Теми рефератів
Авіація та космонавтика Банківська справа Безпека життєдіяльності Біографії Біологія Біологія і хімія Біржова справа Ботаніка та сільське гос-во Бухгалтерський облік і аудит Військова кафедра Географія
Геодезія Геологія Держава та право Журналістика Видавнича справа та поліграфія Іноземна мова Інформатика Інформатика, програмування Історія Історія техніки
Комунікації і зв'язок Краєзнавство та етнографія Короткий зміст творів Кулінарія Культура та мистецтво Культурологія Зарубіжна література Російська мова Маркетинг Математика Медицина, здоров'я Медичні науки Міжнародні відносини Менеджмент Москвоведение Музика Податки, оподаткування Наука і техніка Решта реферати Педагогіка Політологія Право Право, юриспруденція Промисловість, виробництво Психологія Педагогіка Радіоелектроніка Реклама Релігія і міфологія Сексологія Соціологія Будівництво Митна система Технологія Транспорт Фізика Фізкультура і спорт Філософія Фінансові науки Хімія Екологія Економіка Економіко-математичне моделювання Етика Юриспруденція Мовознавство Мовознавство, філологія Контакти
Українські реферати та твори » Радиоэлектроника » Розробка блоку управління електромеханічним замком

Реферат Розробка блоку управління електромеханічним замком

Міністерство освіти і науки Республіки Білорусь у

 

Білоруський Державний університет

інформатики, і радіоелектроніки

Факультет комп'ютерного проектування Кафедра РЕМ

                                                                                                     До захисту припускаю

                                                                                                     "__"_______ 2001 р.

                                                                                                   Керівник проекту

                                                                                                   ________Смирнова Н.А.

>Пояснительная записка

до курсовому проекту на задану тему:

Розробка блоку управління >електромеханическим замком.

                                                                                           Розробив: ст. грн. 710205

 ГрибанскийД.Ю.

                                                                                           Прийняла: Смирнова Н.А.

                                                                         

Мінськ 2001


>СОДЕРЖАНИЕ

Запровадження............................................................................................................... 1 Розробка технічного завдання............................................................................

2 Аналіз вихідних даних, і основні технічні вимоги до

    розроблюваної конструкції...............................................................................

2.1 Аналіз існуючих розробок................................................................. 2.2 Аналіз кліматичних чинників..................................................................... 2.3 Аналіз дестабілізуючих чинників........................................................... 2.4 Аналіз електричної схеми...........................................................................

3 Вибір та обґрунтування елементної бази, уніфікованих вузлів,

    настановних виробів і матеріалів конструкції..............................................

3.1 Вибір та обґрунтування елементної бази.......................................................... 3.2 Вибір матеріалів конструкції......................................................................

4 Вибір та обґрунтуваннякомпоновочной схеми, методів принципу

   конструювання.......................................................................................................

4.1 Вибіркомпоновочной схеми.......................................................................... 4.2 Вибір та обґрунтування методу принципу конструювання........................

5 Вибір засобів і коштівтеплозащити, герметизації,виброзащити і

   екранізування...........................................................................................................

5.1 Вибір способів охолодження у ранній стадії проектування................. 5.2 Вибір засобів і методів герметизації....................................................... 5.3 Вибір засобів і методів екранізування..................................................... 5.4 Вибір засобів і методіввиброзащити....................................................... 6 Розрахунок конструктивних параметрів вироби......................................................... 6.1Компоновочний розрахунок блоків РЕМ............................................................... 6.2 Розрахунок теплового режиму..................................................................................

6.3 Розрахунок конструктивно-технологічних параметрів друкованої плати.

      Вибір та обґрунтування методів виготовлення друкованої плати.....................

6.4 Розрахунок механічної міці й системивиброударной захисту............ 6.5 Повний розрахунок надійності.............................................................................. 6.6 Розрахунок технологічності 7 Обгрунтування вибору коштів автоматизованого проектування................ 7.1 Застосування ЕОМ іСАПР в курсовому проектуванні.............................. 7.2 Перелічення й зміст конструкторських робіт, виконаних із застосуваннямСАПР................................................................................................ 8 Аналіз обліку вимог ергономіки та програмах технічної естетики.........................

9 Заходи з захисту від корозії, вологи, електричного удару,

   електромагнітних полів і механічних навантажень...........................................

10 Техніко-економічне обгрунтування конструкції........................................... 11 Охорона праці та екологічна безпеку...................................................... Укладання.......................................................................................................... Література........................................................................................................... Додаток.........................................................................................................

Анотація

У цьому курсовому проекті запропонували розробити блок управлінняелектромеханическим замком на електронних ключах, дозволяє контролювати доступ помешкання і розробити технічне завдання нею.

У курсовому проекті було зроблено аналіз існуючих, і навіть огляд вітчизняних і зарубіжних розробок. Був зроблено докладний аналіз кліматичних і дестабілізуючих факторів, і аналіз електричної схеми, наведено принцип роботи розроблюваного блоки і його основні технічні параметри.

Відповідно до завданням на курсове проектування зроблено вибір і обґрунтування методу і принципів конструювання, методів виготовлення друкованих плат, способу охолодження на ранніх стадіях проектування, способу і методів герметизації, екранізування івиброзащити, і навіть зроблено вибіркомпоновочной схеми. У проекті виконані також:компоновочний розрахунок блоків РЕМ, розрахунок теплового режиму, розрахунок конструктивно-технологічних параметрів друкованих плат, розрахунок механічної міці й системивиброударной захисту, розрахунок електромагнітну сумісність, розрахунок лицьової панелі блоку управління, повний розрахунок надійності і розрахунок показників технологічності. Розглянуто заходи щодо захисту від корозії, вологи, електричного удару, електромагнітних полів і механічних навантажень і наведено техніко-економічне обгрунтування конструкції.


Запровадження

Конструювання РЕМ - складний творчий процес, яка має поки суворої всеохоплюючої математичної бази й який ведуть методом численних спроб і послідовних наближень. Цей процес відбувається більше мистецтво, ніж наука, хоча рішення багатьох проблем конструювання грунтується на використанні суворого математичного алгоритму, розрахунку теплових режимів, міцності, різних допусків. Тому незначні здавалося б похибки чи наближення, допущені на ранніх стадіях розробки РЕМ, можуть спричинити великих помилок у дальшій роботі.

Широке використання радіоелектронної апаратури у різноманітних галузях науку й техніки призводить до необхідність забезпечення високоїнадежности її роботи за різноманітних кліматичних і механічних впливах. Складність виконання цього вимоги пов'язані з різним призначенням РЕМ, місцем її встановлення і умовами експлуатації. Про рівеньнадежности прийнято судити з здібності РЕМ безвідмовно працювати у перебігу заданого часу у певних умовах. Тож оцінки міри відповідності РЕМ що ставляться до ній вимогам здійснюють технічний контроль і випробування всіх етапах конструювання і виробництва. Отримана у своїй інформацію про ролі роботи РЕМ і причинах її відмов що з даними реальної експлуатації дозволяє прийняти своєчасні заходи для вдосконаленню схеми і конструкції, а як і технології виробництва.

Правильно організований технічний контроль і пройшло випробування сприяють значного підвищеннянадежной роботи РЕМ. У зв'язку з цим як ніколи актуальними набувають радіотехнічні устрою, призначені випробування і місцевого контролю, з яких перевіряється працездатність і здатність експлуатації різного устаткування й приладів.

Останніми роками з недостатнім розвитком електроніки ускладнюється радіоапаратура. Характерний перехід від окремихрадиоаппаратов до найскладніших комплексам і систем. Проте створення такої апаратури ставить перед її розробниками проблеми: ваги, обсягів і габаритів;надежности і довговічності; виробництва та серійності; економіки. Для подолання них необхідно їх комплексне розв'язання на загальної технічної базі. Такий базою нині є комплексна механізація із застосуванням мікроелектроніки, впровадженням уніфікації і стандартизації. Розробка схеми конструкції і технології стає єдиним процесом створення апаратури. Відпрацювання серійної здібності кожного вироби починається з його зародження і радіомовлення продовжується у його виробництва.

Цей дипломний проект в плані підготовки завершує цикл конструкторських і технологічних дисциплін. Завдання проекту у тому, щоб, використовуючи знання, отримані щодо даних дисциплін навчитися створювати й моделювати конструкції радіоелектронної апаратури різного призначення, забезпечуючи сумісність з об'єктом встановлення і з оператором, з урахуванням патентної чистоти і порядку патентоспроможності; забезпечувати надійність конструкцій щодо чотирьох що становить - безвідмовності, довговічності, збереження іремонтоспособности. Усе це має органічно перенестися у єдине ціле у цьому курсовому проекті.

Сучасний етап науково-технічного прогресу характеризується масового поширення мікропроцесорної техніки. Вона настільки поширилася у всіх галузях народного господарства, що важко, як обійдуться без неї всі процеси автоматизації та управління. ЗастосуванняОМЭВМ, що реалізують в одній БІС функції виводу-введення-висновку, збереження і обробки даних, дозволяє досягати максимальної простоти і дешевизни системам управління. Однією з можливих варіантів застосуваньОМЭВМ вважатимуться використання їх задля системохранно-пожарних сигналізацій і місцевого контролю доступу до приміщень.

Використання в системах контролю доступу до приміщень кодовою послідовності, оброблюваноїОМЭВМ, повністю виключає добір коду, а можливість підключення як виконавчого устрою релейного замку з курковим механізмом взводу ригеля забезпечує надійну фіксацію двері, який гарантує досить надійний захист від зламування. Існує, проте, і більше надійний спосіб захисту – установка централізованій системіохранно-контрольнной сигналізації. Проте головна перешкода їхнього широкого впровадження – це необхідність наявності телефонного номери на об'єкті охорони і брак відповідного устаткування у правоохоронних органів, як і Демшевського не дозволяє вирішувати проблему масової охорони квартир і службових приміщень. Тож у дипломному проекті розроблять блок управлінняелектромеханическим замком на електронних картках, дозволяє контролювати доступ до приміщення.


1 Розробка технічного завдання

1.1 Найменування і науковотехнологічна галузь застосування

1.1.1 Блок управлінняелектромеханическим замком.

1.1.2Областью застосування блоку є управління доступом до приміщення у вигляді електромеханічного замку (>COMMAX,ABLOY,CISA).

1.1.3 Передбачається використання вироби з виробництва.

1.2 Підстава і розробити

1.2.1. Підставою і розробити є програма курсуКиА РЕУ для вузів за фахомТ08.01, затверджена Міністерство освіти Республіки Білорусь у 1995 р.

1.2.2. Тематична картка розробці не передбачається.

1.3 Мету й призначення розробки

1.3.1 Метою розробки є створення блоку управлінняелектромеханическимирелейними замками з курковим механізмом взводу ригеля і пусковим струмом трохи більше 1.0 При напрузі 12 У, відповідального сучасним вимогам.

1.3.2 Призначення розробки - створення конструктивно закінченого устрою.

1.3.3 Розробка має забезпечити створення базової моделі блоку управління замкомелектромеханическим.

1.3.4 Подальший розвиток розробки мало виконуватися з допомогою модифікацій базової моделі, відмінних елементної базою та інші показниками.

1.3.5 Блок управління (СУ) замкомелектромеханическим призначений до роботи за температур від мінус 10 до плюс 40 °С, відносної вологості повітря до 80% і атмосферному тиску від 84 до 106кПа

1.3.6 Виріб призначено длямелкосерийного виготовлення.

1.4 Джерела розробки

1.4.1. Джерелами розробки є схема електрична принципова блоку управління замкомелектромеханическим.

1.5 Технічні вимоги

1.5.1 Склад вироби й підвищити вимоги до конструктивного виконання устрою

 

1.5.1.1 СУ мусить мати такі складові:

· Модуль базовий;

· Модуль процесорний;

· Модуль світловий і звуковий індикації.

1.5.1.2 СУ повинен виготовлятися відповідно до вимогами Держстандартів, відповідати вимогам справжньогоТЗ, ТУ і комплекту конструкторської документації.

1.5.1.3 Принцип побудови блоку управління замкомелектромеханическим має забезпечити:

> взаємозамінність змінних однойменних складових частин;

> ремонтопридатність.

1.5.1.4 За зовнішнім виглядом блок має відповідати опломбованому і затвердженого зразком.

1.5.1.5Габаритние розміри корпусу блоку не бути більш, м :

довжина – 0,185;

ширина – 0,135;

висота – 0,08.

1.5.1.6 Маса блоку без джерела резервного харчування мусить бути трохи більше 3 кг.

1.5.1.7 Конструкція блоку мають забезпечувати:

> зручність експлуатації;

> можливість ремонту;

> доступ всім елементам, вузлам, які вимагають регулювання чи заміни у процесі експлуатації.

1.5.1.8 Структура блоки і його конструктивне виконання мають забезпечувати об'єднання складових частин у єдиний базовий конструктив.

1.5.1.9 Блок може бути працездатним при електроживленні від однофазною мережі змінного струму номінальним напругою220В і частотою змінного струму 50 гц, у своїй норми якості електричної енергії при електроживленні від державної енергетичної системи - по ГОСТ 13109-67.

1.5.1.10 Електрична міцність ізоляції блоку управління замкомелектромеханическим міжтоковедущими ланцюгами, і навіть міжтоковедущими ланцюгами і корпусом в нормальних кліматичні умови експлуатації мають забезпечувати відсутність пробоїв і поверхневих перекриттів ізоляції.

1.5.1.11 За стійкістю до впливу температури і вологості довкілля блокинтерфейсних адаптерів має відповідатиклиматическому виконання до категорії розміщенняУХЛ 4.2 по ГОСТ 15150-69.

1.5.1.12 Для антикорозійним захисту поверхню деталей, складальних одиниць і впливовості блоку загалом застосовувати гальванічні і лакофарбові покриття.

1.5.1.13 Корпус має бути виготовлений з листової сталі.

1.5.1.14 Корпус, передня панель та інші деталі зовнішньої поверхні блоку повинен мати захисне покриття і мати дефектів,портящих зовнішній вигляд вироби (вм'ятин, слідів корозії, подряпин, тріщин та інших механічних ушкоджень).

1.5.1.15 Блок повинен експлуатуватися в виробничих приміщеннях категорії Д поСНиП 11-90-81.

1.5.2 Показники призначення

 

1.5.2.1 СУ призначений керувати доступом до приміщень.

1.5.2.2 СУ призначений для підключення доелектромеханическимирелейними замками з курковим механізмом взводу ригеля і пусковим струмом трохи більше 1.0 При напрузі 12 У.

1.5.2.3Потребляемая потужність блоку, Вт трохи більше 2.

