РОЗРАХУНКОВО-ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до курсового проекту
на тему:
"Датчик Шума"
У даному курсовому проекті при розробці друкованого вузла враховувалися умови його роботи.
Умови експлуатації блоку передбачають постійний дію вібрації ( 10 g ) І вплив ударів (перевантаження 15 g , Форма імпульсу прямокутна, t = 15 мс), тиск 760 мм. рт. ст., діапазон температур (-60 - +100) ° С, вологість до 80% при температурі 300С.
Цей вузол повинен забезпечувати високу швидкодію і при цьому мати якомога менші габарити і вага, а його виробництво мати максимальну технологічністю з урахуванням типу виробництва.
Всі ці вимоги і стали визначальними при виборі конструктивного варіанти виконання субблока, елементної бази, типу кріплення ЕРЕ і вибору захисних покриттів, а також при розробці технологічного процесу складання даного субблока.
Креслення оформлені з використанням графічної системи КОМПАС 7.0, розрахунково-пояснювальна записка оформлена з використанням текстового редактора MicroSoft Word.
При побудові ДШ використано відоме положення теореми Ляпунова про те, що закон розподілі щільності ймовірності суми незалежних випадкових величин, що мають закони розподілу відмінні від нормального, наближається до нормального розподілу при n прагне до нескінченності, де n число доданків. Крім того, якщо закон розподілу кожного з доданків симетричний, то закон розподіл суми наближається до нормального розподілу швидше.
Використовувані в ДШ джерела шуму ІШ генерують шумовий сигнал (імпульсна послідовність пилкоподібних імпульсів) одновимірний закон розподілу миттєвих значень якого підкоряється закону Реллея.
Сигнали 1 і 3 доданків утворюються підсумовуванням сигналів двох пар ІШ з різною полярністю імпульсних послідовностей на емітерний повторювач ЕП з подальшим амплітудним обмеженням на обмежниках Огр. дли стабілізації рівня сигналу і одночасного розширення спектру в область низьких частот.
Для формування сигналів 2 і 4 доданків використовуються дві нелінійні ланцюги з несиметричними виходамі9 до складу кожної з яких, крім пари ІШ з різною полярністю імпульсних послідовностей, входять підсилювач-обмежувач а фільтр низької частоти,
Після підсумовування суматором двох гранично-обмежених сігналов8 число яких обумовлено заданим ступенем наближення закону розподілу суми сигналів до нормального розподілу, утворений шумовий сигнал проходить через ФНЧ1.1, формує необхідну розподіл спектральної щільності сигналу по частоті, і надходить на регульований підсилювач на виході якого сигнал має постійну величину незалежно, від його ширини спектру.
Управління смугою пропускання ФНЧ1, коефіцієнтом посилена УР здійснюється одночасно через комутатор.
З виходу УР1.1 шумовий сигнал надходить на вхід модулятора, за допомогою якого можливе здійснення модуляції сигналу низькочастотним випадковим сигналом зі спектром 0-30 Гц. Формування низькочастотного сигналу проводиться шляхом фільтрації одного з вихідних обмежених сигналів ФНЧ2.
У ДШ застосовується резервування кепі формування шумового сигналу, що складається з послідовно з'єднані суматора, ФНЧ і УР. На входи першому ланцюжку надходять сигнали 1 і 2 доданка,: а на входи другий 3 і 4 доданка. Управління смугою пропускання ФНЧ1 і посиленням УР1 здійснюється синхронно через відповідні КОММУТ.1 і КОММУТ.2.
Робочий струм 50 мкА через діоди стабілізується джерелами струму на транзисторах мікросхем DD1, DD2 з токозадающімі резисторами R1 - R6.
Шумові сигнали від джерел шуму безпосередньо і через розділові конденсатори С1, С3, С5 і согласующие резистори R8 - R15 надходять на входи ЕП, виконаних на транзисторах мікросхеми DD3.
Далі сигнали через розділові конденсатори С9, С10 потрапляють на обмежувачі., Виконані на широкосмугових підсилювачах мікросхем DD5, DD6 з коригуючими конденсаторами С11 - С14, С17, С18,
Шумові сигнали з діодів VD2, VD3, VD6, VD7 через розділові конденсатори С2, С4, C7, С8 надходять на вихід підсилювачів-обмежувачів зібраних на мікросхемі DD4.
• Підсилювачі-обмежувачі містять три каскаду. Перший з них працює в лінійному режимі, а другий і третій в режимі обмеження амплітуди, що забезпечує стабільність вихідних рівнів.
З виходів підсилювачів-обмежувачів сигнали через розділові конденсатори C15, C16 надходять на входи фільтрів низької частоти, виконаних на RC елементах (R26-C24, R27-C25). Обмежені шумові сигнали через согласующие резистори R20, R21, R31, R32 надходять на входи відповідних суматорів, виконаних на ЕП мікросхем DD5, DD6.
З виходу кожного суматора сигнал спочатку подається на попередній фільтр НЧ. зібраний на елементах R29, 1? 33, С26, С28, і RЗО, R34, С27, С29, L 2, а потім на формуючий ФНЧ1.
У фільтрах НЧ1.1 і НЧ1.2 передбачено зміну смуги пропускання шляхом вибіркового підключення до загальної шини конденсаторів СЗЗ-С35 (СЗО і R35 підключені постійно) і C36-C38 (С31 і R36 підключені постійно). Підключення конденсаторів здійснюється через комутатори (входи АЕ-А2 мікросхем DD7 і DD8).
Сформований сигнал з виходу кожного ФНЧ1 надходить на відповідний інвертують підсилювач з дискретно регульованим коефіцієнтом посилення (мікросхеми DD9, DD10). Регулювання коефіцієнта посилення проводиться шляхом зміни коефіцієнта передачі ланки зворотнього зв'язку на елементах R37-R44, R48, R49. Підключення резисторів R37-R44 до обший шині здійснюється через комутатори (входи ВО-ВЗ мікросхем DD7 і DD8), на керуючі входи яких подаються логічні * 1 * і «Про *.
З виходу підсилювача DD10.1 через розділові конденсатори С39, С42 і погоджує резистор R51 сигнал подається на перший вхід модулятора, виконаного на мікросхемі DD11. Елементи R54, R55, R64, C52 здійснюють початковий зсув на першому вході модулятора, а елементи R50, R52, R53, C43 нa другому вході модулятора. Для установки заданої глибини модуляції призначений потенціометр R58 з согласующим резистором R56. Резистори R57, R59-колекторні навантаження вихідних транзисторів модулятора.
На другий вхід модулятора через конденсатор С44 надходить низькочастотний випадковий сигнал з виходу другого фільтру НЧ, виконаного на операційному підсилювачі (ОУ) DD9 з елементами R28, R45-R47, С21, С32.
Модульований сигнал знімається з резистора R59 і подається на вхід согласующего инвертирующего підсилювача на мікросхемі DD10.2 через конденсатори С49 і С50
Далі посилений сигнал надходить через резистор R7O надходить на вихід субблока.
Одночасно з виходів ОУ мікросхем DD9 і DD10.1 сформовані сигнали через розділові конденсатори С45-С48 надходять на вхід инвертирующего суматора виконаного на ОУ DD13, з виходу якого через узгоджувальний резистор R68 посилений сигнал надходить на вихід субблока, контакт А28.
Паралельно інвертує входам ОУ Д13, Д10.2 включені ключі на транзисторах мікросхеми DD12 з резисторами R69, R71. При подачі на керуючі входи ключів (бази транзисторів) напруги (12-15) У ключі відкриваються і підключають входи ОУ до загальної шини, що виключає проходження вхідного сигналу ОУ на вихід субблока. Режим роботи субблока без модуляції забезпечується при включеному ключі DD12.1 і вимкненому ключі DD12.2, а режим з модуляцією - при включеному ключі DD12.2 і вимкненому ключі DD12.1.
Елементи R22, R23, V9, VIО і R76, R77, Vll, V12 виконують функції стабілізаторів напруги для мікросхем DD5-DD8; елементи С54-С61, R72-R75-функції фільтрів ланцюгів живлення - 15 В; елементи R78, З62-функції фільтра ланцюга живлення мікросхеми DD4.
Переваги SMD технології:
· Зниження маси і габаритів готового виробу.
· Зниження вартості радіоелементів.
· Усунення безпосереднього контакту персоналу з компонентами.
· Використання компонентів прямо із заводської упаковки.
· Можливість повної автоматизації монтажу.
· Можливість виключення операції відмивання.
· Використання сучасної елементної бази.
Висока точність і повторюваність установки компонентів.
Конструкція системи орієнтована на забезпечення найкращого швидкодії, високій надійності і відносно невелику вартість. Практично всі елементи схеми, крім конденсаторів імпортні. Конденсатори і резистори - малогабаритні в корпусах 0603,0805,1206 для поверхневого (SMD) монтажу.
