一、提高高低溫交變試驗箱的可靠性是十分突出的问题
高低溫交變試驗箱的设计和生产上已经作了不少改进,如压缩机及关键零部件采用进口、系统上采用分流旁路的方法以调节制冷量、加强了低温加工工艺等措施,然而,国内一些企业生产的高低溫交變試驗箱的故障仍然发生,与同类国外产品比较,虽然产品的温度性能指标不差,但产品的可靠性确有较大差别,需要继续努力,认真解决。
産品的可靠性是産品質量的一個重要組成部分。即使産品的其它技術指標再先進,如果可靠性指標差,也會降低産品的使用價值,用戶將難以接受。只有産品的可靠性達到較好水平,産品的功能才能得到充分的發揮。
高低溫交變試驗箱(含高高低溫交變試驗箱)的用途是提供给生产、科研部门作低温试验用,能按IEC68-2-1、IEC68-2-14试验Nb、GB2423.1-89、GB2423.22-87试验Nb等试验方法,对电工、电子产品作低温试验(含高低温试验),以考核其在低温环境(或高低温环境)工作中的可靠性。显然,如果考核的设备———低温试验箱本身不可靠,例如:试品作低温试验要求周期96小时,而设备达不到96小时就出现了故障,则试验将半途而废,无法对试品作出正确判断,这是用户最不愿意出现的情况。
我们已经知道国内高低溫交變試驗箱质量已有提高,也已知道当前存在的问题还不少,可靠性水平不高。由于缺少足够的统计资料和试验数据,我们现在还无法确定:高低溫交變試驗箱的可靠性指标是多少?
二、高低溫交變試驗箱的可靠性指标及评定方法
为了要比较正确地了解现有高低溫交變試驗箱的可靠性指标,特提出一些看法。
1.高低溫交變試驗箱的可靠性指标
在可靠性理论中,给出了一些数学函数和计算公式,当高低溫交變試驗箱可靠度函数为指数分布时(有关文献认为仪表元器件及设备可靠度函数为指数分布),公式可简化如下:
(1)可靠度:産品在規定條件下和規定的時間內,完成規定功能的概率。
R(t)=e-λt
(2)累積失效概率:産品在規定條件下和規定的時間內失效的概率。
F(t)=1-R(t)=1-e-λt
(3)失效率:産品工作到t時刻後單位時間內發生失效的概率。
λ(t)=λ。
(4)密度函數:累積分布函數的變化率。
f(t)=λe-λt
(5)平均寿命:产品寿命的平均值,高低溫交變試驗箱为可修复的产品,可用平均无故障工作时间MTBF表示。
從以上公式可以看出:失效λ爲一常數,平均無故障工作時間MTBF爲失效率的倒數。
當低溫試驗箱連續運行時間t=MTBF=1/λ時,可靠度R(t)=e-λ·1/λ=e-1=0.37,說明一批低溫試驗箱工作到MTBF時,只有37%的産品還能繼續無故障工作,63%的産品已有故障,可靠性水平是不高的。
如果低溫試驗箱的MTBF能達到1000小時,或更高到2000小時,則低溫試驗箱在連續運行最長的試驗周期96小時後,産品的可靠度爲:
t=1000小時 R(t)=e-96/1000=0.908
t=2000小時 R(t)=e-96/2000=0.953
可以看出,经过96小时运行后,MTBF为1000小时的高低溫交變試驗箱可靠度为90.8%有9.2%的产品已发生故障,MTBF为2000小时,也有4.7%的产品已有故障需要维修。
2.如何评定高低溫交變試驗箱的MTBF
(1)首先必須規定故障判定標准:判定故障的原則應是:
在規定的條件下,規定的試驗時間內,性能指標不能達到或保持在允許的誤差範圍內,且在短時(如幾分鍾內)不能修複者。
對高低溫試驗箱可作出如下可靠性框圖。
A:自動控制系統;
B:冷凍機;
C:低溫系統中的重要零部件;
D:低溫系統中的管道;
E:風機
發生以下情況可判定爲故障:
a:制冷壓縮機損壞,無法繼續工作;
b.控制系統失靈,不能控制所需溫度,或不能工作;
c:低溫系統中重要零部件損壞或出現故障,且短時間內不能修複,如冷凝器、蒸發器泄漏,從而達不到低溫溫度;
d.管道系統中出現滲漏,系統內致冷劑減少到使低溫箱已達不到最低工作溫度;
