содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

ПРИЧИНЫ НЕНАДЕЖНОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Итак, надежность радиэлектронной аппаратуры определяется прежде всего тем, насколько часто в ней происходят полные или частичные отказы и насколько она приспособлена к их быст-рому устранению.

Отказы бывают внезапные и постепенные (износовые) или, как их классифицирует акад Н. Г. Бруевич, грубые и негрубые. Чем отличаются друг от друга эти виды отказов, каковы их причины и характерные черты?

Основное свойство внезапных отказов — случайный характер их появления.

Физический смысл внезапного отказа сводится к тому, что после некоторого, обычно сравнительно быстрого количественного изменения какого-либо параметра элемента схемы в нем происходит качественный скачок, в результате которого он теряет свои важнейшие свойства, необходимые для обеспечения стабильной работы аппаратуры. К таким отказам можно отнести перегорания предохранителя, пробой изоляции, короткое замыкание в лампе и др.

Причинами внезапных отказов чаще всего являются скрытые производственные дефекты и некачественные материалы и комплектующие детали.
Внезапные отказы могут вызываться также резкими изменениями внешних условий, например ударами, сильной вибрацией, перегревом и т. п.

Внезапные отказы в большинстве случаев являются -полными и очевидными. Появление в аппаратуре дыма и запаха гари, исчезновение звука в приемнике или изображения в телевизоре, нарушение настройки передатчика и т. п. наглядно свидетельствуют об отказе и его характере.

Однако если наличие внезапного отказа легко обнаружить, то установить его причины бывает значительно труднее. Иногда приходится долго отыскивать истинную причину отказа, прежде чем удастся обнаружить, какой из элементов вышел из строя и требует замены.

Опыт показывает, что внезапные или грубые отказы чаще всего возникают в начальный период эксплуатации аппаратуры.

В отличие от внезапных отказов постепенные (негрубые) отказы зависят главным образом от длительности эксплуатации аппаратуры, т. е. от срока ее службы.

Физический смысл постепенного отказа сводится к тому, что в результате постепенного, сравнительно медленного количественного изменения того или иного параметра элемента схемы этот параметр выходит за допустимые пределы, предусмотренные техническими условиями. В результате аппаратура в целом перестает нормально выполнять все или часть своих основных функций.

К постепенным отказам можно отнести понижение эмиссии электронной лампы, изменение емкости конденсаторов, величины сопротивлений и пр.

Постепенные отказы являются закономерным и неизбежным результатом износа и старения комплектующих деталей и материалов.

Благодаря этому постепенные отказы можно предупредить, периодически проверяя аппаратуру и своевременно заменяя детали, близкие к отказу.

Если внезапный отказ является, как правило, полным и очевидным, то постепенный отказ бывает обычно частичным и скрытым. Явные признаки отказа в большинстве случаев отсутствуют, и поэтому сами отказы часто обнаруживаются с запозданием, лишь в про-цессе очередного осмотра и ремонта аппаратуры. Обнаружение постепенного отказа в процессе эксплуатации часто бывает затруднено из-за применения в схемах аппаратуры различных автоматических систем регулирования.

Если графически изобразить частоту отказов, то для каждого тиша аппаратуры она будет выглядеть по-разному. Однако можно построить некоторую общую кривую частоты отказов, характерную для большинства типов радиоэлектронной аппаратуры. Эта типовая кривая показана на рис. 3.

Кривая частоты отказов имеет три явно выраженных, характерных участка, обозначенных цифрами У, 2, и 3.

Первый участок соответствует некоторому начальному периоду работы аппаратуры. Период этот для различных видов аппаратуры может продолжаться от нескольких десятков до сотен часов. Он характеризуется повышенной частотой отказов, большую часть которых составляют внезапные отказы-

В этот начальный период наибольшее число отказов приходится на электровакуумные приборы.

Конденсаторы и сопротивления, обладающие большим сроком службы, не дают заметного повышения частоты отказов. Отказы, являющиеся следствием нарушения технологического процесса и низкой культуры производства, как правило, больше всего выявляются в этот первоначальный период эксплуатации.
 

После замены отказавших деталей частота отказов постепенно уменьшается. Начальный период называют периодом «приработки» аппаратуры. Обычно первый участок вырабатывается во время заводской наладки и настройки или тренировки аппаратуры и не входит в (период ее плановой эксплуатационной работы.

Основным и наиболее длительным по времени является второй участок кривой. Отказы и в этот период имеют в основном внезапный характер, но средняя частота их резко снижается и становится сравнительно постоянной. На основе анализа именно этого периода работы аппаратуры и были определены все рассмотренные в предыдущей главе количественные показатели надежности. Для этого периода, когда износ деталей практически еще не наступил, а период «приработки» закончился, справедлив экспоненциальный закон надежности (закон распределения Пуассона).

После сравнительно продолжительного периода устойчивой работы, составляющего обычно для многих видов аппаратуры несколько тысяч часов, наступает период, показанный на третьем участке кривой. Он характеризуется новым нарастанием частоты отказов, имеющих на этот раз преимущественно постепенный характер и являющихся результатом старения и износа элементов -и материалов, примененных в аппаратуре.

Часто радиоэлектронная аппаратура не успевает доработать до этого периода. Если же аппаратура продолжает работать и дальше, то для восстановления ее надежности производятся полная проверка всех деталей и замена тех из них, которые вышли из строя или потеряли свои первоначальные параметры, т. е. капитальный ремонт аппаратуры.

