Конструирование корпусов, кожухов и лицевых панелей

приборной аппаратуры

Корпусные детали, кожухи, лицевые панели входят в 1,2 и 3 структурные уровни конструкций приборной аппаратуры и относятся к несущим или защитным конструкциям соответствующего уровня. Защитные функции выполняет кожух прибора, конструкция которого может быть неразъемной (рис. 4.12) или сборной (рис.4.13). Элементы конструкций кожухов изготавливаются различными операциями штамповки, с последующим соединением полученных деталей электроконтактной точечной сваркой или с применением винтов [7,36,54].

Элементы несущих конструкций (корпус, шасси, панели, монтажные и коммутационные платы, направляющие и т.п.) предназначаются для размещения, механического крепления, защиты узлов и блоков от механических перегрузок и внешних воздействий.

Оптимальная несущая конструкция должна обеспечивать выполнение функций прибора с высоким качеством, а форма - соответствовать минимальным массогабаритным параметрам, при этом должны быть учтены величины и направления действия всех статических и динамических нагрузок, а также рационально использованы упругие свойства материалов. Так, при изгибе и кручении целесообразно использовать пустотелые профили.

Корпусные детали представляют собой основание, монтажную раму, каркас и т.п. разновидности и, являются остовом сборочной единицы определенного уровня, придающим конструкции прочность и жесткость. Каркас имеет пространственную форму, чаще - в виде параллелепипеда, и к нему крепятся узлы (блоки), панели, стенки, крышки, днища и др. (см. рис. 4.12).

Монтажная рама - несущая конструкция открытого типа, используется на 1-м и 2-м структурном уровнях конструкций приборной аппаратуры. На первом уровне это различные рамки для крепления в них монтажных оснований функциональных узлов. На втором уровне монтажные рамы служат для установки на них блоков, имеют элементы крепления, амортизаторы и др.

Стойка - монтажное устройство открытого типа для этажерочного (в несколько рядов по вертикали) размещения блоков. В качестве несущей конструкции применяется общая, вертикально расположенная рама или этажерочный каркас. Стеллаж имеет несколько вертикальных рядов устанавливаемых блоков. Шкаф подобен стойке, но является монтажным устройством закрытого типа и закрывается сплошной дверью.

В зависимости от назначения, корпуса приборов и приборных блоков выполняют герметичными или негерметичными. Корпуса разъемного типа, входящие в следующий структурный уровень могут не иметь боковых стенок, днищ и верхних крышек (или сплошных кожухов) для улучшения отвода тепла.

Несущие конструкции, габариты которых стандартизованы (унифицированы), носят названия базовых несущих конструкций (БНК). Существует ряд систем БНК для различных видов приборной аппаратуры, электронно-вычислительной, контрольно-измерительной, самолетной, судовой и т.д. С помощью БНК решаются проблемы, связанные с рациональным выбором типоразмеров корпуса конкретного класса приборной аппаратуры. Преимущества применения БНК заключаются в том, что при разработке новых изделий используется уже детально отработанная конструкция, обеспечивается более высокая преемственность в производстве изделий, ускоряется подготовка производства, сокращается объем конструкторской документации за счет использования заимствованных элементов конструкции (находящихся в процессе производства других изделий).

Все БНК делятся по уровням. Каждый уровень БНК имеет свои характеристики, а элементы конструкции, входящие в этот уровень - вполне определенные признаки формы и размеров. Большое число систем БНК достаточно подробно рассмотрено в учебниках и пособиях [2,7,11,19,27,36,39,42].

Лицевые панели приборов и блоков в большинстве случаев имеют двойное функциональное назначение. Во-первых, лицевая панель предназначена для размещения органов управления, сигнализации, индикации и т.п. Кроме этого, лицевые панели являются конструктивным элементом жесткости конструкции. В зависимости от пространственной компоновки прибора (блока) лицевая панель играет различную роль как элемент жесткости, что видно из сравнения двух основных вариантов компоновки: с нижним шасси и пространственную рамочную.

Для изготовления лицевых панелей используется листовой металл толщиной от 1,5 до 3 мм. Лицевые панели макетов и приборов единичного производства изготавливаются из дешевых сталей. Для конструкций серийного производства лицевые панели изготавливают из алюминиевых сплавов Амг, Д16А-М. Лицевые панели герметичных корпусов изготавливают из литейных сплавов АЛ-4, АЛ-9.

Необходимые отверстия и окна для установки на лицевой панели электрорадиоизделий (ЭРИ) получают пробивкой (из листового материала) или с помощью литейных форм (при литье).

На лицевых панелях устанавливаются (см. рис. 4.16, третья группа) органы коммутации (тумблеры, переключатели, кнопки), регулировки (потенциометры, переменные и подстроечные конденсаторы и др.), сигнализации и индикации (патроны сигнальных лампочек, индикационные панели), соединители (штепсельные колодки, разъемы, контрольные гнезда и др.), а также различные обрамления, шильдики, элементы крепления и пр. На внутренней стороне лицевой панели часто размещают монтажные колодки, небольшие функциональные узлы на печатных платах, элементы крепления жгутов монтажных проводов и др. Такое использование внутренней стороны лицевой панели позволяет увеличить коэффициент заполнения объема и уменьшить длину соединительных проводников (например вплотную сблизить узел дешифратора и индикационную панель).

Размещение ЭРИ на внешней стороне лицевой панели выполняется в соответствии с эргономическими требованиями [7,21,37,44]. Установка и крепление каждого вида и варианта конструкции ЭРИ производится на основе ТУ на данное ЭРИ.

Лицевые панели крепятся к каркасу или кожуху прибора с помощью винтов с конусной головкой, а для конструкций, предусматривающих быстрый и частый доступ к внутренним элементам конструкции (для осмотров, проверок) применяются невыпадающие винты, из которых наиболее удобны винты с цилиндрической головкой и насечкой для удобства отвинчивания (завинчивания) без применения отвертки.