Конструкция генератора с фазовой автоподстройкой частоты для диапазонов ОВЧ-УВЧ (стр. 6 из 13)
Размеры корпуса с крышкой: (100×50×25) мм.
1) Находим значения коэффициента вихревых токов и глубины проникновения высокочастотного поля в толщину экрана (табл. 1.2 [ 6 ]):
мм-1; 
2) Находим значение волнового сопротивления алюминия
(табл. 1.3 [6]):
3) Находим значения волновых сопротивлений диэлектрика в электрическом
и магнитном 
полях (табл. 1.8 [ 6 ]): 
4) Определяем затухание экранирования электрического поля в волновой зоне:
5) Определяем затухание экранирования магнитного поля в волновой зоне:
Затухание в 1 непер соответствует уменьшению мощности в 7,4 раза, а тока или напряжения в 2,718 раза. Расчет эффективности экранирования показал, что выбранный материал экрана, которым является корпус прибора, обладает хорошим экранирующим эффектом.
8.3 Расчет влагозащиты
Уплотнительные прокладки используют для обеспечения герметичности в разъемных конструкциях. В качестве уплотняющего элемента применяют упругие материалы. Наиболее часто в качестве такого материала используют резину. Резина обладает большой упругостью и достаточно надежно обеспечивает уплотнение соединяемых частей конструкции. Хорошие уплотняющие свойства резины наблюдаются только при относительно малых деформациях, в пределах тридцати процентов. При больших деформациях наблюдается быстрое старение резины. Резина трескается, теряет упругие свойства и происходит нарушение герметичности соединяемого стыка. Необходимо помнить, что резина практически несжимаемый материал, поэтому если в резине возникнут напряжения выше допустимых, то наблюдается быстрое старение резины и как следствие потеря упругих свойств. Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании уплотнительных канавок, в которые укладывается уплотнительный резиновый шнур. Пример конструкции уплотнительной канавки представлен на рис. 8.3.1. –показана крышка с выступом, который входит в уплотнительную канавку и препятствует боковому смещению крышки относительно корпуса блока. При такой конструкции крепежные винты несут только осевую нагрузку и не испытывают нагрузки на срез.
Резины выпускаются в виде пластин толщиной от 0,5 мм до 60 мм. В интервале толщин от 0,5 до 2,0 мм с шагом 0,5. В интервале от 2,0 до 20,0 мм с шагом 1 мм, от 20,0 до 60,0 мм с шагом 10 мм.
Но механически вырезать прокладку из листа резины можно только в условиях единичного или мелкосерийного производства. В условиях серийного производства такая операция будет экономически не выгодна. В этом случае уплотнительные прокладки получают путем вулканизации сырой резины в пресс-формах. Параметры и марки резин, из которых получают детали путем вулканизации приведены в табл. 8.3.1.
Рис 8.3.1 - Уплотнение с крышкой имеющей выступ, который входит в уплотнительнуюканавку
Таблица 8.3.1 - Параметры и марки резиновых смесей
| Марка резины | Условия работы | Рабочая среда | Диапазон температур, 0С | Предел прочности при растяжении, кгс/см2 | Твердость по Шору |
| 200а | Тяжелые условия сжатия | Вода, воздух | -45…+80 | 200 | 50…65 |
| 16р8 | -45…+80 | 200 | 50…65 | ||
| К-4355 | -45…+80 | 200 | 50…60 | ||
| 1626 | Значите-льное сжатие | Вода, воздух, бензин, масло | -45…+80 | 100 | 45…60 |
| 2671 | Вода, воздух | -45…+80 | 50 | 50…65 | |
| 4591 | Вода, воздух, бензин, масло | -35…+80 | 130 | 60…75 |
Исходные данные:
Блок имеет литой корпус с крышкой. Между корпусом и крышкой необходимо проложить резиновую уплотнительную прокладку. Определить необходимое количество крепежных болтов (винтов) и их размер.
В качестве уплотнительного материала прокладки использовать вулканизированную резину 2671 (Табл. 8.3.1). Деталь АН305.324.001 упрощенно можно представить как прокладку прямоугольного сечения 0,5x0,7 мм.
