Міністерство освіти Республіки Білорусь
Установа освіти
² Білоруський Державний Університет Інформатики і радіоелектроніки ²
Кафедра: Радіоелектронних засобів
Факультет: Комп'ютерного проектування
пояснювальна записка
до дипломного проекту
на тему:
Восьмисмуговий Стереофонічний КОРЕКТОР
Мінськ 2002
Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки
Факультет КП Кафедра РЕЗ
Спеціальність ___ Проектування і виробництво РЕЗ
Спеціалізація
ЗАТВЕРДЖУЮ
Зав. Кафедрою
«_____» Р.
ЗАВДАННЯ
з дипломного проекту студента
Чернецький Володимир Вікторович
(Прізвище, ім'я, по батькові)
Тема проекту Стереофонічний восьмисмуговий коректор
затверджена наказом по університету від «_____» р. №
Термін здачі студентом закінченого проекту
Вихідні дані до проекту
3.1 Схема електрична принципова
3.2 Електричні параметри:
3.2.1 Напруга джерела живлення 220 В
3.2.2 Частота мережі 50 Гц
3.2.3 Споживана потужність не більш 30 Вт
3.2.4 Напруга живлення модуля керування ± 16В
3.3 Умови експлуатації за ГОСТ 22261-82, група 2. Вимоги до кліматичних умов за ГОСТ 15150-69 УХЛ 4.2
3.4 Конструкторські вимоги:
3.4.1 Габаритні розміри, не більше, мм 300х300х100
3.4.2 Коефіцієнт заповнення за обсягом, не менше 0,5
3.4.3 Маса виробу, не більше 5 кг
3.5 Вимоги до надійності за ГОСТ 27.003-90
3.6 Комплексний показник технологічності, не менше 0,6
3.7 Річна програма випуску, шт. 600
3.8 Спеціальні технічні вимоги визначаються конструкцією і призначенням пристрою
Зміст розрахунково - пояснювальної записки (перелік підлягають розробці питань)
Титульний аркуш. Завдання. Анотація. Зміст. Введення.
4.1. Технічне завдання
4.2. Аналіз вихідних даних і основні технічні вимоги до розроблюваної конструкції
4.3. Вибір і обгрунтування елементної бази, уніфікованих вузлів, настановних виробів і матеріалів конструкції
4.4. Вибір та обгрунтування компоновочной схеми, методів і принципу конструювання
4.5. Вибір способів і засобів теплозахисту, герметизації, віброзахисту та екранування
4.6. Розрахунок конструктивних параметрів вироби:
4.6.1. Компоновочне розрахунок блоків РЕЗ.
4.6.2. Розрахунок теплового режиму.
4.6.3.Расчет конструктивно-технологічних параметрів друкованої плати. Вибір та обгрунтування методу виготовлення друкованої плати.
4.6.4. Розрахунок механічної міцності і системи віброударні захисту.
4.6.5. Розрахунок надійності.
4.7. Обгрунтування вибору засобів автоматизованого проектування
4.8. Технологічна частина дипломного проекту:
4.8.1. Визначення показників технологічності.
4.8.2. Розробка технологічної схеми c добірки.
4.8.3.Разработка маршрутного ТП складання і монтажу друкованої плати.
4.9. Техніко-економічне обгрунтування конструкції
4.10. Охорона праці та екологічна безпека
Висновок. Список використаних джерел. Програми.
Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов'язкових креслень)
1.Восьміполосний стереофонічний коректор (Складальне креслення) А1
2.Восьміполосний стереофонічний коректор
(Схема електрична принципова) А1
3. Плата фільтрів та підсилювачів (Складальне креслення) А1
4. Плата друкована А1 (2 формату)
5. Плата управління коректором (Складальне креслення) А1
Зміст завдання по техніко-економічного обгрунтування
Техніко-економічне обгрунтування виробництва та впровадження вироби
Завдання видав: / Сак А.В. /
Зміст завдання з виробничої і екологічної безпеки
Охорона праці та екологічна безпека (проектування і розрахунок штучного освітлення в конструкторському бюро)
Завдання видав: / Міхнюк Т.Ф. /
8. Календарний графік роботи над проектом на весь період проектування (із зазначенням термінів виконання та трудомісткості окремих етапів)
Дата видачі завдання Керівник Грішель Р.П.
Завдання прийняв до виконання
УДК 621.396.6.008.03
Чернецький В.В.
«Восьмисмуговий стереофонічний коректор». Дипломний проект по спеціальності «Проектування і виробництво РЕМ».
- Мн.: БДУІР. -___л.
Розроблено восьмисмуговий стереофонічний коректор. Розроблено технологічний процес складання на сучасному технологічному обладнанні. Встановлено вимоги до кліматичних і механічних впливів. Розроблено технологію збирання коректора. Розрахована економічна рентабельність інвестицій. У проекті враховані вимоги щодо захисту повітряного середовища від забруднення при виробництві плат селекторів каналів.
Ключові слова: коректор, установка, контроль.
Іл. 1, табл. 15, список літ. -21 Назв;
Графічна частина - 6л. А1.
ЗМІСТ
Введення
1 Технічне завдання
2 Аналіз вихідних даних і основні технічні вимоги до розроблюваної конструкції
2.1 Аналіз кліматичних факторів
2.2 Аналіз дестабілізуючих факторів
3 Вибір і обгрунтування елементної бази, уніфікованих вузлів, настановних виробів і матеріалів конструкції
4 Вибір і обгрунтування компоновочной схеми, методів і
принципу конструювання
5 Вибір способів і методів теплозахисту, герметизації, віброзахисту та екранування
5.1 Вибір способів і методів теплозахисту
5.2 Вибір способів і методів герметизації
5.3 Вибір методів віброзахисту
5.4Вибор методів екранування
6 Розрахунок конструктивних параметрів вироби
6.1 Компонувальні розрахунок вироби
6.2 Розрахунок теплового режиму восьмисмуговий стереофонічного коректора
6.2.1 Розрахунок пластинчастого радіатора при природному повітряному охолодженні для транзистора КТ815Б.
6.2.2 Розрахунок теплового режиму блоку в перфорованому корпусі та режиму роботи найбільш теплонавантаженому елементів.
6.2.3 Розрахунок температурних режимів найбільш теплонавантаженому елементів схеми.
6.3 Розрахунок конструктивно-технологічних параметрів друкованої плати. Вибір та обгрунтування методу виготовлення друкованої плати
6.3.1 Розрахунок проводить малюнка друкованої плати еквалайзера
6.3.2. Розрахунок друкованої плати еквалайзера по постійному струму
6.4 Розрахунок механічної міцності і системи віброударні захисту.
6.5 Розрахунок надійності пристрою
Обгрунтування вибору засобів автоматизованого проектування
8 Технологічна частина
8.1 Аналіз технологічності конструкції виробу.
8.2 Розробка технологічної схеми складання
8.3 Розробка маршрутного ТП складання і монтажу друкованої плати.