e.鼓風機損壞,從而影響箱內降溫,並造成溫度誤差增大而超差。風冷低溫箱的冷凝風機損壞會大大降低制冷量,不能降溫。
f.其它出現不能降溫的情況,或在試驗運行過程中,溫度回升而超差短時不能修複者,或箱內溫度在室溫附近,恒不住者。
對一些小故障,不影響繼續運轉,或短時間修複者,不判作故障,如指示燈損壞、保險絲熔斷、照明燈不亮、儀表顯示溫度與實際溫度相差較大等。
由于外界環境條件超過設備規定的使用環境條件,如冷卻水溫度過高、水壓過低、電壓波動過大,從而使設備達不到性能指標;或由于用戶使用維護未按說明書要求從而造成問題,如試品負荷或試品總體積過大,從而大大延長了達到低溫的時間,或者根本達不到最低溫度,這些問題均不能判爲故障。
(2)確定低溫試驗箱的試驗時間和數量試驗時間的長短與抽樣多少相關,樣品愈多試驗時間愈短,但是,由于低溫箱生産批量較小,比如20台左右,可抽10台作爲子樣,試驗時間可按標准規定的最長時間96小時。
(3)試驗結果分析
我們采用一種最簡便的方法:截尾壽命試驗———點估計法。
低溫試驗箱可采用定時截尾有替換的壽命試驗,其MTBF可用公式
MTBF=nt/r 估算
式中 r:出現故障次數
n:抽樣台數
t:試驗時間
當t=96,n=10,欲期望MTBF=960,r只能出現一次。如r=0,說明MTBF已大于960小時,該批産品合格,如欲知該批産品的MTBF,則應加時試驗直到出現一次故障爲止。
當某台産品在試驗中出現故障而不替換,則應修複後繼續試驗,修複的台時數應從nt中減去。
(4)對用戶使用中的低溫試驗箱進行可靠性統計分析,估算MTBF指標。
生産廠對出廠前的産品進行可靠性評定固然重要,然而對用戶使用中的産品進行可靠性統計分析也是十分重要的。這種統計分析不但可以發現産品故障原因,以便認真研究解決,從而達到進一步提高産品可靠性的目的,還可更爲接近實際地評定産品的MTBF。計算時仍用公式MTBF=T/r,式中T爲被統計産品的總運行時間,r爲T時間內故障出現的次數。
爲了便于統計分析,應建立低溫試驗箱的用戶檔案,其主要內容包括:産品型號、名稱、出廠日期、用戶名稱、使用時間及狀況、故障次數及原因、維修記錄等內容。這些內容可用維修服務、訪問、函調等方式獲得。
三、提高高低溫交變試驗箱可靠性的措施
1.提高産品的固有可靠性
産品的固有可靠性指産品在設計、制造時內在的可靠性,是産品是否可靠最基本最重要的方面。爲提高産品的固有可靠性,包子app下载儀器采取了以下措施:
(1)合理的設計,包括結構型式、控制系統、低溫系統、空調系統等的可靠性,並注意産品的可維修性。産品投放市場後,對出現的問題,要及時予以改進。
(2)低溫系統中的關鍵零部件采用進口名牌。實踐證明,這是提高低溫試驗箱可靠性的重要措施,包子app下载儀器應繼續執行。
(3)對自制零部件和外購、外協件進行嚴格檢驗,不合格品絕不能進入裝配。
(4)提高裝配人員的質量意識,嚴格執行低溫裝配工藝,尤其要使低溫系統不泄漏,並能經受住運輸振動的考驗。
(5)嚴格出廠檢驗,對開始批量投産的産品應包括可靠性試驗。
目前,由于許多配套件,如冷凍機、電磁閥、膨脹閥、電機、儀表等均未提供可靠性指標,因此整機設計可靠性無法計算,但是以上措施是可以采用的。
2.注意使用可靠性和環境適應性
注意使用可靠性是指注意使用維護人員對産品可靠性的影響。低溫試驗箱應有專人使用和維護,認真地作出使用記錄,包括使用時間、環境條件、試品負荷等。如發現故障,應記錄其症狀、原因及維修情況和時間,並將此信息反饋到包子app下载儀器。
注意環境適應性是指注意産品所處的周圍條件對産品可靠性的影響。産品不應在超出說明書規定的環境條件下使用,如室溫過高、水溫過高、水壓不足等。
綜上所述,當前,繼續努力提高高低溫交變試驗箱的可靠性是必要的,也是可能的,开展评定包子app下载儀器高低溫交變試驗箱的MTBF工作也是必要的和可能进行的。
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