可靠性设计准则(9)

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1、可靠性设计准则1.目的 通过制定并贯彻型号可靠性设计准则， 把有助于保证、提高产品可靠性的一系列设 计要求设计到产品中去。2.可靠性设计准则的制定 2.1.制定可靠性设计准则的依据 （1）型号立项论证报告、研制总要求及研 制合同（包括工作说明）中规定的可靠性设计要求； （2）国内外有关规范、标准和手册中所提出的可靠 性设计准则等相关内容； （3）类似型号中制定贯彻的可靠性设计准则中的有 关条款； （4）通过调研，了解使用人员在使用中对产品的可 靠性方面需求，整理转化为可靠性设计准则； （5）研制单位所积累的可靠性设计经验和失败所取 得的教训。2.2.制定程序型号可靠性设计准则的制定程序见下页图

2、（1）明确型号可靠性设计准则的适用范围 （2）制定型号型号可靠性设计准则初稿（3 ）形成型号可靠性设计准则评审稿 （4）形成型号可靠性设计准则正式稿3.按技术分类可靠性设计准则 3.1.简化设计 （a）应对产品功能进行分析权衡，合并相同或相似功能， 消除不必要的功能。 （b）应在满足规定功能要求的条件下，使其设计简单，尽 可能减少产品层次和组成单元的数量。 （c）尽量减少执行同一或相近功能的零部件、元器件数量 。 （d）应优先选用标准化程度高的零部件、紧固件与连接件 、管线、缆线等。 （e）最大限度地采用通用的组件、零部件、元器件，并尽 量减少其品种。 （f）必须使故障率高、容易损坏、关键性的

3、单元具有良好的 互换性和通用性。 （g）采用不同工厂生产的相同型号成品件必须能安装互换 和功能互换。 （h）产品的修改，不应改变其安装和联接方式以及有关部 位的尺寸，使新旧产品可以互换安装。3.2.冗余设计 （a）当简化设计、降额设计及选用的高可靠性的零 部件、元器件仍然不能满足任务可靠性要求时，则 应采用冗余设计。 （b）在重量、体积、成本允许的条件下，选用冗余 设计比其它可靠性设计方法更能满足任务可靠性要 求。 （c）影响任务成功的关键部件如果具有单点故障模 式，则应考虑采用冗余设计技术。 （d）硬件的冗余设计一般在较低层次(设备、部件) 使用，功能冗余设计一般在较高层次进行(分系统、 系

4、统)。 （e）冗余设计中应重视冗余转换的设计。在进行切 换冗余设计时，必须考虑切换系统的故障概率对系 统的影响，尽量选择高可靠的转换器件。 （f）冗余设计应考虑对共模共因故障的影响。3.3.热设计 （a）传导散热设计。如：选用导热系数大的材料， 加大与导热零件的接触面积，尽量缩短热传导的路 径，在传导路径中不应有绝热或隔热件等。 （b）对流散热设计。如：加大温差，即降低周围对 流介质的温度；加大流体与固体间的接触面积；加 大周围介质的流动速度，使它带走更多的热量等。 （c）辐射散热设计。如：在发热体表面涂上散热的 涂层以增加黑度系数；加大辐射体的表面面积等。 （d）耐热设计。如：接近高温区的所

5、有操纵组件、 电线、线束和其它附件均应采取防护措施并用耐高 温材料制成；导线间应有足够的间隙，在特定高温 源附近的导线要使用耐高温绝缘材料。3.4.环境防护设计 3.4.1.防潮湿设计 （a）采取具有防水、防霉、防锈蚀的材料。 （b）提供排水疏流系统或除湿装置，消除湿 气聚集物。 （c）采取干燥装置吸收湿气。 （d）应用保护涂层以防锈蚀。 （e）憎水处理，以降低产品的吸水性或改变 其亲水性能。 （f）浸渍，用高强度和绝缘性能好的涂料来 填充某些绝缘材料。3.4.2.防盐雾腐蚀设计 防止盐雾导致的电化学腐蚀、电偶腐蚀 、应力腐蚀、晶间腐蚀，均匀氧化等。 3.4.3.防霉菌设计 （a）采用防霉剂处