9 Техніко-економічне обгрунтування дипломного проекту
9.1 Цілі і завдання техніко-економічного обгрунтування дипломного проекту
9.2 Визначення собівартості товару та ринкової ціни
9.3 Розрахунок кошторисної вартості НДДКР
9.4 Розрахунок одноразових витрат
9.5 Розрахунок річного економічного ефекту
10 Охорона праці та екологічна безпека
10.1 Проектування та розрахунок штучного освітлення в конструкторському бюро
Висновок
Список використаних джерел
Додаток
ВСТУП
Якість конструкції РЕЗ, а так само оптимальність самого процесу конструювання (терміни, трудовитрати) залежать не тільки від організації процесу конструювання, але й від методології його проведення. Перехід при конструюванні РЕЗ на елементну базу МЕА (мікроелектронні вироби) привів не тільки до зміни (конкретних) передумов (зміни елементної бази, розширення області використання РЕЗ), а й методів конструювання і показників якості. Зміна методів конструювання сучасних РЕЗ в порівнянні з апаратурою перших поколінь характеризується:
більш широким використанням системного підходу, що збільшило роль конструктора і технолога на всіх етапах проектування виробу;
зниженням циклу і трудомісткості конструкторських робіт завдяки широкому використанню методів автоматизованого конструкторського проектування;
більш широким використанням стандартів.
Метою даного проекту є розробка конкретного функціонально закінченого пристрою - восьмисмуговий стереофонічного коректора, призначеного для компенсації нерівномірності АЧХ акустичних систем, недосконалості акустичних властивостей приміщення, вікових змін слуху, здійснювати корекцію магнітофонних записів для поліпшення їх якості. Розробка даного пристрою викликана підвищенням вимог до якості звуковідтворення. Різні варіанти подібних пристроїв, пропоновані системою торгівлі, для більшості споживачів є занадто дорогими. Людям, які не мають професійної апаратури, необхідний коректор, що поєднує компроміс між ціною і якістю. Пропонований коректор володіє хорошими технічними характеристиками і простий в експлуатації.
У ході дипломного проектування вирішуються такі завдання:
проводиться аналіз технічного завдання з точки зору конструктора РЕЗ;
аналізується схема електрична принципова;
обгрунтовується елементна база та матеріали проектованого вироби;
виробничі розрахунки, що підтверджують працездатність пристрою;
вибирається метод монтажу РЕА;
на етапі розробки друкованої плати виконується розрахунок проводить малюнка. Крім того, оцінюються електричні параметри друкованої плати. Детально оцінюється завадостійкість;
проводиться вибір та обгрунтування допусків на несучі конструкції;
розробляється внутрішня компонування пристрою.
Міністерство освіти РБ
Білоруський Державний Університет Інформатики і радіоелектроніки
ПОГОДЖЕНО ЗАТВЕРДЖУЮ
Керівник проекту Завідувач кафедрою РЕЗ
_________ Грішель Р.П. Образцов Н.С.
"____"_____________ 2000р. "____"______________ 2000
ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ
на виконання дослідно-конструкторської роботи по темі:
"Восьмисмуговий стереофонічний коректор"
Представник замовника: Представник виконавця:
______________________ Студент групи 710201
______________________ Чернецький В.В.
1 ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ
1 Найменування та область застосування
1.1 восьмисмуговий стереофонічний коректор є функціонально закінченим пристроєм.
1.2 Коректор призначений для компенсації нерівномірності АЧХ акустичних систем, здійснення корекції магнітофонних записів, підвищення якості сприйняття звуковий програми.
2 Підставки для розробки
Підставою для розробки є завдання на дипломний проект, видане на кафедрі РЕЗ.
3 Виконавці ДКР
3.1 Білоруський Державний Університет Інформатики і радіоелектроніки. Кафедра РЕЗ.
4 Вимоги до кліматичних та механічних впливів
4.1 Пристрій управління повинно відповідати вимогам ГОСТ 15150-69 і 2 групи ГОСТ 22261-82.
4.2 Виріб повинен зберігати зовнішній вигляд і свої параметри в процесі впливу наступних видів кліматичних та механічних факторів, зазначених у таблиці 1.1, відповідних кліматичному виконанню УХЛ категорії розміщення 4.1 за ГОСТ 15150-69.
Таблиця 1.1 - Параметри впливів
Впливають фактори | Робочі умови | Граничні умови експлуатації | ||
Температура навколишнього повітря, ° С | Верхнє значення | Нижнє значення | Верхнє значення | Нижнє значення |
+25 | +10 | +40 | +1 | |
Відносна вологість,% (При t = 20 ° С) | 60 (20) | 80 (25) | ||
Атмосферний тиск, кПа | 106,7 | 86,6 | 147 | 84 |
4.3 Номінальні значення впливають величин згідно з ГОСТ 22261-82;
температура навколишнього повітря 20 ° С ± 5%; відносна
вологість повітря - 40-70%; атмосферний тиск - 88-104 кПа.
Пристрій має забезпечувати в робочих умовах необхідні характеристики по закінченні часу встановлення робочого режиму.
4.5 Час встановлення робочого режиму не повинно бути більше 10 секунд за ГОСТ 22261-82, пристрій має приймати тривалість безперервної роботи не менше 8 годин.
5 Вимоги до конструктивного виконання
5.1 Маса пристрою повинна бути не більше 5 кг.
5.2 Пристрій має мати габаритні розміри 300х300х100 (мм).
6 Вимоги до надійності
6.1 За вимогами до надійності коректор має відповідати вимогам ГОСТ 22261-82.
6.2 Час безвідмовної роботи має бути не менше 15000 годин.
6.3 Значення середнього ресурсу має бути не менше 5000 годин.
7 Електричні характеристики
7.1 Харчування коректора повинно здійснюватись від мережі напругою ~ 220 В, частота 50 Гц, споживана потужність пристрою не більше 30 Вт.
7.2 Харчування коректора двигунами здійснюється напругою ± 16В.
8 Естетичні та ергономічні вимоги
8.1 Конструкція пристрою по ергономічним показникам повинна забезпечувати зручність роботи.
8.2 Органи керування та індикації повинні бути розташовані в місцях з достатнім оглядом і зручністю обслуговування згідно з ГОСТ 23000-78.
8.3 Конструкція пристрою повинна забезпечувати зручний доступ елементам і складовим частинам, які вимагають регулювання, а також можливості заміни змінних елементів і складових частин.
9 Економічні вимоги
9.1 Тип виробництва - дрібносерійне.
9.2 Передбачувана програма випуску - 600 шт / рік.
10 Вимоги безпеки та вимог з охорони праці
10.1 Конструкцією коректора повинна бути забезпечена безпека персоналу при експлуатації. Загальні вимоги електричної та механічної безпеки згідно з ГОСТ 12.2.007.0-75.
10.2 За способом захисту людини від ураження електричним струмом пристрій повинен бути виготовлений відповідно до вимог ГОСТ 12.2.007-75. Клас захисту - 2.
10.3 Заходи захисту від ураження електричним струмом повинні відповідати вимогам ГОСТ 25861-83 і ГОСТ 12.1.019-
11 Інші вимоги уточнюються в процесі проектування.
2. АНАЛІЗ ВИХІДНИХ ДАНИХ ТА ОСНОВНІ ТЕХНІЧНІ ВИМОГИ ДО РОЗРОБЛЮВАНОЇ КОНСТРУКЦІЇ
2.1 Аналіз кліматичних факторів
Виріб повинен зберігати свої параметри в межах норм, установлених технічним завданням, стандартом або технічними умовами протягом терміну служби та терміну зберігання, зазначених у технічному завданні після або в процесі впливу кліматичних факторів, значення яких встановлені ГОСТ 15150-69.
