Конструирование приборной аппаратуры с использованием стандартизованных систем несущих конструкций

 

Структура конструкций приборной аппаратуры, рассмотренная в разд. 2.3 предусматривает образование на основе функциональных узлов (ФУ) конструкций 2-го и 3-го структурных уровней (система базовых несущих конструкций БНК1, БНК2, БНК3 по ГОСТ 26765.20-91 и ГОСТ 26632-85) [15,19,27,36,41,42]. Такое структурное представление почти полностью совпадает со структурой системы УТК-20 (унифицированных типовых конструкций) по ГОСТ 20504-81, принятой для изделий ГСП и с системой несущих конструкций установленной стандартом МЭК 297-3-82 и ГОСТ 28601.3-90.

В последних трех стандартах используются термины: первый, второй и третий порядок конструкций изделий, что соответствует первому, второму и третьему уровням разукрупнения конструкций по ГОСТ 26765.20-91 и ГОСТ Р 51676-2000 [15].

В таблице 4.45 дана сравнительная характеристика систем несущих конструкций. Как видно из таблицы, удовлетворить требованиям двух и тем более трех стандартов невозможно, поэтому заданием на конструирование должна предусматриваться одна из систем несущих конструкций.

Рассмотрим подробнее указанные системы несущих конструкций.

Система БНК (рис. 4.42).

БНК1 предназначены для создания электронных модулей первого конструктивного уровня цифровой и аналоговой аппаратуры, модулей ВЧ и СВЧ диапазонов, а также модулей системы вторичного электропитания и управления. БНК1 может быть каркасной и бескаркасной и устанавливается в корпус вставного блока параллельно лицевой панели или в блочный каркас (контейнер) параллельно боковым стенкам. В обоих случаях установку и извлечение ячейки проводят по направляющим.

Координационными размерами БНК1 являются высота (Н) и длина (L) ячейки (рис. 4.43). Значения высоты Н: 115, 170, 265, 365, 415, 565. Под высотой понимается сторона ячейки, на которой установлен электрический соединитель. Длина ячейки определяется глубиной БНК2 (или БНК3), в которую она устанавливается. Ячейка БНК1 в каркасе имеет размеры большие размеров печатной платы на значение, кратное 2,5.

БНК2 в форме блочного каркаса является промежуточным конструктивным элементом между БНК1 и вставным блоком или шкафом. По ширине блочный каркас занимает весь проем шкафа и может быть разделен внутренними перегородками на отдельные отсеки для установки в них БНК1 или вставных блоков, ширина которых меньше проема шкафа.

Координационными размерами блочных каркасов являются их высота (Н), ширина (В) и длина (L) и соответствующие высота (Н₁), ширина (В₁) и глубина (L₁) проемов для установки БНК1 или вставных блоков (рис.4.44). Высота блочного каркаса (Н) имеет минимальное

Таблица 4.45

Характеристика систем несущих конструкций

Тип системы несущих конструкций	Назначение системы	Конструктив-ные уровни	Названия конструктивных элементов уровней	Характеристи-ческий параметр системы
БНК ГОСТ26765.20-91	Распространяется на радиоэлектронные средства (РЭС)	БНК1	Ячейка	Модуль2,5мм
БНК2	Вставной блок; блочный каркас; блок бортовых авиационных РЭС; контейнер	Модуль 25,0 мм
БНК3	Стойка; шкаф; пульт; стол приборный; монтажная рама
УТК	Распространяется на технические средства агрегатных комплексов приборов и средств автоматиза-ции ГСП, в том числе измеритель-ной и вычислительной техники, наладочно- испытательного оборудования, технологических установок	УТК нулевого порядка	Монтажные вдвижные платы	Модуль 20 мм
УТК первого порядка	Частичные каркасы; частичные переходные каркасы; частичные приборные каркасы
УТК второго порядка	Блочные вставные каркасы; комплексные вставные каркасы; блочные приборные каркасы; комплексные приборные каркасы
УТК третьего порядка	Встраиваемый кожух; настольный кожух; стойка; шкаф; пульты
НК по МЭК-297	Распространяется на изделия электромеханической и приборостроительной промышленности	Первый уровень	Плата монтажная	Арифметическая прогрессия с модулем 44,45 мм от базовых размеров парамет-ров конструкции
Второй уровень	Частичный корпус (кассета, блок)
Третий уровень	Комплектный корпус (каркас, приборный каркас)
Четвертый уровень	Комплексный корпус (стойка, шкаф)

значение 100 мм. Нужный размер получают из выражения Н = n ^. 25 мм, где n - коэффициент, соответствующий числу размерных модулей в требуемом размере. Высота проема для установки БНК1 (или вставных блоков), Н₁ = Н - 25 мм.

