удк 629 067. 8 (стр. 6 из 18)
Номинальные диаметры контактных площадок:
Определение минимального расстояния между центрами двух контактных площадок для возможности прокладки n проводников по 3-му классу точности:
, (4.1.5)где
– диаметры контактных площадок, t – ширина печатных проводников, n – число проводников, S – расстояние между печатными проводниками, 
- технологический допуск, 
= 0,05 мм.При n = 1, для случая D1 = D2 = 1,7 мм.
При n = 2, lmin = 3 мм.
Согласно произведенным расчетам параметров печатного монтажа выбирается комбинированный метод изготовления и 3 класс точности ПП (ГОСТ 23751-86), который предусматривает следующие ограничения: минимальное значение номинальной ширины проводника – 0,25 мм, номинальное расстояние между проводниками – 0,25 мм.
Расчет объема и массы блока.
Масса платы определяется суммой масс элементов входящих в ее состав:
· плата печатная;
· радиоэлементы;
· припой;
· лак.
Объём платы печатной Vппс= A × B × h = (140 × 55 × 2)ּ10-3 = 15,4 см3.
Плотность стеклотекстолита
.Масса платы печатной:
Mппс=Vпос. ∙ρст=15,4∙1,6=25 г.
Рассчитываем площадь печатной платы по формуле:
SП.П.=S Х Q
где Q – коэффициент заполнения печатной платы, (Q=4)
тогда:
SП.П. =2510 Х 4= 10040 мм2
Размеры платы ограничены SП.П =140 Х 55=7700 мм2
Рассчитываем массу печатной платы с элементами
Мпп=Мэл-ов+Мплаты+Мпайки+Мвинтов=66,5+0,0019 Х 7700+5+24=110 г.
Рассчитываем массу всей конструкции:
Mус-ва=Мкорпуса+2 Х Мкрышки+Мпп+3 Х Мтрансформатора +9 Х Мвыводных винтов =100+2х50+110+3х25+9х15=520 г.
4.3 Расчёт на механические воздействия.
Целью расчёта является определение действующих на элементы изделия перегрузок при действии вибрации и ударов. При необходимости производится выбор и расчёт системы амортизации.
Расчёт частоты собственных колебаний печатной платы с закрепленными на ней элементами
Определим цилиндрическую жесткость D, Н/м:
, (4.2.1)где E – модуль упругости (
Н/м);h – толщина платы (
2 мм);V – коэффициент Пуассона (
). 
Н/м.Определение частоты собственных колебаний для равномерно нагруженной платы:
, (4.2.2)где a – длина платы (a = 0,06 м);
b – ширина платы (b = 0,05 м);
M – масса платы с элементами (
кг); 
Гц.Определим максимальный относительный коэффициент перемещения:
(4.2.3)где Ну – ударное усилие импульса, Ну = 25 м/с2;
; (4.2.4)τ – длительность ударного импульса τ = 7мс.
, 
.Проверяем выполнение условия ударопрочности по следующему критерию:
где b – размер стороны печатной платы, параллельно которой установлены ЭРЭ (b = 50 мм).
Неравенство указывает на высокую ударопрочность изделия.
Согласно приведенным расчетам устройство может эксплуатироваться при частоте вынужденных колебаний до 3000 Гц, остается запас 75 Гц для обеспечения устойчивости системы. Что говорит о возможности транспортировки наземным транспортом.
4.4 Тепловой расчет РЭС
а) Рассчитаем поверхность корпуса блока [19]
Условная длина 50 мм (L1), условная ширина 50 мм (L2), условная высота 20 мм (L3).
Sk=2∙ (L1L2+(L1+L2) ∙L3) (4.3.1)
Sk =2∙ (0,05∙0,05+(0,05 + 0,05) ∙0,02) = 0,009 м2
б) Определим условную поверхность нагретой зоны, она определяется по формуле:
SS=2∙ (L1L2+(L1+L2) ∙L3∙K3), (4.3.2)
SS=2∙ (0,05∙0,05+(0,05 + 0,05) ∙0,02∙0,022) = 0,0052 м2
K3 – коэффициент Пуассона.
в) Удельная мощность блока
По графику зависимости температуры блока от удельной мощности [19] определяем абсолютную температуру нагрева внутри блока: 24ºС. Такая температура вполне допустима.
По данным расчета выбираем площадь печатной платы не менее 7700 мм2 и выбираем печатную плату размерами 140х55 мм, так как необходимо учитывать площадь под крепеж печатной платы к корпусу.
Конструкция «УЗ», собрана на печатной плате с печатным монтажом. Этот монтаж характеризуется жесткостью, обеспечивает доступ к ЭРЭ. Печатный монтаж можно производить механизировано и автоматизировано. Он дает возможность применения механизации при подготовке ЭРЭ к монтажу. Сначала устанавливаются на печатную плату резисторы, затем конденсаторы, диоды и в последнюю очередь транзисторы.
Печатная плата выполнена из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5мм. Стеклотекстолит обладает повышенной влагостойкостью и лучшими электрическими параметрами по сравнению с гетинаксом. Пайка осуществляется припоем ПОС-61 ГОСТ 21031-76. выбор данного припоя, несмотря на его высокую стоимость, оправдывается тем, что у него низкая температура плавления по сравнению с другими припоями, малое время кристаллизации, что позволяет применять этот припой в автоматизированных линиях пайки, что увеличивает скорость пайки и ее качество. Для облегчения пайки используем спиртово-канифольный флюс марки ФКС ОСТ 4.033.200. он хорош тем, что не содержит токсичных компонентов и в небольших концентрациях в воздухе безвреден для здоровья человека. Кроме того, в своем составе флюс не содержит кислот, полионелитов, поэтому не разрушает место пайки, а так же способствует качественной промывке. Для промывки платы используем спирт марки А.
4.5 Расчет количественных характеристик надежности схемы
Надежность – это свойство изделия выполнять заданные функции в определенных условиях эксплуатации при сохранении значений основных параметров в заранее установленных пределах. Надежность – физическое свойство изделия, которое зависит от количества и качества, входящих в его состав элементов, от условий в которых оно эксплуатируется (чем выше температура окружающей среды, чем больше относительная влажность воздуха, перегрузки при вибрациях и т. д., тем меньше надежность), и от ряда других причин.
Расчет надежности позволяет определить вероятность безотказной работы за определенное время наработки на отказ, то есть позволяет планировать возможность отказа «УЗ».
Произведем расчет надежности разработанной схемы «УЗ». При ориентировочных оценках надежности для каждого типа элементов определяется интенсивность отказов в номинальном режиме λjн. Особенности эксплуатации «УЗ» учитываются с помощью поправочных коэффициентов kλ. Физически он характеризует тот факт, что при эксплуатации изделия в реальных условиях (определяемых его назначением) отказов в ней может быть в десятки и сотни раз больше, чем при ее работе в лабораторных условиях. В этой формуле kλ1 учитывает суммарное воздействие вибраций ударных нагрузок, kλ2 учитывает воздействия температуры влажности, kλ3 учитывает влияние атмосферного давления, kн – коэффициент нагрузки.