6、理零部件或设备。 （b）设备、部件密封，并且放进干燥剂，保 持内部空气干燥。 （c）在密封前，材料用足够强度的紫外线辐 照，防止和抑杀霉菌。3.5.抗冲击、振动和噪声设计 （1）抗冲击、振动和噪声设计的主要方法 （a）消源设计。如：液体火箭发动机的振动是导弹 的一个主要的振源，通过消除发动机不稳定燃烧、 改变推力室头部喷嘴的排列和流量，减小其振源， 就能降低导弹振动的等级。 （b）隔离设计。如：采用主动隔离或者被动隔离方 法将设备与振源隔离开来。 （c）减振设计。如：采用阻尼减振、动力减振、摩 擦减振、冲击减振等方法消耗或者吸收振动能量。 （d）抗振设计。如：改变安装部位；提高零部件的 安装刚

7、性；安装紧固；采用约束阻尼处理技术；采 用部件密封；防止共振等。 （2）部分具体设计准则（不限于以下条款） （a）当激振频率很低时，应增强结构的刚性，提高 设备、零部件及元器件的固有频率与激振频率的比 值，以使设备和元器件的固有频率远离共振区。 （b）电子元器件的引线应尽量短，以提高固有频率 。 （c）电子元器件应固定在底盘上或板上，以防止由 于疲劳或振动而引起的断裂。 （d）焊接到同一端头的绞合导线必须加以固定，使 其在受振动时，不致发生弯曲。 （e）接插头处尽可能有支撑物。 （f）在挠曲与振动环境条件下，尽量使用软导线而 不宜用硬导线。（g）避免悬臂式安装器件。如果采用，必须经过仔 细计算

8、，使其强度能在使用的设备最恶劣的环境条 件下满足要求。 （h）模块和印刷电路板的自然频率应高于它们的支 撑架的自然频率。 （i）继电器安装应使触点的动作方向同衔铁的吸合 方向，尽量不要同振动方向一致。 （j）通过金属孔或靠近金属零件的导线必须另外套 上防护套管。 （k）对于小型电阻器、电容器尽可能卧装。在元器 件与底板间用硅橡胶封装。对大电阻器、大电容器 则需用附加紧固装置。 （l）对于印刷电路板，应加固和锁紧，以免在振动 时产生接触不良和脱开振坏。 （m）对有减振要求的设备应具有减振装置，在安 装时与系统周围结构应留有足够的间隙。3.6.稳定性设计 在进行非电产品可靠性设计过程中，应该 运用

9、稳健性设计方法，减少产品质量特性波 动、提高产品抗干扰能力。采用正交表安排 试验方案，通过对各种试验方案的统计分析 ，找出抗干扰能力强、调整性好、性能稳定 、可靠的设计方案。 3.7.安装设计 （a）各零部件、元器件、组件(特别是易损件和常拆件)的安 装要简便，安装件周围要有足够的空间。 （b）系统、设备、组件的配置应根据其故障率高低、尺寸 和重量以及安装特点等统筹安排。尽量做到在安装时不拆卸 、不移动其它部分，在必须拆卸和移动其它部分时，要满足 操作简便的要求。 （c）功能相同且对称安装的部、组、零件，应设计成可互 换通用。修改设计时，应考虑同型号先后产品的替换性。 （d）安装人员的操作和工

10、作应按逻辑和顺序安排。 （e）安装对象和安装设备应使安装人员经过适当培训即能 适应安装工作。 （f）安装规程和方法应简单、明确、有效并尽量图解化，使 安装人员易于理解和记忆。 （g）应避免或消除在安装操作时发生人为差错的可能，即 使发生差错也能容易发觉。外形相近而功能不同或安装时容 易发生差错的零、部件，应从结构上加以限制或有明显的识 别标记。 （h）不允许倒装或不允许旋转某一部位安装的零件，应采 用非对称安装结构。 （i）左、右(或上、下)及周向对称配置的零部件，应尽可能 设计成能互换的；若功能上不互换，则应在结构、联接上采 取措施，使之不会装错。 （j）在安装时可能发生危险事件的部位，须设

11、危险警告标志 。 （k）安装部位应提供自然或人工的适度照明条件。 （l）应采取措施，减少系统、设备、机件的振动，避免安装 人员在超出有关规定标准的振动条件下工作。 （m）避免在两个刚性支承接头之间安装直导管。 （n）在两个允许有相对运动的接头之间不应采用铝导管。 （o）液压管路要远离人员所处的位置。 （p）液压管路必须远离排气管道、热总管、电气线路、无 线电线路、氧气管道、各种设备和绝缘材料。在所有场合下 ，为防止导管泄漏引起着火，液压管路都要位于上述各种装 置之下。（q）不应将液压管路与其他易燃流体管路汇集在一起，以 免各种不同系统相互接错。 （r）所有系统的压力管路和易着火区内的回油管路，