1.5.2.3 Харчування блоку від однофазною мережі змінного струму напругою220В±10% частоти50±0,5Гц із можливістю роботи джерела резервного харчування напругою12В.

1.5.3 Вимоги до надійності

1.5.3.1 Блок щодо забезпечення надійності повинен відповідати вимогамОСТ4.205.029-83.

1.5.3.2 Показники повинні відповідати заданим значенням при нормальних кліматичні умови (температура довкілля плюс 20° С, відносна вологість 60 %, атмосферне тиск (84...1037) 102Па); з відхиленнями напруги мережі220В від плюс 10% до мінус 15% від номінального значення, частотою (50±1) гц.

>1.5.3.3Средняя напрацювання відмовитися, год, щонайменше 20000.

>1.5.3.4Вероятность безвідмовної роботи 0,9.

>1.5.3.5Среднее часів відновленої, год 1.

1.5.3.6 Блок повинен відповідати впливу зовнішніх механічних і кліматичних чинників відповідно до ГОСТ 11478-88 для 1 групи апаратури.

1.5.3.7 Після поновлення працездатності, після закінчення ремонтно-відбудовних робіт, виріб має зберігати показники призначення, викладені у теперішньому документі.

1.5.4 Вимоги до технологічності іметрологическому забезпечення розробки

1.5.4.1 Параметри блоку управління замкомелектромеханическим мають "контролюватися з допомогою стандартних вимірювальних приладів обслуговуючого персоналу середньої кваліфікації.

1.5.4.2 Вимоги до технологічності повинні відповідати ГОСТ 14.201-83.

1.5.4.3 Конструкція вироби мають забезпечувати можливість виконання монтажних робіт із дотриманням вимог технічних умов на встановлення та пайку комплектуючих виробів.

1.5.4.4 Конструкція вироби загалом і окремих складних вузлів мають забезпечувати складання під час виготовлення без створення застосування спеціального устаткування.

1.5.4.5 При виготовленні блоку управління замкомелектромеханическим застосовувати стандартні методи лікування й універсальні кошти вимірів, серійне іспитове устаткування. Допускається щодо кліматичних перевірок при технологічному прогоні застосовувати спеціально приготовлену камеру або спеціально обладнане устаткування.

1.5.4.6 Конструкція блоку мають забезпечувати його складання і монтаж під час до експлуатації не залучаючи спеціального устаткування, пристосувань і інструмента.

1.5.4.7 Трудомісткість виготовлення устрою - трохи більше 5 годин.

1.5.4.8 Конструкція блоку має відповідати вимогамремонтопригодности поР50-84-88.

1.5.5 Вимоги до рівня стандартизації, та уніфікації

1.5.5.1 Як комплектуючих одиниць і деталей (комутаційні, вироби електроніки, кріпильні, настановні) застосовувати серійно випущені вироби.

1.5.5.2 Складальні одиниці типу монтажних плат, панелей, кріпильних і настановних вузлів повинні прагнути бутиунифицированними.

1.5.5.3 У конструкції блоку би мало бути запозичені складальні одиниці, вузли і деталі раніше розроблених виробів.

1.5.5.4 Коефіцієнт уніфікації стандартних і запозичених деталей може бути щонайменше 0,5.

 

 

1.5.6 Вимоги безпеки й вимоги стосовно охорони природи

1.5.6.1 Конструкцією блоку управління замкомелектромеханическим необхідно забезпечити безпеку персоналу при експлуатації. Загальні вимоги електричної і механічної безпеки по ГОСТ 12.2.007.0-75 і ГОСТ 25861-83.

1.5.6.2 По способу захисту людини від поразки електричним струмом блок має бути виготовлений відповідно до вимогами ГОСТ 12.2.007-75 і ГОСТ 25861-83. Клас захисту - 1.

1.5.6.3 Заходи захисту від поразки електричним струмом повинні відповідати вимогам ГОСТ 25861-83 і ГОСТ 12.1.019-75.

1.5.6.4 У блоці управління замкомелектромеханическим необхідно забезпечити захист від короткі замикання.

1.5.6.5 Загальні вимоги забезпечувати пожежної безпеки в виробничих приміщеннях по ГОСТ 12.1.004-85.

1.5.6.6 Конструкція устрою повинна виключати можливість неправильного приєднання йогосочленяемихтоковедущих і складових частин.

1.5.6.7 Основним джерела харчування має проводитися мережу змінного струму частотою 50 гц та напругою 220 У, як резервного джерела харчування – акумулятор напругою12В, згодом автономної роботи менш36ч.

1.5.6.8Присоединительние рознімання електричних ланцюгів повинні прагнути бути обладнані написами, відповідними їх національної приналежності та призначення.

1.5.6.9Коммутационние вироби, встановлювані в ланцюгах підвищеного напруги, мали бути зацікавленими конструктивно виділено і повинні одночаснокоммутировать інші ланцюга.

1.5.6.10 Конструкція устрою повинна виключати потрапляння всередину сторонніх предметів.

1.5.6.11 У експлуатаційних документах за вимогами техніки безпеки мають бути дотримані правила технічної експлуатації електроустановок споживачем і правил техніки безпеки при експлуатації електроустановок споживачем.

1.5.7 Естетичні іергономические вимоги

1.5.7.1 Блок за своїмиергономическим показниками має забезпечити зручність експлуатації.

1.5.7.2 Органи індикації мають бути розташованими із достатньою оглядом.

1.5.8 Вимоги до патентної чистоті

 

1.5.8.1 Патентна чистота блоку необхідно забезпечити стосовно країн СНД і більш - можливих імпортерів вироби.

1.5.9 Умови експлуатації, вимоги до технічного обслуговування і ремонту

1.5.9.1 Блок управління замкомелектромеханическим може бути виконано для кліматичного виконанняУХЛ 4.2 відповідно до ГОСТу 15150-69 і нормально функціонувати при наступних кліматичні умови:

> верхнє значення температури довкілля, °З плюс 35;

> нижнє значення температури довкілля, °З плюс 10;

> відносна вогкість повітря за нормальної температури плюс 20° С, % 60.

1.5.9.2 Гранично допустимі умови експлуатації блоку повинні відповідати:

> верхнє значення температури довкілля, °З плюс 40;

> нижнє значення температури довкілля, °З плюс 1;

> відносна вогкість повітря за нормальної температури плюс 25 °С, % 80;

> атмосферне тиск,кПа (ммрт.ст.) 84,0...107,0 (630...800).

1.5.9.3 Час підготовки блоку на експлуатацію після транспортування і збереження на повинен перевищувати 1 години.

1.5.9.4 Робочий режим у блоці мають встановлювати лише через 1 хвилину після включення.

1.5.9.5 Ремонт блоку має здійснюватися у спеціалізованій ремонтної організації, або за місцем експлуатації висококваліфікованимрадиомехаником.

 

1.5.10 Вимоги до маркування і упаковці

1.5.10.1 Маркування блоку управління замкомелектромеханическим має відповідати вимогам ГОСТ 26828-86.

1.5.10.2Маркировку виконують у будь-який спосіб. Спосіб і якість виконання маркування має забезпечувати чітка й ясне зображення їх у протягом строку служби блоку.

1.5.10.3 Маркування пристрої і вхідних складових частин повинна містити :

- товарний знак чи найменування підприємства-виготовлювача;

- повне торгове найменування по ГОСТ 26794-85;

- порядковий номер вироби і складових частин;

- необхідніпоясняющие і попереджуючі написи, виконані по ГОСТ 12.2.006-87.

- дату виготовлення.

1.5.10.4 Упаковка має бути виконане як картонного ящика зпенопластовими вкладками.

1.5.10.5 На тарі повинні прагнути бути завданіманипуляционние знаки "Боїться вогкості", "Дотримання інтервалу температур", поОСТ14192-77 і це ознака висотиштабелирования поОСТ4.ГО.417.209-82.

1.5.10.6 Упаковка мають забезпечувати схоронність вироби при навантажувально-розвантажувальних роботах, транспортуванні, зберіганні і необхідну захисту від зовнішніх впливів.

1.5.10.7 Кожне виріб в упаковці має фіксуватися у транспортному тарі.

1.5.10.8 При поставці вироби експорту все написи виконуються мовою, обговореному у договорі про поставки.

1.5.11 Вимоги до транспортуванню і збереження

1.5.11.1Упакованние вироби перевозити лише у закритому транспорті.

1.5.11.2 Вимоги до виду транспорту не пред'являються.

1.5.11.3 Умови транспортування вироби щодо тари транспортування повинні відповідати наступним вимогам:

> температура навколишнього повітря, °З ±50;

> відносна вогкість повітря при плюс 30 °С, % 95;

> атмосферне тиск,кПа (ммрт.ст.) 84,0...107,0 (630...800).

1.5.11.4 Розміщення і кріплення упакованих виробів на транспортних засобах має забезпечувати їх стійке становище, виключити можливість ударів їх одне про друга.

1.5.11.5 Блок управління замкомелектромеханическим повинен зберігатися в упаковці в складських приміщеннях у виготовлювача і споживача за нормальної температури повітря від плюс 5 до плюс35°С і відносній вологості повітря трохи більше 85 %. У приміщеннях для зберігання повинно бути агресивних домішок (парів, кислот, лугів), викликають корозію.

1.5.11.6 Відстань між стінами, підлогою сховища і виробом має не меншим 100 мм, а між опалювальними пристроями щонайменше 0,5 м.

1.6 Економічні показники

 

1.6.1 Термін окупності блоку може бути трохи більше 3 років.

1.6.2 Гаданий річний випуск до 1 тис. штук на рік.

1.7 Порядок контролю та приймання

 

1.7.1 Для приймання роботи з етапі проведення випробувань подати три зразка блоку управління замкомелектромеханическим.

1.7.2 Випробування потрібно проводити за програмою та методику випробувань.

1.7.3 Для приймання видаються такі документи:

- технічне завдання;

- комплект конструкторської документації;

- відомість покупних виробів;

- програму і методика випробувань;

- експлуатаційні документи;

- методики перевірки.

1.7.4Приемочние випробування проводить розробник, прийомоздавач, виготовлювач.

1.7.5Приемочние випробування досвідченого зразка виробляються у найкоротші терміни, узгоджені з замовником.

1.7.6 Що стосується невідповідності основних параметрів блоку, його посилають у ремонт. Після ремонту проводять перевірку і надстройку блоку.


2 Аналіз вихідних даних, і основні технічні вимоги до розроблюваної конструкції

 

2.1         Аналіз існуючих розробок

 

У зв'язку з специфікою об'єкта розробки, інформація на цю тему публікувалася лише у літературі службового користування чи з “таємно”. Тож у огляді існуючих розробок буде використано матеріали відкритих виставок, що протягом протягом ряду років виробляються м. Мінську під гаслом “>Безопастность.Крименалистика.Правопорядок.”.

Перш ніж зробити огляд систем, розглянути їх основні чесноти та вади, дамо визначення електронного замку.

>Электромеханический замок (надаліЭМЗ) -сукупність спільно діючих технічних засобів керувати доступом до приміщення.

2.1.1     Огляд вітчизняних розробок


Замок кодовий електроннийЗКЭ-4-10

Структурна схема цією системою приведено малюнку 2.1.1

 



Малюнок 2.1.1 – Структурна схема електромеханічного замку

На малюнку 2.1.1 прийнято такі абревіатури:

КК – пристрій кодове.Предназначено для зберігання кодовою послідовності;

УЗ – пристрій замикаюче;

КК – ключ кодовий. Містить:кодонобиратель (клавіатура) і сигнальну лампу.

Головна вада даної системи – те, що призначений для внутрішніх приміщень та забезпечує фіксацію двері тільки у точці. До існуючим недоліків устрою можна віднести як і обмежене число варіантів коду (5040) і велика енергоспоживання.

2.1.2 Огляд зарубіжних розробок

Електронний кодовий замокSmartGuardPlus

Переваги:

- використання у зовнішніх дверях;

- індивідуальне програмування часу й повноважень доступу кожного з 900 користувачів;

-идентифицирование користувача по унікальному48-разрядному коду персонального електронного ключаTouchMemory.

Недоліки:

- порівняно високу вартість для споживачів;

- забезпечує фіксацію двері у одній точці.

Так само недоліків не позбавлений і автономний комплекс контролю доступу до приміщенняSmartLatch.

Особливо високу вартість, поруч із відсутністю аналогічних вітчизняних систем, стримує впровадження зарубіжних систем контролю доступом до приміщення.

2.2 Аналіз кліматичних чинників

Вироби повинні зберігати свої параметри не більше норм, встановлених технічними завданнями, стандартами чи технічними умовами протягом термінів служби й термінівсохраняемости, вказаних у технічному завданні після чи процесі впливу кліматичних чинників, значення яких встановлено ГОСТ 15150-69.

Виробипредназначают для експлуатацію у одному чи навіть кількохмакроклиматических районах і виготовляють у різних кліматичних виконання.

Розроблюване пристрій призначено для експлуатацію у районах з помірним і холодним кліматом.

Домакроклиматическому району з помірним кліматом ставляться райони, де середня з абсолютних максимумів температура повітря дорівнює або нижчий від плюс 40 °З, сама ж середня з щорічних абсолютних мінімумів температура повітря дорівнює чи вище мінус 45 °З.

Домакроклиматическому району з холодним кліматом ставляться райони, у яких середня з щорічних абсолютних мінімумів температура повітря нижче мінус 45 °З.

Відповідно до вищезазначеного, блок управління замкомелектромеханическим буде виготовлятися в кліматичному виконанніУХЛ.

Слід зазначити, що вироби у виконанніУХЛ можуть експлуатуватися у теплому вологому, спекотному сухому і дуже спекотному сухому кліматичних районах по ГОСТ 16350-80, у яких середня з щорічних абсолютних максимумів температура повітря вище плюс 40 °З, поєднання температури, рівної чи вище Про °З, і відносній вологості, рівної чи вище 80%, спостерігається більше однієї годин на добу за безперервний період понад два місяці на рік.

Вироби у різних кліматичних виконання залежно від місця розміщення при експлуатацію у повітряної середовищі на висотах до 4300 м виготовляють за категоріями розміщення виробів.

Розроблюваний блок управління замкомелектромеханическим призначений для експлуатацію у приміщеннях (обсягах) з штучно регульованими кліматичними умовами, наприклад, в закритих опалюваних чиохлаждаемих і вентильованих виробничих та інших приміщеннях (відсутність впливу атмосферних опадів, прямого сонячного випромінювання, вітру, піску, пилу зовнішнього повітря, відсутність чи істотне зменшення впливу розсіяного сонячного випромінювання та конденсації вологи), а конкретніше - в лабораторних, капітальних житлових та інших такого типу приміщеннях. Отже, блок управління замкомелектромеханическим належить до категорії виконання 4.2.