Розглянемо конденсатори типу К53-56А фірми ВАТ НДІ «Гіріконд» (Санкт-Петербург) Танталові чіп-конденсатори захищеної конструкції для автоматичного монтажу на поверхню
Найбільш широка шкала номінальних ємностей і напруг. Низькі значення повного опору. Високі значення питомого заряду. Підвищена стійкість до механічних навантажень. Припускають використання автоматичного монтажу в апаратуру.
Таким чином, можна стверджувати, що елементи субблока для поверхневого монтажу обрані правильно і відповідають всім характеристикам, необхідним для правильної роботи блоку.
Розрізняють два поняття: вібраційна стійкість і вібраційна міцність. Вібраційна стійкість - властивість об'єкта при заданій вібрації виконувати задані функції і зберігати значення своїх параметрів у межах норми. Вібраційна міцність - міцність при заданій вібрації та після її припинення. Метою розрахунку конструкції РЕА при дії вібрації є визначення діючих на елементи виробу максимальних перевантажень і переміщень.
Періодична вібрація характеризується спектром (діапазон частот), віброприскорення, перевантаженням. Коефіцієнт перевантаження n, амплітуда віброприскорення а, і вібропереміщення S, пов'язані між собою співвідношеннями:
Вихідні дані:
Розміри ПП: а × b × h = 165 × 120 × 1,5 мм;
Матеріал ПП - склотекстоліт (γ = 2,05 × 10 4 Н / м 3);
Для склотекстоліту:
Е = 3,02 × 10 10 Па,
μ = 0,22,
ρ = 2050 кг / м 3.
Діапазон частот вібрації 10 - 40 Гц.
Рішення:
Маса ПП m n = А × b × h × ρ = 0,165 × 0,120 × 0,0015 × 2050 = 61 г .,
Маса елементів m е = Σ n i m i = (резистори) + (мікросхеми) + + (конденсатори) = (78 * 4,5) + (13 × 1,5) + (62 × 2,8) = 174 г .
тоді
2. Так як ПП шарнірно оперта по трьом сторонам, то
3. Знаходимо циліндричну жорсткість ПП:
4. Визначаємо власну частоту коливань ПП:
f c = 107 Гц
5. Знаходимо амплітуду коливань (прогин) ПП на частоті f c з діапазону частот впливають на плату, максимально близькою до f с при заданому коефіцієнті перевантаження n:
6. Визначаємо коефіцієнт динамічності в діапазоні частот вібрації, близьких до f c:
де e - показник загасання коливань (для стеклотекстолита при напругах, близьких до допустимих, приймаємо e = 0,06).
7. Динамічний прогин ПП при її збудженні з частотою f:
S = K Д × A = 1,16 × 0,2183 = 0,002533 мм = 0,000002533 м
8. Еквівалентна цього прогину рівномірно розподілене навантаження при
З 1 = 0,00406 + 0,018 lg (a / b) = 0,00406 + 0,018 lg (100/65) = 0,0074
9. Максимальний розподілений згинальний момент при до курсового проекту
на тему:
"Датчик Шума"
Введення
Даний курсовий проект виконаний на основі матеріалу, отриманого на підприємстві ФГУП «Калугапрібор» м. Калуги.У даному курсовому проекті при розробці друкованого вузла враховувалися умови його роботи.
Умови експлуатації блоку передбачають постійний дію вібрації (
Цей вузол повинен забезпечувати високу швидкодію і при цьому мати якомога менші габарити і вага, а його виробництво мати максимальну технологічністю з урахуванням типу виробництва.
Всі ці вимоги і стали визначальними при виборі конструктивного варіанти виконання субблока, елементної бази, типу кріплення ЕРЕ і вибору захисних покриттів, а також при розробці технологічного процесу складання даного субблока.
Креслення оформлені з використанням графічної системи КОМПАС 7.0, розрахунково-пояснювальна записка оформлена з використанням текстового редактора MicroSoft Word.
Реалізація пристрої
ДШ конструктивно виконаний у вигляді субблока. Структурна схема датчика ДШ представлена на листі 5 графічної частини.При побудові ДШ використано відоме положення теореми Ляпунова про те, що закон розподілі щільності ймовірності суми незалежних випадкових величин, що мають закони розподілу відмінні від нормального, наближається до нормального розподілу при n прагне до нескінченності, де n число доданків. Крім того, якщо закон розподілу кожного з доданків симетричний, то закон розподіл суми наближається до нормального розподілу швидше.
Використовувані в ДШ джерела шуму ІШ генерують шумовий сигнал (імпульсна послідовність пилкоподібних імпульсів) одновимірний закон розподілу миттєвих значень якого підкоряється закону Реллея.
Сигнали 1 і 3 доданків утворюються підсумовуванням сигналів двох пар ІШ з різною полярністю імпульсних послідовностей на емітерний повторювач ЕП з подальшим амплітудним обмеженням на обмежниках Огр. дли стабілізації рівня сигналу і одночасного розширення спектру в область низьких частот.
Для формування сигналів 2 і 4 доданків використовуються дві нелінійні ланцюги з несиметричними виходамі9 до складу кожної з яких, крім пари ІШ з різною полярністю імпульсних послідовностей, входять підсилювач-обмежувач а фільтр низької частоти,
Після підсумовування суматором двох гранично-обмежених сігналов8 число яких обумовлено заданим ступенем наближення закону розподілу суми сигналів до нормального розподілу, утворений шумовий сигнал проходить через ФНЧ1.1, формує необхідну розподіл спектральної щільності сигналу по частоті, і надходить на регульований підсилювач на виході якого сигнал має постійну величину незалежно, від його ширини спектру.
Управління смугою пропускання ФНЧ1, коефіцієнтом посилена УР здійснюється одночасно через комутатор.
З виходу УР1.1 шумовий сигнал надходить на вхід модулятора, за допомогою якого можливе здійснення модуляції сигналу низькочастотним випадковим сигналом зі спектром 0-30 Гц. Формування низькочастотного сигналу проводиться шляхом фільтрації одного з вихідних обмежених сигналів ФНЧ2.
У ДШ застосовується резервування кепі формування шумового сигналу, що складається з послідовно з'єднані суматора, ФНЧ і УР. На входи першому ланцюжку надходять сигнали 1 і 2 доданка,: а на входи другий 3 і 4 доданка. Управління смугою пропускання ФНЧ1 і посиленням УР1 здійснюється синхронно через відповідні КОММУТ.1 і КОММУТ.2.
Принцип функціонування
Джерелами шуму служать діоди VD1 - VD8.Робочий струм 50 мкА через діоди стабілізується джерелами струму на транзисторах мікросхем DD1, DD2 з токозадающімі резисторами R1 - R6.
Шумові сигнали від джерел шуму безпосередньо і через розділові конденсатори С1, С3, С5 і согласующие резистори R8 - R15 надходять на входи ЕП, виконаних на транзисторах мікросхеми DD3.
Далі сигнали через розділові конденсатори С9, С10 потрапляють на обмежувачі., Виконані на широкосмугових підсилювачах мікросхем DD5, DD6 з коригуючими конденсаторами С11 - С14, С17, С18,
Шумові сигнали з діодів VD2, VD3, VD6, VD7 через розділові конденсатори С2, С4, C7, С8 надходять на вихід підсилювачів-обмежувачів зібраних на мікросхемі DD4.
• Підсилювачі-обмежувачі містять три каскаду. Перший з них працює в лінійному режимі, а другий і третій в режимі обмеження амплітуди, що забезпечує стабільність вихідних рівнів.
З виходів підсилювачів-обмежувачів сигнали через розділові конденсатори C15, C16 надходять на входи фільтрів низької частоти, виконаних на RC елементах (R26-C24, R27-C25). Обмежені шумові сигнали через согласующие резистори R20, R21, R31, R32 надходять на входи відповідних суматорів, виконаних на ЕП мікросхем DD5, DD6.
З виходу кожного суматора сигнал спочатку подається на попередній фільтр НЧ. зібраний на елементах R29, 1? 33, С26, С28, і RЗО, R34, С27, С29, L 2, а потім на формуючий ФНЧ1.
У фільтрах НЧ1.1 і НЧ1.2 передбачено зміну смуги пропускання шляхом вибіркового підключення до загальної шини конденсаторів СЗЗ-С35 (СЗО і R35 підключені постійно) і C36-C38 (С31 і R36 підключені постійно). Підключення конденсаторів здійснюється через комутатори (входи АЕ-А2 мікросхем DD7 і DD8).
Сформований сигнал з виходу кожного ФНЧ1 надходить на відповідний інвертують підсилювач з дискретно регульованим коефіцієнтом посилення (мікросхеми DD9, DD10). Регулювання коефіцієнта посилення проводиться шляхом зміни коефіцієнта передачі ланки зворотнього зв'язку на елементах R37-R44, R48, R49. Підключення резисторів R37-R44 до обший шині здійснюється через комутатори (входи ВО-ВЗ мікросхем DD7 і DD8), на керуючі входи яких подаються логічні * 1 * і «Про *.
