Магнитоэлектрический бесконтактный генератор с импульсным регулятором напряжения (стр. 10 из 15)
Нкн- все методы контроля и настройки.
3.1.2 Комплексная оценка технологичности
Комплексная оценка технологичности построена на балльной оценке, то есть числовые значения показателей технологичности приводят к балльным показателям.
Балльная оценка определяется как:
, гдеТн- нормативное значение частного показателя, отражающий некоторый наиболее высокий уровень развития техники,
Тф- фактическое значение показателя достигнутое при разработке изделия,
Dг- эквивалент одного балла.
Произведем расчет балльных показателей соответствующих рассчитанным числовым показателям технологичности (об этом говорит нижний индекс у показателя):
а)
б)
в)
г)
д)
е)
Комплексный средний балльный показатель определяется как:
В Таблицу № 7 сведены все показатели, рассчитанные выше,
Таблица № 7.
| Тн | Dг | Б | |
| Кисп.мсх | 0.75 | 0.15 | 0.6 |
| Кпов.мс | 0.96 | 0.02 | 0 |
| Кпр | 0.8 | 0.25· Тн | 5 |
| Кпов | 0.8 | 0.25· Тн | 4.35 |
| Каму | 0.8 | 0.2 | 3.35 |
| Кмкн | 0.5 | 0.15 | 5 |
Показатель технологичности получился равным Бср=3.05, что по технологичности может соответствовать среднесерийному производству. Для увеличения Бср надо повышать автоматизацию контроля и повторяемость типоразмеров ФУ.
3.2 Расчет тепловой нагрузки элементов ФУ
Проведем расчет используя исходные данные см. /1/:
- Коэффициент заполнения объема блока Кзб=0.5;
- Температура окружающей среды Тос=40 °С(313 °К);
- Коэффициент перфорации П=0;
- габаритные размеры блока l1*l2*l3.
горизонтальные размеры блока l1=0.15 м, l2=0.15 м,
вертикальный размер l3=0.1 м;
- Мощность рассеиваемая блоком РБ=5 Вт;
Поверхность корпуса блока:
Условная поверхность нагретой зоны:
Удельная мощность рассеиваемая корпусом блока:
Удельная мощность нагретой зоны:
По /46, с.20-21/ находим коэффициент DТ1 в зависимости от удельной мощности корпуса блока qк : DТ1= 9 °К .
Также используя /46, с.20/ находим коэффициент DТ2 в зависимости от удельной мощности нагретой зоны qз : DТ2= 8 °К .
Коэффициент Кп зависящий от коэффициента перфорации равен 1.0 (Кп=1.0).
Перегрев корпуса блока:
.Перегрев нагретой зоны:
Удельная мощность элементов:
.Перегрев поверхности элементов:
- выберем наиболее теплонагруженные элементы, превышение температуры которых относительно температуры окружающей среды определяется как:
.Результаты расчета этих элементов представлены в Таблице № 8.
Таблица № 8.
| Элементы | VD1-VD3 | VT1 | DA1-DA6 | C1 |
 | 47.15 | 10.33 | 85.91 | 2.27 |
| DТ | 7.69 | 10 | 9.09 | 6.08 |
Температура корпуса блока:
Температура нагретой зоны:
3.3 Расчет надежности ФУ
Анализ влияния работоспособности отдельных элементов на работоспособность всего ФУ показывает, что отказ любого из элементов схемы приводит к отказу всего ФУ. Следовательно, учитывая что в аппаратуре отсутствует избыточность, все элементы схемы будут иметь основное последовательное соединение в схеме надежности. На основе этого была построена схема надежности, которая изображена на рисунке.
Рис. Логическая схема надежности
Для расчета надежности находим и заносим в Таблицу № 9 с указанием количества элементов группы ni /46/. Находим и заносим в Таблицу № 9 справочные данные в отношении интенсивности отказов элементов в нормальных условиях эксплуатации l0i /46/,/47/.