Нормальні значення кліматичних чинників довкілля при експлуатації виробів приймають рівними наступним значенням:

верхнє робоче значення температури навколишнього

повітря при експлуатації, °З +35;

нижнє робоче значення температури навколишнього

повітря при експлуатації, °З +10;

> верхнє граничне робоче значення температури

навколишнього повітря при експлуатації, °З +40;

> нижнє граничне робоче значення температури

навколишнього повітря при експлуатації, °З +1;

> величина зміни температури навколишнього повітря

за 8 год., °З 40;

верхнє значення відносної вологості за нормальної температури

плюс 25 °З, % 80;

> середньорічне значення відносної вологості при

температурі плюс 20 °З, % 60;

середньорічне значення абсолютної вологості, хм 10;

верхнє робоче значення атмосферного

тиску,кПа (мм рт. ст.) 106,7 (800);

> нижнє робоче значення атмосферного тиску,

>кПа (мм рт. ст.) 86,6 (650);

> нижнє граничне робоче значення атмосферного

тиску,кПа (мм рт. ст.) 84,0 (630).

Зазначене верхнє значення відносної вологості повітря нормується також за нижчих температурах; за більш високих температур щодо вологість нижче.

Оскільки нормоване верхнє значення відносної вологості 80%, то конденсація вологи немає.

Зміст у атмосфері на свіжому повітрікоррозионно-активних реагентів:

сірчистий газ,мг/м, трохи більше 0,025;

хлориди,мг/м, трохи більше 0,00035.

Змісткоррозионно-активних реагентів у атмосфері приміщень категорії 4 в 2-5 разів менша зазначеного і встановлюється виходячи з вимірів, але оскільки дані вимірів відсутні, той змісткоррозионно-активних агентів приймаємо рівним 30 % зазначеного.

За нормальні значення чинників довкілля при випробуваннях вироби (нормальні кліматичні умови випробувань) приймаються такі:

температура, °З +25±10%;

відносна вогкість повітря, % 45...80;

атмосферне тиск, мм рт. ст. 630...800.

Оскільки блок управління замкомелектромеханическим призначений до роботи на нормальних умов, як номінальних значень кліматичних чинників вищезазначені приймають нормальні значення кліматичних чинників вищезазначені.

За ефективну температуру довкілля (при теплових розрахунках) приймається максимальне значення температури.

За ефективні значення поєднання вологості і температури під час розрахунків параметрів вироби, зміну яких викликається порівняно тривалими процесами, приймаються середньомісячні значення поєднань вологості і температури у найбільш теплий і вологий період (з урахуванням тривалості їхнього впливу ).

За ефективні значення концентрації агресивної середовища приймають середнє логарифмічне значення змістукоррозионно-активних реагентів, відповідного даному типу атмосфери.

За ефективне значення тиску повітря приймається середнє тиску.

Група умов експлуатації покоррозионной активності для металів і сплавів без покриттів, ні знеметаллическими інеметаллическими неорганічними покриттями - 1.

Група умов експлуатацію у залежність від кліматичного виконання до категорії розміщення вироби (>УХЛ 4.2) - 1.

Умови зберігання виробів визначаються місцем розміщення,макроклиматическим районом і типом атмосфери разом й характеризується сукупністю кліматичних чинників, які впливають при зберіганні на упаковані чи законсервовані вироби. Відповідно до ГОСТ 15150-69, для проектованого вироби задовільними є умови зберігання ЕВР у опалюваних і вентильованих складах, сховищах з кондиціонуванням повітря, розміщених у будь-якихмакроклиматических районах.

позначення такого сховища: основне - 1, буквене - Л, текстове “>отапливаемое сховище”. Кліматичні чинники, характерні для даних умов зберігання:

температура повітря, °З +5...+40;

максимальне значення відносної вологості

 повітря за нормальної температури плюс 5 °З, % 80;

середньорічне значення відносної вологості

 повітря за нормальної температури плюс 20 °З, % 60;

пилове забруднення незначно;

дію сонячного випромінювання, дощу, цвілевих грибків відсутня.

Умови транспортування даного вироби є так само, як й умови зберігання. Транспортування ввозяться закритих транспортних засобах, де коливання температури і вологості повітря несуттєво від коливань на свіжому повітрі.

Кліматичні чинники, характерні для даних умов транспортування:

температура повітря, °З ±50;

> максимальне значення відносної вологості

 повітря за нормальної температури мінус 50 °З, % 100;

    - середньорічне значення вологості повітря при

температурі + 20 °З, % 60;

пилове забруднення незначно.


2.3 Аналіз дестабілізуючих чинників

По ГОСТ 11478 - 88 апаратуру залежно та умовами експлуатації поділяють на виборах 4 групи. Розроблюване пристрій належить до групи 1 (умови експлуатації - в лабораторних, капітальних житлових та інших подібних приміщеннях).

На апаратуру цієї групи діють такі дестабілізуючі фактори:

синусоїдальні вібрації;

різні механічні впливу при транспортуванні;

знижена підвищена температура середовища;

підвищена вогкість повітря;

вплив пилу.

Щоб з'ясувати, як поведеться апаратура при вплив цих факторів, і навіть для перевірки відповідності її встановленим у технічному завданні вимогам, проводять випробування апаратури на вплив зовнішніх механічних і кліматичних чинників.

Випробування, проведені для цієї групи апаратури і значення механічних і кліматичних чинників, які вона повинна витримувати, зазначені у ГОСТ 11478-88.

При випробуванні на вплив зниженою температури середовища проживання і підвищеної вологості вТЗ на апаратуру допускається за узгодженням із замовником встановлювати значення робочої зниженою температури і відносній вологості, не на вказаних у ГОСТ 11478-88.

При випробуванні на вплив зниженою температури середовища проживання і підвищеної вологості вТЗ на апаратуру допускається за узгодженням із замовником встановлювати значення робочої зниженою температури і відносній вологості, не на вказаних у ГОСТ 11478-88.

Випробування рекомендується проводитися одним і тієї ж зразках апаратури у наступному послідовності:

механічні випробування;

випробування на вплив підвищеної температури середовища;

випробування на вплив підвищеної вологості;

випробування на вплив зниженою температури середовища.

Випробування на вплив пилу й на міцність під час падіння рекомендується проводитися зразках апаратури, які піддавалися випробувань інших напрямів.

Випробування включає наступний ряд операцій, проведених послідовно:

початкова стабілізація (якщо потрібно);

початкові перевірки і початкові виміру (якщо потрібно);

витримка;

кінцева стабілізація (якщо потрібно);

> заключні перевірки й вимірювання (якщо потрібно).

До після випробування значення параметрів і характеристик повинні відповідати вимогам для нормальних кліматичних умов, встановлених в стандартах на апаратуру.

Апаратуру вважають витримала випробування, якщо:

не порушена схоронність зовнішнього вигляду;

> після випробування характеристики і параметри апаратури відповідають потребам, встановленим у стандартах чи ТУ на апаратуру й уПИ для випробувань цього виду.

2.4 Аналіз електричної схеми

У цьому роботі поставили завдання розробки лише одну блоку системи контролю доступу до приміщення (>СКДП) - електронного блоку управління (>ЭБУ). Проте задля аналізу вихідних даних необхідно розглянути систему загалом. Схема електрична структурнаЭБУ приведено при застосуванні У.

Замок електромеханічний призначений обмеження доступу в охоронювані приміщення і може експлуатуватися як автономно, і у складі охоронних пристроїв і пристроїв "електронний вахтер". Замок єврезним дверним замком і встановлюється у саму двері.

Система розроблена по модульному принципу і включає у собі такі блоки:

- блок управління (СУ);

- електромеханічне замикаюче пристрій – виконавчий механізм (>ЭЗУ);

- електроннікарточки-ключи.

Блок управлінняSTEGO 01.010, надалі СУ, призначений керуватирелейними замками з курковим механізмом взводу ригеля з пусковим струмом трохи більше 1.0 При напрузі 12 У. Управління замками здійснюється з допомогою електронних картоктаблеточной конструкціїDS1990,DS1992,DS1994 фірмиDALLAS (США).

СУ має функціями автономної охорони двері, що забезпечується підключенням стандартногомагниточувствительного дверного датчика і від зовнішнього звукового чи світловогооповещателя.

СУ складається з таких складових функціональних частин:

- електронний блок управління (>ЭБУ);

- накладка зовнішня;

- накладка внутрішня;

>ЭБУ і накладки виконані у вигляді самостійних конструктивних одиниць, що дозволяє залежно від планування приміщення, типу дверей тощо. встановлювати самі ці складові за місцем.

Електронний блок управління, є основним частиною СУ, виконаний уразборном металевому корпусі. На передній панелі блоку встановлено світлодіодні індикатори сіті й наявності акумулятора резервного харчування. Для харчуванняЭБУ використовується мережне напруга220В чи акумулятор резервного харчування напругою12В.

Електронний блок управління здійснює всі необхідні функції, пов'язані з запам'ятовуванням іопознаванием ключів, індикацією режимів, видачею сигналів управління наЭЗУ.

У корпусіЭБУ розташовуються:

- базовий модуль;

- модуль світловий і звуковий індикації;

-микропроцессорний модуль.

 

>Микропроцессорний модуль управляє режимами роботи СУ, приймає і опрацьовує сигнали ключів, датчика, кнопок, забезпечує зберігання кодів ключів, видає сигнали управління замком, оповіщення і тривоги.

Базовий модуль забезпечує:

- формування напруг необхідні роботи СУ, виконавчого реле замку, виносного звукового чи світловогооповещателя;

- автоматичну підзарядку та під'єднання акумулятора резервного харчування, припропадании напруги мережі;

- узгодження модуля контролера з зовнішніми пристроями;

- посилення сигналів управління замком, індикації, оповіщення і тривоги.

Блок управління встановлюється у приміщенні, в зручному для доступу місці, але з далі 10 м від двері.

Накладка зовнішня, конструктивно оформлена в декоративному металевому корпусі і має: плату з контактним пристроєм ключів ісветодиодним індикатором режимів,визивную кнопку.

Встановлюється зовнішньому боці дверцят і закріплюється у вигляді двох гвинтів внутрішньої накладки.

Накладка внутрішня, конструктивно оформлена в декоративному металевому корпусі і має кнопку відкривання замку ікоммутационную перехідну плату для підключення накладки зовнішньої,магниточувствительного датчика іЭБУ.

Електронні картки виконують функцію ключів і представляють з себе електронну схему, вмонтовану в герметичний корпустаблеточной конструкції. Кожна картка має записаний у ній індивідуальний 48 розрядний код, яка може бути змінено. Велика кількість комбінацій кодів виключає можливості їх підбору і повторення

Окрім звичайних карток, які користувач може отримувати незалежно, замок комплектується спеціальної карткою (">мастер-ключ") з якої здійснюється завдання режимів роботи СУ, і навіть програмування і стирання кодів ключів.

Виробник карток - американська фірма ">DALLAS" гарантує їхньої безвідмовну роботу у протягом 10 років.

>Электромеханическое замикаюче пристрій, є виконавчим механізмом замку. ЯкЭЗУ використовується механізм з курковим механізмом взводу ригеля з пусковим струмом трохи більше 1.0 При напрузі 12 У (таких марок якCOMMAX,CISA,ABLOY).

Схема електрична принциповаЭБУ приведено при застосуванні У.

2.4.1 Основні технічні параметри

- кількість електроннихкарточек-ключей,программируемих на згадку про СУ - 32;

- режим програмування і стирання ключів -списковий, виборчий;

- максимальний пускової струм управління замком, при напрузі 12 У, трохи більше, А - 1,5;

- напруга харчування - ( 220 ±22)В;

- споживана від мережі потужність в черговому режимі, трохи більше, Вт - 1,5;

- максимальна потужністьподключаемого виносного звукового чи світловогооповещателя, трохи більшеВ·А-4,0;

- резервний джерело харчування - акумулятор 1,2А·ч; (автоматичні підключення іподзарядка);

- час автономної роботи з резервнимисточнком

харчування год, щонайменше 36;

- габаритні розміри СУ, трохи більше, мм185х135х80;

- маса СУ без резервного джерела харчування, трохи більше, кг 3.

2.4.2 Принцип роботи

РоботаЭБУ передбачає:

- формування та видачу сигналів управління замком;

- запис і збереження кодів електроннихкарточек-ключей;

- стирання кодів ключів, втратили повноваження;

- завдання й скасування режимів роботи;

- обробку сигналів дверного датчика;

- управлінняоповещателями як охорони.

Принцип роботи СУ грунтується на використанні як ключів електронних карток, кожна з яких має власний унікальний код. Обробка, запис і стирання кодів, і навіть керівництво всіма режимами роботи СУ здійснюєтьсямикроконтроллеромЭБУ. Передача кодів з електронною картки намикроконтроллер здійснюється за доторку нею контактного пристрої з командаммикроконтроллера. Коди ключів, які мають повноваженнями управління СУ записуються венергонезависимую пам'ятьЭБУ і при повністю знеструмленому устрої щонайменше 10 років. Оскільки,микроконтроллер здійснює лише читання кодів електронних карток, геть буде виключена можливість зовнішнього несанкціонованого доступу до записаним кодам ключів і втручання у режими роботи СУ.

Установка режимів, запис і стирання карток здійснюється з допомогою спеціальної картки - ">мастер-ключ", що входить у комплект замку. Кожен СУ має єдиний "майстер-ключ".

>Откривание замку з боку здійснюється натисканням кнопки внутрішньої накладки, чи виносної кнопки.

СУ видає дзвінковий сигнал відвідин, при натисканні кнопки зовнішньої накладки.

>Светодиодний індикатор контактного устроюиндицирует станзамка/двери. Колір індикатора змінюється з червоного на зелений при відкриванні замку. Зворотний зміна кольору можливе лише при відкриванні і наступному закриванні двері.

У режимі охорони вмонтований звуковийоповещатель СУ видає довгі переривчасті сигнали оповіщення, при незакриту двері більш 20 сік. При несанкціонованому відкриванні двері (без пред'явлення електронної картки, натискання внутрішньої кнопки) звуковийоповещатель видає безперервні короткі звукові сигнали та здійснює видачу сигналів зовнішній світловий чи звуковийоповещатель потужністю трохи більше 4В·А із частотою 1 гц. Відключення сигналів тривоги можна тільки запрограмованим ключем.

>Светодиоди на передній панеліЭБУиндицируют наявність сіті й акумулятора резервного харчування:

- червоний і зелений - є мережу, є акумулятор;

- лише червоний - є мережу, немає акумулятора;

- відсутність світіння обох індикаторів - немає мережі.

У разі про наявність акумулятора можна судити з світінню індикатора контактного устрою.