12、应使 用不锈钢管或钛合金管。 （s）铝合金回油和吸油管路不应布置在易着火区。 （t）管路安装应保证合适的支承间隔。 （u）导管和导管之间，导管和结构、运动部件之间，导管 和其他系统之间应有合理的足够的间隙，以保证在最不利的 制造公差，最严酷的环境条件，最严重变形条件下不产生相 互接触和磨损。系统导管最小间隔是根据扳手(或连接相配导 管的其他工具)和导管端头尺寸要求决定的。导管间的间隔应 尽可能地大一些。 （v）应尽可能缩短管路长度。管路应尽可能避免通过易被 损伤或环境不利于系统工作的通路。在易被损伤通路区段的 导管，应采取有效的防护措施。 （w）管路不允许进入运动机构的运动区域内，并有足够的

13、间隙。（x）管路尽量不敷设在有较大结构变形的范围内，如在变 形区内敷设管路，其间隙应予以重视。 （y）在导管用卡箍固定在结构或其他刚性零件上的地方， 卡箍两边附近处导管与结构之间至少要留有6mm的间隙，而 在卡箍处则至少要有3mm的间隙。在相邻零件有相对运动处 ，在最不利的情况下至少应有6mm的间隙。 （z）为了防止在工作中由于变形或运动而与零件的凸出部 分、螺母、螺栓、卡箍或结构的锐棱相接触，与上述物体之 间必须留有适当的间隙，在最不利的情况下应有不少于6mm 的间隙。在卡箍间的设备与相邻结构之间一般留有至少 13mm的间隙。在导管通过护孔圈的地方，应防止护孔圈偏斜，以免导管与结构接触或划伤

14、护孔圈。 3.8、液压件设计 1）液压附件、导管及连接件与操纵系统的钢索和联动装置 至少相距25mm；所有接头和连接点离开交叉点至少50mm。 液压管路与电气线路至少相距50mm，且液压管路应装在电 气线路的下方。要固定交叉的液压管路，并至少保持6mm的 距离。 2）在两个刚性连接中间的软管可根据需要加上必要的支承 ，但不能用紧而硬的卡箍在外径上进行刚性固定。如两个刚 性连接中间的软管必须做轴向移动，在中间只能采用如滑动 尼龙块型卡箍那样型式的固定装置，这种装置不会使软管管 套磨坏。 3）为减少接头数量，减轻重量，减少泄漏点，应使接头间 的导管尽可能长一些。 4）直接头、弯接头、三通接头等零件

15、一端或另一端的管路 在150mm内应有支承。 5）旋转接头的设计应尽可能地考虑液压平衡，以减小接合 处的磨损和消除端部载荷。6）旋转接头的安装需特别的仔细，除保证在安装的过程中 不损坏密封胶圈外，还需保证有良好的对中，并在设计的活 动范围内转动自如。接头不承受非转动平面内的力，拐折可 能会使密封处漏油而影响液压系统的正常工作。为了避免振 动的不利影响，应尽可能对转动接头作刚性固定。 7）结构装配应合理确定装配顺序，以免使设计时按装配基 准合理分配零件制造容差而确定的设计间隙及其位置改变， 在新的位置形成间隙。 8）应根据间隙大小，零件的刚度和材料性能，采取恰当的 工艺补偿措施排除或减小间隙，控

16、制强装应力，以防止应力 腐蚀开裂。 9）为防止应力腐蚀开裂，应控制强装应力不大于0.5倍的应 力腐蚀许用应力。在结构设计时，可采取较保守而简便控制 办法：对于铝合金，不计其他残余应力值，也不分材料牌号 ，其纵向和长横向的强装应力均不得超过40MPa；或是依材 料牌号，控制其纵向和长横向的强装应力，不得超过相应的 许用临界应力的40。但在短横向均不允许有强装应力。 3.9. 原材料、零部件和元器件选用 （a）设计选材要满足武器装备在作战战场的使用要求，注 重发挥轻质材料在结构设计中的作用，注重材料对各种严酷 环境下装备可靠性的保证、注重材料改善人机环境的效能。 （b）材料选用不仅要考虑满足各零、部件的性能要求即满 足整机的各分功能要求，还应考虑各零、部件对整机性能或 者其它零（部）件分功能的影响。 （c）设计选材应遵循标准化、通用化和系列化。 （d）设计选材应首先择优选用已纳入国标、国军标的材料 。 （e）对于设计中可能遇到的国外牌号材料,应首先在国内牌 号中进行筛选，尽量作好国内牌号材料的替代。对于不能替 代的国外牌号材料，在设计选材时也应注意材料标准的转化