З виходу підсилювача DD10.1 через розділові конденсатори С39, С42 і погоджує резистор R51 сигнал подається на перший вхід модулятора, виконаного на мікросхемі DD11. Елементи R54, R55, R64, C52 здійснюють початковий зсув на першому вході модулятора, а елементи R50, R52, R53, C43 нa другому вході модулятора. Для установки заданої глибини модуляції призначений потенціометр R58 з согласующим резистором R56. Резистори R57, R59-колекторні навантаження вихідних транзисторів модулятора.
На другий вхід модулятора через конденсатор С44 надходить низькочастотний випадковий сигнал з виходу другого фільтру НЧ, виконаного на операційному підсилювачі (ОУ) DD9 з елементами R28, R45-R47, С21, С32.
Модульований сигнал знімається з резистора R59 і подається на вхід согласующего инвертирующего підсилювача на мікросхемі DD10.2 через конденсатори С49 і С50
Далі посилений сигнал надходить через резистор R7O надходить на вихід субблока.
Одночасно з виходів ОУ мікросхем DD9 і DD10.1 сформовані сигнали через розділові конденсатори С45-С48 надходять на вхід инвертирующего суматора виконаного на ОУ DD13, з виходу якого через узгоджувальний резистор R68 посилений сигнал надходить на вихід субблока, контакт А28.
Паралельно інвертує входам ОУ Д13, Д10.2 включені ключі на транзисторах мікросхеми DD12 з резисторами R69, R71. При подачі на керуючі входи ключів (бази транзисторів) напруги (12-15) У ключі відкриваються і підключають входи ОУ до загальної шини, що виключає проходження вхідного сигналу ОУ на вихід субблока. Режим роботи субблока без модуляції забезпечується при включеному ключі DD12.1 і вимкненому ключі DD12.2, а режим з модуляцією - при включеному ключі DD12.2 і вимкненому ключі DD12.1.
Елементи R22, R23, V9, VIО і R76, R77, Vll, V12 виконують функції стабілізаторів напруги для мікросхем DD5-DD8; елементи С54-С61, R72-R75-функції фільтрів ланцюгів живлення - 15 В; елементи R78, З62-функції фільтра ланцюга живлення мікросхеми DD4.
Підстава вибору елементної бази
Даний проект виконаний у відповідність до сучасних вимог, забезпеченням точностних і тимчасових характеристик. Виходячи з цього вважаю за доцільне виконати поверхневий монтаж усіх елементів, для чого використовуються не тільки вітчизняні а й імпортні компоненти.Переваги SMD технології:
· Зниження маси і габаритів готового виробу.
· Зниження вартості радіоелементів.
· Усунення безпосереднього контакту персоналу з компонентами.
· Використання компонентів прямо із заводської упаковки.
· Можливість повної автоматизації монтажу.
· Можливість виключення операції відмивання.
· Використання сучасної елементної бази.
Висока точність і повторюваність установки компонентів.
Конструкція системи орієнтована на забезпечення найкращого швидкодії, високій надійності і відносно невелику вартість. Практично всі елементи схеми, крім конденсаторів імпортні. Конденсатори і резистори - малогабаритні в корпусах 0603,0805,1206 для поверхневого (SMD) монтажу.
Розглянемо конденсатори типу К53-56А фірми ВАТ НДІ «Гіріконд» (Санкт-Петербург) Танталові чіп-конденсатори захищеної конструкції для автоматичного монтажу на поверхню
Найбільш широка шкала номінальних ємностей і напруг. Низькі значення повного опору. Високі значення питомого заряду. Підвищена стійкість до механічних навантажень. Припускають використання автоматичного монтажу в апаратуру.
| Позначення корпусу | Габаритні розміри *, мм, макс. | ||||
| L | B | A | b | m | |
| 1 | 3,2 ± 0,2 | 1,6 ± 0,2 | 1,6 ± 0,2 | 1,2 ± 0,1 | 0,7 ± 0,2 |
| 2 | 3,6 ± 0,2 | 2,8 ± 0,2 | 1,8 ± 0,2 | 2,0 ± 0,1 | 0,7 ± 0,2 |
| 3 | 6,3 ± 0,3 | 3,2 ± 0,3 | 2,5 ± 0,3 | 2,0 ± 0,1 | 1,3 ± 0,3 |
| 4 | 7,1 ± 0,3 | 4,5 ± 0,3 | 2,8 ± 0,3 | 3,0 ± 0,1 | 1,3 ± 0,3 |
| 5 | 7,1 ± 0,3 | 4,5 ± 0,3 | 4,0 ± 0,3 | 3,0 ± 0,1 | 1,3 ± 0,3 |
| Позначення корпусу | ||||||||||||||||||||
| Сном, мкФ | Uном, У | Сном, мкФ | Uном, У | |||||||||||||||||
| 4,0 | 6,3 | 10 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 4,0 | 6,3 | 10 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | |||
| 0,10 | 1 | 1 | 6,8 | 1 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 | 5 | ||||||||
| 0,15 | 1 | 1 | 1 | 10 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 | 5 | 5 | |||||||
| 0,22 | 1 | 1 | 1 | 2 | 15 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | 5 | |||||||
| 0,33 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 22 | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | 5 | |||||||
| 0,47 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 33 | 3 | 3 | 3 | 3 | 4 | 5 | |||||||
| 0,68 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 47 | 3 | 3 | 3 | 4 | 5 | 5 | ||||||
| 1,0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 68 | 3 | 3 | 4 | 4 | 5 | ||||||
| 1,5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 100 | 3 | 4 | 4 | 5 | ||||||
| 2,2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 150 | 4 | 4 | 5 | |||||||
| 3,3 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 | 220 | 4 | 5 | ||||||||
Розрахунок конструкції РЕА при дії вібрації
Вібрація - тривалі знакозмінні процеси. У результаті впливу механічних навантажень можуть мати місце різні пошкодження РЕЗ: порушення герметичності, повне руйнування корпусу РЕА або окремих його частин внаслідок механічного резонансу або втоми, обрив монтажних зв'язків, відшарування друкованих провідників, відрив навісних ЕРЕ, поломка керамічних і сіталлових підкладок, тимчасовий чи остаточний вихід з ладу роз'ємних та нероз'ємних з'єднань, зміна паразитних зв'язків і т.д.Розрізняють два поняття: вібраційна стійкість і вібраційна міцність. Вібраційна стійкість - властивість об'єкта при заданій вібрації виконувати задані функції і зберігати значення своїх параметрів у межах норми. Вібраційна міцність - міцність при заданій вібрації та після її припинення. Метою розрахунку конструкції РЕА при дії вібрації є визначення діючих на елементи виробу максимальних перевантажень і переміщень.
Періодична вібрація характеризується спектром (діапазон частот), віброприскорення, перевантаженням. Коефіцієнт перевантаження n, амплітуда віброприскорення а, і вібропереміщення S, пов'язані між собою співвідношеннями:
Вихідні дані:
Розміри ПП: а × b × h = 165 × 120 × 1,5 мм;
Матеріал ПП - склотекстоліт (γ = 2,05 × 10 4 Н / м 3);
Для склотекстоліту:
Е = 3,02 × 10 10 Па,
μ = 0,22,
ρ = 2050 кг / м 3.
Діапазон частот вібрації 10 - 40 Гц.
Рішення:
Маса ПП m n = А × b × h × ρ = 0,165 × 0,120 × 0,0015 × 2050 =
Маса елементів m е = Σ n i m i = (резистори) + (мікросхеми) + + (конденсатори) = (78 * 4,5) + (13 × 1,5) + (62 × 2,8) =
тоді
2. Так як ПП шарнірно оперта по трьом сторонам, то
3. Знаходимо циліндричну жорсткість ПП:
4. Визначаємо власну частоту коливань ПП:
f c = 107 Гц
5. Знаходимо амплітуду коливань (прогин) ПП на частоті f c з діапазону частот впливають на плату, максимально близькою до f с при заданому коефіцієнті перевантаження n:
6. Визначаємо коефіцієнт динамічності в діапазоні частот вібрації, близьких до f c:
де e - показник загасання коливань (для стеклотекстолита при напругах, близьких до допустимих, приймаємо e = 0,06).
7. Динамічний прогин ПП при її збудженні з частотою f:
S = K Д × A = 1,16 × 0,2183 = 0,002533 мм = 0,000002533 м
8. Еквівалентна цього прогину рівномірно розподілене навантаження при
З 1 = 0,00406 + 0,018 lg (a / b) = 0,00406 + 0,018 lg (100/65) = 0,0074
З 2 = 0,0479 + 0,18 lg (a / b) = 0,0479 + 0,18 Ig (100/65) = 0,082
10. Знаходимо максимальне динамічне значення вигину:
σ max = 0,19 МПа
11. Перевіряємо умову вібростійкої:
де
n s = 1,8 ¸ 2 - допустимий запас міцності для стеклотекстолита.
Таким чином, умова вібростійкої виконано.
Розрахунок конструкції РЕЗ на дію удару
Явище удару в конструкціях РЕЗ виникає у випадках, коли об'єкт, на якому встановлена машина, зазнає швидка зміна прискорення.Удар характеризується прискоренням, тривалістю і кількістю ударних імпульсів. Розрізняють удари одиночні і багаторазові.
