- - возможность одновременной разработки, изготовления и наладки узлов;
- - повышение надежности за счет наличия резервных узлов (например, из ЗИПа), которыми заменяются узлы, подлежащие ремонту;
- - повышение ремонтопригодности РЭА в эксплутационных условиях;
- - возможность изменения прогрессивной технологии.
При функционально-узловом методе значительно упрощается сборка и монтаж как всей РЭА, так и отдельных ее частей снижается квалификация сборщиков (в процессе сборки не требуются рабочие высокой квалификации), обеспечивается технологичность и экономичность РЭА при любом объеме ее выпуска. С учетом изложенного выше, схема источника питания разбита на следующие функциональные узлы:
- - плату управления;
- - плату опознавания режима стабилизации;
- - плату защиты.
Функциональные узлы выполнены на печатных платах размером 170´200 мм из фольгированного стеклотекстолита, толщиной 1,5 мм ГОСТ 10316-72.
Соединение узлов между собой и элементами передней панели осуществляется посредством проводов.
Компоновка панели управления (панель передняя) имеет целью достичь внешней выразительности аппарата и разделить элементы управления по функциональному назначению.
При компоновке передней панели необходимо использовать метод относительной симметрии, когда все элементы, выносимые на переднюю панель, располагаются симметрично относительно друг друга.
При конструировании и его компоновке должны быть учтены требования оптимальных функциональных связей между модулями и их стабильность и устойчивость, требования прочности жесткости, помехозащищенности и нормального теплового режима, требования технологичности, эргономики, удобства эксплуатации и ремонта.
Проектируемый прибор относится к стационарной РЭА, поэтому необходимо стремится к тому, чтобы конструкция источника питания была удобной при эксплуатации и хранении. С этой целью целесообразно использовать не унифицированный каркас блока, а собрать его из отдельных частей. Отдельные детали каркаса соединяются при помощи сварных соединений. Для обеспечения надлежащей жесткости конструкции, каркас необходимо изготовить из стали, толщиной не менее 1,0 мм. Большая толщина стенок неизбежно приведет к увеличению массы, а меньшая к необратимым деформациям при случайном падении источника питания. Такой метод сбора каркаса исключит наличие дополнительных крепежных элементов, которые используются в унифицированных блоках.
2.4. 2.4.Детально-конструктивная проработка оптимального варианта.
2.4.1. 2.4.1.Конструктивная проработка печатной платы.
Источник питания для АТС конструктивно представляет собой законченный прибор. Одним из функциональных узлов данного прибора является плата опознавания режима стабилизации. Конструктивно плата опознавания режима стабилизации выполнена в виде одной, двухсторонней печатной платы (ПП).
Одной из трудоемких операций в проектировании печатных плат, является топологическое конструирование. Топологическое конструирование ПП, включает размещение РЭ на рабочей площади ПП и трассировку соединений между контактными площадками, включая разработку рисунка печатной платы.
Процесс топологического конструирования слагается из размещения и трассировки. При размещении расставляются навесные элементы на плате, распределяются контакты соединителей по электрической схеме и размещают контрольные гнезда. При трассировке прокладывают линии соединений (проводники) между контактными площадками в соответствии со схемой электрической принципиальной с учетом геометрических и электрических ограничений.
Геометрические ограничения обусловлены технологией изготовления ПП. Параметры геометрических ограничений при комбинированном методе следующее:
1. 1. Ширина проводника в свободных местах больше или равна 0,75 мм, в узких – не менее 0,25 мм.
2. 2. Расстояние между двумя проводниками, контактными площадками в свободных местах больше или равно 0,6 мм, в узких – не менее 0,25 мм.
Элементы распределяются на плате таким образом, чтобы массы по поверхности ПП была распределена по возможности равномерно.
Установка радиоэлементов производится согласно ОСТ 4.ГО.016.630-81.
В разрабатываемом проекте топологические работы по изготовлению ПП проведены с помощью системы автоматизированного проектирования, заключающейся в разработке полной конструкторской документации на плату управления, машинным методом, в системе PCAD. Основные достоинства данной системы и порядок разработки КД следующие:
1. 1. В ЭВМ вводят исходные данные со схемы электрической принципиальной, а именно:
- - создают базу данных – резисторы, микросхемы, конденсаторы, разъем;
- - рисуют схему, т.е. вызывают каждую микросхему, дают ей номер по схеме и соединяют.
2. 2. По количеству элементов, их установочным размерам, ширине проводников, необходимым зазорам между проводниками, определяют геометрические размеры платы. Обязательно оставляют резервное место для отработки схемы (установки новых элементов). Определяют места на ПП которые не должны быть заняты элементами или проводящим рисунком ( места крепления.