СУ не призначений для експлуатацію у приміщеннях для зберігання активно діючих хімікатів, соціальній та приміщеннях, містять пилюку і домішки, викликають корозію металевих частин 17-ї та ушкодження електричної ізоляції.


3             Вибір та обґрунтування елементної бази, уніфікованих вузлів, настановних виробів і матеріалів конструкції

3.1 Вибір та обґрунтування елементної бази


Вибір елементної бази проводиться з урахуванням схеми електричної принципової з огляду на вимоги викладені у технічному завданні.Эксплуатационная надійність елементної бази багато чому визначається правильним вибором типу елементів під час проектування (блоку управління замкомелектромеханическим) й використанні в режимах, які перевищують допустимі. Слід зазначити, що від розглядаються допустимі режими праці та що накладалися у своїй обмеження залежно від які впливають чинників лише з погляду сталої роботи самих елементів, не торкаючисьсхемотехники і сфери впливу параметрів описуваних елементів інші елементи.

ВпливЭ.Д.С. шумів, коефіцієнтів нелінійності, паразитних ємності і індуктивності та інших., повинні враховуватися додатково з конкретних умов застосування.

Для правильного типу елементів необхідно з урахуванням вимог щодо встановлення у частині кліматичних, механічних та інших. впливів проаналізувати умови роботи кожного елемента і побачити:

експлуатаційні чинники (інтервал робочих температур, відносну вологість довкілля, атмосферне тиск, механічні навантаження та інших.);

значення параметрів та його допустимі зміни у процесі експлуатації (номінальне значення, допуск, опір ізоляції, шуми, вид функціональної характеристики та інших.);

- допустимі режими і створить робочі електричні навантаження (потужність, напруга, частота, параметри імпульсного режиму тощо.);

- показники надійності, довговічності ісохраняемости;

Критерієм виборуелектрорадиоелементов (>ЭРЭ) у кожномурадиоелектронном устрої є відповідність технологічних і експлуатаційних характеристикЭРЭ заданим умов праці і експлуатації.

Основними параметрами під час виборівЭРЭ є:

а) технічні параметри:

- номінальне значення параметрівЭРЭ відповідно до принципової електричної схемою устрою;

- допустимі відхилення величинЭРЭ від своїх номінального значення;

- дозволене робоче напругаЭРЭ;

- дозволене розсіювання потужностіЭРЭ;

- діапазон робочих частотЭРЭ;

- коефіцієнт електричної навантаженняЭРЭ.

б) експлуатаційні параметри:

- діапазон робочих температур;

- відносна вогкість повітря;

- тиск довкілля;

- вібраційні навантаження;

- інші (спеціальні) показники.

Додатковими критеріями під час виборівЭРЭ є:

- уніфікаціяЭРЭ;

- маса кафе і габаритиЭРЭ;

- найменша вартість;

- надійність.

Вибір елементної бази вищезгаданим критеріям дозволяє забезпечити надійну роботу вироби. Застосування принципів стандартизації, та уніфікації під час виборівЭРЭ, і навіть конструюванні вироби дозволяє їм отримати такі переваги:

- значно скоротити строки і вартість проектування.

- скоротити напредприятииизготовителе номенклатуру застосовуваних деталей і складальних одиниць, збільшити застосовність і масштаб виробництва.

- виключити розробку спеціальної оснастки і спеціального устаткування кожної нової варіантаРЭА, тобто. спростити підготовку виробництва.

- створити спеціалізоване виробництво стандартних і уніфікованих складальних одиниць для централізованого забезпечення підприємств.

- поліпшити експлуатаційну і виробничу технологічність.

- знизити собівартість виробленого вироби.

Виходячи із зазначеного, час торкнутися вибору елементної бази розроблюваного блоку управління електромеханічного замку.

Схема електрична принципова розроблюваного блоку управління приведено при застосуванні У.

Тут застосовані:

- мікросхемиКР561ТЛ1,КР142ЕН5А;

- процесорЭКР1830ВЕ31;

- пам'ятьD27С64;

-ППЗУЭКР1568РР1;

- регістрЭК1554ИР22;

-резисториС2-23-0,125,С2-23-0,5,С2-23-2;

- конденсатори типуК5035,МО21;

- транзисториКТ3102ГМ,КТ3107ГМ,КТ973А;

- діодиКД243,КД522А;

- світлодіодиАЛ307;

- резонатор кварцовий на4МГц;

- трансформатор;

- вставкаплавкаяВП1-1;

- голівка динамічна0,5ГДШ – 2 –8Ом.

Проведемо порівняльну оцінку заданих умов експлуатації і допустимих експлуатаційних параметрівЭРЭ які у даних модулях.

З довідкової літератури маємо такі дані щодо умов експлуатації аналогових мікросхем серіїКР142:

- інтервал робочих температур

-20...+850З

- багаторазове циклічне зміна температури

-20...+850З

- відносна вогкість повітря за нормальної температури 200З

до 98% - атмосферне тиск >0.67...31кПа

Зіставляючи задані умови експлуатації приладу й умови експлуатації мікросхем цієї серії, укладаємо, що обрана серія мікросхем придатна для експлуатацію у умовах.

З довідкової літератури маємо такі дані щодо умов експлуатації конденсаторів наступних типів:

а конденсаторів типуК5035:

- температура довкілля

-20...+700З

- відносна вогкість повітря при 400З

до 98% - тангенс кута втрат при нормальних кліматичні умови 15...40% - атмосферне тиск від 0.67 до 31кПа

- мінімальна напрацювання за нормальної температури 700З

2000 годин - термінсохраняемости 5 років

б) конденсаторів типуМ021:

- температура довкілля

від -60 до 1500З

- відносна вогкість повітря при 350З

до 98% - атмосферне тиск

від 10-6 до 800мм.рт.ст.

- мінімальна напрацювання 10000 годин

Зіставляючи умови експлуатації приладу й умови експлуатації запропонованих типів конденсаторів, укладаємо, що ці типи придатні для експлуатацію у заданих умовах.

З довідкової літератури [19] маємо дані щодо умов експлуатації що застосовуються у устрої транзисторівКТ3102:

- гранична частота при V>кб=>5В, Iе=>10мА

щонайменше900МГц

- постійна напруга V>ке при R>еб<>3кОм

>15В - постійний струм колектора >30мА - температура довкілля від 213 до398К -рассеиваемая потужність приТ=213...338К,р<665Па >150мВт - приТ=398К >60мВт

З довідкової літератури маємо такі дані щодо умов експлуатації резисторів типуС2-23:

- інтервал робочих температур

-60...+1550З

- відносна вогкість повітря за нормальної температури 400З

до 98% - тиск довкілля, мм.рт.ст. 5...2280

Зіставляючи задані умови експлуатації приладу й умови експлуатації резисторів, укладаємо, що обраний тип доречний під час експлуатацію у умовах.

З довідкової літератури [18] маємо такі дані щодо умов експлуатації діодів типуКД522:

- інтервал робочих температур

-60...+1250З

- відносна вогкість повітря за нормальної температури 200З

до 98% - тиск довкілля,мм.рт.ст. 5...800

Зіставляючи задані умови експлуатації приладу й умови експлуатації діодів, укладаємо, що обраний тип доречний під час експлуатацію у умовах.

Зіставлення характеристик іншихЭРЭ (мікросхем, діодів, транзисторів, тощо.), які у модулях замку, з умовами експлуатації, дозволяє укласти, що ціЭРЭ придатні для експлуатацію у заданих умовах.

Порівняльний аналіз з використання елементної бази на даних модулях відповідно до запропонованій схемі електричної принципової показав відповідність експлуатаційних і технічних характеристикЭРЭ заданим умовам експлуатації.

Через війну зіставлення умов експлуатації розроблюваного приладу і умов експлуатації що застосовуються у ньомуЭРЭ провели вибір елементної бази. Обрана елементна база є уніфікованої.

 

3.2      Вибір матеріалів конструкцій

 

Вибір матеріалів конструкцій розроблюваного вироби проводимо відповідно до вимог, викладених уТЗ.

Матеріали конструкцій повинні мати такими властивостями:

- мати малу вартість;

- легко оброблятися;

- бути легким;

- мати достатньої міцністю і легкістю;

- зовнішній вигляд матеріалу кожуха, лицьової і задньою панелей повинен відповідати вимогамТЗ;

- зберігати свої фізико-хімічні властивості.

Застосування уніфікованих матеріалів конструкцій, обмеження номенклатури застосовуваної деталі дозволяє зменшити собівартість розроблюваного вироби, поліпшити виробнича й експлуатаційну технологічність.

Збереження фізико-хімічних властивостей матеріалів процесі їх експлуатації досягається вибором їм необхідних покриттів. При виборі покриттів для матеріалів конструкцій необхідно виконувати рекомендації та вимогами що уГОСТ9.30384 іОСТ4ГО.014.000. Виготовлення деталей конструкції типовими технологічними операціями дає підстави знизити витрати при серійному випуску вироби у промисловості. При виготовленніРЭА найбільш широке застосування знайшли такі технологічні операції:

- штамповка;

- точкова електрозварювання;

- та інші.

Для розроблюваного приладу, враховуючи програму випуску доцільно застосування деталей, виготовлених штампуванням.

Холодна штамповка належить до найбільш прогресивним способам виготовлення заготовок деталей із листя і стрічки вирубкою, витяжкою,проколкой, гнучкою, роздачею тощо. Проте доцільність її застосування визначається поруч умов ісерийностью випуску вироби, конфігурацією деталі, механічними властивостями матеріалу, необхідної точністю виготовлення деталі.

Деталі з листового матеріалу у найбільш загальному вигляді можна розділити на плоскі, гнуті і об'ємні (порожнисті), а відповідні операції холодної штампування - на вирубкугибку і витяжку. Пласкі заготівлі, одержувані холодної штампуванням, засновані на різанні матеріалів (відрізка, вирубування,пробивка,надрезка, зачистка тощо.), можна виготовляти із усіх металів та його сплавів, і навіть із багатьох неметалічних матеріалів.Гнутие і об'ємні (порожнисті) деталі, одержувані пластичнимдеформированием матеріалів доцільніше виготовляти з матеріалів зі порівняно малим межею плинності, низькою твердістю та очі великою відносним подовженням.

Аналіз найпоширеніших конструкцій заготовок деталей, виготовлених холодної штампуванням, дозволяє визначити деякі технологічні особливості їх конструювання, відповідно до якими слід:

- ширше застосовуватиштампосварние конструкції;

- враховувати технологічні особливості різних штампувальних операцій;

- збільшення міцності деталей застосовувати ребра жорсткості,загибку фланців,отбортовку ізакатку крайок;

- уникати складних кривих (окружностей), внутрішніх укосів;

- забезпечувати конфігурацію деталей чи її розгорнення, дає найвигідніше використання листового матеріалу і що дозволяє застосовуватималоотходний чи безвідходний розплющ; якщо відходи неминучі, то бажано надавати їм конфігурацію, відповідну інший деталі, узгодженням конфігурації і розташування зовнішнього контуру однієї деталі з зовнішнім контуром на другий або використання відходів внутрішнього контуру;

- знижувати трудомісткість виготовлення деталі застосуванням стандартних профілів;

- максимально уніфікувати марки матеріалу і зменшувати номенклатуру застосовуванихтолщин матеріалу.

Пласкі деталі з листового матеріалу завтовшки від 0.05 до25мм можна відрізати нагильотинних ножицях, вотрезних штампів і вирубувати в штампі на пресі.

Спосіб отримання деталі залежить від контуру деталі чи розгорнення. Уніфікація розміріввирубаемих елементів (отворів, пазів, виступів, радіусів сполучень) дозволяє вживатипоелементно штампування. Мінімальна ширина деталі окремих ділянок її контуру залежить від товщини металу та її механічних властивостей. Товщина матеріалу заготівлі, її ширина також впливає конструктивні форми заготовок під час виготовлення їх аналізованим способом.

Основні технологічні вимоги до конструкції гнутої деталі полягають у забезпеченні форми гнучкі. Найбільш технологічніГобразние іПобразние перерізу, тобто. деталі типу куточків і скоб.

При виборі конструкції деталі, виготовленої гнучкою, рекомендується:

- пригибке твердих імалопластичних металів (бронза, сильнонаклепанная латунь, стрічка пружинної сталі та ін.) лінію згину мають перпендикулярно напрямку прокату;

- мінімально допустимі радіуси застосувати за необхідності;

- якщо деталь маєПобразную форму і скошені до зони деформації бічні боку, це відбувається неповний вигин, а місці вигину -смятие заготівлі.

>Штампованние деталі виготовляються двома групами технологічних операцій: розділювальні і формотворні. До першої групи ставляться операції відтинки, вирубки,пробивки тощо. До другої групи ставляться операції гнучкі, витяжки, висадки тощо. Вартість штампованої деталі тим менше, чим простіший її форма й розміри. Для виготовлення деталей з листових матеріалів застосовують різноманітні матеріали, як металеві, і неметалеві. З металевих сплавів широке застосування отримали алюмінієві сплави зі сталі, застосовується також латунь і магнієві сплави. З огляду на спеціальні вимоги до міцності приладу, рекомендується виготовляти кожух і є підстави приладу зі сталі завтовшки1.5...2мм. Відповідно до вищезазначеного, вибираємо сталь маркиСт08кп.

Для виготовлення друкованих плат вРЭА найбільш широкого розповсюдження набулистеклотекстолит ігетинакс. Матеріал виготовлення друкованої плати повинне мати такі показники (в заданих умовах експлуатації РЕМ):

· велику електричну міцність;

· малі діелектричні втрати;

· допускати штампування;

· витримувати короткочасне вплив температури до плюс 2400З у процесі пайки на платіЭРЭ;

· мати високу вологостійкість;

· бутидешевим;

· мати хімічної стійкістю до дії хімічних розчинів, які у техпроцесах виготовлення плати.

Для виготовлення плат загального застосування в РЕМ найширше використовуєтьсястеклотекстолит.Фольгированнийстеклотекстолит є шаруватий пресований матеріал, виготовлений з урахуванням тканині з скляного волокна, просякнутоїтермореактивним сполучною з урахуваннямепоксидной смоли, і облицьовану з одного боку мідної електролітичноїоксидированной чигальваностойкой фольгою (виготовляють листами завтовшки: до 1 мм - щонайменше400х600мм; від 1,5 і більше - щонайменше600х700мм). З вищенаведеного, виготовлення друкованої плати можна використовувати наступний матеріал:

-    >СФ-2-35-1,5 ГОСТ 10316-78 - >стеклотекстолитфольгированний призначений виготовлення друкованих плат з підвищеними діелектричними властивостями.

