Розробка конструкції акустичної системи (стр. 5 из 15)

Конструкторсько-технологічнім аналогом, схожого по виконуваним функціям мною була обрана акустична система LD112, за призначенням який збігається із призначенням розроблювальної мною акустичною системи на активних компонентах. У деру чергу відмінність цих систем полягає в розходженні їх схемотехніки, що призводить до розходження їхніх подальших конструкцій. У обох системах передбачений двохполосний еквалайзер, регулятор рівня гучності.

Вибрана акустична система має наступні параметри:

- Двухполосна акустична система

- Потужність: 200 Вт

- Діапазон частот: 60Гц - 18кгц

- Чутливість: 1 Вт/1м - 95дб

- Максимальній тиск SPL: 122 дб

- Опір: 8 Ом

- Розмір ПП: 250*175

Технологічній процес виробництва проектованого блоку є більш пробачимо стосовно техпроцесу для LD112. Це виникає за рахунок різниці між компонентами, які встановлюються на ДП

Проаналізував, можна сказати, що в LD112 приблизно на 30-35 елементів більше чим у розроблювальної акустичної системи. Даний факт затрудняє трасування друкованої плати. Це призвело до того, що LD112 збирається на платі, тим самим збільшується її розмір. Так само в розроблювальному пристрої велика кількість елементів і є присутні кілька мікросхем із кроком виводів 2,5 мм. Технологічність виробу LD 112 оцінюється нижче, ніж дана акустична система на активних компонентах.

1.6 Аналіз технології виготовлення

Акустична система, яка проектується в даній роботі є відносно середнім по складності пристроєм, як з конструкторської, так і з технологічної точки зору.

З пункту 1.4 витікає, що акустична система має наступну елементну базу:

- резистори з осьовими виводами....................59шт.;

- діоди з осьовими виводами............................2шт.;

- конденсатори з аксіальними виводами.........49шт.;

- мікросхеми в корпусі DIP(16pin)...................2шт.;

- мікросхемa в корпусі DIP(14pin)...................1шт

- мікросхема в корпусі TO220(5pin)................1шт.;

- мікросхема в корпусі SIP(11pin)...................1шт.;

- роз'єми..............................................................6шт.

Виходячи з вживаної елементної бази, намічаємо, що у виробі застосовуватиметься двостороння друкована плата, що виготовляється комбінованим позитивним способом. Враховуючи порівняно невелику потребу ринку у виробі, що розробляється, недоцільно організовувати окреме підприємство по виробництву макету. Оптимальним варіантом є виробництво виробу на багатономенклатурному підприємстві з достатньо високим рівнем гнучкості виробництва. Тип виробництва – багатономенклатурний, серійний.

Обсяг виробництва нашого прибору становить близько 10000 штук у рік, тому установку навісних елементів доцільніше робити вручну. Збільшиті продуктивність ручної зборки можна за рахунок модернізації робочого місця: застосування світломонтажних столів, спеціального інструмента й інших допоміжних пристроїв і пристосувань. Аналіз підприємства, на якому передбачається випуск виробу, показує, що на ньому є устаткування і відпрацьовані наступні техпроцеси:

1) хімічний метод виготовлення друкарських плат;

2) комплексна підготовка навісних елементів до монтажу;

3) ручна установка навісних елементів на друкарську плату;

4) програмована збірка на світомонтажних столах;

5) паяння хвилею припою;

6) паяння за допомогою станції ERSA VAC 6500.

При застосуванні типових технологічних процесів розроблених на даному підприємстві, дозволяє нам понизити собівартість виробу при його невеликих об'ємах виробництва. Також на підприємства не освоєна автоматична установка навісних елементів. Отже, необхідне на підприємстві технології автоматичної установки навісних елементів. Докладний опис технологічних процесів установки ЕРЕ з осьовими виводами і підборка устаткування буде в технологічному розділі дипломного проекту.

1.7 Розробка додаткових технічних вимог до конструкції ЕА

На основі вивчення принципу роботи прибудую, аналізу елементної бази, аналізу ТЗ, аналогічного прибудую та аналізу вимог до виробництва можна сформувати додаткові умови, які необхідно врахувати при розробці конструкції та технології виробництва виробу:

- Тип друкарської плати акустичної системи – двостороння;

- Клас точності друкарської плати акустичної системи – 3;

- Крок координатної сітки друкарських плат 1,25 мм;

- Варіант трасування провідників - спочатку потенційні, потім інформаційні;

- Вихідні ланцюги розміщати якнайдалі від вхідних;

- Необхідно передбачити отвори для подальшого кріплення друкарської плати за допомогою гвинтового з'єднання;

- Необхідно передбачити захист блоку від вологи у вигляді полімерного (лакофарбового) покриття;

- Попередній розмір друкарської плати акустичної системи – 150 x 200 мм;

2. РОЗРОБКА КОНСТРУКЦІЇ АКУСТИЧНОЇ СИСТЕМИ

2.1 Вибір типу і розмірів друкованої плати

Друкована плата (ДП) є основним конструктивним елементом ЕА [ 4 ]. Їх застосовують в якості несущої конструкції та для електричних з'єднань. Друкована плата є ізоляційною основою, що містить необхідні отвори, контактні майданчики і друковані провідники, що забезпечують електричне і механічне з'єднання навісних елементів.

