Выбор и обоснование конструкции изделия

Методология поиска оптимального варианта конструкции РЭС основана на использовании системного подхода. Сущность системного подхода при конструировании современных РЭС заключается в том, что отыскивается оптимальное (наилучшее) решение при одновременном учете нескольких различных групп факторов и ограничений, которые раньше (для аппаратуры первых поколений) учитывались на различных этапах проектирования (раз­работка структурной и принципиальной схем, конструирование, разработка технологического процесса). При этом структура РЭС, его конструкция и технология изготовления рас­сматриваются с точки зрения оптимальности всей системы.

При проектировании конструкции изделия я руководствовался следующими требованиями:

а) между отдельными узлами, блоками должны отсутствовать паразитные электрические взаимосвязи, влияющие на технические характеристики изделия;

б) тепловые и механические влияния элементов конструкции не должны ухудшать их технические характеристики;

в) взаимное расположение элементов конструкции должно обеспечить технологичность сборки и монтажа с учётом использования автоматов и полуавтоматов, лёгкий доступ к дета­лям для контроля, ремонта и обслуживания;

г) расположение и конструкция органов управления и отсчётных устройств должны обеспечивать максимальные удобства для пользователя;

д) изделие должно удовлетворять требованием технической эстетики;

В процессе проектирования и изготовления устройства были применены ИМС, что позволило удовлетворить следующие требования:

а) микроминиатюризация аппаратуры в целом;

б) унификация элементов конструкций;

в) возможность параллельной сборки и регулировки составных частей РЭС;

г) обеспечение высокой эксплуатационной надёжности за счёт быстрой замены вышедших из строя составных частей;

д) возможность проведения модернизации отдельных составных частей.

Все это позволяет улучшить показатели качества РЭС, но одновременно требует коренного изменения конструкции. В конечном счете, структура РЭС и ее конструкция зависят от технологических возможностей производства. Поэтому при системном подходе подразумевается учет при конструировании не только схемотехнических, но и технологических факторов. Для аналоговых устройств, ввиду меньшей регулярности структур и большего раз­нообразия выполняемых функций (генератор, модулятор, компаратор и пр.), а также более широких диапазонов мощностей и частот сигналов труднее использовать системный подход. В целом использование системного подхода при конструировании РЭС повысило роль кон­структора и технолога, которые стали принимать участие в создании РЭС с самых ранних этапов.

Для облегчения поиска оптимального или просто приемлемого варианта конструкции РЭС используют отработанные (базовые) конструкции, определенные виды материалов и компонентов, стандартные технологические процессы и схемотехнические решения, известные физические принципы. Однако при поиске конструкции с параметрами, значительно лучшими достигнутых, ищут принципиально новые решения.

С учётом предыдущих требований было изготовлено само устройство,с применением ИМС и других современных ЭРЭ, был изготовлен просторный корпус(270х200х135 мм)из ламинированного ДСП, все соединительные провода заизолированы и экранированы, элементов конструкции расположены так чтобы их тепловые и механические влияния не ухудшали их технические характеристик и т.д;

 

Выбор и обоснование материалов

Выбор материалов производится на основании технологических показателей и условий эксплуатации изделия.

Материалы для печатных плат

Материалами для печатных плат могут служить фольгированные текстолиты, стеклотекстолиты и гетинаксы. Выбор материала для печатной платы производится по ГОСТ 21931-76 «Материалы электроизоляционные, фольгированные для печатных плат».

В качестве материала для печатной платы используется, односторонний фольгированный стеклотекстолит марки СТФ-1-35Г, имеющий следующие параметры:

а) Удельное объемное сопротивление r= 1,0*10⁹Ом*м,

б) Тангенс угла диэлектрических потерь d ≤ 0.03,

в) Прочность сцепления фольги с основанием y= 10 ^Н/см².

Выбранный материал обладает достаточной механической прочностью и хорошими изоляционными свойствами.

Материалом-заменителем может служить стеклотекстолит СТФ-2-35Г.

Материалы для выполнения электромонтажных работ

Для выполнения электромонтажных работ применяются:

а) Припой ПОС-61 ГОСТ 2.62460-89, содержащий 61 % – олова, остальное - свинец, имеющий температуру плавления 190°С и предназначенный для пайки деталей, когда недопустим или нежелателен высокий нагрев в зоне пайки, а также, когда требу­ется повышенная механическая прочность.

б) Флюсы. Для очистки поверхности печатных проводников от окислов при пайке применяется флюс спирто-канифольный ЛТИ-120, содержащий от 15 до 28 % канифоли, остальное - этиловый спирт. Флюс ЛТИ-120 применяется при пайке меди, латуни, бронзы во время электромонтажных работ мягкими и легкоплавкими припоями, удобен для переноса в труднодоступные места. Материалом-заменителем служит флюс ЛТИ–1.

в) Спирто-нефрасовые (нефрас – нефтяной растворитель) смеси. Для удаления остатков флюса места пайки протирают хлопчатобумажной тканью, смоченной спиртом или спирто-нефрасовой смесью (в пропорции 1:1).

г) Монтажные провода. Для межблочных соединений применяют монтажные провода марок:

1) Провод МГ–13 с номинальным сечением жилы 0,2 мм², работающий при тем­пературах от минус 60°С до плюс 70°С и относительной влажности менее 98 %, и напряжении менее 220В.

Выбор и обоснование способов установки и крепления ЭРЭ

Печатным узлом называют плату, с установленными на ней электрорадиоэлементами.

Если электрорадиоэлементы имеют штыревые выводы, то их устанавливают в отверстия печатной платы и запаивают. Если корпус ЭРЭ имеет планарные выводы, то их припаивают к соответствующим контактным площадкам внахлёст.

При размещении ЭРЭ на печатной плате необходимо учитывать следующее:

1) полупроводниковые приборы и микросхемы не следует располагать близко к элементам, выделяющим большое количество теплоты, а также к источникам силовых магнитных полей (постоянным магнитам, трансформаторам и др.).

2) должна быть предусмотрена возможность лёгкого доступа к элементам, которые подбирают при регулировании схемы.
4 Охрана труда и окружающей среды

Мероприятия по технике безопасности на рабочем месте

Охрана труда - это система законодательных, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических, лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда (ГОСТ 12.0.002-80). В этом разделе необходимо выбрать структурную единицу предприятия, сделать анализ особенностей работы исполнителей и разработать мероприятия по охране труда на рабочем месте, участке, в цехе, на предприятии. Конкретный выбор мероприятий по охране труда определяется руководителем курсового проектирования в зависимости от темы (уклона) КП.

Мероприятия по охране труда

1. Организация работы по охране труда на производстве (на участке, в цехе, в ла­боратории или другом структурном подразделении).

2. Правовое обеспечение безопасности труда.

3. Действующая система льгот и компенсации в радиоэлектронном производстве.

4. Правовое обеспечение охраны труда женщин и молодежи.

5. Надзор и контроль над охраной труда на предприятиях радиоэлектронной промышленности.

6. Разработка внутренней планировки помещения.

7. Оптимизация цветосочетаний как фактор безопасности труда и психофизиологического комфорта.

8. Оценка электроопасности при обслуживании проектируемого объекта и ее устранение.

9. Обеспечение электробезопасности при эксплуатации передвижного радиоэлектронного комплекса.

10. Защита от статического электричества.

11. Выбор принципиальной схемы и расчет защитного отключения.

12. Обоснование и расчет защитного заземления.

13. Расчет зануления как защитной меры от поражения электрическим током.

14. Конструктивные решения по обеспечению электробезопасности проектируемого объекта и организация его безопасной эксплуатации.

15. Обеспечение электробезопасности на участке эксплуатации (сборки, наладки, испытаний) проектируемого устройства (питающих устройств, технологического оборудова­ния по изготовлению отдельных элементов разработанной аппаратуры).

16. Разработка мероприятий по нормализации условий труда работников гальванического цеха.

17. Оздоровление воздушной среды при изготовлении, монтаже, наладке, испытании и эксплуатации проектируемого объекта.

18. Проектирование местного вентиляционного отсоса от рабочих мест или оборудования с токсичными выделениями.

19. Нормализация микроклимата в производственном помещении (операторском пункте, участке сборки, машинном зале ЭВМ и т.д.)

20. Расчет шумозащиты для создания благоприятных акустических условий труда.

21. Конструктивные решения по обеспечению защиты от шума и виброзащиты проектируемого объекта.

22. Расчет виброзащиты для безопасной эксплуатации проектируемого объекта при производстве испытаний и проведении сборочно-наладочных работ.

23. Защита от ультразвука при эксплуатации (испытании, изготовлении) проектируемого объекта или технологического оборудования.

24. Инженерно-психологическое проектирование системы «ЧЕЛОВЕК - ЭВМ - СРЕДА».

25. Эргономические решения по созданию комфортных условий труда.

26. Инженерно-психологические требования к организации обслуживания радиоэлектронной аппаратуры.

27. Оптимизация индикаторных устройств с учетом требований охраны труда.

28. Эргономическое обоснование организации места оператора.

29. Безопасность труда при обслуживании индикаторного устройства на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ).

30. Разработка защитных мер от воздействия электромагнитных излучений при эксплуатации проектируемой радиоэлектронной аппаратуры.

31. Конструктивно-технологические и организационные меры защиты от лазерных излучений.

32. Расчет защиты от рентгеновского излучения, сопутствующего работе проектируемого изделия.

33. Обоснование и расчет естественного освещения.

34. Проектирование и расчет системы искусственного освещения.

35. Разработка системы предотвращения пожаров при эксплуатации проектируемого объекта.

36. Разработка пожарной защиты проектируемого объекта.

37. Обеспечение пожарной безопасности машинного зала ЭВМ (производственного зала, лаборатории).