Також ударні впливи характеризуються формою і параметрами ударного імпульсу. Ударні імпульси можуть бути полусінусоідальной, чверть синусоїдальної, прямокутної, трикутної та трапецієподібної форми. Максимальний вплив на механічну систему надає імпульс прямокутної форми. Параметрами ударного імпульсу є:
- Тривалість ударного імпульсу (τ)
- Амплітуда прискорення ударного імпульсу (Н Y).
Метою розрахунку є визначення удароміцності конструкції при впливі удару.
Ударний імпульс діє тільки протягом часу τ і. Величина ω = π / τ і отримала назву умовної частоти імпульсу.
Вихідними даними для розрахунку конструкції
на ударостійкість є:
- Параметри ударного імпульсу (τ) і (Н Y).
- Параметри конструкції
- Характеристики матеріалів конструкції або власна частота коливань механічної системи.
Вихідні дані:
Форма ударного імпульсу - прямокутна: τ і = 15 мс;
Розміри плати a × b × h = 165 × 120 × 1,5 (мм);
f з = 107Гц (див. розрахунок на дію вібрації);
Маса ЕРЕ m Е =
a Y доп = 15g;
Параметри матеріалу осередки:
Е = 3,02 × 10 10 Па - модуль пружності;
μ = 0,22 - коефіцієнт Пуассона;
ρ = 2050 кг / м - щільність;
γ = 2,05 × 10 4 н / м - питома вага.
Ударне прискорення Н Y = 10g = 100 м / с 2.
Розрахунок:
Умовна частота ударного імпульсу
ω = π / τ і = 628 (рад / с)
Визначаємо коефіцієнт передачі при ударі.
Для прямокутного імпульсу.
K Y = 2sin (π/2n) = 1,498
де n - коефіцієнт расстройки:
Знаходимо ударне прискорення
а Y = Н Y До Y = 149,8 (м / с 2)
Максимальне відносне переміщення буде:
Перевіряємо умови удароміцності ПП з ЕРЕ
S max <0,003 × b
де b - розмір сторони ПП, паралельно якій встановлені ЕРЕ.
а Y <a Y доп
а Y = 149,8 <15g = 150
S max = 0,003 <0,003 × 127 = 0,38
Таким чином, умови удароміцності виконуються.
Розрахунок надійності
Надійність - властивість електронної апаратури виконувати задані функції, зберігаючи в часі значення експлуатаційних показників у заданих межах, при дотриманні режимів експлуатації, правил технічного обслуговування, зберігання і транспортуванняРозробка технологічного процесу складання
Технологічний процес (ГОСТ 3.1109-82) - це частина виробничого процесу, яка містить цілеспрямовані дії по зміні і (або) визначення стану предмета праці.Технологічні процеси будують за окремим методам їх виконання (процеси лиття, механічної і термічної обробки, покриттів, складання, монтажу та контролю РЕА) і поділяють на операції. Технологічна операція (ГОСТ 3.1109-82) - це закінчена частина ТП, виконувана безперервно на одному робочому місці, над одним або декількома одночасно виготовляються або що збираються виробами одним або декілька робітниками. Умова безперервності операції означає виконання передбаченої їй роботи без переходу до виготовлення або складанні вироби. Наприклад, підготовка стрічкових проводів до монтажу включає в себе мірну різання, видалення ізоляції з певних ділянок дроти, нанесення покриття на оголені струмоведучі жили. Наведений приклад показує, що склад операції встановлюють не тільки на основі технологічних міркувань, але і з урахуванням організаційної доцільності.
Технологічна операція є основною одиницею виробничого планування та обліку. На основі операцій оцінюється трудомісткість виготовлення виробів, і встановлюються норми часу і розцінки; визначається необхідна кількість робітників, устаткування, пристроїв та інструментів, собівартість виготовлення (складання); ведеться календарне планування виробництва та здійснюється контроль якості і термінів виконання робіт.
В умовах автоматизованого виробництва під операцією слід розуміти закінчену частину ТП, виконувану безперервно на автоматичній лінії, яка складається з декількох одиниць технологічного обладнання, пов'язаних автоматично діючими транспортно-завантажувальними пристроями. При гнучкому автоматизованому виробництві безперервність виконання операції може порушуватися, наприклад, напрямом зібраного напівфабрикату, електронного вузла на проміжний склад-накопичувач у періоди між окремими позиціями, що виконуються на різних технологічних модулях.
Крім технологічних операцій до складу ТП включають низку необхідних для його здійснення допоміжних операцій (транспортних, контрольних, маркувальних і т.п.).
У свою чергу, операції ділять на встановити, позиції, переходи, прийоми. Встанов представляє собою частину технологічної операції, виконувану при незмінному закріпленні оброблюваних заготовок або збирається складальної одиниці, наприклад, установ грає важливу роль при виконанні такої складної операції, як операція остаточного профілювання робочої поверхні плаваючого елементу блоку магнітних головок, яка являє собою ділянку зовнішньої сферичної або циліндричної поверхні радіусом 6 х103 мм і похибкою форми 0,3 ... 0,6 мкм. Позиція - частина операції, виконувана при незмінному положенні інструмента щодо деталі.
Технологічний перехід - закінчена частина технологічної операції, що характеризується постійністю режимів застосовуваних інструментів і поверхонь, утворених обробкою або з'єднуються при збірці. Прийом - це закінчена сукупність дій людини, застосовуваних при виконанні переходу чи його частини й об'єднаних одним цільовим призначенням.
У виробництві елементів, складальних одиниць і пристроїв РЕА використовується великий перелік ТП, заснованих на різних фізичних і хімічних методах обробки матеріалів.
Мікромініатюризація апаратури, підвищення її швидкодії і точності функціональних параметрів вимагають особливої уваги до неруйнуючих методів контролю та управління якістю продукції. Використання спеціальних матеріалів та хімічної технології робить актуальним питання про охорону навколишнього середовища і людей, зайнятих у сфері виробництва РЕА.
Розробка маршрутної та операційної технології в умовах серійного виробництва ТП складання РЕА ведеться дуже детально, аж до переходів і робочих ходів, в умовах же дрібносерійного й одиничного виробництва обмежуються лише розробкою технологічного маршруту виготовлення РЕА. Метою розробки технологічного маршруту є встановлення тимчасової послідовності технологічних операцій виготовлення РЕА, що визначають варіант організаційної структури ТП. Розробка маршрутної технології виготовлення РЕА здійснюється в такій послідовності: визначається (орієнтовно) тип виробництва РЕА; проводиться вибір технологічного методу (збірки) вироби з урахуванням даного типу виробництва; визначається склад технологічних операцій (простих, складних) складання виробу і виявляються послідовність виконання в часі даних операцій, тобто формується структура ТП.
Метою розробки операційної технології є встановлення тимчасової послідовності технологічних переходів і робочих ходів, що визначають варіант організаційної структури операції як основного типового елемента ТП. Розробка операційної технології передбачає виконання таких робіт, як розрахунок режимів і параметрів кожного переходу або робочого ходу; розрахунок норм часу на складання; варіанти і послідовність установок (позицій) вироби на обладнанні.
За результатами спроектованої маршрутної та операційної технології здійснюється вибір засобів технологічного оснащення і уточнення (за результатами вибору) окремих режимів і параметрів операцій та їх елементів.
Вибір технологічного обладнання повинен бути заснований на аналізі витрат, що відводяться для реалізації ТП в заданий проміжок часу при заданому якості виробів. Вибір обладнання проводять по головному параметру, що є найбільш показовим для обраного обладнання, тобто найбільшою мірою виявляє його функціональне значення і технічні можливості.
Відповідно до розробленого технологічним маршрутом вибирають обладнання для кожної операції (її частини або групи операцій) ТП. Все технологічне устаткування, що застосовується для реалізації ТП виробництва РЕА (за видами ТП), підрозділяють на 4 групи:
1) обладнання широкого призначення (універсальне технологічне обладнання), яке доцільно застосовувати в одиничному і дрібносерійному виробництві;
2) обладнання високої продуктивності - напівавтомати і автомати, що має більше обмеження за розмірами оброблюваних (збираються) виробів, за швидкістю, виконуваних операцій, які застосовуються в серійному і масовому виробництві РЕА;
3) спеціалізоване технологічне обладнання - агрегатні верстати для складання будь-якого вироби, які застосовують у серійному виробництві при груповій складання РЕА;
4) спеціальне обладнання - обладнання, спроектоване і виготовлене для обробки (складання, контролю) вироби на певній операції, що економічно доцільно в масовому виробництві при випуску вироби протягом ряду років.