Виріб предназначают для експлуатації в одному або декількох макрокліматичних районах і виготовляють у різних кліматичних виконаннях.
Розроблюване пристрій призначений для експлуатації в районах з помірним і холодним кліматом.
До макрокліматичних районах з помірним кліматом відносяться райони, де середня з абсолютних максимумів температура повітря дорівнює або нижче плюс 40 ° С, а середня з щорічних абсолютних мінімумів температура повітря дорівнює або вище мінус 45 ° С.
До макрокліматичних районах з холодним кліматом відносяться райони, в яких середня з щорічних абсолютних мінімумів температура повітря нижче мінус 45 ° С.
Виходячи з вищесказаного, коректор буде виготовлятися в кліматичному виконанні УХЛ.
Слід зазначити, що вироби у виконанні УХЛ можуть експлуатуватися в теплому вологому, жаркому сухому і дуже жаркому сухому кліматичних районах за ГОСТ 16350-80, в яких середня з щорічних абсолютних максимумів температура повітря вище плюс 40 ° С, і поєднання температури, яка дорівнює або вище Про ° С, і відносній вологості, яка дорівнює або вище 80%, спостерігається більше 1 годин на добу за безперервний період більше двох місяців на рік.
Вироби в різних кліматичних виконаннях в залежності від місця розміщення при експлуатації в повітряному середовищі на висотах до 4300 м виготовляють по категоріях розміщення виробів.
Розроблюваний восьмисмуговий стереофонічний коректор призначений для експлуатації в приміщеннях (обсягах) з штучно регульованими кліматичними умовами, наприклад, у закритих опалювальних або охолоджуваних і вентильованих виробничих та інших приміщеннях (відсутність впливу атмосферних опадів, прямого сонячного випромінювання, вітру, піску, пилу зовнішнього повітря, відсутність або істотне зменшення впливу розсіяного сонячного випромінювання і конденсації вологи), а конкретніше - у лабораторних, капітальних житлових та інших подібного типу приміщеннях. Отже, коректор відноситься до категорії виконання 4.2.
Нормальні значення кліматичних факторів зовнішнього середовища при експлуатації виробів приймають рівними наступних значень:
- Верхнє робоче значення температури навколишнього повітря при експлуатації, ° С +35;
- Нижнє робоче значення температури навколишнього повітря при експлуатації, ° С +10;
- Верхнє граничне робоче значення температури навколишнього повітря при експлуатації, ° С +40;
- Нижнє граничне робоче значення температури навколишнього повітря при експлуатації ° С +1;
- Величина зміни температури навколишнього повітря за 8 год, ° С 40;
- Верхнє значення відносної вологості при температурі плюс 25 ° С,% 80;
- Середньорічне значення відносної вологості при температурі плюс 20 ° С,% 60;
- Середньорічне значення абсолютної вологості, г м 10;
- Верхнє робоче значення атмосферного
тиску, кПа (мм рт. ст.) 106,7 (800);
- Нижнє робоче значення атмосферного тиску,
кПа (мм рт. ст.) 86,6 (650);
- Нижнє граничне робоче значення атмосферного
тиску, кПа (мм рт. ст.) 84,0 (630).
Зазначене верхнє значення відносної вологості повітря нормується також при більш низьких температурах, при більш високих температурах щодо вологість нижче.
Так як нормоване верхнє значення відносної вологості 80%, то конденсація вологи не спостерігається.
Вміст в атмосфері на відкритому повітрі корозійно-активних реагентів:
- Сірчистий газ, мг / м, не більше 0,025;
- Хлориди, мг / м, не більше 0,00035.
Зміст корозійно-активних реагентів в атмосфері приміщень категорії 4 в 2-5 разів менше вказаного і встановлюється на підставі вимірів, але так як дані вимірювань відсутні, то зміст корозійно-активних агентів приймаємо рівним 30% зазначеного.
За нормальні значення факторів зовнішнього середовища при випробуваннях вироби (нормальні кліматичні умови випробувань) приймаються наступні:
- Температура, ° С +25 ± 10%;
- Відносна вологість повітря,% 45 ... 80;
- Атмосферний тиск, мм рт. ст. 630 ... 800.
Так як восьмисмуговий стереофонічний коректор призначений для роботи в нормальних умовах, в якості номінальних значень кліматичних факторів зазначені вище приймають нормальні значення кліматичних факторів зазначені вище.
За ефективну температуру навколишнього середовища (при теплових розрахунках) приймається максимальне значення температури.
За ефективні значення поєднання вологості та температури при розрахунках параметрів виробу, зміна яких викликається порівняно тривалими процесами, приймаються середньомісячні значення поєднань вологості і температури в найбільш теплий і вологий період (з урахуванням тривалості їх впливу).
За ефективні значення концентрації агресивного середовища приймають середнє логарифмічне значення змісту корозійно-активних реагентів, відповідного даному типу атмосфери.
За ефективне значення тиску повітря приймається середнє значення тиску.
Група умов експлуатації по корозійної активності для металів і сплавів без покриттів, а також з неметалевими і неметалевими неорганічними покриттями - 1.
Група умов експлуатації в залежності від кліматичного виконання до категорії розміщення вироби (УХЛ 4.2) - 1.
Умови зберігання виробів визначаються місцем їх розміщення, макрокліматичних районів і типом атмосфери і характеризується сукупністю кліматичних факторів, що впливають при зберіганні на упаковані або законсервовані вироби. Відповідно до ГОСТ 15150-69, для проектованого вироби задовільними є умови зберігання в опалювальних і вентильованих складах, сховищах з кондиціонуванням повітря, розташованих в будь-яких макрокліматичних районах.
Позначення такого сховища: основне - 1, буквене - Л, текстове "опалювальне сховище". Кліматичні чинники, характерні для даних умов зберігання:
- Температура повітря, ° С +5 ... +40;
- Максимальне значення відносної вологості повітря при температурі плюс 5 ° С,% 80;
- Середньорічне значення відносної вологості повітря при температурі плюс 20 ° С,% 60;
- Пилове забруднення незначно;
- Дія сонячного випромінювання, дощу, цвілевих грибків відсутня.
Умови транспортування даного вироби є такими ж, як і умови зберігання. Транспортування здійснюється в закритих транспортних засобах, де коливання температури і вологості повітря несуттєво відрізняються від коливань на відкритому повітрі.
Кліматичні чинники, характерні для даних умов транспортування:
- Температура повітря, ° С ± 50;
- Максимальне значення відносної вологості повітря при температурі мінус 50 ° С,% 100;
- Середньорічне значення вологості повітря при температурі плюс 20 ° С,% 60;
- Пилове забруднення незначно.
2.2 Аналіз дестабілізуючих факторів
За ГОСТ 11478 - 88 апаратуру в залежності від умов експлуатації підрозділяють на 4 групи. Розроблювальний пристрій відноситься до групи 1 (умови експлуатації - в лабораторних, капітальних житлових та інших подібних приміщеннях).
На апаратуру цієї групи діють наступні дестабілізуючі фактори:
- Синусоїдальні вібрації;
- Різні механічні дії при транспортуванні;
- Знижена і підвищена температура середовища;
- Підвищена вологість повітря;
- Дія пилу.