>Поверхностное електричне опір після кондиціонування за умов96ч/плюс40°C/ 93%,Ом щонайменше 1010

У таблиці 3.2.1 наведено матеріали, використовувані виготовлення блоку управління замком на електронних ключах.

Таблиця 3.2.1 – Застосовувані матеріали.

Найменування вироби Марка матеріалу Покриття Корпус >Ст08кп ЕмальГФ245-ПМ ясно-сіра Кришка >Ст08кп ЕмальГФ245-ПМ світло-сіра Плата друкована >СФ-235 Сплав «Розі»

4 Вибір та обґрунтуваннякомпоновочной схеми, методів і

принципів конструювання


4.1 Вибіркомпоновочной схеми

Основнакомпоновочная схема вироби визначає багато найважливіші характеристики РЕМ: габарити, вагу, обсяг монтажних сполук, засоби захисту від полів, температури, механічних впливів, ремонтопридатність.

Розрізняють три основнікомпоновочние схеми РЕМ [1]:

> централізована;

> децентралізована;

> централізована з автономними пультами управління.

Кожна з цих схем має своїми достоїнствами й недоліками.

При централізованої компонуванні все елементи складної системи вміщено у одному відсіку на спеціальнихетажерочних конструкціях чи шафах, довжина і кількістьмежблочних сполук зведені до мінімуму, помешкання і демонтаж найбільш зручними є, легше виконати якісні системи охолодження і амортизації. Такакомпоновочная схема потребує більше ретельноїекранировки, викликає утрудненість компонування вироби, часто що вимагає доопрацювання його, має щодо меншою надійністю систем охолодження, герметизації,виброзащити [1].

>Децентрализованнаякомпоновочная схема забезпечує щодо велику легкість розміщення елементів вироби на об'єкті, непотрібен ретельнаекранировка окремих блоків, при відповідних схемних рішеннях може бути більш надійної, зберігаючи часткову працездатність на виході з ладу окремих елементів вироби. Недоліком стала значна довжинамежблочних сполук, утруднений повний демонтаж системи, кожному за окремого блоку слід передбачити автономні системи охолодження,виброзащити [1].

Найбільш поширений спосіб централізованої компонування, у якому все елементи складної РЕМ, крім вхідних і більше управляючих пристроїв,распологают щодо одного ділянці чи відсіку блоку. Проте всередині цього відсіку компонування виконується як сукупності окремих блоків і приладів [1]

 

4.2 Вибір та обґрунтування методу принципу

конструювання

За підсумками проведеного розбивки електричної схеми та виваженості аналізу існуючих конструкцій вибирається метод конструювання влаштування у цілому та її частин. Існуючі методи конструювання РЕМ поділяються втричі взаємозалежні групи [2]:

за видами перетинів поміж елементами;

за способом виявлення та молодіжні організації структури перетинів поміж елементами;

за рівнем автоматизації конструювання РЕМ - залежить від призначення апаратури і його функцій, переважаючого виду зв'язків, рівня уніфікації, автоматизації тощо.

Розглянемо коротко сформовані методи конструювання РЕМ.

>Геометрический метод. У основу методу покладено структура геометричних і кінематичних перетинів поміж деталями, що є систему опорних точок, число і розміщення яких залежить від заданих ступенів волі народів і геометричних властивостей твердого тіла [2].

Машинобудівний метод. У основу цього конструювання покладено структура механічних перетинів поміж елементами, що є систему опорних поверхонь. Машинобудівний метод використовується для конструювання пристроїв і елементівРЭА, яких зазнають великі механічні навантаження і де неминучі як наслідок великі деформації [2].

>Топологический метод. У основу методу покладено структура фізичних перетинів поміжЭРЭ.Топологический метод, у принципі, може застосовуватися виявлення структури будь-яких зв'язків, проте конкретне його зміст проявляється там, десвязности елементів то, можливосопоставлен граф [2].

Метод проектуваннямоноконструкций. Заснований на мінімізації числа зв'язків в конструкції, його до створення функціональних вузлів, блоків,РЭА з урахуванням оригінальної несучою конструкції якмоноузла (>моноблока) з оригінальними елементами [2].

Базовий (модульний) метод конструювання. У основу методу покладено модульний принцип проектування. Розподіл базового методу на різновиду пов'язані з обмеженнями, схемної конструкторської уніфікацією структурних рівнів (модулів функціональних вузлів, блоків). Базовий метод є основним під час проектування сучасноїРЭА, вона має багато переваг проти методоммоноконструкций [2]:

на етапі розробки дозволяє одночасно вести роботу над багатьма вузлами і блоками, що скорочувало тривалість проведення розробок; спрощує налагодження і поєднання вузлів до лабораторій, оскільки робота будь-якого функціонального вузла визначається роботою відомих модулів, різко спрощується конструювання і макетування; скорочує обсяг оригінальної конструкторської документації, дає можливість безупинно удосконалювати апаратуру без корінних змін конструкції; спрощує і прискорює внесення змін - у схему, конструкцію і конструкторську документацію;

на етапі виробництва скорочувало тривалість освоєння виробництва апаратури; спрощує складання, монтаж, знижує вимоги до кваліфікації складальників і монтажників; знижує вартість апаратури завдяки широкої механізації і автоматизації виробництва; підвищує ступінь спеціалізації виробництва;

при експлуатації підвищує експлуатаційну надійністьРЭА, полегшує обслуговування, покращує ремонтопридатність апаратури.

При компонуванні повинні бути враховані вимоги оптимальних функціональних перетинів поміж модулями, їх стійкість, стабільність, вимоги міці й жорсткості,помехозащищенности і нормального теплового режиму, вимоги технологічності, ергономіки, зручності експлуатації і ремонту. Розміщення комплектуючих елементів в модулях всіх рівнів має забезпечувати рівномірний і забезпечити максимальне заповнення конструктивного обсягу з зручним доступом для огляду, ремонту й заміни. Заміна деталі чи складальної одиниці має спричинить розбиранні всієї конструкції чи його складових частин. Для стійкого становища вироби у процесі експлуатації центр тяжкості повинен бути, можливо, ближчі один до опорною поверхні. При компонуванні модулів всіх рівнів необхідно виділити досить простору длямежсоединений.

Під час проектування необхідно дотримуватись таких рекомендацій [2]:

* мінімальний внутрішній радіус вигину провідника може бути щонайменше діаметра дроти з ізоляцією;

* дроти харчування змінного струму слід звивати зменшення можливості наведень;

* дроти, що підбивають до змінним елементам повинен мати певний запас за довжиною, припускає повторнузаделку дроти;

* дроти нічого не винні стосуватися гострих металевих крайок;

* монтажні дроти доцільно зв'язати у джгут, у своїй забезпечується можливість розчленовування монтажних операцій більш прості.

Дляразъемного варіанта конструкції велике поширення одержало використання об'єднавчої друкованої плати, що дозволяє істотно зменшити габаритні розміри вироби, спростити складання.

При компонуванні РЕМ необхідно вирішувати питання електромагнітну сумісність елементів, зокрема, захисту від електромагнітних, електричних і магнітних перешкод.

При захисту РЕМ від впливів перешкод, визначають максимальне значення сигналів перешкоди на виходах схем, ускладнюють схему запровадженням фільтрів на лініях входу-виходу, усувають перешкоди лініями електроживлення з допомогою радіочастотних фільтрів, екранують вхідні ланцюга чутливих схем, для елементів РЕМ розробляютькожухи-екрани.

Як методу конструювання вибираємо базовий (модульний) метод конструювання.

З сказаного проведемо розподіл схеми електричної принципової на функціонально закінчені вузли. Схему приладу доцільно розділити на 3 вузла:

- базовий модуль;

-микропроцессорний модуль;

- модуль звуковий і світловий індикації.

>Радиоелементи кожного функціонального вузла пропонується розмістити на окремих друкованих платах. Силовий трансформатор необхідно закріпити безпосередньо на платі базового модуля. Зв'язок між базовим і мікропроцесорним модулем забезпечується за допомогоюштирькового розняття, а між базовим модулем і модулем звуковий і світловий індикації у вигляді гнучких монтажних дротів.

При даному розбивці схеми електричної принципової забезпечується мінімум з'єднувальних провідників, тобто. мінімум електричних перетинів поміж вузлами, висока ремонтопридатність.


5 Вибір засобів і коштівтеплозащити,

 герметизації,виброзащити і екранізування


5.1 Вибір способів охолодження у ранній стадії

 проектування

 

Задля більшої нормального теплового режиму необхідно вибрати такий спосіб охолодження блоку управлінняелектромеханическим замком (далі "блоку"), у якому кількість тепла,рассеиваемого в довкілля, буде рівним потужності теплоти виділення блоку, у своїй також потрібен врахуватитеплостойкость елементної бази.

Розрахунок температури всіх які входять у блок елементів є надзвичайно трудомісткий процес. У зв'язку з цим виникає запитання: яких елементів необхідно розраховувати температуру, щоб із заданої достовірністю можна було будувати висновки про відповідність теплового режиму всього блоку вимогам технічного завдання.

Методика визначення числа елементів РЕМ, які підлягають розрахунку теплового режиму, ось у чому [3]:

1.Задаемся ймовірністю правильного розрахунку р.

Якщо ймовірністьp > 0,8, можна зупинитися на обраному способі охолодження. Привероятностной оцінці 0,8 > р > 0,3 можна застосувати обраний спосіб охолодження, однак за конструюванні РЕМ забезпечення нормального теплового режиму слід приділити тим більше коштів уваги, що менше ймовірність. При ймовірності 0,3 > р > 0,1 категорично не рекомендується використовувати обраний спосіб охолодження.

зважаючи на викладене, задаємося ймовірністю правильного розрахунку р > 0,8.

>2.Определяем середній перегрів нагрітої зони.

Вихідними для проведення наступного розрахунку є:

- коефіцієнт заповнення за обсягом 0,6;

- сумарна потужність,рассеиваемая у блоці, Вт 24;

- тиск довкілля,кПа 103;

- тиск всередині корпусу,кПа 103;

- габаритні розміри корпусу, м0,183x0,130x0,065;

Середній перегрів нагрітої зони герметичного корпусу блоку з природним повітряним охолодженням визначається за такою методиці [4]:

1.Рассчитивается поверхню корпусу блоку:

P.S>k = 2 [ L1 L2 + ( L1 + L2 ) L3 ]                                           (5.1.1)

де L1, L2 - горизонтальні розміри корпусу, м;

L3 - вертикальний розмір, м.

Для розроблюваної конструкції блоку L1 =0,183м, L2 =0,130м, L3 =0,065м.Подставив дані в (5.1.1), одержимо:

P.S>k  = 2·[0,183·0,130+(0,183+0,130)·0,065]=0,44 м2.

2. Визначається умовна поверхню нагрітої зони:

P.Sіз = 2 [ L1 L2 + ( L1 + L2 ) L3 > Доіз]                                         (5.1.2)

де ДоЗ - коефіцієнт заповнення корпусу за обсягом. У нашому випадку

 ДоЗ = 0,6. Підставляючи значення ДоЗ в (5.2.2), одержимо:

P.Sіз = 2 · [0,183·0,130+(0,183+0,130)·0,065·0,6]=0,036 м2.

3. Визначається питома потужність корпусу блоку:

                    Q>k =P P.S>k                                                           (5.1.3)

де      Р - потужність,рассеиваемая у блоці. Для розроблюваного блоку потужність,рассеиваемая в черговому режимі Р =1,5 Вт.

Тоді:

>Q>k = 1.5 0,44 = 3,41Вт/м2.

4. Визначається питома потужність нагрітої зони:

                              Qіз =P P.Sіз                                                            (5.1.4)

>Qіз = 1,5 0,036 = 41,6Вт/м2.

5. Перебуває коефіцієнтQ1 залежно від удільної потужності корпусу блоку формула (5.1.5):

>Q1 = 0,1472Q>k – 0,2962 10 –3 >Q>k2 + 0,3127 10 –6Q>k3      (5.1.5)

>Q1 = 0,1472 2,41 – 0,2962 10 –3 > 3,412 + 0,3127 10 –6 3,413 = 0,49

Перебуває коефіцієнтQ2 залежно від удільної потужності нагрітої зони формула (5.1.6):

>Q2 = 0,1390Qіз – 0,1223 10 –3 >Qіз2 + 0,0698 10 –6Qіз3                   (5.1.6)

>Q1 = 0,1390 41,6 – 0,1223 10 –3 > 41,62 + 0,0698 10 –6 41,63 = 5,56

6. Визначається коефіцієнт До>Н1 залежно тиску середовища поза корпусу блоку:

K>H1 = 0,82 + 1 (0,925 + 4,6 10-5 H1)                                  (5.1.7)

де      М1 - тиск довкілляПа. У нашому випадку М1=>87кПа.Подставив значення М1 в (5.1.7), одержимо:

K>H1 = 0,82 + 1 (0,925 + 4,6 10-5 87 103) = 1,87   

7. Визначається коефіцієнт До>Н2 залежно тиску середовища всередині корпусу блоку:

KH2 = 0,8 + 1 (1,25 + 3,8 10-5 H2)                              (5.1.8)

де      М2 - тиск всередині корпусу оПа.

У нашому випадку М2=М1=>87кПа. Тоді:

KH2 = 0,8 + 1 (1,25 + 3,8 10-5 87 103) = 1,598

8.Рассчитивается перегрів корпусу блоку:

                              Q>k =Q1 K>H1                                                                   (5.1.9)

>Qк = 0,49 · 1,87 = 0,9163

10.Рассчитивается перегрів нагрітої зони:

>Qіз =Q>k +(>Q2 -Q1 ) KH2                                                                    (5.1.10)

>Qз = 0,9163 + (5,56 – 0,49) · 1,598 = 9,01

11. Визначається середній перегрів повітря на блоці:

                                     >Qв = (>Qдо -Qіз ) 0,5                                                                   (5.1.11)

>Qв = 0,5 · (0,9163 + 9,01) = 4,96

12. Визначається питома потужність елемента:

>Q>ел =P>ел  P.S>ел                                             (5.1.12)

деРел - потужність,рассеиваемая елементом (вузлом), температуру якого вимагають визначити, Вт

>Sел - площа поверхні елемента, омивана повітрям,см.кв

Найменш теплостійкий елемент базового модуля в черговому режимі стабілізатор. Він Р>ел = 0,15 Вт, >Sел = 1,5см.кв.

>Q>ел = 0,15  1,5 = 0,1

13. Визначається перегрів поверхні елементів:

>Q>ел =Qіз > (0,75 + 0,25Q>ел Qіз )                                            (5.1.13)

>Q>ел = 9,01 (0,75 + 0,25 0,1 41,6 ) = 6,76

14. Визначається перегрів середовища, оточуючої елемент:

           Q>ес =Qв > (0,75 + 0,25Q>ел Qіз )                                   (5.1.14)

>Q>ел = 4,96 (0,75 + 0,25 0,1 41,6 ) = 3,72

15. Визначається температура корпусу блоку:

                     Тдо =Qдо + Тз                                                               (5.1.15)

де Тз - температура середовища, оточуючої блок.