Після розрахунку режимів операції, яка реалізується на даному обладнанні (наприклад, зусилля пресування при склеюванні плат, точності позиціонування ЕРЕ на платі і т.д.), слід підтвердити доцільність обраного устаткування розрахунками коефіцієнтів використання устаткування за часом технологічної собівартості операції. Раціональність вибраного обладнання визначається зіставленням значень коефіцієнтів, отриманих за розрахунками, з рівнями ЕСТПП, такими як: коефіцієнт застосування автоматів і напівавтоматів, коефіцієнт застосування агрегатного обладнання (для серійного виробництва), коефіцієнт застосування обладнання з ЧПУ (для дрібносерійного і одиничного виробництва).
Вибір технологічної оснастки. Під технологічним оснащенням, використовуваної у виробництві РЕА, розуміють пристосування, допоміжний і вимірювальний інструмент. Пристосуванням називається додатковий пристрій або обладнання, що служить для орієнтації, транспортування і, установки, закріплення, монтажу деталей і складальних одиниць. Допоміжний інструмент - це додатковий пристрій до обладнання, що служить для встановлення і закріплення інструмента. Потреби підприємства в оснащенні слід визначати на підставі: обсягу основного виробництва РЕА; номенклатури оснастки за технологічною документацією; нормам витрати оснащення. Розрахунок потреби по кожному виду оснащення слід проводити для діючого виробництва РЕА і виробництва нових виробів окремо. Потреба в оснащенні для виробництва нової РЕА слід визначати з урахуванням: планових термінів і трудомісткості освоєння та випуску виробів; планованої тривалості випуску виробів; організаційних форм виробництва РЕА в період її освоєння і випуску. Всі прилади ділять за видами обробки (складання) для різних умов і типів виробництва РЕА. Пристосування, як і все оснащення, виконують по 6 системам: нерозбірні спеціальні пристосування (НСП); універсальні безналадочние пристосування (УБН); універсально-безналадочная оснащення (УБТ); збірно-розбірні пристосування (УРП); універсально-налагоджувальні пристосування (УНП); спеціалізовані налагоджувальні пристосування (СНП). У добре організованому виробництві РОЕА слід застосовувати ті види пристосувань, які забезпечують найбільшу точність, економічність, маневреність і продуктивність праці.
При проектуванні ТП виробництва РЕА технолог повинен прагнути до найбільшого використання покупної технологічного оснащення в рамках 6 виділених систем оснащення. Техніко-економічне обгрунтування раціональності обраної системи оснащення визначається шляхом розрахунку коефіцієнта завантаження одиниці технологічного оснащення До
Вибір допоміжних і вимірювальних інструментів. При розробці ТП виготовлення РЕА необхідно крім пристосувань вибрати допоміжні та вимірювальні інструменти для кожної операції. Інструменти слід вибирати з інструментальних матеріалів, що забезпечують більшу стійкість, високі режими обробки (складання), економічність процесу. Геометрія інструмента має велике значення для забезпечення якості РЕА та режимів виконання операцій складання, зварювання і т.д. У великосерійному виробництві РЕА можна користуватися спеціальним допоміжним інструментом, якщо виготовлення його в цьому випадку буде економічно доцільним. У серійному та одиничному виробництві слід застосовувати стандартні універсальні інструменти.
Вимірювальний інструмент повинен забезпечувати потрібну точність вимірювання контрольованих параметрів РЕА при найменших затратах праці і часу. У масовому і серійному виробництві РЕА треба застосовувати прилади активного контролю, що дозволяють проводити вимірювання в процесі виготовлення виробу. У дрібносерійному та одиничному виробництві РЕА необхідно користуватися універсальним вимірювальним інструментом.
При проектуванні ТП виготовлення РЕА технолог повинен прагнути найбільшого використання покупних допоміжних і вимірювальних інструментів. Раціональність обраних у ТП інструментів повинна підтверджуватися розрахунком коефіцієнта спеціалізованого виробництва інструментів.
Оцінка раціональності обраного ТП виготовлення РЕА та його техніко-економічний аналіз. Радіоелектронну апаратуру можна виготовляти кількома способами, з яких при проектуванні ТП і реалізує його ТЗ необхідно вибрати раціональний або розрахувати оптимальний варіант ТП (ТЗ). Відповідно до ГОСТ ЕСТПП раціональність розроблених ТП повинна підтверджуватися коефіцієнтами: застосованості високоефективних методів виготовлення виробів; типових ТП і групових методів обробки (складання). Зазначений підхід до вибору раціонального варіанту ТП (ТЗ), що має значну (до 30%) похибка. При розрахунку оптимального варіанту ТП необхідно визначити ступінь його технічної прогресивності та економічної ефективності. У якості одного з можливих критеріїв оптимальності використовується економічність (технологічна собівартість) ТП і продуктивність реалізує його ТЗ.
Технологічний процес складання
| А / Б | № опер | Найменування і зміст операції |
| А | 005 | Контрольна |
| Б | установка для пайки зануренням, пінцет М96-8900 / 4; установка НС 1542 або УПДВ, термометр П72 24066 ГОСТ 2823-73 | |
| Про | 1. Провести зовнішній огляд плати 2. Перевірити контакти на облужіваемость методом занурення в розплавлений припой при 250 ÷ 270 ˚ С протягом 4 ÷ 7 секунд. 3. Контакти мають добре змочуватися припоєм. 4. На облуженной поверхні не допускається слідів корозії, окисної плівки і збирання припою в краплі. 5. Маркувати знаки, порушені в процесі виготовлення плат. 6. Сушити фарбу при t = 18 ÷ 25 ˚ С, 15 ÷ 30 хвилин з наступним покриттям лаком. 7. Покриття маркувальних позначень лаком УР-231.9. | |
| А | 010 | Програмування |
| Б | персональний комп'ютер | |
| Про | 1. Включити лінійний комп'ютер. 2. Отримати PCB файли, що містять інформацію про центри компонентів блоку, для яких потрібно розробити керуючі програми і скопіювати їх у пам'ять лінійного комп'ютера. У візуальному режимі переглянути запрограмовану плату з необхідним збільшенням і переконатися в її відповідності КД (перевірити вірність розташування компонентів у різних місцях плати). У разі невідповідності PCB файли підлягають коректуванню. 3. Переглянути всі типи елементів, що встановлюються на плату та переконатися, що стандартні бібліотеки містять їх опис, тип головки, номери головок. 4. «Прив'язати» елемент до живильники для його установки. 5. Створити файл запуску програми. 6. Автоматична перевірка програми на виконання | |
| А | 015 | Промивна |
| Б | Віброустановка, ванночка - 3 шт. | |
| Про | 1. Включити вентиляцію. 2. Залити СНС в три ванночки, СНС повинна повністю закривати плату. 3. Включити віброустановці (амплітуда коливань 0,1-мм). 4. Вийняти плату з касети. 5. Опустити плату в 1-у ванну. Видалити консервирующее покриття за допомогою кисті. Час промивки 1,0 хв. 6. Перенести плату в 2-у ванну. Час промивки 1,0 хв. Видалити консервирующее покриття за допомогою кисті. 7. Перенести плату до 3-ї ванну. Промити ополіскуванням. Час промивки 1,0 хв. 8. Сушити плату на повітрі 10-15 хв. 9. Контроль. Провести зовнішній огляд. На платі не повинно залишатися слідів флюсу. При легкому натисканні пальцем в напальчник не повинно відчуватися прилипання. Видалити патьоки бязевих тампоном, змоченим в СНР. 10. Установити плату в касету | |
| А | 020 | Сушіння |
| Б | шафа сушильна КП - 4506; Візок стелажна VA-120 | |
| Про | 1. Сушіння партії плат проводити при t = 100 º С протягом 1,5-2 год безпосередньо перед складанням. Час початку і кінця сушіння записати в спец. журнал. | |
| А | 025 | Підготовча |
| Б | автомат SIPLACE | |
| Про | 1. Згідно роздруківці файлу оснащення автомата SIPLACE 2. У встановлені живильники згідно з SIPLACE 3. Витягнути заглушки з пеналів, в яких поставляються ЕРЕ, що встановлюються з лінійок. Засипати ЕРЕ в лінійки. Відрегулювати вібрацію живильника з лінійкою | |
| А | 030 | Установча |
| Б | завантажувальний пристрій лінії SMD | |
| Про | 1. Включити та налаштувати завантажувальний пристрій згідно з технічним описом. 2. Завантажити плати в магазин. Кількість плат в магазині LP - magazine Miko-Rack NKAJ 0525 - max 50 штук. 3. Встановити магазин з платами в завантажувальний пристрій. 4. Запустити плату на лінію SMD | |
| А | 035 | Установча |
| Б | автомат для нанесення паяльної пасти DEK 260 | |
| Про | 1. Включити автомат і налаштувати його відповідно до опису. На керуючому комп'ютері вибрати програму для даного зібраного блоку. 2. Встановити трафарет, попередньо перевіривши його стан (чистоту і якість поверхні) | |
| А | 040 | Поєднання |
| Б | ||