Для того щоб з'ясувати, як поведе себе апаратура при впливі цих чинників, а також для перевірки відповідності її встановленим в технічному завданні вимогам, проводять випробування апаратури на вплив зовнішніх механічних та кліматичних факторів.
Випробування, що проводяться для даної групи апаратури і значення механічних і кліматичних чинників, які вона повинна витримувати, вказані в ГОСТ 11478-88.
При випробуванні на вплив зниженої температури середовища і підвищеної вологості в ТЗ на апаратуру допускається за погодженням із замовником встановлювати значення робочої зниженої температури і відносної вологості, відмінне від зазначених у ГОСТ 11478-88.
Випробування рекомендується проводити на одних і тих же зразках апаратури в такій послідовності:
- Механічні випробування;
- Випробування на вплив підвищеної температури середовища;
- Випробування на вплив підвищеної вологості;
- Випробування на вплив зниженої температури середовища.
Випробування на вплив пилу і на міцність при падінні рекомендується проводити на зразках апаратури, які не піддавалися випробуванням інших видів.
Випробування включає наступний ряд операцій, що проводяться послідовно:
- Початкова стабілізація (якщо потрібно);
- Початкові перевірки та початкові виміру (якщо потрібно);
витримка;
- Кінцева стабілізація (якщо потрібно);
- Заключні перевірки і вимірювання (якщо потрібно).
До і після випробування значення параметрів і характеристик повинні відповідати вимогам для нормальних кліматичних умов, встановлених у стандартах на апаратуру.
Апаратуру витримала випробування, якщо після випробування не порушена збереження зовнішнього вигляду і характеристики і параметри апаратури відповідають вимогам, встановленим у стандартах або ТУ на апаратуру і в ПІ для даного виду.
3. ВИБІР І ОБГРУНТУВАННЯ елементної бази, уніфікованих вузлів, ВСТАНОВОЧНИХ ВИРОБІВ І МАТЕРІАЛІВ КОНСТРУКЦІЇ
Вибір елементної бази уніфікованих вузлів необхідно проводити виходячи з умов експлуатації пристрою. До всіх електрорадіоелементами схеми і конструкційних матеріалів пред'являються ті ж вимоги, що й до всього пристрою в цілому.
Вибір ЕРЕ і матеріалів проводиться на основі вимог до апаратури, зокрема, кінематичних, механічних та інших впливів при аналізі роботи кожного ЕРЕ і кожного матеріалу всередині блоку, і умов роботи кожного блоку конструкції [1].
Вибір резисторів будемо виробляти враховуючи:
- Експлуатаційні фактори (інтервал робочих температур, відносну вологість навколишнього середовища, атмосферний тиск);
- Значення електричних параметрів і їх допустиму відхилення в процесі експлуатації (номінальне опір, допуск, тощо);
- Показники надійності та довговічності;
- Конструкцію резисторів, спосіб монтажу, масу.
З метою підвищення надійності і довговічності резисторів (та інших ЕРЕ), у всіх можливих випадках слід використовувати їх при менш жорстких навантаженнях і в полегшених режимах в порівнянні з допустимими [1].
Виходячи зі схеми електричної принципової визначаємо, що постійні резистори повинні забезпечувати номінальну потужність 0,125 Вт і потужність 0.5Вт, використовувані в блоці живлення. При цьому використовуються резистори опором від 100 Ом до 200 кОм.
Враховуючи всі ці характеристики (вимоги за габаритами і масою, вимоги в галузі кінематичних і механічних впливів), переліченим вимогам задовольняють постійні недротяні резистори загального призначення типу C 2-29В і С2-33н [2].
Резистори цих типів мають характеристики наведені в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1 Експлуатаційні характеристики резисторів типу
С2-29В і С2-33н
Характеристика | Значення |
1 | 2 |
Діапазон номінальних опорів при потужності 0,125 Вт | 10 Ом ... 100 МОм |
Рівень власних шумів, мкВ / В | 1,5 |
Температура навколишнього середовища, 0 С | від -60 до +70 |
Відносна вологість повітря при температурі +35 0 С,% | до 98 |
Знижений атмосферний тиск, Па | до 133 |
Граничне робоча напруга постійного і змінного струму, В | 200 |
Мінімальна напрацювання, год | 25000 |
Термін зберігання, років | 25 |
Експлуатаційна надійність конденсаторів, так само як і резисторів, багато в чому визначається правильним вибором їх типу та можливого використання їх у режимах, що не перевищують допустимі.
Для правильного вибору типу конденсаторів необхідно, з урахуванням вимог до пристрою, брати до уваги такі чинники:
- Значення номінальних параметрів і їх допустимі зміни в процесі експлуатації (номінальна ємність, допуск та ін);
- Експлуатаційні фактори;
- Показники надійності та довговічності;
- Конструкцію конденсаторів, способи їх монтажу, габарити і масу.
З урахуванням всіх вище викладених вимог проведемо вибір конденсаторів постійної ємності [2]. В якості таких конденсаторів обираємо конденсатори типу КМ-5а, КМ-5б. Експлуатаційні характеристики конденсаторів цих типів наведено в таблиці 3.2.
Таблиця 3.2 Експлуатаційні характеристики конденсаторів типу КМ-5а, КМ-5б, КМ-6а
Характеристика | Значення |
1 | 2 |
Температура навколишнього середовища, 0 С | від -60 до +85 |
Відносна вологість повітря,% | до 98 |
Атмосферний тиск, мм рт. ст. | 10 -6 до 3атм. |
Вібраційні навантаження з прискоренням в діапазоні 5 - 200 Гц | 10 g |
Багаторазові удари з прискоренням | до 35 g |
Лінійні навантаження з прискоренням, не більше | 100 g |
Тангенс кута втрат, не більше | 0,0012 |
Мінімальна напрацювання, год | 15000 |
Термін збереження, років | 12 |
Схема електрична принципова містить також і полярні конденсатори. З урахуванням усіх вимог, висунутих до них виберемо електролітичні конденсатори типу К50-35, К73-17.
Експлуатаційні характеристики конденсаторів цих типів наведено в табл. 3.3.
Таблиця 3.3 Експлуатаційні характеристики конденсаторів типу К50-35, К73-17
Характеристика | Значення | |
К50-6 | К53-1 | |
Температура навколишнього середовища, 0 С | -10 +85 | -80 +85 |
Відносна вологість повітря,% |
98 | 98 | |
Атмосферний тиск, кПа | 1,3 до 2942 | 6,7. 10 лютого 3. 10 Травня |
Вібраційні навантаження з прискоренням в діапазоні 1 - 600 Гц | до 10 | до 10 |
Багаторазові удари з прискоренням | до 15 | до 15 |
Лінійні навантаження з прискоренням | до 100 | до 100 |
Допустимі відхилення ємності,% | -20 ... +80 | -10 ... +30 |
Мінімальна напрацювання, год | 5000 | 15000 |
Термін збереження, років | 2 | 12 |
Далі приступаємо до вибору транзисторів. Їх вибір також будемо проводити з урахуванням кліматичних та механічних факторів, а також виходячи зі схеми електричної принципової, Таким чином у пристрої застосуємо транзистори серії КТ815Б, КТ 814Б, КТ315Б, КТ361Б.
