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MTBF寿命计算公式

M T B F寿命计算公式

This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

寿命计算公式

1.1 MTBF（平均间隔失效时间）预估

1.1.1概述

MTBF之计算系依据军用手册MIL-HDBK-217F“电子设备之可靠性预估”来进行，

此部份涵盖了电子零件实际的应力关系、失效率。 MIL-HDBK-217的基本版本将保

持不变，只有失效率的资料会更新。在评估过程之前，应确定各元器件的相关特

性（如基本失效率、质量等级，环境等级等等）。

1.1.2定义

“MTBF”的解释为“平均间隔失效时间”而MTBF是由计算，以25℃环境温度

为参考温度。

1.1.3电解电容寿命预测

Rubycon品牌的电解电容的寿命计算公式

＝Lr×2[(To-Tx)/10]×2(ΔTs/Ao-ΔTj/A)，

：预测寿命（Hr），

Lr：制造商承诺的在最高工作温度（To）及额定纹波电流（Io）下的寿命，

To：最高工作温度—105℃或85℃，

Tx：实际外壳温度（℃），

ΔTs：额定纹波电流（Io）下的电解电容中心温升（℃），

ΔTj：实际纹波电流（Ix）下的电解电容中心温升（℃），

A： A＝10－×ΔTj，（0≤ΔTj≤20）

Ao：Ao＝10－×ΔTs，

其中

ΔTs＝α×ΔTco＝α×Io2×R/（β×S），

ΔTj＝α×ΔTcx＝α×Ix2×R/（β×S），

ΔTco：额定纹波电流（Io）下的电解电容外壳温升（℃），

ΔTcx：实际纹波电流（Ix）下的电解电容外壳温升（℃），

α：电解电容中心温升与外壳温升的比例系数，

Ix：纹波电流的实际测量值（Arms），

Io：额定的纹波电流值（Arms），

R：电解电容的等效串连阻抗（Ω），

S：电解电容的表面积（cm2），S=πD×（D＋4L）/4，

β：热辐射常数，一般取β＝×10-3×，

D：电解电容的截面积的直径（cm），

L：电解电容的高度（cm），

α的取值与电解电容的截面积的直径的对应关系见下表：

nichicon品牌的电解电容的寿命计算公式

＝Lr×2[(To-Tx)/10]×21-(Ix/Io)2/K，

K：温升加速系数，＝10－6×（Tx－75℃）/30 （Tx≤75℃时，K值取10）

其余字符的表达含意同上。

其余品牌的电解电容的寿命计算公式

＝Lr×2[(To-Tx)/10]×K[1-(Ix/Io)2]×ΔTo/10，

ΔTo：最高工作温度下的电解电容中心容许温升（取ΔTo＝5℃），

K＝2，纹波电流允许的范围内；

K＝4，超过纹波电流允许的范围时。

滚动轴承地寿命计算

滚动轴承的寿命计算一、基本额定寿命和基本额定动载荷 1、基本额定寿命L10 轴承寿命：单个滚动轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数或在一定转速下的工作小时数称轴承寿命。由于材料、加工精度、热处理与装配质量不可能相同,同一批轴承在同样的工作条件下，各个轴承的寿命有很大的离散性，所以，用数理统计的办法来处理。基本额定寿命L10——同一批轴承在相同工作条件下工作，其中90%的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数（以106为单位）或一定转速下的工作时数。（失效概率10%）。 2、基本额定动载荷C 轴承的基本额定寿命L10=1（106转）时，轴承所能承受的载荷称基本额定动载荷C。在基本额定动载荷作用下，轴承可以转106转而不发生点蚀失效的可靠度为90%。基本额定动载荷C （1）向心轴承的C是纯径向载荷；（2）推力轴承的C是纯轴向载荷；（3）角接触球轴承和圆锥滚子轴承的C是指引起套圈间产生相对径向位移时载荷的径向分量。二、滚动轴承的当量动载荷P 定义：将实际载荷转换为作用效果相当并与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的假想载荷，该假想载荷称为当量动载荷P，在当量动载荷P作用下的轴承寿命与实际联合载荷作用下的轴承寿命相同。 1．对只能承受径向载荷R的轴承（N、滚针轴承）P=F r 2．对只能承受轴向载荷A的轴承（推力球（5）和推力滚子（8））P= F a 3．同时受径向载荷R和轴向载荷A的轴承P=X F r+Y F a X——径向载荷系数，Y——轴向载荷系数，X、Y——见下表。径向动载荷系数X和轴向动载荷系数

表12－3 考虑冲击、振动等动载荷的影响，使轴承寿命降低，引入载荷系数fp—见下表。载荷系数fp 表12－4