>Тк = 0,9163 + 45 = 45,916

16. Визначається температура нагрітої зони:

Тіз =Qіз + Тз                                                  (5.1.16)

Т із = 9,01 + 45 = 54,01

17. Визначається температура поверхні елемента:

Т>ел =Q>ел + Тз                                                                           (5.1.17)

>Тел  = 6,76 + 45 = 51,76

18. Визначається середня температура повітря на блоці:

Тв =Qв + Тз                                                         (5.1.18)

>Тв = 4,96 + 45 = 49,96

19. Визначається температура середовища, оточуючої елемент:

Т>ес =Q>ес + Тз                                                                 (5.1.19)

>Тес  = 3,72 + 45 = 48,72

Для вибору способу охолодження вихідними даними є такі дані:

- сумарна потужність Рр,рассеиваемая у блоці, Вт 1,5;

- діапазон можливої зміни температуриокружаю-

>щей середовища:                          

мікроклімат +>20…+24°C

і з ГОСТ 15150-69, +10…+45 °З;

- межі зміни тиску довкілля:

Рмах,кПа (мм рт. ст.) 106,7 (800);

>P>min,кПа (мм рт. ст.) 84,0 (630);

-        допустима температура елементів

(по менштеплостойкому елементу), Т>max, °З +75;

- коефіцієнт заповнення за обсягом 0,6;

Вибір способу охолодження часто маєвероятностний характер, тобто. дає можливість оцінити ймовірність забезпечення заданого в технічному завданні теплового режиму РЕМ при обраному способі охолодження, або ті зусилля, які потрібно затратити розробки майбутньої конструкції РЕМ з урахуванням забезпечення теплового режиму.

Вибір способу охолодження можна виконати за методикою [3]. Використовуючи графіки, що характеризують області доцільного застосування різних способів охолодження і забезпечувала розрахунки, наведені нижче, перевіримо можливість забезпечення нормального теплового режиму блоку в герметичному корпусі з природним повітряним охолодженням.

Умовна величина поверхні теплообміну розраховується за (5.1.2).

 P.Sп =0,036м2.

Визначивши площа нагрітої зони, визначимо питому потужність нагрітої зони: щільність теплового потоку, який струменіє через поверхню теплообміну, розраховується за (5.1.4). >qЗ = 41,6Вт/м2.

Тоді: >lgqЗ =>lg 41,6 = 1,619.

Максимально припустимий перегрів елементів розраховується за (5.1.13)

,                                                         (5.1.13)

Тоді:                   

По графіками [>рис.2.35,рис.2.38, 3] для значеньqЗ = 41,6Вт/м2 і визначаємо, що нормальний теплової режим блоку в герметичному корпусі з природним повітряним охолодженням буде забезпечено з імовірністюp = 0,9. Оскільки отримане значення ймовірностіp > 0,8, можна зупинитися на обраному способі охолодження.

Докладніший розрахунок теплового режиму проводиться далі.

5.2 Вибір засобів і методів герметизації

>Герметизация - забезпечення практичної непроникності корпусу РЕМ для рідин і газів з метою захисту її елементів від вологи, цвілевих грибків, пилу, піску, багна й механічних ушкоджень. вона є найрадикальнішим способом захисту елементів РЕМ.

Розрізняють індивідуальну, загальну, часткову і повну герметизацію [5].

Індивідуальна допускає заміну компонентів РЕМ на виході з ладу синапси і ремонт вироби. У загальній герметизації (вона простіше й дешевше індивідуальної) заміна компонентів і ремонт можливі лише за демонтажі корпусу, що може викликати складне становище.

Для часткової герметизації застосовують просочення, оточення і заливання як компонентів, і РЕМ лаками, пластмасовими чикомпаундами на органічної основі. Вони, зазвичай, не забезпечують герметичність протягом багато часу.

Практично повний захист РЕМ від проникнення води, водяних парів і газів характеризується використанні металів, скла і кераміки з достатньою мірою непроникності. Найпоширеніші способи такий герметизації - застосування металевих корпусів з повітряним заповненням. Відповідно до вищезазначеного, стосовно блоком управлінняелектромеханическим замком, вибираємо індивідуальну герметизацію.

Важливим чинником підвищення ефективності герметизації є лакофарбові, гальванічні і хімічні покриттяпропитивающих,обволакивающих і заливальних матеріалів, металевого іметалло-полимерногогермокорпусов.

>Разъемная герметизація застосовується за захистом блоків РЕМ, потребують заміни компонентів ремонту, регулюванню та настроюванні.

Загальні вимоги допокритиям металевим інеметаллическим неорганічним встановлено ГОСТ 9.301-86 (СП РЕВ 5293-85, СП РЕВ 5294-85, СП РЕВ 5295-85).

Вимоги до основного металу: під захисні покриття RZ40, не грубіше; підзащитно-декоративние Ra2,5, не грубіше; під тверді і електроізоляційні Ra1,25, не грубіше.

Дані про покриттях деталей і складальних одиниць розроблюваної конструкції блоку управління замкомелектромеханическим наведені у таблиці 5.2.1

Таблиця 5.2.1 - Дані про покриттях деталей і складальних одиниць конструкції блоку управління замкомелектромеханическим.

Деталі, складальні одиниці Матеріал деталі, складальної одиниці >Покрития >Металлическое Хімічне >Лакокрасочное Плата друкована >СФ-2-35Г-1,5 Сплав "Розі" - - Корпус >Ст08кп - - >ГФ245-ПМ (світло-сіра) Кришка >Ст08кп - - >ГФ245-ПМ (світло-сіра)

ЕмальГФ245-ПМ, світло-сіра, ГОСТ 18374-79 - покриття емаллюГФ245-ПМ, колір ясно-сірий, експлуатується за умов поміркованого клімату.

ЕмальГФ245-ПМ варта покриття металевих поверхонь, що працюють у умовах помірного й холодного клімату. Стійкість емалей до статичному впливу води щонайменше 24 год.

5.3 Вибір засобів і методів екранізування

>Экранирование - локалізація електромагнітної енергії у певному просторі, з допомогою обмеження поширення його всіма можливими способами.

З цього випливає, що у поняття екрана входять як деталі механічної конструкції, і електротехнічні деталі фільтруючих ланцюгів іразвязивающих осередків, бо але їхні спільну дію дає необхідний результат [5].

Під час проходження потужних сигналів по ланцюгах зв'язку останні спричиняють електромагнітних полів, які, перетинаючи інші ланцюга зв'язку, можуть наводити у яких додаткові перешкоди. Джерелами електромагнітних перешкод можуть бути і потужні промислові установки, транспортних комунікацій, двигуни, і т.д. А, щоб локалізувати, де може бути, дію джерела чи сам приймач перешкод, використовують екрани. За принципом дії розрізняють електростатичне,магнитостатическое й електромагнітний екранування.

>Электростатическое екранування - вид екранізування, що полягає вшунтировании більшу частину (чи всією) паразитною ємності ємністю корпусу.

Електромагнітне екранування.Переменное високочастотне електромагнітне полі під час проходження через металевий лист або перпендикулярно, або під деяким кутом для її площині, наводить у тому аркуші вихрові струми, полі яких послаблює дію зовнішнього поля. Металевий лист у разі є електромагнітним екраном. Прикладом електромагнітного екрана служить корпус блоку управлінняелектромеханическим замком.

>Внутриблочное екранування іелектромагнитная сумісність елементів та вузлів зводяться до вирішення низки конструктивних завдань, основними серед яких є:

- аналіз стану і облік паразитнихемкостних зв'язків, між плівковими елементами і провідниками об'єднавчого і вивідного монтажу в осередках блоків РЕМ;

- покаскадне екранування і послідовне розташування каскадів в блокахприемно-усилительной апаратури;

- екрануванняЭРЭ з сильними крисами і критичних до зовнішніх електромагнітнимнаводкам;

- розрахунок на резонансні частоти корпусів блоків РЕМ, що реалізують схему НВЧ [7].

>Экранированние дроти,коаксиальние кабелі імногожильние екрановані шланги зекранированними проводами всередині них треба використовувати переважно для сполуки окремих блоків та вузлів друг з одним. Вони дозволяють захиститимногоблочние устрою від наведень, вступників ззовні, від взаємних наведень всередині пристрої і захистити від наведень прилади, перебувають у навколишньому просторі. Слід особливо звернути увагу на якість приєднання обплетень до корпусам приладів [7].

У розроблюваній конструкції блоку управлінняелектромеханическим замком немає джерел електромагнітних перешкод.


5.4 Вибір засобів і методіввиброзащити

Вібрації піддаються РЕМ, встановлені в автомобільному, залізничному транспорті, в виробничих будинках, на кораблях і літаках.

Практичний діапазон частот вібрації, діючої на РЕМ, має широкий межа. Наприклад, для наземної апаратури, стерпної чи перевезеної в автомобілях, частота сягає 120 гц при прискоренні, чинному на прилади, до 6 g. Працюючі таких умов РЕМ повинні мативибропрочностью івиброустойчивостью.

>Вибропрочность - здатність РЕМ протистоятиразрушающему дії вібрації в заданих діапазонах частот і за виникаючих прискорень протягом терміну служби.

>Виброустойчивость - здатність виконувати всі свої функції за умов вібрації в заданих діапазонах частот та виникаючих у своїй прискорень.

Відомо, що у приладах, не захищених від вібрації і ударів, вузли, чутливі до динамічним перевантажень, ламаються. Робити такі вузли настільки міцними, що вони витримували максимальні (діючі) динамічні перевантаження, не доцільно, оскільки збільшення міцності, зрештою, веде до підвищення маси, а як наслідок і до неминучого зростанню динамічних перевантажень. Тому доцільно використовувати інші засоби зниження перевантажень [8].

Покриття плати лаком як забезпечує захисту від вібрації, а й створює додаткові точки кріплення елементів до сплати.

У розроблюваній конструкції блоку управлінняелектромеханическим замком застосована два виду сполук: рознімні інеразъемние. До першого виду належать до основномурезьбовие сполуки, до другого -- пайка, зварювання, експансія.

Основним недолікомрезьбових сполук єсамоотвинчивание при дії вібрації. Для усуненнясамоотвинчивания в розроблюваної конструкції застосовуютьсяконтровочние шайби.

>Сварочние сполуки би мало бути точно розраховані, якість зварювання має контролюватися.


 

6 Розрахунок конструктивних параметрів вироби

 

 

6.1Компоновочний розрахунок блоків РЕМ

Вибіркомпоновочних робіт на ранніх стадіях проектування дозволяє раціонально і наводити чи розробляти уніфіковані і стандартизовані конструкції РЕМ. Залежно від характеру вироби (деталь, прилад, система) виконуватиметься компонування її елементів. Основне завдання, яка вирішується при компонуванні РЕМ, - такий вибір форм, основних геометричних розмірів, орієнтовний визначення ваги і місцезнаходження у просторі будь-яких елементів чи виробів РЕМ. Насправді завдання компонування РЕМ найчастіше вирішується під час використання готових елементів (деталей) із наперед заданими формами, розміром і вагою, що їх перебувають у просторі чи площині з урахуванням електричних, магнітних, механічних, теплових та інших. видів зв'язку.

Методи компонування елементів РЕМ може бути розбитий на дві групи: аналітичні і модельні. До перших належать чисельні іномографические, основою якого є уявлення геометричних чи узагальнених геометричних параметрів і операцій із ними вигляді чисел. До других ставляться аплікаційні, модельні, графічні і натурні методи, основою якого є та чи інша фізична модель елемента, наприклад, у вигляді геометрично подібного тіла чи узагальненої геометричній моделі.

Основою всіх методів є розгляд загальних аналітичних залежностей. При аналітичної компонуванні ми оперуємо численними значеннями різнихкомпоновочних характеристик: геометричними розмірами елементів, їх обсягами, вагою, енергоспоживанням тощо. знаючи відповіднікомпоновочние характеристики елементів вироби і закони їх підсумовування, ми можемо обчислитикомпоновочние характеристики всього вироби та її частин.

Для визначення розмірів друкованих плат і габаритних розмірів корпусу СУ зробимокомпоновочний розрахунок.

>Рассчитаем настановні площі типорозмірів елементів, встановлюваних на друковані плати.Установочние габарити елементів наведені у таблиці6.1.1.Таблица 6.1.1 – настановні габарити елементів.

 

Тип Кількість, прим.

Площа, мм

Обсяг, мм

1 2 3 4

 

>Процессорная плата

 

>Резистори

 

>С2-23-0,125 11 24 72

 

>Конденсатори

 

>К50-35-100X16В 2 50 650

 

>МО-21 5 48 384

 

>Диоди

 

>КД522А 6 22 66

 

Мікросхеми

 

>ЭКР1830ВЕ31 1 775 3875

 

>D27C64 1 548 2957

 

>DS1230 1 548 2957

 

>ЭКР1568РР1 2 75 375

 

>ЭКР1554ИР22 1 195 975

 

>К561ТЛ1 1 150 750

 

>Транзистори

 

>КТ3102 2 20 180

 

Інші елементи

 

>Резонатор кварцовийРК351 1 40 640

 

Разом у сумі 3182 175432

 

Продовження таблиці 6.1.1

 

1 2 3 4

 

Базова плата

 

>Резистори

 

>С2-23-0,125 24 24 72

 

>С2-23-0,5 1 56 392

 

>С2-23-2 1 192 1728

 

>Диоди

 

>КД522А 8 22 66

 

>КД243 9 42 210

 

>КС147 1 22 66

 

>Транзистори

 

>КТ3102 4 30 270

 

>КТ3107 2 30 270

 

>КТ973 3 24 312

 

>Конденсатори

 

>К50-35-2200X25В 1 380 13305

 

>К50-35-220X16В 1 80 1040

 

>К50-35-100X16В 1 50 754

 

>МО-21 8 48 384

 

Мікросхеми

 

>КР142ЕН5А 1 45 990

 

Інші елементи

 

>Трансформатор 1 4225 190125

 

ВставкаплавкаяВП1-1 4 140 1120

 

>Клемник 3-х контактний 3 135 1755

 

>Клемник2-х контактний 2 90 1170

 

РелеРЭС-49 1 55 1375

 

Разом у сумі 8036 231634

 

Закінчення таблиці 6.1.1

 

1 2 3 4

 

Блок індикації

 

>СветодиодиАЛ307 2 28 283

 

Голівка динамічна 1 1964 23562

 

Разом у сумі 2020 24128

 

Площа з урахуванням коефіцієнта заповнення:

P.S =S'/Кз (6.1.1)

де P.S' – сумарна настановна площа елементів;

             >Кз – коефіцієнт заповнення (для стаціонарної наземноїРЭА приймаємо рівним 0,4).