Последовательность расчета
Допустимое сжатие резины без остаточных деформаций не должно превышать 30% т.е. относительное сжатие
e = h1-h2/h1£ 30%,(8.3.1)
где h1 и h2– высота прокладки до и после сжатия.
e = 0,7-0,5/0,7= 0,29 £ 0,3,
Из таблицы 8.3.1 находят твердость резины А по шкале Шора. По известной величине твердости из графика рис. 8.3.2 находят модуль сдвига, G. Предположим, что для выбранной марки резины твердость по Шору А, равна 50. При этом модуль сдвига G=8,2 кг/см2. Соотношение между модулем упругости и модулем сдвига составляет Е=ЗG, для нашего случая Е=24,6 кг/см2.
Далее определяют условный модуль упругости с учетом трения резины с металлической поверхностью.
Еу=Е(1+Фa),
где: Е - модуль упругости;
a = 2m,
m = 0,6...0,8 – коэффициент трения скольжения в стыке металл-резина;
Ф - коэффициент формы.
Для прямоугольного сечения шнура коэффициент формы Ф=a/2h,
где а – ширина шнура, а h– его высота.
Рис 8.3.2 - График зависимости модуля сдвига от твердости резины
Ф=1/1,4=0,71;
Еу=24,6(1+1,2х0,71) = 45,6 кг/см2;
Напряжение в резине s=eЕу.
s = 0,29х45,6=13,22 кг/см2;
Находят силу сжатия Р=sS, где S– площадь соприкосновения резины с корпусом.
Р= 13,22х3,25 = 42,97 кг,
Из конструктивных соображений определяют необходимое количество крепежных винтов. Зная силу сжатия и число винтов определяют усилие, приходящееся на один винт. Р=F/n, где п количество винтов.
Определяют внутренний диаметр винта:
, ммгде sв предел прочности материала винта на растяжение.
В нашем случае можно принять sв = 42, для стали А12.
мм.По полученному значениювнутреннего диаметра резьбы, выбираем ближайшее большее из стандартного ряда винтов и выбираем соответствующий тип винта. При завинчивании болта за счет трения возникает скручивающий момент, с учетом которого дополнительно проверяем наружный диаметр винта:
мм.Исходя из полученного значения видим, что наиболее близким из стандартного ряда является винт М2.
8.4 Расчет упаковочной тары
1 При транспортировании на РЭС могут воздействовать удары, линейные ускорения, вибрационные нагрузки. Данные механические воздействия могут серьезно воздействовать на полупроводниковые компоненты устройства. Упаковочная тара должна гарантировать сохранность РЭС при её транспортировке любыми транспортными средствами. Контейнер для транспортировки изготовляют из недорогих материалов. В качестве таких материалов используют металл, слоистое стекловолокно и дерево. Между жесткой оболочкой тары и поверхностью РЭС прокладывают упругие амортизационные прокладки, которые гасят вибрационные и ударные нагрузки при транспортировке.
Механические свойства упаковочных материалов характеризуются соотношением между приложенной к поверхности материала нагрузкой и деформацией материала, вызываемой этой нагрузкой
,(8.4.1)называемой статической жесткостью.
Амортизирующие прокладки могут быть упругие и неупругие. Первые полностью восстанавливают свою толщину после снятия приложенной нагрузки. В неупругих прокладках наблюдается остаточная деформация, поэтому они называются прокладками разового пользования. Характеристики некоторых упругих упаковочных материалов представлены в таблице 8.4.1.
Таблица 8.4.1 - Характеристики упругих упаковочных материалов
| Материал | Плотность  , г/см3 | Предельное допустимое давление  , Н/см2 | Коэффициент демпфирования  |
| Пенопласт полиуретановый (поролон) | 0,03…0,07 | 0,8…1,0 | 0,10 |
| Резина губчатая | 0.127 | 3 | 0,12 |
Исходные данные для расчета:
– масса устройства, кг; 
– площадь опорной поверхности блока, см2; 
– наибольшая перегрузка допустимая на РЭС.1) Определение восстанавливающей силы после удара, которая вызовет в прокладке механическое напряжение: