工作的首位。左图上海航天部门工程技术人员正在测试第二节长征三号火箭发动机的液位传感器应用转动轴承的可靠性设计应用转动轴承的可靠性设计??转动轴承绝大多数已标准化，由特地工厂大量制造，工艺成熟、用材优秀，积累了好多疲倦试验的数据，是最早拥有可靠性指标的机械部件。其可靠性设计理论比较成熟。??依照轴承标准，可靠度r(t)=0.9时转动轴承的寿命，由疲倦寿命曲线导出，按下式计算????????????cl1011??大量试考据明，转动轴承的疲倦寿命遵从威布尔分布。????????pl10??????????????????????????????????001llllffelf????????????????????????????????00llllffelr应用转动轴承的可靠性设计应用转动轴承的可靠性设计????05.09.0lnln95.0110????????????????????fflrlla将上式两边取对数并进行代换化简能够获取12上式适用于可靠度r0.90的情况??????1109.0lnln????????????????fflrlla上式适用于可靠度r0.90的情况应用转动轴承的可靠性设计应用转动轴承的可靠性设计13????135.0200002500010536.09.0lnln91010????????????????????????????????????????lllrff????%3.87873.025000????r应用转动轴承的可靠性设计应用转动轴承的可靠性设计(2)由前式可得????hllrllff953905.09.0lnln95.010110????????????????????14因此可知，选择一只轴承，若可靠度为90%，则额定寿命为20000小时，若是用于要求可靠度为95%的场合，其使用寿命仅为9539小时，因此，不应随意提升目标可靠度的要求，必定依照不同样产品的要求，权衡考虑，确定最正确可靠度。【篇三：可靠性设计案例】依照Ｚｉｅｇｌｅｒ—Ｎｉｃｈｌｅ条件，如令Ｔ＝０．１Ｔｋ；Ｔｉ—Ｏ．５Ｔｋ；ＴＤ—Ｏ．１２５Ｔｋ。式中，Ｔｋ一纯比率作用下的临界振荡同期，则Ｐ（ｋ）一Ｋｐ〔２．４５ｅ（ｋ）一３．５ｅ（ｋ一１）＋１．２５ｅ（ｋ一２）〕。参照文件１潘新民微型计算机控制技术，人民邮电初版社，１９８７年９月２周明德微型计算机硬件、软件及其应用，清华大学初版社，１９８２年提升系统可靠性设计的实例（南通二纺机有限企业）大纲提升系统的可靠性，除提升单元可靠性的方法外，更为理想的是采用可靠性设计的方法对系统进行改进设计，如采用降额设计，简单化、标准化设计，冗余设计等。本文经过几个设计实例对此作了阐述，可供在产品设计中借鉴、参照。我国机械产品的可靠性与外国同类产品对照，有比较明显的差距，其原因是多方面的。其中很重要的一点是我国的配套水平低，工业基础较单薄。资料、热办理、电气元器件、机电产品等与发达国家对比均有很大差距。为提升产品的可靠性，我们常用的方法是提升单元（零、都件）的可靠性。如采归进口材料、元器件，在设计中加大安全系数等。采用这些方法可获取明显收效，不乏成功的模范。但其弊端也很明显：采归进口件会使产品成本大幅度上升，市场竞争能力减弱，有时进口会碰到很大的限制，甚至无法进口；加大安全系数会使机械结构粗笨，速度降低，能耗增加，且有时受结构限制，无法采用。那么可否有方法在不提升单元可靠性的前提下，应用可靠性设计的原理与方法，经过巧妙的设计，使系统可靠性有较大幅度的提升呢？答案是必然的。下面举几个外国和我们在织机设计中的实例来说明这一点。实例一：来自意大利ＳＯＭＥＴ企业的天马一１１型剑杆织机的共轭凸轮张口机构。高档织机的综框厚度一般仅１２ｍｍ，因此控制一页综框起落的共轭凸轮机构必定安排在１２ｍｍ之内。一般设计如图１（ａ）所示，两片共轭凸轮重叠部署，每片厚度最多为６ｍｍ，相应的滚轮、连杆机构等也必定在６ｍｍ之内设计。由于高档织机的速度高、冲击大，这对各构件的材质、热办理等均有很高的要求。天马一１１的ＢＲＳｌ２型踏盘机构采用了如图１（ｂ）的设计方法，使得凸轮、滚子和相应机构可在１２ｍｍ内部署。机构的受力情况大为改进，系统可靠性明显提升。’图１共轭凸轮张口机构表示图下面我们计算一下其可靠性（寿命）提升的详尽数值。依照可靠性原理，系统可靠性决定于组成该系统的各单元的可靠性，且受最低可靠性单元的影响最大。