>Подставив, одержимо:

- для процесорного модуля P.S = 3176/0,4=7940 мм;

- для базового модуля P.S = 7694/0,4=19235 мм;

- для модуля індикації P.S = 2020/0,4=5050 мм.

Далі за таблиціпредпочтительних розмірів, поГОСТ10317-79 , отримуємо розміри друкованих плат:

- для процесорного модуля120x57 мм;

- для базового модуля120x140 мм;

- для модуля індикації70x65 мм.

>Ширина процесорного модуля водночас є максимальної заввишки елемента, оскількивпаивается в базовий блок. Його висота становить 57 мм.

Далі, знаючи розміри друкованих плат і максимальну висоту елемента і габарити акумулятора, визначаємо габарити корпусу приладу, використовуючи кращі ряди чисел. Одержимо: довжина - 183 мм, ширина - 130 мм, висота - 65 мм. Разом обсяг корпусу:

V = 183 130 65 = 1546350 мм.

Визначаємо коефіцієнт заповнення за обсягом за такою формулою (6.1.2):

,                                                 (6.1.2)

де – сумарний обсяг всіх елементів:

, мм (6.1.3)

де - сумарний обсяг елементів базового блоку;

             - сумарний обсяг елементів процесорного блоку;

              - сумарний обсяг елементів блоку індикації;

               - обсяг акумулятора (>110х55х75 мм).

>Подставив значення формули 5.3 і 5.2 одержимо:

= 265234+189112+33228+453750=941324 мм.

 = 941324/1546350 = 0,6

Вибір друкованого монтажу радіоелементів у блоці обумовлений заданої програмою випуску вироби –1000шт/год. Друкований монтаж у разі є найбільш економічно доцільним.

Під час розробки друкованих плат необхідно керуватися такими документами:

-ГОСТ2375186;

-ГОСТ1031779;

-ОСТ4ГО.010.009;

- СТБ 1014-95;

- та інші.

Вихідними даними до розробки топології друкованої плати є:

- схема електрична принципова;

- настановні розміри радіоелементів вузла;

- рекомендації для розробки монтажу для обраної серії мікросхем.

Рекомендації для розробки друкованих плат:

-Разводка яке живить напруги вузлів та блоків (шин «земля» і «харчування») повинно бути провідниками з максимально низьким опором.

-Низкочастотние перешкоди, проникаючі до системи по шинам харчування, повинні блокуватися з допомогою конденсатора, включеного між висновками «харчування» і «земля» безпосередньо в початку провідника на друкованої платі.

- Інформаційні лінії зв'язку рекомендується виконувати з допомогою друкованого монтажу.

- Провідники, розташовані в різних сторони плати, повинні перехрещуватися з точки 900 чи 450 плюс мінімальну довжину.

- Максимально допустима довжина друкованих паралельних провідників, розташованих з одного боку плати за ширині провідників від 0.5 до5мм, має перевищувати30см.

З метою зменшення габаритних розмірів розроблюваної конструкції друковану плату зазначеного вузла доцільно виконувати двосторонній. Клас точності друкованої плати базового модуля вибираємо другий.

Друковані плати першого варіанта й третього класів точності найбільш прості у виконанні, надійні в експлуатації, мають мінімальну вартість. На підвищення надійностіпаяних сполук, отвори в друкованих платах необхідні металізованими. Конфігурація друкованих плат прямокутна. Крок координатної сітки обраний рівним1.25мм як найкращий. Установку радіоелементів на платі необхідно здійснювати відповідно до ГОСТ 29137 - 91.

6.2 Розрахунок теплового режиму блоку управління електромеханічного замку

Розрахунок теплового режимуРЭА залежить від визначенні по вихідним даним температури нагрітої зони і температур поверхоньтеплонагруженних радіоелементів і порівняння отриманих значень з припустимими кожному зарадиоелемента в заданих умовах експлуатації.Произведем розрахунок по [].

1)Рассчитивается поверхню корпусу блоку:

P.SK=>2[L1>L2+(L1+L2)>L3],                                         (6.2.1)

де L1 і L2 - горизонтальні розміри корпусу, м;

    L3 - вертикальний розмір, м.

2) Визначається умовна поверхню нагрітої зони:

=>2[L1>L2+(L1+L2)>L3>Kіз],                                            (6.2.2)

де Kіз - коефіцієнт заповнення корпусу за обсягом.

3) Визначається питома потужність корпусу блоку:

>q>k=P / P.SK,                                                     (6.2.3)

деP=10Вт - потужність,рассеиваемая у блоці.

4) Визначається питома потужність нагрітої зони:

>qіз=P / P.Sіз,                                                      (6.2.4)

5) Перебуває коефіцієнтQ1 залежно від удільної потужності корпусу блоку:

>Q1=0.1472q>k -0.296210-3>q>k2+>0.312710-6>q>k3,                     (6.2.5)

6) Перебуває коефіцієнтQ2 залежно від удільної потужності нагрітої зони:

>Q2=0.1390q>k -0.122310-3>q>k2+>0.069810-6>q>k3,           (6.2.6)

7) Перебуває коефіцієнт K>H1 залежно тиску середовища поза корпусу блоку H1:

K>H1= 0.82+(1 / (>0.925+4.610-5> H1))                               (6.2.7)

8) Перебуває коефіцієнт KH2 залежно тиску середовища всередині корпусу блоку H2:

KH2= 0.8+(1 / (>1.25+3.810-5>H2)),                                   (6.2.8)

де М2 - тиск всередині корпусу апарату вПа.

9)Рассчитивается перегрів корпусу блоку:

>QK =Q1K>H1,                                                 (6.2.9)

10) Визначається перегрів нагрітої зони:

>QЗ =Q>k + (>Q2 -Q1)>KH2,                                          (6.2.10)

11) Визначається середній перегрів повітря на блоці:

>Qв=0.5·(Q>k+>QЗ),                                          (6.2.11)

12) Визначається температура корпусу блоку:

Тдо =Qдо+Тз,                                                    (6.2.12)

13) Визначається температура нагрітої зони:

Tіз =Qіз+Тз,                                                    (6.2.13)

14) Перебуває середня температура повітря на блоці:

ТУ =Qв+Тз,                                                   (6.2.14)

Розрахунок теплового режими з наведеної методиці виробляємо на ЕОМ з допомогою спеціальної програми. Результати розрахунку наведені у додатку .

З аналізу результатів укладаємо, що з заданих умовах експлуатації розроблюваного приладу забезпечується нормальний теплової режим що застосовуються у ньому радіоелементів у процесі експлуатації, тобто. робочі температури становить гранично допустимих величин.

Отже, обрана конструкція корпуси та природного способу охолодження шляхом конвекції повітря вже не потребує зміні і застосування у ній інших засобів охолодження. Природний спосіб охолодження є полімер реалізовані і вимагає мінімальних витрат з економічної погляду проти іншими засобами охолодженняРЭА. Виходячи із зазначеного, остаточно вибираємо герметичний корпус для розроблюваного вироби.

 

 

6.3 Розрахунок конструктивно-технологічних параметрів друкованої плати. Вибір та обґрунтування методів виготовлення друкованої плати

 

6.3.1 Вибір та обґрунтування методів виготовлення друкованої плати

Метод виготовлення друкованої плати обраний виходячи зОСТ 4 ДО 054. 043 іОСТ 4 ДО 054. 058. Відповідно до ними існують такі методи: комбінований (позитивний і негативний), хімічний,металлизация наскрізних отворів виготовлення багатошарових друкованих плат.

З особливостей електричної схеми, елементної бази розроблюваного пристрої і конструктивних характеристик друкованих плат, виготовлених різними методами, вибираємо комбінований позитивний метод виготовлення друкованих плат.

Як відзначалося в технічному завданні, схема електрична принципова блоку управління замкомелектромеханическим розділена втричі функціональних блоку. Кожен блок розміщений на окремої друкованої платі.Трассировка плат ведеться за двом сторонам, що спрощує розведення провідників і дозволяє зменшити розміри друкованої плати.Монтажние отвори повинен матиметаллизацию.

Під час розробки друкованої плати треба враховувати такі рекомендації:

- котрі живлять провідники і «земля» повинен мати мінімальне опір і довжину;

- «сигнальні» провідники повинен мати мінімальні ділянки, де вони проходять паралельно;

- розміщення провідників різними сторони друкованої плати бажано перпендикулярно або під кутом 45°.

Особливі вимоги розробки друкованих плат висуваються до контактним майданчикам та ширині провідників.

6.3.2 Розрахунок конструктивно-технологічних параметрів

друкованого монтажу

 

У розділі проводиться розрахунок параметрів друкованого монтажу плати базового модуля.Двусторонняя друкована плата виготовляється комбінованим позитивним методом і має 3-й клас точності.

>Рассчитаем проводить малюнок друкованої плати.

Вихідні дані:

- розміри плати, мм,140120

- провідники на платі мають покриття сплавом «Розі».

>Определим мінімальний діаметр контактної майданчики для отвори підрезистори, розташовані двосторонній друкованої платі другого класу точності.

Розрахункова формула мінімального діаметра контактної майданчики має вигляд:

,                        (6.3.2.1)

де - номінальний діаметр металізованого отвори, рівний0.8мм;

 - верхнє відхилення діаметра отвори, однакову0мм при діаметрі отвори до1мм (включно) і0,05мм при діаметрі отвори більш1мм;

 - величина гарантійного паска, рівна0,1мм;

 - верхнє відхилення ширини провідника однакову0,1мм;

 -диаметральное значення позиційного допуску розташування центру отвори щодо номінального становища вузла координатної сітки, однакову0,08мм;

 -диаметральное значення позиційного допуску розташування контактної майданчики щодо його номінального розташування, однакову0,15мм;

 - нижнє граничне відхилення ширини провідника, однакову0.1мм.

Підставляючи чисельні значення формулу, маємо:

>D=(0,8 + 0) + 2 0,1 + 0,1 + (0,082 + 0,152 + 0,12)0.5=1,297 (мм).

Отже, мінімальний діаметр контактних майданчиків для металізованих отворів діаметром0,8мм під висновки резисторів типуС2-230.125, конденсаторів ід.р. дорівнює1,297мм.

Аналогічно проводимо розрахунок контактних майданчиків для отворів діаметром 0,9; 1 і1,2мм. Отримуємо діаметри контактних майданчиків 1,397; 1,497 і1,747мм відповідно.

Проведемо розрахунок плати базового модуля по постійному току.

Через війну розрахунку необхідно оцінити найважливіші електричні властивості друкованої плати:

-нагрузочная здатність провідників;

- опір ізоляції;

-диелектрическая міцність підстави плати.

Вихідні дані до розрахунку:

- номінальне напруга харчування U>пит, У: 1510%

- дозволене падіння напруги в ланцюгах харчування Uпд,У: 1,5

- струм споживаний усіма елементами, встановленими на платі, I, А: 1,5

- максимальна довжина друкованого провідника для мікросхем, L, м: 0.3

- товщина фольги друкованої плати, h, м:3.510-5

- удільне опір провідника на друкованої платі,,Омм:1.7210-8

>Определим мінімальну ширину провідника для вибраних вище значень за такою формулою:

                                              (6.3.2.2)

м.

Отже, для нормальної роботи устрою ширина друкованого провідника в ланцюгах «харчування» і «землі» мусить бути щонайменше1,510-4м. Зазначені ланцюга доцільно вибрати шириною порядку2мм.

Результати розрахунку свідчить про правильності вибору товщини фольги-, рівної35мкм. Товщина фольги вибиралася також з урахуванням максимальноїадгезионной міцності друкованої плати за відстані між друкованими провідниками порядку0.3...0.5мм максимально дозволене напруга длятекстолита, з яких виготовлено плата становить менше50В. У цьому принципової схемою модуля харчування максимальне значення припустимого напруги вбирається у15В, що як в 3 рази менше припустимою величини. Отже, в розроблюваної конструкції друкованої плати забезпечується за3х кратним запасомдиелектрическая міцність підстави плати.

 

6.4 Розрахунок механічної міці й системивиброударной захисту

 

Усі види РЕМ піддаються впливу зовнішніх механічних навантажень, що передаються до кожної деталі, що входить у конструкцію.Механические впливу мають місце у працюючої РЕМ, якщо її встановлено на рухливому об'єкті, або тільки при транспортування її в неробочому стані, як у стаціонарної і спроби деяких видіввозимой РЕМ. Під час розробки конструкції РЕМ необхідно забезпечити необхідну жорсткість і механічну міцність елементів.

Під міцністю конструкції розуміють навантаження, яке може витримати конструкція без залишкової деформації чи руйнації. Підвищення міцності конструкції досягається зусиллям конструктивної основи: контролюболтових сполук, підвищення міцності вузлів методами заливання іобволакивания. В усіх випадках не можна дозволити освіту механічноїколебательной системи.

Оскільки створюваний прилад належить до наземної РЕМ, то, при транспортуванні, випадкових падінь тощо. може піддаватися динамічним впливам. Зміни узагальнених параметрів механічних впливів на наземнуРЭА перебувають у межах:

- Вібрації: (>10...70)Гц,виброперегрузкаn=(1...4)g;

- Ударні струсу: ny=(>10...15)g, тривалістьt=(5...10)мс;

- Лінійні перевантаження: nл=(>2...4)g.

>Несущие конструкції типу плат, панелей, шасі, каркасів, стійкий і рам, працюють у умовах вібрацій, повинні задовольняти вимозівибропрочности.

Розрахунок навибропрочность несучих конструкцій типу плат зводиться до визначення найбільших напруг з виду деформації, викликаної дією вібрацій у певному діапазоні частот, і порівнянням отриманих значень з припустимими.

Цей розрахунок можна зводити до віднайденню власної частоти коливань ¦, коли він плата з деякими розмірами і механічними характеристиками має прогини і напруження не більше допустимих значень. У цьому частота коливань плати повинна бути близька до її резонансної частоті.

Для розрахунку частоти власних коливань плати з розташованими у ньомуЭРЭ важливим є вибір характеру її закріплення по контуру.

>Крепление пластин до опорі то, можливо жорстким чи рухомим. Будь-яке закріплення (коли немає кутових, і лінійних переміщенні) відповідає зварюванні, пайку, притиску чи закріплення гвинтами.Шарнирной опорі відповідає закріплення в направляють й у окремих випадках закріплення гвинтами чи розніманням.