Из сказанного очевидно, что надежность работы радиоэлектронной аппаратуры в решающей степени зависит от надежности всех входящих в нее отдельных элементов, деталей и материалов.

Выход из строя хотя бы одного элемента, находящегося под током или напряжением, приводит, как правило, к отказу всей аппаратуры или к ухудшению ее параметров.

Какие же детали или элементы чаще являются причиной отказа аппаратуры?
 

В общем случае ,все элементы, из которых обычно состоит радиоэлектронная аппаратура, можно разделить на два основных вида: элементы электрической схемы (электроэлементы) и механические элементы.

Электроэлементами принято называть детали и изделия, имеющие самостоятельное обозначение на принципиальных и монтажных электрических схемах и входящие в электрические цепи. К электроэлементам относятся типовые и специальные детали и изделия: электровакуумные и полупроводниковые приборы, сопротивления, конденсаторы, предохранители, изоляторы и т п.

В группу механических элементов входят все элементы кинематической схемы: подшипники, разъемы, зубчатые колеса, переключатели, контакты, крепежные детали и т. п.

Решающую роль в работе радиоэлектронной аппаратуры играют элементы электрической схемы. Они значительно сложнее и многочисленнее, чем механические элементы, и поэтому они обычно являются главным источником отказов аппаратуры.

Внезапные отказы (поломки) механических деталей встречаются сравнительно редко, а постепенные (из-носовые) отказы их появляются обычно позже, чем у электроэлементов. Они наблюдаются о-бычно в радиоэлектронной аппаратуре, эксплуатируемой не в стационарных условиях.

Относительное количество элементов в радиоэлектронной аппаратуре различно и зависит от ее назначения и сложности.

От назначения и сложности аппаратуры зависит и удельный вес основных типов элементов.

В табл. 1 приведено примерное распределение элементов для различных видов аппаратуры.

Наименее надежными элементами радиоэлектронной аппаратуры являются электровакуумные изделия. Поэтому, хотя они и составляют обычно не более 10% всего количества элементов аппаратуры, число отказов по их вине часто превышает 50% всех отказов аппаратуры.

Причины, вызывающие быстрый выход из строя электровакуумных приборов, можно разделить на две группы:
причины, ведущие к внезапному выходу из строя электронных ламп и проявляющиеся обычно в начальный период их эксплуатации;

(причины, ускоряющие потерю эмиссии и изменение параметров ламп.

В число причин первой группы входят короткое замыкание между электродами, обрывы электродов, трещины у ножек и баллонов и т. п. Эти дефекты являются следствием нарушения технологического процесса или низкого качества стекла и других материалов.

Нарушение технологии, вакуумной гигиены, отклонения в качестве исходных материалов приводят, как правило, к непоправимым последствиям, так как внутренние дефекты готовых ламп уже нельзя устранить, а скрытые дефекты в процессе предварительных испытаний почти невозможно обнаружить.

К причинам второй группы относятся повышение или понижение напряжения накала, наличие вибрации и т. п.
 

Таблица 1 Распределение типовых элементов в радиоэлектронной аппаратуре

Причины выхода из строя приемно-усилительных ламп

Процентное соотношение причин выхода из строя приемо-усилительных ламп видно из табл. 2- 4

Основной причиной выхода из строя конденсаторов являются пробой диэлектрика и перекрытие между обкладками через закраины (70—75% всех отказов).

Эти причины отказов наиболее часто наблюдаются у бумажных и слюдяных и иногда у керамических конденсаторов (перекрытие через зазор).

Причиной пробоев являются обычно слабые места в диэлектрике, не замеченные в процессе изготовления и испытания конденсаторов.

Перекрытие между обкладками является результатом дефектов в технологии производства (повреждение слюдяных пластинок, нарушение величины закраин и т. п.).

Важнейшими причинами выхода из строя сопротивлений являются обрывы и нарушения контактов (55— 60% всех отказов) и перегорание сопротивлений (35— 40%). Заметную роль играют также изменения величины сопротивления (5—8%).

Обрывы и нарушения контактов характерны для проволочных постоянных и переменных сопротивлений всех типов. Нарушения контактов выводов наблюдаются у непроволочных сопротивлений типов ВС и МЛТ.

Перегорание обычно наблюдается у переменных сопротивлений СП, постоянных проволочных сопротивлений и потенциометров. Более половины сгоревших сопротивлений выходит из строя из-за больших перегрузок, вызванных замыканием электродов электронных ламп и пробоем конденсаторов.

Наиболее частыми причинами выхода из строя трансформаторов, дросселей и других моточных изделий являются нарушения электрической прочности меж-витковой изоляции и изоляции на корпус, обрывы и перегорание проводов, плохая влагозащищенность, тяжелый тепловой режим (отсутствие отвода тепла). Нередко причиной выхода из строя трансформаторов бывают замыкания электродов в электронных лампах и пробой конденсаторов.

Применяемые в радиоэлектронной аппаратуре различного рода реле могут выходить из строя из-за зали-пания и обгорания контактов, поломки пружинных пластин, обрывов обмоток.

Повышение надежности работы элементов, используемых в радиоэлектронной аппаратуре, связано главным образом с уровнем культуры производства предприятий, их изготовляющих, и жестким контролем за качеством применяемых исходных материалов.
 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..