Оценка уровня технологичности конструкции устройства

Одной из основных задач технологической подготовки производства является оценка и обеспечения технологичности конструкции изделия. Наиболее распространённой в настоящее время является оценка технологичности по комплексному показателю, что позволяет рассматривать одновременно определённую группу признаков технологичности конструкции изделия:

i=s i=s

(4.1)

i=1 i=1

где K_i ─ величина частного показателя;

φ_i ─ функция, нормирующая весовую значимость показателя;

s ─ общее количество относительных частных показателей.

Величина коэффициента φ зависит от порядкового номера определяемого показателя в номенклатуре показателей, принятой для оценки изделия определённого класса, и рассчитывается по формуле:

i-1

(4.2)

где i ─ порядковый номер показателя ранжированной последовательности.

Уровень технологичности конструкции изделия определяется как отношение допустимого комплексного показателя технологичности к значению базового или нормативного комплексного показателя технологичности:

(4.3)

Для расчёта комплексного показателя технологичности конструкции изделия для условий неавтоматизированного производства выбирается несколько дополнительных относительных показателей, которые оказывают наибольшее влияние на технологичность конструкции. Состав таких показателей, их ранжирование последовательного по значимости и весовые коэффициенты приведены в таблице 4.1

В табл.4.1 приведен состав дополнительных показателей для электронных и радиотехнических изделий, где приняты следующие обозначения:

- количество операций обработки, сборки, монтажа, контроля и регулировки, которые можно осуществить механизированными или автоматизированными способами;

- общее число операций в технологическом процессе;

- общее количество микросхем и микросборок в изделии;

- общее количество ЭРЭ, включая модули и микромодули;

- количество операций монтажа, которые, можно осуществить механизированным или автоматизированным способом;

- общее число операций определенного типа;

- количество навесных элементов, подготовка которых к монтажу может осуществляться механизированным или автоматизированным способом, включая элементы, не требующие подготовки (реле, разъемы, патроны и т. п.);

- количество операций контроля и настройки, которые можно осуществить механизированным или, автоматизированным способом;

- количество типоразмеров ЭРЭ;

- количество типоразмеров печатных плат в изделии;

- общее количество печатных плат в изделии;

- количество типовых технологических процессов;

- общее количество технологических процессов.

Таблица 4.1

Состав дополнительных показателей технологичности конструкций электронных и радиотехнических изделий

Порядковый номер ранжированной последовательности	Показатель	Обозначение показателя и расчетная формула	Весовой коэффициент	Значение параметра
	Коэффициент использования микросхем и микросборок		1,0	0,067
	Коэффициент автоматизации и механизации монтажа		1,0	1,625
	Коэффициент механизации и автоматизации подготовки навесных элементов и монтажа		0,75
	Коэффициент автоматизации и механизации контроля и настройки		0,5
	Коэффициент повторяемости микросхем и микросборок		0,31	0,57
Продолжение таблицы 4.1
	Коэффициент повторяемости печатных плат		0,14
	Коэффициент применения типовых технологических процессов		0,11

Исходные данные для расчета дополнительных показателей технологичности для расчета электронных и радиотехнических изделий заносятся – в табл.4.2.

Таблица 4.2

Исходные данные для расчета показателей технологичности конструкции электронных и радиотехнических изделий

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение параметра	Значение параметра
	Количество микросхем и микросборок в изделии
	Количество ЭРЭ, включая модули и микромодули
	Количество операций монтажа, которые можно осуществить механизированным или автоматизированным способом
	Количество операций определенного типа
Продолжение таблицы 4.2
	Количество навесных элементов, подготовка которых к монтажу может осуществляться механизированным или автоматизированным способом, включая элементы, не требующие подготовки(реле, разъемы, патроны и т.п.)
	Количество типоразмеров печатных плат
	Количество типоразмеров ЭРЭ
	Общее количество печатных плат в изделии

Комплексный показатель технологичности

Уровень технологичности конструкции изделия:

Комплексный показатель технологичности проектируемого двигателя выше базового. Это достигается, в основном, за счёт повышения сборности конструкции и унификации применяемых деталей и сборочных единиц, и применяется при сборке типовых технологических процессов.

4.3 Расчёт надёжности системы управления шаговым двигателем

В табл. 4.3 приведен состав элементов, их количество и режим работы.

Для каждого типа элементов по приложения 5 определим интенсивность отказов в номинальном режиме λi и поместим их в третий столбец табл.4.3. Интенсивности отказов элементов с учетом условий их эксплуатации λi рассчитаем по формуле:

λi =К₁×К₂×К₃ × =1,07×1×1× =1,07 (4.4)

Пользуясь полученным соотношением, вычислим для всех типов элементов и поместим эти данные в четвертый столбец табл. 4.3. По данным второго и четвертого столбцов вычислим пятый столбец. Интенсивность отказов вычислителя λ _с найдем суммированием значений величин в пятом столбце табл.4.3. В результате получим

λ _с= =(2,87+3,34+11,75+7,83+14,12+0,214+0,034+ (4.5)

+0,0086+0,064+1,498)×10^-6=41,73×10^-6 ч.^-1

Определим среднее время безотказной работы

(4.6)

Вероятность безотказной работы в течение наработки t = 10ч рассчитаем по формуле

(4.7)

Оценим теперь основные показатели надежности вычислителя с учетом режимов работы его элементов, приведенных в шестом и седьмом столбцах табл.4.3.

Для каждого типа элемента и соответствующего ему режима из прил.4 выпишем значения поправочных коэффициентов и поместим их в восьмой столбец табл.4.3. Вычислим произведение (перемножением пятого и восьмого столбцов табл.4.3) и поместим его значения в девятый столбец.

Интенсивность отказов контроллера определим по формуле:

(4.8)

Среднее время безотказной работы контроллера

(4.9)

Вероятность безотказной работы контроллера в течение
t = 10,50,100,500,1000 ч. определяем из:

P_c(t)=exp(-28.2×10^-6×10)»0.99972 (4.10)

P_c(t)=exp(-28.2×10^-6×50)»0.99859

P_c(t)=exp(-28.2×10^-6×100)»0.99718

P_c(t)=exp(-28.2×10^-6×500)»0.98600

P_c(t)=exp(-28.2×10^-6×1000)»0.97219

Рисунок 4.1 Вероятность безотказной работы контроллера

Таблица 4.3

Расчёт показателей надёжности

Наименование, тип элементов	Число элементов	Интенсивность отказов	Интенсивность отказов		Режим работы	ljaj×nj,aj,10-6ч-1
Коэффициент нагрузки, Кн	Температура, °С
1. Полупроводни- ковая интегральная схема		0,67	0,717	2,87	0,8			2,87
2. Транзистор кремниевый		0,78	0,8346	3,34	0,8		0,85	2,84
3.Диод кремниевый		1,22	1,3054	11,75	0,6		0,72	8,46
4.Конденсатор электролитический		0,64	0,6528	7,83	0,5		0,64	5,01
5. Резистор		0,6	0,6420	14,12	0,4		0,51	7,20
6. Вилка прямая на плату 3-х штырьковая		0,02	0,214	0,214	0,6			0,214
7. Вилка прямая на плату 4-х штырьковая		0,016	0,017	0,034	0,5			0,034
8. Вилка прямая на плату 8-ми штырьковая		0,008	0,0086	0,0086				0,0086
9. Гнездо 6-ти контактное		0,06	0,064	0,064	0,8			0,064
10. Соединение пайкой		0,01	0,0107	1,498	-			1,498