3. 3. Создают базу элементов, которые будут установлены на ПП. Их размеры ( диаметр, установочные размеры, диаметр установочных отверстий, радиус гибки, расстояние от корпуса). База создается в соответствии с ОСТ4.ГО.010.030-81, если элемента нет в ОСТе то все размеры берут по ТУ на данный элемент.
4. 4. Создают файл соответствия, в котором каждому элементу на схеме соответствует свой элемент на печатной плате.
5. 5. Размещают элементы на печатной плате. Программу запускают на трассировку. В зависимости от сложности схемы и размеров ПП, цепи могут быть разведены полностью или при сложной схеме или при ограниченном размере ПП, разводка составляет 90-95%, остальное доводят в ручную.
6. 6. В конце получаем файл, на основании которого получаем следующие данные:
- - файл для вычерчивания чертежей (сборочный чертеж платы, трассировку первой и второй стороны ПП);
- - файл для изготовления фотошаблона ПП;
- - файл для сверления отверстий в ПП на станках с ЧПУ.
Чертежи, получаемые машинным методом, пропускают через КСЕРОКС и получают готовые подлинники на кальке, не используя труд копировщиц.
Таким образом, система PCAD, позволяет значительно сократить время от начала разработки ПП до ее полного изготовления в производстве. Печатная плата опознавания режима стабилизации изготовлена подобным образом.
Конструктивно источник питания выполнен в виде прямоугольного блока состоящего из следующих основных деталей и сборочных единиц:
- - Шасси ( ) источника питания представляет собой сварную конструкцию, состоящую из двух боковых рамок, выполненных штампованным способом из алюминия (алюминиевого сплава Амг2).
- - Кожух источника ( ) закрывает прибор сверху и с боков. Он выполнен из алюминиевого сплава Амг2 толщиной 2 мм. На верхней части кожуха верхнего блока имеется перфорация, предназначенная для наилучшего охлаждения нагревающихся частей источника питания.
- - Основание ( ) также выполнено из алюминиевого сплава Амг2 толщиной 2 мм, и является основным несущим элементом источника питания, к которому винтами крепится каркас, что придает последнему дополнительную прочность.
- - Передняя панель ( ) выполнена из алюминиевого сплава Амг2 и служит для расположения органов управления. Толщина передней панели 2,5 мм. Панель крепится к шасси с помощью шести винтов М4-6g´12.58.026. ГОСТ 17473-80. Печатные платы скреплены между собой с помощью изолированной пластмассовой рамки с глубокими пазами. Рамка изготовлена из пластмассы с помощью литья и прочно охватывает печатные платы, удерживая их при любом ударе в строго вертикальном положении. На передней панели установлены: тумблер включения сети, амперметр, вольтметр, индикаторы включения сети, срабатывания защиты по току, индикатор 24В, кнопка сброса защиты, переключатель включения 24В, переменные сопротивления регулировки тока защиты и установки напряжения.
- - Кожух источника питания крепятся с помощью винтов М3´20, через стойки шасси. Кронштейны и держатели выполнены из листового алюминиевого сплава Амг6 ГОСТ21631-76, толщиной 2 мм и крепятся с помощью винтов М3-6g.
Отвернув винты основания к кожуху, имеем возможность, получить доступ ко всем составным узлам источника питания, что обеспечивает достаточную ремонтопригодность источника питания.
Ремонтопригодность, есть свойство приспособленности изделия к обнаружению, устранению и предупреждению отказов и к выполнении ремонтов в течении заданного времени, при полном обеспечении ремонтными средствами и запасными частями. Уровень ремонтопригодности на стадии проектирования рассматривается при проектировании прибора (при компоновке) с точки зрения основного принципа – взаимозаменяемости и доступности к функциональным узлам. Исходя из компоновки разрабатываемого источника питания, можно сделать вывод, что доступность к функциональным узлам источника питания, так как все функциональные узлы свободно выдвигаются из корпуса, что делает их хорошо доступными для осмотра и ремонта.
Внутренний электромонтаж разрабатываемого источника питания выполнен объемным способом, с применением провода марки МГШВ-0,12 ТУ16-505-473-82, который имеет интервал рабочих температур от -40° до +70°С. изоляция провода эластична, малогорюча и обеспечивает высокую стойкость к воздействию влаги. Объемный электромонтаж применяется в межблочных и межузловых соединениях. Такой монтаж выполняют в соответствии с монтажной схемой по всему объему, в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Близко расположенные провода при укладке объединяют в один жгут. Прокладка проводов в жгут значительно упрощает выполнение электрического монтажа пооперационно: вязка жгута, разделка концов провода, крепление жгута и пайка его жил к соединительным разъемам, блокам, узлам.