Таблица № 9.
| Элементы | Обозначение | Кол-во элементов | Режим работы | Поправочный коэфф-т | Интенсивность отказов 1/ч. | |||
| (наименование,тип) | ni | Температура элемента,°С | Коэфф- т нагрузки ,Кн | аi |  |  |  | |
| Резисторы,МЛТ | R1-14, R16-R27 | 26 | 40 | 0.1 | 0.34 | 0.230 | 0.078 | 2.033 |
| Переменный резистор,СП5-2 | R15 | 1 | 40 | 0.1 | 0.34 | 0.950 | 0.323 | 0.323 |
| Конденсатор КМ-4 | C1 | 1 | 46 | 0.2 | 0.05 | 0.10 | 0.05 | 0.05 |
| Диод, КД510А | VD1-VD3 | 3 | 47 | 0.3 | 0.32 | 0.40 | 0.384 | 0.384 |
| Микросхемы | DD1,DD2, DA1-DA6 | 8 | 49 | 1.0 | 1.23 | 0.37 | 3.64 | 3.64 |
| Транзистор | VT1 | 1 | 40 | 0.4 | 0.18 | 0.62 | 0.112 | 0.112 |
 1/ч. | ||||||||
Для расчета суммарной интенсивности отказов введем поправочные коэффициенты: Квл- поправочный коэффициент негерметизированной аппаратуры (Квл=1.0),Км- коэффициент для неамортизированной аппаратуры (Км=1.03),Кд- коэффициент зависимости от давления (Кд=1.0).
Суммарная интенсивность отказов:
1/ч.Среднее время безотказной работы определится как:
часов.Тогда вероятность безотказной работы равна:
В расчетах были использованы данные:
Таблица № 10
| Габаритныеразмеры блока. | Коэффициент заполнения | Мощность рассеиваемая блоком | Коэффициент перфорации | Условия эксплуатации | Заданное время безотказной работы | Заданная вероятность безотказной работы | ||||
| l1*l2*l3. | объема блока Кзб | РБ=5 Вт | П | Вид апп. | Отн.вл% | Давление,мм.рт.ст | Тос,С | Типнагрузки | часов | Р |
| 0.15*0.15*0.15 | 0.5 | 5 | 0 | П | 70 | 760 | +40 | У | 10000 | 0,95 |
Из расчетов по надежности видно, что заданная надежность ненамного выше надежности полученной расчетным путем (Рзад=0.95>Ррасч=0.93), что указывает на высокую надежность конструируемого устройства. Однако надежность можно ещё повысить следующими путями:
Схемными методами:
В нашем случае подходящими вариантами являются,
- создание схемы с широкими допусками на параметры элементов и внешние воздействия,
- создание схемы с ограниченными последствиями отказов.
Конструктивными методами:
- создание благоприятного режима работы,
- унификация элементов и узлов.
- выбор и облегчение теплового режима работы устройства и его частей,
- оптимальная трассировка и компоновка.
Перечень ТО для изготовления ФУ
А: 005.0200 Контроль входной.
Б: Верстак 1-8-3
К: Комплект согласно перечню элементов.
О: Контролировать ЭРЭ по внешнему виду и электрическим параметрам: 1) вскрыть упаковочную тару; 2) извлечь ЭРЭ из упаковочной тары; 3) проверить ЭРЭ визуально на отсутствие повреждений, наличие клейма и документа подтверждающего годность ЭРЭ; 4) проверить ЭРЭ по электрическим параметрам на основании ТУ; 5) сделать отметку входного контроля на ЭРЭ или в сопроводительном документе; 6) уложить ЭРЭ в тару.
Т: Приспособление для визуального контроля ГГ63669/012, тара цеховая 1-6; нож НМ150, пинцет ПГТМ120, комплект КИП.
А: 010.0111 Правка выводов ЭРЭ.
Б: Верстак 1-8-3
К: Микросхемы: К554СА3, К155ЛА8, К155ЛЛ2, К140УД6, К140УД7,
Транзистор КТ315А.
О: Правка выводов:
1) извлечь ЭРЭ из тары; 2) править выводы ЭРЭ; 3) проверить качество правки выводов; 4) уложить ЭРЭ в тару.
Т: тара цеховая, пинцет ПГТМ120, приспособление для правки выводов ЭРЭ.
А: 015.011 Правка и формовка выводов на автомате.
К: Резисторы
Конденсаторы
Диоды
Б: Верстак 1-8-3
О: 1) извлечь ЭРЭ из тары; 2) загрузить ЭРЭ в бункер автомата; 3) произвести правку и формовку выводов ЭРЭ в автомате; 4) извлечь ЭРЭ из автомата; 5) проверить выборочно качество правки и формовки выводов; 6) уложить ЭРЭ в тару.