| Про | 1. Подати плату в зону нанесення пасти, поєднати її з трафаретом. 2. Перевірити точність розташування плати щодо трафарету, при необхідності провести коректування. Плату випустити з автомата | |
| А | 045 | Нанесення паяльної пасти |
| Б | автомат для нанесення паяльної пасти DEK 260, трафарет на рамці, рукавички гумові технічні | |
| Про | 1. Включити автомат і налаштувати його відповідно до опису. На керуючому комп'ютері вибрати програму для даного зібраного блоку. 2. Встановити ракелі, перевіривши їх стан. Механічні пошкодження поверхонь не допускаються. 3. Нанести паяльну пасту R244 або EP256F816 ракелем або малюнком трафарету, попередньо перемішавши пасту в її власній тарі протягом 1 хв. Пасти повинна бути достатня кількість. Шов з пасти повинен виходити за межі малюнка на 20 мм. Примітка: паста повинна зберігатися при 5 С. 4. Запустити плату на лінію і нанести пасту. 5. Проміжну очищення трафарету робити через 10-15 циклів. Для очищення використовувати спеціальний папір, що не залишає пилу і ворсинок і застосовувати промивальні рідини (спирт). Додатково провести очищення трафарету стисненим повітрям. | |
| А | 050 | Промивна |
| Б | ракель для зняття пасти, викрутки для зняття трафарету з автомата, Установка відмивання трафарету тип 355 / Ех | |
| Про | 1. Включити та налаштувати установку промивання згідно з технічним описом 2. Через отвори заливки заповнити установку миючим засобом (суміш спирту і дистильованої води 1:1). Рівень миючого засобу на кілька див. нижче рівня ящика для відходів (осаду). 3. Закрити і заблокувати кришку отвору для заливання миючого засобу. 4. Вручну зняти залишки пасти з трафарету ракелем. Помістити залишки пасти назад в її власну тару. 5. Зняти трафарет, засунути трафарет в несучу раму установки (трафарет засувається в рамку збоку). Опустити раму з трафаретом в установку промивки. Закрити кришку установки і заблокувати її за допомогою гвинта. 6. Перемиканням вимикача на голівці двигуна запустити процес промивки. Час промивки в залежності від ступеня забруднення від 2 до 5 хвилин. 7. За допомогою трьохпозиційного крана запустити процес додаткового промивання (чистове полоскання) через зовнішній фільтр з меншим тиском. 8. Після відключення установки відкрити кришку, висунути раму з трафаретом і зняти трафарет з рами | |
| А | 055 | Установча |
| Б | автомат SIPLACE | |
| Про | 1. Включити автомат і лінійний комп'ютер, налаштувати згідно з технічним описом. 2. Вибрати програму установки елементів з лінійного комп'ютера. 3. Запустити програму на лінію. 4. Запустити на лінію перший плату, і після складання зняти її з конвеєра і перевірити правильність установки радіоелементів на відповідність кресленню. Висновки елементів повинні знаходитися в межах майданчиків. При невідповідності зібраної плати вимогам КД необхідно повідомити майстра або технологу про помилки програми, перевірити правильність заповнення живильників | |
| А | 060 | Контрольна |
| Б | Лупа RLL122/122Т | |
| Про | 1. Зняти друковану плату з конвеєра. 2. Перевірити правильність установки радіоелементів на відповідність кресленню. 3. При невідповідності зібраної плати вимогам КД необхідно повідомити майстра або технологу про помилки програми, перевірити правильність заповнення живильників. У разі дефектів усунути вручну. У разі непереборних дефектів - шлюб | |
| А | 065 | Оплавлення |
| Б | установка оплавлення паяльної пасти HotFlow 7, Лінза з 3 х збільшенням | |
| Про | 1. Включити і підготувати установку HotFlow 7 до роботи у відповідності з технічним описом. 2. На керуючому комп'ютері вибрати і запустити програму оплавлення паяльної пасти для даного зібраного блоку. Температурний режим згідно з програмою. 3. Налаштувати транспортну лінію установки - встановити підтримку відповідно до розміру і конструкцією плати. 4. Пропустити плату через установку, перевірити якість оплавлення. При негативних результатах перевірити роботу попередніх автоматів лінії SMD і повідомити майстру про необхідність налагодження програми оплавлення паяльної пасти на установці HotFlow 7. 5. Для всіх наступних плат виконати п. 4 | |
| А | 070 | Контрольна |
| Б | ||
| Про | 1. Перевірити субблок на відповідність кресленню або еталону. 2. Перевірити якість установки або пайки елементів згідно ескізу стандарту. 3. У разі дефектів усунути вручну. У разі непереборних дефектів - шлюб. | |
| А | 075 | Формувальна |
| Б | Автомат П-76344 Eggenstein C036; Штангенциркуль ШЦ 1 -125-0,10 ГОСТ 166-89 | |
| Про | Формування висновків мікросхем на автоматі П-76344 Eggenstein C036. 1. Включити та налаштувати автомат для формування й підрізування висновків радіоелементів згідно з технічним описом. 2. Вилучити стрічку з радіоелементу з тари заводу-виготовлювача, відрахувати необхідну кількість елементів, відрізати стрічку. 3. Зарядити стрічку з радіоелементу в автомат. 4. Запустити автомат, формувати висновки згідно КД. Дотримуватися читаність елементів щодо згинання. 5. Перевірити якість формування висновків радіоелементів | |
| А | 080 | Запобіжна |
| Б | Ножиці 175 ГОСТ 351268-99; Пінцет ПС 100 * 1,5 ТУ 64-1-37-78; Магазин LP-Magazin Miko-Rack NKAJ 0525 | |
| Про | Протидія місць, що не підлягають пайку за допомогою липкої стрічки «tesa». 1. Вилучити плату з тари цехової. 2. Вилучити з тари заводу виробника бобіну липкої стрічки на тканинній або паперовій основі tesa необхідної ширини (9, 25 мм ...). 3. Відклеїти за допомогою пінцета кінчик липкої стрічки tesa, відокремити і відрізати стрічку необхідної довжини (согл. рис.) 4. Заклеїти місця не підлягають пайку (пасивні елементи, оплавлені доріжки). 5. Укласти плату в тару цехову (магазин) | |
| А | 085 | Установча |
| Б | Браслет антистатичний з гарнітурою заземлення; Пластина заземлення; Лінза 8066 3 х збільшення; Лупа RLL122/122Т; Паяльна станція WS-51с паяльником LR21; Плоскогубці 7814-0103 ГОСТ 17440-72; Пінцет прецизійний антистатичний 3CSA; Пінцет М96890014; Бокорези140.78144080; Кусачки НГ, модель 170м, довжина 127 мм, фірма «Xcelite» ГОСТ 28.037-89 | |
| Про | Установка многовиводних радіоелементів вручну 1. Встановити мікросхему 2. Паяти висновки паяльником в декількох місцях по діагоналі (флюс ВФ850, припой Sn05Pb92.5Ag2.5). Температура жала паяльника 350 ± 10 С. Час паяння не більше 1 с. Всього кількість прихоплює висновків - 2 виводу. 3. Перевірити міцність установки елемента 4. При наявності припою на провідниках в місцях, які не допускаються за кресленням, видалити припой з допомогою паяльника. Товщина припою на контактній площадці не більше 0,3 мм. 5. Укласти плату в тару для природного охолодження | |
| А | 090 | Чищення |
| Б | Магазин LP-Magazin Miko-Rack NKAJ 0525; Пінцет прецизійний антистатичний 3CSA | |
| Про | Видалення клейкої стрічки з місць, що не підлягають пайку 1. Вилучити плату з тари цехової (магазину). Плата повинна бути охолоджена до кімнатної температури. 2. Видалити липку стрічку з місць, що не підлягають пайку, пінцетом. 3. Укласти плату в тару цехову | |
| А | 95 | Контрольна |
| Б | Лінза 8066 3 х збільшення; Лупа RLL 122/122Т | |
| Про | 1. Перевірити блок зовнішнім оглядом на відповідність кресленню 2. Перевірити зовнішнім оглядом якість пайок. 3. Форма паяних з'єднань повинна бути скелетної з увігнутими жолобниками припою по шву і без надлишку припою. Вона повинна дозволяти візуально переглядати через тонкі шари припою контури входять до з'єднання окремих електромонтажних елементів. 4. Допускається з'єднання з заливний формою пайки, при яких контури окремих електромонтажних з'єднань, що входять у з'єднання, повністю сховані під припоєм з боку пайки з'єднання. Поверхня галтелей припою по всьому периметру паяного шва повинна бути увігнутою гладкою, безперервної, глянсовою або світло-матовою, без темних плям і сторонніх включень. 5. На поверхні діелектрика друкованої плати допускається точкове посветленіе волокон, прояв текстури матеріалу, на поверхні плати не повинно бути перемичок припою між прилеглими провідниками та контактними майданчиками. 6. Допускаються патьоки на провідниках при пайку з маскою. 7. Перевірити зовнішнім оглядом на відсутність пошкоджень корпусів і висновків радіоелементів, слідів зламу, задирів, тріщин, порушення покриттів і ін дефектів порушують цілісність висновків і корпусів. 8. Перевірити відстань у вузьких місцях між провідниками та контактними майданчиками. Допускається розтікання припою за межі контактних майданчиків і провідників, не зменшує мінімальну допустиму відстань 0,3 мм. 9. Перевірити кордон монтажу з боку установки і пайки ЕРЕ на відповідність кресленню 10. При пайку з'єднань із застосуванням паяльних паст, паяні з'єднання не повинні мати залишків припою (кульок припою), неоплавленной пасти, непропаи, раковин і напливів. 11. При дефектах повторити з операції 090 12. При непереборних дефектах відправити одиницю в шлюб | |