在本机构中，滚轮直径比凸轮外径小得多，且受交变负荷的作用，较易发生疲倦无效。因此滚轮是本系统中的单薄环节，我们来计算其使用寿命。滚轮一般采用滚子轴承结构，其基本额定寿命为：式中Ｃ一基本额定动负荷（Ｎ）；Ｐ一当量动负荷（Ｎ）；ｅ一寿命等式指数，对滚子轴承ｅ一１０／３。３９万方数据万方数据万方数据可靠性研究基本额定动负荷Ｃ对向心滚子轴承的计算公Ｃ＝工（ｉ厶ｎｃｏｓ口）７／９２３／４Ｄ阢２９／２７式中知一系数；厶ｎ一滚子有效长度；口一接触角；Ｚ一转动体个数；Ｄ肌一滚子直径。现设滚子有效长度ＬＰ增加一倍，其他量均不变，则可算得基本额定动负荷增加０．７１４倍。当量负荷Ｐ不变，其基本额定寿命增加的倍数为：（筹）１０舟＿６．０２６即经过这一改进设计，使得此系统的可靠性是原设计的６倍。在本例中使用了可靠性设计中的降额设计方法，使单薄环节的负荷降低，从而提升了系统的可靠二、以一当八巧解难题例二来自我们的协作厂家。ＧＡ７０７型喷气织机上应用轴编码器作为主要传感器，为控制系统供应角度信号。该轴编码器为绝对式，结构原理如图２。图２轴编码器原理图发光二极管１发出的光经过码盘２被光敏元件３接受。码盘在不同样的角度上有透光和不透光的不同组合，从而产生不同样的角度信号。８位编码可有２８—２５６种不同样组合，实质用了其中的１８０个编码，即精度为２度。在试制初期，国产编码器的使用寿命比进口产品差得多，很不牢固，无法取代进口。该协作厂经对损坏原因进行解析发现，除加工工艺性较差外，主姜４０的损坏件是其中使用的国产微型发光二极管。原因找到后原打算从外国进口这种发光二极管，但由于在试制时期，批量很小，无法进口。因此他们在设计上采用了措施：用一个大的长条发光二极管来取代原来的８个发光二极管。这一看似简单的改进，却使轴编码器的使用寿命大为提升，与外国产品的差距大大缩小。这其中诚然有大发光二极管可靠性比原用微型管提升的要素，但这“以一代八”却更吻合可靠性设计的原理。我们假定其元件自己可靠性没有提升，来计算这“以一代八”获取的收效。从原系统看，８个二极管中只要有一个损坏，就会使整个系统无效，其为一串通系统。串通系统的数学模型为：ｎ１＿ｒＲｓ＝．ＬｌＲｉＲｓ一系统可靠度；Ｒｉ一第ｉ单元可靠度。设在测试时间￡内，二极管的可靠度Ｒ￡＝０．９，即有十分之一的损坏，则该串通系统的可靠度为：尺ｓ—Ｒ￡８一Ｏ．４３即有一半以上无效。如改为一只发光二极管，其可靠度相当于单元可靠度，即尺ｓ—ｍ一０．９。即十分之一的无效。可靠性大为提升。如结构赞同，采用两只并联的大发光二极管来取代原设计，其可靠度为：即仅百分之一的无效。如轴编码器的精度进一步提升（编码位数增加），则这一改进设计的收效更为明显。由此例可知，串通系统的可靠性随单元可靠性的提升及单元数量的减少而迅速上升；采用冗余或并联设计对提升系统可靠性有特别显著的收效。三、以静制动巧延寿命此例来自我们仿制外国织机的准时定量润滑系原设计采用一只２４Ｖ小型电动机，经过一套行星齿轮减速轮系，驱动凸轮每两小时转一圈，带动柱塞泵工作，为织机注入定量润滑油。仿制的该产品在实质使用中很快裸露出好多问题：小型电动机长远在温湿度较大的环境下使用发热严重，有的烧坏；行星轮系减速比太大，使电机负万方数据万方数据万方数据可靠性研究荷重，且自己资料、热办理、加工质量但是关，很易磨损无效；柱塞泵加工精度不高，漏油，造成加油量不足等，根本无法使用。要完整解决这些问题，要花很大的代价，在生产量小时还不如直接从外国进口。而外国油泵在使用１～２年后，也逐渐裸露出加油不正常的问题。我们对外国该润滑系统进行解析后认为，该系统的设计自己很不合理。从功能要求来看，是每两小时定量加一次油，每次实质加油时间仅几秒钟。该系统为实现这一功能要求使整个系统空运转近两小时，造成无谓的功耗和磨损。而且为降低速度采用了特大减速比的行星轮减速机构，也是机械设计中的大忌。为此我们重新进行了设计：选择一加油量合适的电动齿轮泵（为提升加油精度可选加油量小的，如每转几毫升的），增加一套减速机构，减速比应依照加油精度选择，一般控制在使油泵几十秒钟转一圈。控制系统每两小时发一信号，使油泵转动加油，油泵转动时间设计成可调的，以适应不同样的需要。这一改进设计，所有采用国产器件，达到了很好的使用成效，由于系统的每次工作时间仅为原来的几百分之一，换句话说系统的使用寿命延长了几百倍。四、结论１．依照可靠性设计的原理，对现有机构进行改进设计，从而提升系统的可靠性，会获