Координационные размеры блочных каркасов по ширине В = n ^. 25 при минимальном размере В = 250 мм. Размеры В₁ и В₂ получают из выражений: В₁ = В - 25 мм, В₂ = В + 35 мм.

Размеры L выбираются из ряда: 125, 175, 200, 225, 300 или определяются из выражения L = n ^. 25 мм; L = L₁ - глубина проема для установки БНК1 (или вставных блоков).

Вставной блок БНК2 является конструктивной модификацией блочного каркаса и предназначен для установки в него БНК1 как в один, так и в два ряда по высоте. Вставной блок размещается в блочном каркасе или непосредственно на каркасе стойки или шкафа.

Вставной блок является основой для создания настольных, переносных, а также бортовых авиационных блоков, которые образуются путем помещения вставного блока в соответствующий кожух.

Вставные блоки образуются путем установки на блочный каркас (без фланцев) панелей: задней - для размещения элементов электрических соединений; передней - для закрепления блока в кожухе или на каркасе стойки и для установки ЭРИ контроля, индикации, управления и т.п.

Координационными размерами вставных блоков (рис.4.45) являются: высота Н - 200, 300, 400 мм, ширина В - 125, 200, 250, 300, 325 мм и длина L - 300, 425, 450 мм.

Координационные размеры БНК2 бортовых авиационных РЭС (рис.4.46) приведены в табл. 4.46.

БНК3 предназначены для размещения блочных каркасов и вставных блоков. Стойки представляют собой открытые конструкции каркасного типа, собранные из профилированных конструкционных элементов [ ]. Шкафы имеют двери с лицевой, а в отдельных случаях и с задней стороны. Пульт отличается от шкафа наличием стола и оформлением конструкции с позиций эргономики для обеспечения длительного обслуживания аппаратуры пульта оператором.

Координационными размерами стоек и шкафов являются их высота (Н), ширина (В) и глубина (L) и соответствующие высота (Н₁), ширина (В₁) и глубина (L₁) проемов для установки блочных каркасов или вставных блоков (рис. 4.47). Базовые размеры, рекомендуемые для шкафов и стоек приведены в табл. 4.47. Размеры проемов, образованные делением Н1 на необходимое число уровней и В1 на секции должны быть кратны 25 мм.

Размеры по высоте включают крышки, опоры, колеса, вентилляторы и т.п. Размеры по глубине включают двери, зоны для межблочного монтажа (панели с разъемами, жгуты, кабели и т.п.), задние стенки и др.

 

Таблица 4.46

Координационные размеры авиационных блоков и контейнеров РЭС

 

Блоки	Контейнеры
Условное обозначе-ние блока	L	H	B + 0,5	Условное обозначе-ние контейнера	L	H	B + 0,5
0,5K	(385 - при наличии высту- пов со стороны перед- ней панели)		25,4	3K			190,5
1K	57,2	3,5K	223,3
1,5K	90,4	4K	256,3
2K	124,0	4,5K	289,3
2,5K	157,2	5K	322,3
3K	190,5	5,5K	355,3
3,5K	223,3	6K	388,4
4K	256,3	6,5K	421,4
4,5K	289,3	7K	454,4
5K	322,3	7,5K	487,4
5,5K	355,3	8K	520,4
6K	388.4	8,5K	553,5
		9K	586,5

 

Таблица 4.47

Координационные размеры стоек и шкафов

 

Параметр БНК3	Размеры параметров, мм
Н
В
L
L1

 

Система УТК-20.

Основные размеры монтажных вдвижных плат (рис. 4.48): Н = 115, 155, 195, 235; L = 80, 100, 120, 140, 160, 220. При применении защитной рамки, ее ширина определяется выражением, мм где = 18,4 мм. Основные размеры частичных вставных каркасов должны соответствовать указанным на рис. 4.49 и в табл. 4.48.