| А | 100 | Підготовча |
| Б | бязевих тампон, спирт, Браслет антистатичний з гарнітурою заземлення, Пластина заземлення | |
| Про | Бязевих тампоном, змоченим у спирті, видалити надлишок залишків флюсу на ділянках друкованої плати в місцях зіткнення плати та запобіжних планок для пайки «хвилею» припою | |
| А | 105 | Контрольна |
| Б | ||
| Про | 1. Провести зовнішній огляд. На платі не повинно залишатися слідів флюсу. При легкому натисканні пальцем в напальчник не повинно відчуватися прилипання. Видалити патьоки бязевих тампоном, змоченим в СНР. 2. Якщо умови не виконуються повторити операцію 130 | |
| А | 110 | Лакофарбова |
| Б | Кисть КХЖП № 20, КХЖК № 1. № 2. ТУ 17-1507-89; Шафа сушильна КП - 4506; Рукавички трикотажні № 10 ГОСТ 1108-74 | |
| Про | 1. Приготувати лак УР-231.9. 2. Нанести 1 шар лаку на одну сторону плати і ЕРЕ згідно КД пензлем крім місць, вказаних на кресленні. Лак наносити тонким шаром. Допускається у вільних місцях, з боку пайки кисть КХЖП № 20, у важкодоступних місцях - пензлем КХЖК № 1,2. 3. Сушити лакове покриття на одній стороні плати, встановивши в пристосування або на гачки при температурі t = 23 ± 5 ˚ С 30 ÷ 35 хвилин. 4. Нанести перший шар лаку на другу сторону плати. 5. Сушити лакове покриття на другій стороні плати при температурі t = 23 ± 5 ˚ С протягом 30 ÷ 35 хвилин. 6. Перевірити зовнішній вигляд на відповідність. Не допускається попадання лаку на незапаянние контактні майданчики і в металізовані отвори. 7. Сушити перший шар лаку остаточно при температурі t = 23 ± 5 ˚ С 1,5 ÷ 2 години. 8. Нанести другий шар лаку, повторивши переходи 2, 3, 4, 5, 6. 9. Сушити другий шар остаточно. Якщо другий шар остаточний, сушити його з переходу 11 при температурі t = 65 ± 5 ˚ С 1,5 ÷ 2 години. 10. Нанести третій шар лаку по переходах 2, 3, 4, 5, 6. 11. Сушити третій шар остаточно при температурі t = 65 ± 5 ˚ С 8 ÷ 9 годин. Примітка: для виключення стікання лаку після його нанесення витримати плати в горизонтальному положенні не менше 30 хвилин | |
| А | 115 | Контрольна |
| Б | Штангенциркуль ШЦ 1-125-0,10 ГОСТ 166-89 | |
| Про | 1. Перевірити якість лакового покриття зовнішнім оглядом. Лакове покриття повинне бути прозорим, глянсовим, не ізолюючим маркувальні позначення виробів, суцільним по всій поверхні, за винятком місць, вказаних на кресленні. 2. Лакове покриття не повинно мати раковин, сколів, тріщин, здуття, подряпин, відшарувань, скупчення сторонніх включень, слідів корозії. 3. Не допускається наявність лаку на місцях, зазначених на кресленні та у ТП, приклеювання висновків до корпусів і висновків сусідніх елементів. 4. На поверхні лакованих друкованих плат допускається: a) Матові ділянки, окремі смітинки. b) Окремі точкові включення отверділих частинок лаку згідно еталону. c) Окремі бульбашки. d) Окремі патьоки на крайках плати, навколо ЕРЕ і місць їх припайки, а також патьоки у вигляді променів на поверхні плати. e) Наявність лакових перетинок між корпусами ЕРЕ, деталей, розташованих на відстані 1 мм і менше. f) Потрапляння лаку на корпуси ЕРЕ і деталі кріплення, кріпильних місць за кресленням. g) Шорсткість лакової плівки на поверхні фольгованих діелектриків. 5. При дефектах усунути вручну | |
| А | 120 | Подмаркіровочная |
| Б | Лінза 8066 3 х збільшення; Лупа RLL122/122Т; Кисть КХЖП № 20, КХЖК № 2.ТУ 17-1507-89; Магазин LP-Magazin | |
| Про | 1. Маркувати знаки, порушені при монтажі. 2. Сушити фарбу при t = 18 ÷ 25 ˚ С, 15 ÷ 30 хвилин з наступним покриттям лаком. Покриття маркувальних позначень лаком УР-231.9 | |
| А | 125 | Випробувальна |
| Б | стенд випробувальний | |
| Про | 1. Помістити субблок на випробувальний стенд. 2. Підключити субблок до стенду відповідно до схеми. Перевірити роботу субблока на відповідність параметрів | |
| А | 130 | Маркувальна |
| Б | бокс 779/00000; матриця, ракель, желатин, штемпель, кисть КХЖК № 2, шафа для сушіння | |
| Про | 1. Маркувати порядковий номер і знак виготовлювача на монтажну бік у верхньому правому або лівому кутах фарбою МК34, чорна по ОС Т ГО.054.205У2, шрифт 3 по НО.010.007. Сушити при температурі t = 18 ÷ 25 ˚ С, 15 ÷ 20 хвилин, потім при температурі t = 65 ± 5 ˚ С 1,5 ÷ 2 години або на повітрі не менше 24 годин | |
| А | 135 | Контроль ВТК |
| Б | Лінза 8066 3 х збільшення; Лупа RLL122/122Т; бокс 779/00000; штемпель, кисть КХЖК № 2, шафа для сушіння | |
| Про | 1. Не допускається наявність лаку на місцях, зазначених на кресленні та у ТП, приклеювання висновків до корпусів і висновків сусідніх елементів. 2. На поверхні друкованих плат допускається: a. Матові ділянки, окремі смітинки. b. Окремі точкові включення отверділих частинок лаку згідно еталону. c. Окремі бульбашки. d. Окремі патьоки на крайках плати, навколо ЕРЕ і місць їх припайки, а також патьоки у вигляді променів на поверхні плати. e. Наявність лакових перетинок між корпусами ЕРЕ, деталей, розташованих на відстані 1 мм і менше. f. Попадання лаку на корпуси ЕРЕ і деталі кріплення, кріпильних місць за кресленням. g. Шорсткість лакової плівки на поверхні фольгованих діелектриків. 3. На платах, що пройшли приймання, таврувати клеймо ВТК на монтажну бік у верхньому правому або лівому кутах фарбою МК34, чорна по ОС Т ГО.054.205У2, шрифт 3 по НО.010.007. При щільному монтажі клеймо наносити в будь-якому вільному місці у верхній частині плати. Сушити при температурі t = 18 ÷ 25 ˚ С, 15 ÷ 20 хвилин, потім при температурі t = 65 ± 5 ˚ С 1,5 ÷ 2 години або на повітрі не менше 24 годин |
Перелік технологічного обладнання
1. установка для пайки зануренням2. персональний комп'ютер
3. Віброустановка
4. шафа сушильна КП - 4506
5. автомат для нанесення паяльної пасти DEK 260
6. Установка відмивання трафарету тіп355 / Ех
7. автомат SIPLACE
8. установка оплавлення паяльної пасти HotFlow 7
9. Паяльна станція Weller WS81 з жалом ET-GW
10. Мікроскоп «Mantis»
Опис спеціальної технологічної оснастки
Під технологічним оснащенням, використовуваної у виробництві РЕА, розуміють пристосування, допоміжний і вимірювальний інструмент. Пристосуванням називається додатковий пристрій або обладнання, що служить для орієнтації, транспортування і, установки, закріплення, монтажу деталей і складальних одиниць. Допоміжний інструмент - це додатковий пристрій до обладнання, що служить для встановлення і закріплення інструмента. Потреби підприємства в оснащенні слід визначати на підставі: обсягу основного виробництва РЕА; номенклатури оснастки за технологічною документацією; нормам витрати оснащення. Розрахунок потреби по кожному виду оснащення слід проводити для діючого виробництва РЕА і виробництва нових виробів окремо. Потреба в оснащенні для виробництва нової РЕА слід визначати з урахуванням: планових термінів і трудомісткості освоєння та випуску виробів; планованої тривалості випуску виробів; організаційних форм виробництва РЕА в період її освоєння і випуску. Всі прилади ділять за видами обробки (складання) для різних умов і типів виробництва РЕА. Пристосування, як і все оснащення, виконують по 6 системам: нерозбірні спеціальні пристосування (НСП); універсальні безналадочние пристосування (УБН); універсально-безналадочная оснащення (УБТ); збірно-розбірні пристосування (УРП); універсально-налагоджувальні пристосування (УНП); спеціалізовані налагоджувальні пристосування (СНП). У добре організованому виробництві РОЕА слід застосовувати ті види пристосувань, які забезпечують найбільшу точність, економічність, маневреність і продуктивність праці. При проектуванні ТП виробництва РЕА технолог повинен прагнути до найбільшого використання покупної технологічного оснащення в рамках 6 виділених систем оснащення. Техніко-економічне обгрунтування раціональності обраної системи оснащення визначається шляхом розрахунку коефіцієнта завантаження одиниці технологічного оснащення ДоВ якості технологічного оснащення використовується трафарет для нанесення паяльної пасти на контактні площадки друкованої плати. Трафарет виконаний з легованої сталі, являє собою прямокутний лист з отворами для нанесення паяльної пасти. На поверхні трафарету розташовані знаки суміщення трафарету і друкованої плати, які представляють собою вирубані отвори у вигляді хрестів. Креслення трафарету наведено на другому аркуші графічної частини.