З причини середньої складності електричної схеми для виготовлення активної акустичної системи найбільш прийнятним буде використання двосторонньої ДП .

За точністю виконання елементів конструкції друкарські плати діляться на чотири класи точності. Друковані плати 1 і 2 класів точності найбільш прості у виконання, надійні в експлуатації і мають мінімальну вартість. Друковані плати 3 і 4 класів точності вимагають використання високоякісних матеріалів, інструменту, устаткування, обмеження габаритних розмірів і так далі. Друковані плати ЕА рекомендується виготовляти по 2 і 3 класам точності. У зв'язку з цим ДП, що розробляється, виготовлятиметься по третьому класу точності.

Для визначення площі конструкції ПП, що розробляється, скористаємося формулою:

, (2.1)

де

- настановна площа i-го навісного елементу (таблицю 2.1);

- коефіцієнт втрат площі ( =1...3), приймаємо =3.

Таблиця 2.1-Настановні параметри елементів

Елемент		Кіл.	Настановна площа Si, мм2	Діаметр виводу, мм
Мікросхема DIP 14		1	148	0,5
Мікросхема DIP 16		2	168	0,5
Мікросхема К174УН15		1	320	0,75
Мікросхема К174УН19		1	88	1,1
Діод Кд202а		4	132	0,9
Діод Кд226а		2	124	1,3
Конденсатор К50-35	2200 x 25 В	4	255	0,8
	470 х 16 В	2	115	0,8
	47 х 16 В	1	31	0,6
	22 х 25 В	1	31	0,6
Конденсатор К10-17	С1	4	100	0,7
	С4	16	40	0,7
	С6	21	32	0,7
Конденсатор К50-38-16в-10000 мкФ		1	1320	0,9
Резистор С2-23-0,25		57	38	0,7
Резистор С2-23-1 С2-23-0,5		2	110	0,.9
Роз'їм 644631		6	220	0,5
Радіатор		2	200	-

З формули (2.1) отримуємо для плати підсилювачів потужності:

Оскільки акустична система є нестандартним виробом і плати уніфікованих типових конструкцій (Е1,Е2,Е3,Е4 і так далі) мають площі що у багато разів перевершують розраховану раніше, то для конструкції ДП, що розробляється, візьмемо плату довільних розмірів (з дотриманням вимог: ГОСТ 10317-79 обумовлює співвідношення сторін ДП не більше 3:1, причому форма ДП тільки прямокутна). Враховуючи велику кількість монтажних отворів під дротяний монтаж друкарську плату необхідно вибирати із запасом.

Згідно вищевикладеному вибираємо ДП розмірами 125x195мм.

Як діелектрична основа для виготовлення ДП широкого поширення набули шаруваті діелектрики, що складаються з наповнювача і речовини (синтетичної смоли), що пов'язує, керамічні і металеві (з поверхневим діелектричним шаром) матеріали. Оскільки ДП при експлуатації не піддаватиметься високим механічним і тепловим діям, діям агресивних середовищ, то згідно ГОСТ 10316-78 вибираємо найбільш поширений матеріал склотекстоліт СТФ-1-35-1,5.

Розміщення НЕ на ДП здійснюємо відповідно до ОСТ.4ГО.010.030 і ОСТ.4ГО.010.009. При компоновці ДП необхідно забезпечити відповідно до ГОСТ 23751-79 раціональне розміщення навісних елементів з урахуванням електричних зв'язків і теплового режиму із забезпеченням мінімальних значень довжин зв'язків, кількості переходів друкарських провідників з шару в шар, паразитних зв'язків між елементами, по можливості рівномірний розподіл мас навісних елементів по поверхні.

При розташуванні ІС, ЕРЕ на друкарській платі необхідно передбачати забезпечення основних технологічних вимог, що пред'являється до апаратури (автоматизовану збірку, паяння, контроль, ремонтопридатність).

В процесі конструювання ДП виконуються наступні розрахунки:

- конструктивно-технологічний;

- розрахунок по постійному струму;

- розрахунок по змінному струму.