 

Таблица 4.48

Основные размеры частичных вставных каркасов УТК-20

, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм
138;258	120;240			-
		-
			155; 275

 

На рис. 4.49: размер а = 0; 2,5 мм; зоны А предназначены для размещения элементов коммутации, электрического межблочного соединения, монтажа и внешних конструктивных элементов.

Основные размеры частичных переходных каркасов (рис. 4.50) определяются из табл. 4.49.

На рис. 4.49: размер а = 0; 2,5 мм; зоны А предназначены для размещения элементов коммутации, электрического межблочного соединения, монтажа и внешних конструктивных элементов.

Основные размеры частичных переходных каркасов (рис. 4.50) определяются из табл. 4.49.

 

Таблица 4.49

Основные размеры частичных переходных каркасов

 

, мм

, мм

 

Блочные вставные каркасы УТК-20 показаны на рис. 4.51, а их основные размеры в табл. 4.50.

На рис. 4.51 приведены два варианта конструкций блочных вставных каркасов УТК-20 (исполнение 1 и 4). Два исполнения (2-е и 3-е) применяются реже, поэтому опущены из рассмотрения.

Блочный приборный каркас показан на рис. 4.52, а его основные размеры приведены в табл. 4.51.

Комплектные вставные каркасы УТК-20 представлены на рис.4.53, а значения основных размеров приведены в табл. 4.52.

Комплектные приборные каркасы показаны на рис. 4.54, а их основные размеры равны: Н 2 = 78; 118; 158; 198; 238; 278, = 180; 300; 420.

 

 

Таблица 4.50

Основные размеры блочных вставных каркасов

 

, мм	, мм	, мм	, мм
			180; 300; 420

 

Таблица 4.51

Основные размеры блочных приборных каркасов

 

, мм
, мм
, мм	180; 300; 420

 

Таблица 4.52

Основные размеры комплектных вставных каркасов

 

, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм
		446; 486	480; 520	472; 512	465; 500	180; 300;420

 

Из конструкций кожухов системы УТК-20 рассмотрим варианты настольных кожухов, приведенных на рис. 4.55,а и 4.55, б.

Размер Б по рис.4.55,б выбирается из значений 408 или 608 мм, а размер D = 400; 600 мм.

Конструкции стоек по системе УТК-20 разрабатываются на основе параметров стационарных стоек, показанных на рис. 4.56, при этом значения параметров и выбираются из следующих основных: = 1200; 1400; 1600; 1800; 2000, =450; 650.

Варианты исполнения приборных столов приведены на рис. 4.57,а

и 4.57,б, а размер выбирается из ряда: 800; 1000; 1200; 1400; 1600 мм.

Основные размеры секций пультов УТК-20 исполнения 2 приведены на рис. 4.58, где размер устанавливается из ряда: 600; 800; 1000; 1200 мм, а размер =650; 1050.

Несущие конструкции по МЭК-297.

Основные положения стандарта МЭК-297 соответствуют ГОСТ28601.3-90 и подробно изложены в пособиях [, ]. Система содержит четыре конструктивных уровня, градация которых дана в

табл. 4.45.

Основной модуль системы - частичный корпус в составе монтажной платы и кассеты с лицевой панелью представлен на рис.4.59. Размеры параметров конструкции частичного корпуса приведены в табл. 4.53.

 

 

Таблица 4.53

Размеры частичного корпуса и его элементов (система несущих конструкций по МЭК-297)

Условный номер модуля (n)
, мм	1-й типо-размерный ряд	55,55	100,00	144,45	188,90	233,35	277,80	322,25	366,70	411,15	455,60	500,05
2-й типо-размерный ряд	67,31	111,76	156,20	200,65	245,10	289,55	334,00	378,45	422,90	467,35	511,80
, мм	84,25	128,70	173,15	217,60	262,05	306,50	350.95	395,40	439,85	484,30	528,75
, мм	78,05	122,50	166,95	211,40	255,85	300,30	344,75	389,20	433,65	478,10	522,55
, мм	100,00; 160,00; 220,00; 280,00
, мм	2,54 ^. n x 5,08
, мм	W/2 (до n = 8); W - 6,2 (при n = от 9 до 12)