Параметри виготовлення
Діаметр променя (ширина різу) - 0,040 мм
(Розмір одержуваної прорізи - 0,050 ммм, тому що потрібен запас для ходу променя. Мінімальний розмір перемички в матеріалі між апертурами - не менше 0,1 мм)
Точність позиціонування - ± 0,001 мм (висока точність позиціонування досягається за рахунок застосування цельногранітного масивної підстави і системи повітряних підшипників. За допомогою них робочий стіл установки зависає над підставою на мініатюрній повітряній подушці.)
Максимальний розмір робочого поля - 500 х 500 мм (повний розмір трафарету, з урахуванням полів до 600 х 600 мм) На кордоні полів також можливе виконання перфораційних отворів для кріплення трафарету)
Розмір отвору - ± 0,005 мм
Конусоподібний отворів у напрямку до основи - ± 0,02 мм (Конусоподібний - це різниця між верхнім і нижнім розмірами отвори, Наявність конусоподібної отворів дозволяє пасті краще виходити з апертур трафарету).
Трафарет завжди вирізається з боку накладається на друковану плату, тому конусоподібної апертур збільшується в напрямку до друкованої плати. При різанні конус спрямований широкою стороною вгору (це особливість процесу різання).
Саме тому реперні знаки та текстова гравірування завжди наносяться тільки з боку трафарету, спрямованої до друкованої плати.
Максимальна товщина оброблюваного матеріалу - 0,6 мм - до 5кГц
Частота пульсації променя - до 5кГц (чим вище частота пульсації, тим гладше бічні стінки апертур, що сприяє більш легкому вислизанню паяльної пасти їх них)
Атестація розробленого ТП
Атестація технологічних процесів здійснюється відповідно до методичних вказівок ЕСТПП.РД. 50-532-85, де викладені типові методики регламентують процес атестації технологічних процесів. Стандарт ГОСТ 14.303-83 передбачає використання різних методик на ранніх стадіях розробки (проектування) технологічних проектів, у тому числі і методику розрахунку економічної ефективності різних варіантів типових або групових технологічних процесів. Основна інформація необхідна для оцінки економічної ефективності технологічного процесу містить відомості про трудомісткість і собівартості різних технологічних операцій і переходів. Дані відомості можуть бути отримані в тому ж ГОСТі або визначені як базові при проектуванні нового технологічного процесу.Відповідно до ГОСТ 14.303-83 всі технологічні процеси діляться на три категорії:
- Вища (В). Технологічні процеси, які за своїми показниками якості відповідають кращим світовим і вітчизняним досягненням або перевершують їх.
- Перша (I). Технологічні процеси. які за своїми показниками якості знаходяться на рівні сучасних вимог виробництва і відповідають затвердженої технологічної документації.
- Друга (II). Технологічні процеси, які за своїми показниками якості не відповідають сучасним вимогам виробництва, значно поступаючись досягнутому рівню технології.
Граничні значення показника якості:
- Вищої категорії: 1,0 ³ У т ³ 0,92.
- Першої категорії: 0,92 ³ У т ³ 0,7.
- Другої категорії: 0,7> У т.
Визначення коефіцієнтів вагомості експертним методом
| Показник | Експерти | Серед. знач. | Коеф. вагу. До i | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||
| 1. Продуктивність праці | 4 | 4 | 5 | 5 | 5 | 4 | 5 | 4 | 4 | 5 | 4,5 | 0,27 |
| 2. Прогресивність технологічного обладнання | 3 | 4 | 4 | 3 | 4 | 3 | 5 | 4 | 4 | 3 | 3,7 | 0,22 |
| 3. Рівень механізації та автоматизації | 5 | 5 | 5 | 4 | 5 | 5 | 4 | 4 | 5 | 5 | 4,7 | 0,28 |
| 4. Використання матеріалів і СТО | 4 | 4 | 3 | 3 | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 5 | 4 | 0,24 |
| S = 16,9 | ||||||||||||
2) Коефіцієнт вагомості показника прогресивності технологічного обладнання До 2:
3) Коефіцієнт вагомості показника рівня механізації і автоматизації До 3:
4) Коефіцієнт вагомості показника використання матеріалів і СТО До 4:
При розрахунках використано наступні дані:
1) Виробництво дрібносерійне (обсяг випуску 100 шт. / рік);
2) Чисельність виробничого персоналу оцінюваного технологічного процесу: 5 чол.;
3) Режим роботи: 2 зміни;
Розрахунки:
1. Показник продуктивності праці П п:
У чп - обсяг випуску нормативно-чистої продукції, шт.;
Ч п - чисельність виробничого персоналу оцінюваного технологічного процесу, чол.;
Н п - норматив продуктивності технологічного процесу даного типу, шт. / чол.
2. Показник застосування прогресивного технологічного обладнання П проб:
Т проб - трудомісткість здійснення налагодження вироби РЕЗ на прогресивному технологічному обладнанні, год / шт.;
Т - загальна трудомісткість здійснення налагодження вироби РЕЗ, год / шт.
3. Показник охоплення робітників механізованим і автоматизованим працею П ма:
Ч ма - число робітників, зайнятих механізованим і автоматизованим працею, чол.;
Ч п - чисельність виробничого персоналу оцінюваного технологічного процесу, чол.
4. Показник використання технологічного обладнання П і.об.:
П об - річний фонд часу використання технологічного
обладнання, год;
П н - норматив використання даного типу технологічного устаткування, год.
5. Показник оснащеності ТП:
Тосн - кількість одиниць застосовуваної тих. оснащення
Тдет - загальна кількість деталей для даної РЕЗ
К5 = 0,2
6. Показник застосування типових ТП
Тттп - трудомісткість виготовлення виробів за типовими ТП, в нормочасах
Т - загальна трудомісткість виготовлення виробів, у нормочасах
К6 = 0,3
7. Показник застосування обладнання з ЧПУ
Тч - обладнання з ЧПУ
Тзаг - загальне число обладнання
К7 = 0,2
8. Коефіцієнт завантаження обладнання
Тгодізд - трудомісткість виготовлення річного випуску виробів
Тобор - річний фонд часу роботи обладнання
Кзо = 0,18
При визначенні рівня технологічного процесу не враховувалися показники Т, так як їх нормативні значення встановлюються підприємствами в залежності від специфічних особливостей видів виробництва
Рівень технологічного процесу У т:
де П н п, П н проб, П н ма, П н і.об. - нормативні значення відповідних показників;
До 1, К 2, К 3, К 4 - коефіцієнти вагомості відповідних показників.
Таким чином після проведеної оцінки рівня технології процесу складання субблока встановлено, що технологічний процес відповідає першій категорії (0,7 £ У т £ 0,92).
Висновок
Результатом курсового проектування є розрахунок механічних параметрів, розрахунок надійності. Розрахунки показали повну відповідність конструкції та основних параметрів друкованого вузла вимогам проектування.Розроблено техпроцес збірки субблока, обрана спеціальне оснащення і виконана атестація техпроцесу, в результаті якої йому була привласнена перша категорія.
Також в результаті курсового проектування були отримані навички роботи c програмою P-CAD 2002.
Література
1) Проектування конструкцій РЕА, Є.М. Парфьонов і ін, М., Радіо і зв'язок, 1989 р.
2) Проектування маршрутних та операційних технологічних процесів, Метод. посібник до курсового проекту, Детюк В.І., М., МГТУ, 1991 р.
3) Проектування технологічного оснащення для складання модулів РЕЗ, Метод. посібник до курсового проекту, Детюк В.І., М., МГТУ, 1991 р.
4) Атестація та оцінка рівня якості технологічних процесів, Метод. посібник для лабораторних робіт, Детюк В.І., М., МГТУ, 1998 р.
5) Технологія електричних з'єднань елементів поверхневого монтажу РЕЗ, Навчальний посібник для вправ з курсу «Технологія РЕМ», Калуга, 2002 р.
6) Матеріали з сайтів: http://tkd.com.ua
http://www.platan.ru