Експлуатаційні параметри транзисторів цього типу наведено в табл. 3.4.
Таблиця 3.4 Експлуатаційні параметри транзисторів КТ814Б
Характеристика | Значення |
Температура навколишнього середовища, 0 С | від -45 до +100 |
Відносна вологість повітря,% | до 98 |
Прискорення при багаторазових ударах | до 75 g |
Прискорення при лінійних навантаженнях | до 25 g |
Прискорення при вібрації в діапазоні частот 10 - 600 Гц | до 10 g |
При виборі матеріалів конструкції, також як і при виборі елементної бази, необхідно керуватися комплексом взаємопов'язаних фізико-механічних, електричних, технологічних, економічних та інших вимог.
У першу чергу проведемо вибір матеріалу друкованих плат.
Основними матеріалами, що застосовуються для виготовлення друкованих плат, є шаруваті пластики, що складаються з зв'язки і наповнювача. Основні параметри цих матеріалів наведені в таблиці 3.5.
Таблиця 3.5 Основні параметри шаруватих пластиків
Параметр | Значення | ||
Гетинакс | Текстоліт | Скло-текстоліт | |
1 | 2 | 3 | 4 |
Відносна діелектрична проникність | 4,5 ... 6 | 4,5 ... 6 | 5 ... 6 |
Тангенс вузла втрат (діелектричних) | 0,008 ... 0,02 | 0,03 ... 0,04 | 0,005 ... 0,02 |
Об'ємне питомий опір | 10 ... 1 000 | 10 ... 1 000 | 1 000 ... 10 000 |
Діапазон робочих температур, 0 С | від -60 до +80 | від -60 до +70 | від -60 до +80 |
Коефіцієнт теплопровідності | 0,25 ... 0,3 | 0,23 ... 0,3 | 0,34 ... 0,74 |
ТКПР | 22 | 22 | 8 ... 9 |
Питома міцність при розтягуванні | 49 | 70 | 180 |
Питома міцність при стисненні | - | 105 | 42 |
Вибір матеріалів для виробництва друкованої плати нашого пристрою необхідно проводити виходячи з умов його експлуатації та умов проведення випробувань на міцність.
Матеріал ДП повинен мати механічною міцністю на вигин і розтягування. Крім цього матеріал ДП повинен мати діапазон робочих температур не менший, ніж у всього пристрою.
Враховуючи ці та інші вимоги можна вибрати в якості матеріалу друкованої плати склотекстоліт марки Сф1-35-2.0 ГОСТ 10316-78.
При виборі припою слід враховувати, що припій повинен бути легкоплавким, недорогим і технологічним. Крім цього припой повинен мати гарну адгезію до міді, а також мати мале перехідний опір. Виберемо найбільш поширений олов'яно-свинцевий припій марки ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Характеристики цього припою наведені у таблиці 4.6.
Таблиця 3.6 Характеристика припою марки ПОС - 61
Характеристика | Значення |
Температура повного розплавлення, 0 С | 190 |
Електроопір, мкОм / м | 0,12 |
Міцність паяються сполук, Мпа | 30 ... 40 |
Для електричних з'єднань між платою та іншими елементами, а також між елементами пристрою необхідно використовувати проводи. Вони повинні бути ізольованими, для запобігання коротких замикань і корозії. Виберемо в якості такого провід марки МНВ 7, який є стійким до впливу вологи і підвищеної температури.
Критерієм вибору електрорадіоелементів (ЕРЕ) у будь-якому радіоелектронному пристрої є відповідність технологічних і експлуатаційних характеристик ЕРЕ заданих умовами роботи і умов експлуатації.
Основними параметрами при виборі ЕРЕ є:
а) технічні параметри:
номінальне значення параметрів ЕРЕ згідно принципової електричної схеми пристрою;
допустимі відхилення величини ЕРЕ від їх номінальних значень;
допустимі робочі напруги ЕРЕ;
допустимі розсіюється потужності ЕРЕ;
діапазон робочих частот;
коефіцієнт електричного навантаження ЕРЕ;
б) експлуатаційні параметри:
діапазон робочих температур;
тиск навколишнього середовища;
вібраційні навантаження;
інші (спеціальні показники).
Додатковими критеріями при виборі ЕРЕ є:
уніфікація ЕРЕ;
мінімальна вартість;
маса і габарити ЕРЕ;
надійність.
Вибір елементної бази по вищеназваним критеріям дозволяє забезпечити надійну роботу виробу. Застосування принципів стандартизації і уніфікації при виборі ЕРЕ, а також при конструюванні виробу в цілому дозволяє отримати наступні переваги:
Значно скоротити терміни і вартість проектування.
Скоротити на підприємстві-виробнику номенклатуру застосовуваних деталей і складальних одиниць, збільшити застосовність і масштаб виробництва.
Виключити розробку спеціальної оснастки і спеціального обладнання для кожного нового варіанту РЕА, тобто спростити підготовку виробництва.
Створити спеціалізовані виробництва і уніфікованих складальних одиниць для централізованого забезпечення підприємств
Поліпшити продуктивну і експлуатаційну технологічність.
Знизити собівартість виробленого вироби.
Вибір елементної бази проводитися з урахуванням перерахованих вище вимог.
Порівняльний аналіз з використання елементної бази в даному коректорі згідно із запропонованою схемою електричної принципової показав відповідність експлуатаційних і технічних характеристик ЕРЕ заданих умов експлуатації. Цими елементами є:
мікросхеми DA1-DA12 К174УД2;
транзистори VT1 типу КТ815Б, VT2 типу КТ361Б, VT3 типу КТ315Б, VT4 типу КТ3814Б;
діоди HL1 типу АЛ307Б, VD1, VD2 типу КС156А, VD3 типу КЦ412Б
конденсатори типу КМ-5, К10-7В
Перемикачі режимів роботи даного приладу обрані типу П2К, в якості вимикача служить перемикач типу ПКн41. Дані типи перемикачів найбільшою мірою відповідають вимогам технічної естетики, дозволяють розробити планарную малогабаритну конструкцію приладу. У даному приладі в якості постійних резисторів використовуються резистори типу С2-33н з допуском ± 10%. У якості змінних резисторів застосовані резистори типу СП3-23І під друкарський монтаж, як підстроювальних - резистори тіпаСП3-38б.
Трансформатор харчування обраний тіпономінала ТС-6-1-220-50. Він має наступні експлуатаційні характеристики:
температура навколишнього середовища -60 ... +85 º С;
відносна вологість при 40 º С до 98%;
атмосферний тиск 400 ... 700мм.рт.ст;
температура перегріву обмоток в нормальних
умовах, не більше 55 º С;
Тримач мережевого запобіжника типу ДПБ обраний за ГОСТ 6225-73. В якості роз'ємів,, Вхід "і,, Вихід" коректора застосовані з'єднувачі ОНц-КГ-4-5/16-P під друкарський монтаж.
У результаті зіставлення умов експлуатації застосовуваних у ньому ЕРЕ зроблено вибір елементної бази. Обрана елементна база є уніфікованою.
4. ВИБІР І ОБГРУНТУВАННЯ Компонувальна СХЕМИ, МЕТОДІВ І ПРИНЦИПУ КОНСТРУЮВАННЯ
Основна компонувальна схема вироби визначає багато найважливіші характеристики РЕЗ: габарити, вага, обсяг монтажних з'єднань, способи захисту від полів, температури, механічних впливів, ремонтопридатність.
Розрізняють три основні компонувальні схеми РЕЗ [1]:
централізована;
децентралізована;
централізована з автономними пультами управління.
Кожна з цих схем має свої достоїнства і недоліками.
При централізованій компонуванні всі елементи складної системи розташовуються в одному відсіку на спеціальних етажерочних конструкціях або шафах, довжина і кількість міжблокових сполук зведені до мінімуму, ремонт і демонтаж найбільш зручні, легше виконати якісні системи охолодження та амортизації. Така компонувальна схема вимагає більш ретельної екранування, викликає утрудненість компонування вироби, часто вимагає доопрацювання його, володіє відносно меншою надійністю систем охолодження, герметизації, віброзахисту.
Децентралізована компонувальна схема забезпечує відносно велику легкість розміщення елементів виробу на об'єкті, не потрібне ретельне екранування окремих блоків, при відповідних схемних рішеннях може бути більш надійною, зберігаючи часткову працездатність при виході з ладу окремих елементів виробу. Недоліком є значна довжина міжблокових сполук, утруднений повний демонтаж системи, для кожного окремого блоку необхідно передбачати автономні системи охолодження, віброзахисту.
Найбільш поширений спосіб централізованої компонування, при якому всі елементи складної РЕЗ, окрім вхідних і керуючих пристроїв, розташовують в одній ділянці або відсіку блоку. Проте всередині цього відсіку компонування виконується у вигляді сукупності окремих блоків і приладів.
На основі проведеного аналізу існуючих конструкцій вибирається метод конструювання пристрою в цілому і його частин.
Розглянемо коротко методи конструювання РЕЗ.
Геометричний метод. В основу методу покладена структура геометричних і кінематичних зв'язків між деталями, що представляє собою систему опорних точок, число і розміщення яких залежить від заданих ступенів свободи і геометричних властивостей твердого тіла [7].
Машинобудівний метод. В основу цього методу конструювання покладена структура механічних зв'язків між елементами, що представляє собою систему опорних поверхонь. Машинобудівний метод використовується для конструювання пристроїв і елементів РЕА, які несуть великі механічні навантаження і в яких неминучі внаслідок цього великі деформації [7].
Топологічний метод. В основу методу покладена структура фізичних зв'язків між ЕРЕ. Топологічний метод, в принципі, може застосовуватися для виявлення структури будь-яких зв'язків, проте конкретне його зміст виявляється там, де зв'язності елементів може бути підтверджено граф [7].
Метод проектування моноконструкцій. Заснований на мінімізації числа зв'язків у конструкції, він застосовується для створення функціональних вузлів, блоків, РЕА на основі оригінальної несучої конструкції у вигляді моноузла (моноблока) з оригінальними елементами [7].
Базовий (модульний) метод конструювання. В основу методу покладено модульний принцип проектування. Розподіл базового методу на різновиди пов'язано з обмеженнями, схемної конструкторської уніфікацією структурних рівнів (модулів функціональних вузлів, блоків). Базовий метод є основним при проектуванні сучасної РЕА, він має багато переваг у порівнянні з методом моноконструкцій [7]:
на етапі розробки дозволяє одночасно вести роботу над багатьма вузлами і блоками, що скорочує терміни проведення розробок; спрощує налагодження і сполучення вузлів в лабораторії, так як робота будь-якого функціонального вузла визначається роботою відомих модулів, різко спрощується конструювання та макетування; скорочує обсяг оригінальної конструкторської документації, дає можливість постійно вдосконалювати апаратуру без корінних змін конструкції; спрощує і прискорює внесення змін у схему, конструкцію і конструкторську документацію;
на етапі виробництва скорочує терміни освоєння серійного виробництва апаратури; спрощує збірку, монтаж, знижує вимоги до кваліфікації складальників і монтажників; знижує вартість апаратури завдяки широкій механізації та автоматизації виробництва; підвищує ступінь спеціалізації виробництва;
при експлуатації підвищує експлуатаційну надійність РЕА, полегшує обслуговування, покращує ремонтопридатність апаратури.
При компонуванні повинні бути враховані вимоги оптимальних функціональних зв'язків між модулями, їх стійкість, стабільність, вимоги міцності і жорсткості, перешкодозахищеності та нормального теплового режиму, вимоги технологічності, ергономіки, зручності експлуатації і ремонту. Розміщення комплектуючих елементів у модулях всіх рівнів повинна забезпечувати рівномірне і максимальне заповнення конструктивного об'єму зі зручним доступом для огляду, ремонту і заміни. Заміна деталі або складальної одиниці не повинна приводити до розбирання всієї конструкції чи її складових частин. Для стійкого положення виробу в процесі експлуатації центр ваги повинен знаходитися, можливо, ближче до опорної поверхні. При компонуванні модулів всіх рівнів необхідно виділити достатньо простору для межз'єднань.
При проектуванні необхідно дотримуватися наступних рекомендацій [7]:
мінімальний внутрішній радіус вигину провідника повинен бути не менше діаметра проводу з ізоляцією;
дроти живлення змінного струму слід звивати для зменшення можливості наведень;
дроти, що підводять до змінних елементів повинні мати певний запас по довжині, що допускає повторну закладення проводу;
дроти не повинні стосуватися гострих металевих країв;
монтажні проводи доцільно пов'язати в джгут, при цьому забезпечується можливість розчленовування монтажних операцій на більш прості.
Для роз'ємного варіанти конструкції великого поширення набуло використання об'єднавчої друкованої плати, що дозволяє істотно зменшити габаритні розміри виробу, спростити збірку.
При компонуванні РЕЗ необхідно вирішувати питання електромагнітної сумісності елементів, зокрема, захисту від електромагнітних, електричних і магнітних перешкод.
При захисті РЕЗ від впливів перешкод, визначають максимальне значення сигналів перешкоди на виходах схем, ускладнюють схему введенням фільтрів на лініях входу-виходу, усувають перешкоди по лініях електроживлення за допомогою радіочастотних фільтрів, екранують вхідні кола чутливих схем, для елементів РЕЗ розробляють кожухи-екрани.
В якості методу конструювання вибираємо базовий (модульний) метод конструювання.
5. Вибір способів і методів теплозахисту, герметизації, віброзахисту та екранування
5.1 Вибір способів і методів теплозахисту
Теплозахистом називається створення таких умов, при яких кількість тепла розсіюване РЕА в навколишнє середовище, буде дорівнює потужності тепловиділення апаратури. Теплозахист необхідна для того, щоб апаратура нормально функціонувала в заданому діапазоні температур. Причина відмов апаратури при відсутності теплозахисту полягає в різних фізичних процесах, які при підвищенні температури або розвиваються лавиноподібно, або призводять до посиленого старіння матеріалів, тому при проектуванні пристрою особливу увагу потрібно приділяти захисту його від впливу тепла, т. е. забезпечити тепловий режим пристрою. Для цього вибирають спосіб охолодження, елементи і пристрої охолодження, оцінюють ймовірність забезпечення заданого теплового режиму. Для вибору способу охолодження розглянемо, які види охолодження існують.
Відведення тепла від нагрітої поверхні елементів конструкції може проводиться:
- Контактним способом (за рахунок теплопровідності);
- Природним повітряним охолодженням;
- Рідинним охолодженням;
- Випаровуванням рідини;
- За рахунок використання ефекту Пельтьє;
- За рахунок випромінювання.
Сутність контактного способу полягає в тому, що від нагрітої частини конструкції тепло передається через контакт до більш холодної, яка в свою чергу, може таким же шляхом передавати тепло до ще більш холодній частині або тієї частини конструкції, яка, володіючи кращими умовами віддачі тепла в навколишнє середу, забезпечить хороший теплообмін. Якість контактного способу теплообміну залежить від ряду факторів. Перш за все важливо якість контакту між двома поверхнями частин конструкції, що визначається його електричним опором. Чим менше електричний опір контакту, тим менше його термічний опір і, отже, тим краще здійснюється передача тепла. Якщо охолоджуюча частина конструкції не має умов для хорошого теплообміну з навколишнім середовищем, то використовувати її для охолодження теплонавантаженому частини не можна. Чим менше теплопровідність охолоджуючої частини конструкції, тим більше часу знадобиться для усунення процесу теплообміну.
Охолоджуюча частина конструкції зазвичай виконується з міді або алюмінію. Недолік цього способу охолодження полягає в тому, що охолоджує частина конструкції може сама перегріватися і контакт з нею буде перегріватися. Цей спосіб охолодження можна застосовувати для відведення тепла від найбільш теплонавантаженому елементів схеми (потужних транзисторів і мікросхем ), але не для охолодження всієї апаратури.
До природному повітряному охолодженню відноситься охолодження зовнішнім середовищем поверхні приладу, вентиляція природним проникаючим через площину приладу навколишнім повітрям і природно - випарне охолодження випарами.
Природне охолодження приладу здійснюється за рахунок вільної конвенції навколишнього повітря омиває зовнішні стінки приладового корпусу. Природна вентиляція здійснюється за рахунок вільної конвенції навколишнього повітря, що надходить у внутрішню порожнину приладу. Отвір закривають стінкою, перфорованим листом або жалюзі. У порівнянні з іншими видами охолодження, природна вентиляція , завдяки своїй простоті, має значну перевагу. Проте можливості такої вентиляції обмежені розсіюванням тепла з одиниці поверхні приладу. Крім того, цей спосіб охолодження можна застосовувати лише в тому випадку, якщо зовнішній тиск навколишнього середовища не нижче, ніж 56000Па.
До примусової охолодженню належить примусова продування внутрішньої зони приладу повітрям, зовнішній обдув його поверхні, перемішування повітря всередині герметичного приладу. Примусова вентиляція здійснюється потоком холодного повітря з необхідною швидкісним напором. Напір повітря створюється вентиляторами або зустрічним потоком повітря при русі об'єкту. Така вентиляція може бути місцевою або загальною.
Перша здійснюється вентиляторами, встановленими всередині приладу в місцях найбільшого виділення тепла або безпосередньо біля вхідних або вихідних вентиляторних отворів, друга - при підключенні комплексу приладових стійкий до загальної вентиляційної системи. За характером роботи примусова вентиляція ділиться на вентиляцію, витяжну та припливно - витяжну. Припливна вентиляція здійснюється нагнітанням в прилад охолодженого повітря, очищеного від пилу і нормальної вологості. При цьому нагріте повітря витісняється з приладу природно через вихідні отвори.
Витяжна вентиляція здійснюється витяжкою нагрітого повітря з приладу з вільним заміщенням його більш холодним. При цьому повітря, що надходить зовні, повинен бути очищений від пилу, для чого вхідні отвори покривають пилозахисним фільтром. Цей вид вентиляції в порівнянні з попередньою більш ефективний, тому що вентилятор працює в середовищі більш холодного, а отже, більш щільного повітря. Припливно - витяжна вентиляція здійснюється нагнітанням в прилад охолодженого повітря з одночасною витяжкою з нього нагрітого повітря. Цей спосіб більш ефективний, але складний у виконанні.
Недоліками методів охолодження (примусового) є використання вентиляторів, що збільшує габарити і вага конструкції, збільшує її складність.
Рідинне охолодження використовується в тих випадках, коли необхідно інтенсифікувати тепловідвід при одночасному зниженні рівня шуму.
Рідкий хладоген має більш високий коефіцієнт тепловіддачі, т. Е. Його швидкість може бути знижена, що тягне за собою зниження рівня шуму. Однак поглинання виділеної теплоти навколишнім середовищем вимагає застосування рідинно - повітряного теплообміну, що створює шум, але розташованого поза охолоджуваного об'єкту. Рівень шуму можна зменшити, використовуючи теплообмінник типу рідина - рідина. хладоген в рідинних системах може бути ізольований від охолоджуваних елементів і транспортуватися за допомогою трубопроводів, або безпосередньо омивати охолоджуваний елемент.
В якості таких рідин в даний час застосовуються фторорганические рідини. Фреони дозволяють здійснити тепловідвід при порівняно низьких температурах. Недоліком рідинних систем охолодження є їх висока складність, а також і вартість.
У рідинних випарних системах охолодження відвід тепла здійснюється за рахунок циркуляції охолоджуючої рідини через спеціальні канали в шасі блоків, через радіатори, а також канали, утворені в корпусах приладів.
Тепловідведення за рахунок випромінювання можливий тільки в теплопрозрачних середовищах. У рідині він практично відсутній. При випромінюванні теплова енергія переноситься електромагнітними хвилями. Кількість енергії, що відводиться випромінюванням, пропорційно четвертого ступеня температури тіла. Для збільшення інтенсивності тепловідведення випромінюванням можна збільшувати площу випромінювання, ступінь чорноти поверхні або температуру поверхні випромінюючих компонентів.
У відповідності з усім вище сказаним можна зробити висновок про те, що в нашому випадку найбільш зручно використовувати природне повітряне охолодження. Таким чином механізм передачі тепла від приладу в навколишнє середовище буде наступним: при роботі пристрою елементи схеми будуть виділяти тепло в простір, розташований усередині корпусу блоку, нагріваючись, повітря в корпусі буде нагрівати в свою чергу і матеріал корпусу, який у свою чергу буде охолоджуватися шляхом виділення тепла в навколишнє середовище.
5.2 Вибір способів і методів герметизації
Герметизація - ізоляція від дії зовнішнього середовища. За призначенням герметизація ділиться на наступні групи:
- Пилезахисний;
- Водозахистна;
- Вологозахисна;
- Вакуумна.
Пилезахисний герметизація призначена для захисту вузлів і блоків апаратури від проникнення в них пилу. Проникаюча здатність дрібнодисперсного пилу досить велика і шви конструкції, що захищається повинні бути достатньо щільними.
Водозахистна герметизація для звичайних умов експлуатації виконується без великих труднощів. Якщо об'єкт розраховується для роботи при підвищеному тиску води, то отримання водонепроникною конструкції ускладнюється із збільшенням тиску. Водонепроникна конструкція має гарну теплозахистом.
Вологозахисна герметизація розраховується на таку щільність швів, при якій вони не повинні пропускати вологого повітря.
Вакуумна герметизація передбачає захист від вологого повітря, але і від агресивних сухих газів. Такий захист є найбільш складною і дорогою.
Так як наш пристрій має кліматичне випробування УХЛ 4.2 по ГОСТ 15150 - 69, то герметизацію від води і агресивних сухих газів можна не проводити. Нам необхідно провести тільки вологозахисну герметизацію.
Для забезпечення надійності функціонування РЕА при дії вологи потрібно застосовувати вологозахисні конструкції, які поділяються на дві групи: монолітні і порожнисті [8]. Монолітні плівкові оболонки використовуються в основному як технологічний захист без корпусних елементів, що підлягають герметизації у складі блоку, а також компонентів з поліпшеними частотними властивостями. Монолітні оболонки з органічних матеріалів, виконують функції несучих конструкцій, виготовляється методом опресування, просочення, обгортування і заливки.
У нашому ж випадку не потрібно передбачати застосування вологозахисних конструкцій, так як всі елементи нашої схеми і конструкції витримують впливу відносної вологості до 98%.
5.3 Вибір методів віброзахисту
У процесі виробництва, експлуатації та зберігання РЕА можуть відчувати ті чи інші механічні, динамічні дії, які якісно діляться на удари, вібрації та лінійні прискорення.
Під вібрацією РЕЗ звичайно розуміють тривалі знакозмінні процеси в її конструкції, які впливають на роботу РЕА.
Удар - короткочасний вплив, що супроводжується коливанням системи на частоті в момент удару, а після нього - на власній частоті конструкції.
Лінійні прискорення характерні для всіх об'єктів, що рухаються із змінною швидкістю.
Захист РЕА від механічних впливів здійснюється наступними групами методів:
- Зменшується інтенсивність джерел механічних впливів (шляхом балансування, віброізоляції самого джерела механічних впливів);
- Зменшення величини переданих РЕА впливів (шляхом його віброізоляції, демпфірування, усунення резонансу);
- Використання більш міцних і жорстких компонентів і вузлів.
Методи першої групи застосовують фахівці з транспортним засобам.
Методи другої і третьої групи використовують конструктори РЕА, але методи активної віброзахисту мають обмежене застосування при високій складності технічних рішень.
Віброізоляція здійснюється шляхом встановлення між РЕА і підставою пружних опор, що утворюють разом з конструкцією РЕА складну коливальну систему, яка має властивості демпфування, яке полягає в погашенні механічних коливань за рахунок тертя в матеріалі конструкції пружною опори (гумі, поролоні, вібропоглащающімі покритті), зчленування амортизатора (сухому демпфері). Частотна селекція механічних коливань полягає в тому, що система віброізоляції в за резонансній області є фільтром нижніх частот, а при збігу власної частоти системи і частоти зовнішніх впливів приходить в резонансний режим.
Найбільш перспективним і поширеним способом демпфування конструкцій РЕА є одне або двостороння заливка або введення високоефективних вібропоглащающімі матеріалів у структуру несучих підстав. Ці способи засновані на здатності матеріалів цього виду розсіювати велику кількість енергії при розтягуванні, вигині чи зсуві за рахунок пружних властивостей. До недоліків даних способів належать такі чинники: найгірша ремонтопридатність при заливці, найгірший тепловідвід від залитих елементів, сильна залежність демпфуючих властивостей від температури, можливість виникнення великих внутрішніх напружень у компаунді при зміні температури, зміна властивостей полімерів при дії радіації.
З урахуванням вище викладеного та того, що даний пристрій відноситься до стаціонарної апаратури робимо висновок про те, що для цього пристрою застосовувати захист від вібрацій немає необхідності.
5.4 Вибір методів екранування
Між двома електричними ланцюгами знаходяться на деякій відстані один від одного, можуть виникнути електромагнітні зв'язку через:
- Магнітне поле;
- Електромагнітне поле випромінювання;
- Дроти, що сполучають ці ланцюги.
Тому при конструюванні РЕА виникають наступні задачі:
- Розробляється апаратура не повинна заважати нормальному дії навколишнього її апаратури, за винятком випадків принципової неможливості здійснення цього;
- В розробляється апаратурі повинні бути вжиті заходи до того, щоб навколишня апаратура їй не заважала.
Для вирішення перших двох завдань необхідно вбудовувати помехоподавляющие елементи (екрани, фільтри, розв'язуючи ланцюга) в усі ймовірні джерела наведення. Це гарантує відсутність наведень не тільки на даний пристрій, але і на всі інші.
Придушення паразитних наведень зводиться до повного усунення або усунення до допустимих величин паразитних зв'язків між джерелами і приймачами наведень.
Способи такого ослаблення елементарні:
- Розміщення ймовірних джерел і приймачів наведень на максимально можливій відстані один від одного;
- Правильна взаємна орієнтація їх деталей і контурів;
- Зведення до мінімуму їх опорів, які можуть опинитися в ланцюгах;
- Вилучення сторонніх дротів, які можуть зв'язати джерело і приймач і т. Д.
При недостатності всіх цих засобів і заходів доводиться вдаватися до екранування.
Екрануванням називається локалізація електромагнітної енергії в межах певного простору, що досягається шляхом перегородження поширення її всіма можливими способами і засобами.
Розрізняють магнитостатическое і електромагнітне екранування та захист від електричних полів. Магнитостатическое екранування призначено для захисту від постійного струму і повільно змінюється змінного магнітного поля за допомогою екранів, виготовлених з феромагнітних матеріалів (пермоллоя або сталі) з великою відносною магнітною проникністю. При наявності такого екрану лінії магнітної індукції проходять в основному по його стінках, які мають малий магнітним опором у порівнянні з повітряним простором усередині екрану. Якість екранування залежить від магнітної проникності екрана. Цей вид екранування використовується рідко.
Електромагнітне екранування застосовується для захисту від змінного високочастотного магнітного поля і проводиться за допомогою екранів, виготовлених з немагнітних і феромагнітних металів. Воно засноване на використанні того ж явища магнітної індукції, що призводить до порушення наведених ЕДС і струмів.
Екранування полів виконується за допомогою листового металевого екрану, поєднаного з корпусом приладу. Фізичний зміст цього виду екранування полягає у створенні короткого замикання на корпус для більшої частини паразитної ємності, наявної між екраніруемимі один від одного крапками. Якість екранування сильно залежить від якості з'єднання екрану з корпусом приладу і частин екрану один з одним.
Особливо важливо не мати з'єднувальних проводів між частинами екрана і корпусом. Ефективність екранування електричного поля не залежить від товщини і матеріалу екрана. Причиною цього є незначна величина струмів, поточних по екрану.
6. РОЗРАХУНОК КОНСТРУКТИВНИХ ПАРАМЕТРІВ ВИРОБИ
6.1 Компонувальні розрахунок вироби
Вихідними даними для розрахунку є перелік елементів схеми електричної принципової, необхідні типорозміри і настановні розміри ЕРЕ: інсталяційний обсяг V вуст, установча площа S вуст.
Необхідні дані зведені в таблиці 6.1.1
Таблиця 6.1.1 Інсталяційні значення V вуст і маси ЕРЕ проектованої конструкції восьмисмуговий стереофонічного коректора.
Вид елемента і основні характеристики | Тип, тіпономі-нал | Кол. n i | Установчий обсяг, V вуст, см 3 | n × V вуст, см 3 | Маса m, гр. | m × n, гр. |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Діоди | КС 156А |