Використовуючи ці дані, проведемо перевірочний розрахунок плати блоку управління навиброустойчивость.Печатная плата повинна мати значноїусталостной довговічністю при вплив вібрації.

Власна частота коливань монтажних плат зраспределенной навантаженням визначається за такою формулою:

,                                (6.4.1)

де - коефіцієнт, залежить від способу закріплення,определяется за таблицями;

D -цилиндрическаяжесткость пластини (плати), визначається

за такою формулою (6.4);

а - довжина пластини (плати);

b - ширина пластини (плати);

М - маса пластини (плат зЭРЭ).

>Цилиндрическаяжесткость пластини (плати) визначається по формулам:

 ,                                          (6.4.2)

де E – модуль пружності;

             h – товщина пластини (плат);

             – коефіцієнт Пуассона;

Для інженерних розрахунків зручніше при закріпленні пластин (плат) із чотирьох кутів в чотирьох точках власну частоту визначати за такою формулою:

,                                      (6.4.3)

Методика такого розрахунку приведено в [10].

При визначенні власної частоти плати базового модуля блоку управління у першу чергу визначимо циліндричнужесткость плати за такою формулою (6.4.2), підставивши такі вихідні дані: h = 1,5 ·10м; E= 3,02 ·10Па ( Є взяли з таблиці 4.16[10]).

D = 3,02 · 10· (1,5 · 10)/ 12 · (1 – 0,222) = 8,926Па.

Теперno формулі (6.4.3) визначимо власну частоту, підставивши такі вихідні дані: а = 0.14 м;b=0.12 метрів і М = 0.55 кг.

= 95,1 гц

Судячи з умовам експлуатації і особливостям блоку управління треба сказати, що у використаннідемпферов і частотноюотстройки, конструкція непотрібні.

Отже розрахунок показав, що плата базового модуля електромеханічного замку володітиме достатньоїусталостной довговічністю при вплив вібрації.

6.5 Повний розрахунок надійності

Вихідними для розрахунку є значення інтенсивностей відмов всіх радіоелементів і елементів конструкцій.

Розрахунок надійності устрою складається з таких етапів:

- Визначається сумарне значення інтенсивності відмов за такою формулою:

,годину-1                                                          (6.5.1)

де n - число найменувань радіоелементів і елементів конструкції устрою;

 - величина інтенсивності відмовиiгорадиоелемента, елемента конструкції з урахуванням заданих йому умов експлуатації: коефіцієнта електричної навантаження, температури, вологості, технічних навантажень тощо.;

Nі - кількість радіоелементів, елементів конструкціїiго найменування.

- Визначається значення величини напрацювання відмовитися T за такою формулою:

,                                          (6.5.2)

- Визначається значення ймовірності безвідмовної роботи >P(t) за такою формулою:

                                             (6.5.3)

деt - заданий час безвідмовної роботи влаштування у годиннику.

Отримані результати порівнюються із наперед заданими.

Таблиця 6.5.1 – Довідкові і розрахункові дані про елементи конструкції.

Найменування, тип елемента

Kзві

1 2 3 4 5 6 7

>Конденсатори

>К5035

0,045 0,625 0,55 2,0 0,49 5 >МO21 0,05 0,006 0,06 2,0 0,06 13

Мікросхеми

>ЭКР1830ВЕ31

>D27C64

0,08 0,65 0,8 0,045 0,03 2

>ЭКР1568РР1

>ЭКР1554ИР22

>К561ТЛ1

>КР142ЕН5А

0,07 0,8 1,0 0,05 0,035 5 Закінчення таблиціб.5.1 1 2 3 4 5 6 7 >РезисториС223 0,01 0,03 0,4 2,0 0,08 37 ЗапобіжникиВП1 0,5 0,2 0,5 2,0 5,0 4 >Трансфоматор 0,05 0,1 0,1 2,0 0,1 1 РелеРЭС-49 0,6 0,25 0,6 1,0 3,6 1

>Транзистори

>КТ 3107

>КТ 3102

0,12 0,04 0,2 2,0 0,48 8 >КТ 973 0,015 0,04 0,2 2,0 0,06 3 >ДиодиКД243 0,015 0,512 1,0 2,0 0,3 9 >ДиодиКД522 0,013 0,5 1,0 2,0 0,26 14 >ДиодиКС147 0,09 0,5 1,0 2,0 1,8 1 >СветодиодиАЛ307В 0,07 0,35 0,8 2,0 1,12 3 Акумулятор 1,4 0,2 0,3 2,0 8,4 1 Голівка динамічна 2 0,2 0,2 2,0 8 1 Проводу з'єднувальні 0,03 0,001 2 2,0 1,2 6 Плата друкована 0,02 - - - 0,2 3 Утримувач запобіжника 0,02 0,001 - - 0,2 8 Поєднання пайки 0,004 0,001 3,00 2,0 0,24 262

Примітки:

 - завжди апріорна номінальна інтенсивність відмов за нормальної температури довкілля 200З повагою та коефіцієнті навантаження KH>i=1;

 - коефіцієнт, залежить від температури і коефіцієнта навантаження KHі;

 - коефіцієнт, враховує кліматичні і механічні навантаження;

 - розрахункова величина інтенсивності відмов поiмурадиоелементу, елементу конструкції, годину-1;

Nі - число елементівiой групи.

Розрахункова величина інтенсивності відмовIго елемента, приведений у таблиці 6.5.1, визначається за такою формулою:

, годину-1.                              (6.5.4)

Розрахунок виконується для періоду нормальної експлуатації при наступних припущеннях:

- Відмова елементів випадковий і незалежний;

- Враховуються лише раптові відмови;

- Наявне експонентний закон надійності устрою.

Розрахунок надійності проводимо з допомогою самого персонального комп'ютера.

Отримані значення наведені у додатку .

напрацювання відмовитисяТ=66881.6 годину

ймовірність безвідмовної роботиP(t)= 0.9015

Отримане значення напрацювання відмовитися перевищує заданий, однакову 20000 годин, який гарантує надійну роботу розроблюваного приладу.

6.6 Розрахунок технологічності вироби

 

Основним критерієм, визначальним придатність апаратури до промислового виготовлення, є технологічність конструкції.

Під технологічністю конструкції (ГОСТ 18831-83) розуміють сукупність її властивостей,проявляемих щодо можливості оптимальних витрат праці, коштів, матеріалів і часу за технічної підготовці виробництва, виготовленні, експлуатації і ремонті проти відповідними показниками конструкцій виробів тієї самої призначення забезпечивши заданих показників якості.

Номенклатура показників технологічності складальних одиниць та блоківРЭА встановлено галузевим стандартом. Відповідно до них тупцювала блокиРЭА умовно розбиті на виборах 4 класу:

1) радіотехнічні;

2) електронні;

3) електромеханічні;

          4) комутаційні.

До кожного класу встановлено своїх показників технологічності у кількості трохи більше 7. Розрахунок комплексного показника технологічності конструкції проходить за формулі:

                                                             (6.6.1)

де P.S - загальна кількість відносних приватних показників.

Блок управління належить до радіотехнічному.

Коефіцієнт механізації і автоматизації підготовкиЭРЭ до монтажу До>м.п.ЭРЭ визначається за такою формулою:

                                              (6.6.2)

де - кількістьЭРЭ в штуки, підготування яких здійснюється механізованим чи автоматизованим способом;

 - загальна кількістьЭРЭ в штуки.

У цьому блоці всеЭРЭ готуються автоматизованим шляхом, тому До>м.п.ЭРЭ = 1.

Коефіцієнт автоматизації і механізації монтажу вироби До>а.м. визначається за такою формулою:

                                                            (6.6.3)

де - кількість монтажних сполук, здійснювані механізованим чи автоматизованим способом;

 - загальна кількість монтажних сполук.

                                  = 106;  = 148.

До>а.м. =106 ¤ 148=0,725.

 Коефіцієнт складності складання До>с.сб.  визначається за такою формулою:

                                                            (6.6.4)

де - кількість типорозмірів складальних одиниць, вхідних

в виріб і вимагають регулювання чи підгонки у процесі складання;

- загальна кількість типорозмірів складальних одиниць.

Оскільки, = 0, отже = 1.

Коефіцієнт механізації і автоматизації операцій контролю та настройки електричних параметрів До>м.к.н. визначається за такою формулою:

                                                                 (6.6.5)

де - кількість операцій контролю та настройки,

здійснювані механізованим чи автоматизованим способом;

 - загальна кількість операцій контролю та настройки.

H>м.к.н. = 2; H>к.н. = 4, отже, за такою формулою (6.6.5):

= 2 ¤ 4 =0,5

Коефіцієнт прогресивності формоутворення деталей Доф визначається за такою формулою:

                                                          (6.6.6).

де - кількість деталей в штуки, які отримані прогресивними методами формоутворення;

- загальна кількість деталей в виробі в штуки.

Дін = 7, Д = 8, отже, за такою формулою (6.6.6):

= 7 ¤ 8 = 0,875                                            

Коефіцієнт повторюваностіЭРЭ До>пов.ЭРЭ визначається за такою формулою:

                                          (6.6.7)

де - кількість типорозмірівЭРЭ в виробі, обумовленийгабаритним розміромЭРЭ;

М>Т.ЭРЭ = 11; М>ЭРЭ = 67.

= 1 – 11 ¤ 67 = 0,835

Коефіцієнт точності обробки деталей До>ТЧ визначається за такою формулою:

                                                 (6.6.8)

де - кількість деталей, мають розміри з допуском поквалитету і від в штуки.

Д>ТЧ = 8; Д = 8.

Комплексний коефіцієнт технологічності вираховується за формулою (6.6.1).

Результати розрахунку зведені в таблицю 6.6.1

Таблиця 6.6.1 - Розрахунок комплексного показника технологічності.

Показники технологічності >Обознач.

>1.Коеффициент механізації підготовкиЭРЭ до монтажу.

1.0 1.0 >2.Коеффициент механізації і автоматизації монтажу вироби.

1.0 0.725 >3.Коеффициент складності складання.

0.75 0.75 >4.Коеффициент механізації контролю та настройки.

0.5 0.25 >5.Коеффициентпрогрессивности формоутворення деталей

0.31 0.271 >6.КоеффициентповторяемостиЭРЭ

0,187 0.108 >7.Коеффициент точності обробки

0,11 0,11

З>умма

3.857

3.214

Комплексний коефіцієнт технологічності

0,77

Нормативний показник технологічності для настановної серії у межах: ДоМ = 0.75...0.8. СтавленняК/КМ > 1, отже, технологічність конструкції блоку достатня.


7 Обгрунтування вибору коштів автоматизованого проектування

7.1 Застосування ЕОМ іСАПР в курсовому проектуванні

 

>САПР – найкраща форма організації процесу проектування‚ основними частинами якої є технічні засоби, загальне та спеціальне програмне і математичне забезпечення, інформаційне забезпечення – банк даних, довідкові каталоги, значення параметрів, інформацію про типових рішеннях. ПроектуванняРЭА й створення оптимального технічного рішення на стислі терміни пов'язані з великими труднощами. Одне з шляхів подолання цих труднощів без істотного збільшення кількості працюючих - використання можливостей сучасних ЕОМ.

Під проектуванням у сенсі розуміють використання наявних задля досягнення необхідної мети, координацію складових частин чи окремих дій щоб одержати потрібного результату. Процес проектування складного РЕУ входять такі основні етапи:ескизное проектування, технічне проектування, розробка КБ на дослідні зразки та його виготовлення, випробування, освоєння у виробництві.

У зв'язку з удосконаленням елементної базиРЭА, і навіть конструктивно-технологічних характеристик проектованих модулів всіх типів, у кілька разів збільшується трудомісткість складання технічної документації. Усе це призводить до необхідності вдосконалення методів конструкторського проектуванняРЭА, основою якого є автоматизація процесу конструювання.

Кількісний і якісний виграш від використання ЕОМ ось у чому:

а) в цілому або частково зайвими: у витратах на комплектуючі вироби, матеріали і конструктивні елементи, необхідних виготовлення макета; в вимірювальних приладах визначення характеристик конструкції; в устаткуванні для випробувань конструкцій.

б) значно скорочується час визначення характеристик, отже, і доводки конструкції

в) з'являється можливість: розробляти конструкції, містять елементи, характеристики яких відомі, але самих елементів немає в розробника; імітувати впливу, відтворення яких за натурних випробуваннях утруднено, вимагає складного устаткування, пов'язане з небезпекою для експериментатора, котрий іноді взагалі неможливо; проводити аналіз конструкції різними частотах чи сфері високих чи низьких температур, де застосування вимірювальних приладів стає важким.

7.2 Перелічення й зміст конструкторських робіт, виконаних із застосуваннямСАПР

 

У цьому курсовому проекті в ПППPCAD було виконано креслення схеми електричної принципової та друкованою плати базового модуля. Креслення деталей, схеми електричної структурної і складальний креслення базового модуля СУ були у ПППAutoCAD.


8 Аналіз обліку вимог ергономіки та програмах технічної естетики


Максимально допустимі розміри ЛЗ визначаються з горизонтального і вертикального кутових розмірів зони периферичного зору оператора та потрібного відстані l до ЛЗ [17, рис. 2.1]. Максимальна довжина ЛЗ дорівнює:

,                                                     (8.1)

де              aгір - горизонтальний кут огляду ЛЗ.

Максимальна висота

,                                                     (8.2)

де              a>верт - вертикальний кут огляду ЛЗ.

Для зони периферичного зору оператора приймають aгір = 90°, a>верт =75°. Що стосується розроблюваному влаштуванню l = 0,8 м при загальній кількості елементів N>ел = 2. Тоді

м.                                          

м.                                          

>Минимально допустимі розміри ЛЗ визначаються з таких міркувань. Відповідно доергономическими вимогами до поля зору, обмеженому кутом зору 10°, має розміщатися 4...8 елементів ЛЗ (до розрахунку приймаємо 4 елемента). Тоді площа зору P.S>пз на ЛЗ, обмежена зазначеним кутом 10°, то, можливо обчислена за такою формулою

.                                                      (8.3)

м2.                                                   

При числі елементів N>ел, розміщуваних на ЛЗ, мінімальна площа ЛЗ, яка задовольнитьергономическим вимогам, дорівнює

.                                                             (8.4)

м2.                                                   

Фактичну площа ЛЗ вибирають, як

,                                                                             (8.5)

де              ДоЛЗ - коефіцієнт використання площі, зазвичай рівний

ДоЛЗ = 0,4...0,7. Для розроблюваної панелі приймемо ДоЛЗ = 0,5.

Тоді

м2.                                                   

Тоді лінійні розміри перебувають так.

Одне з розмірів вибирається з стандартного низки габаритів, а що залишилося перебувають розслідування щодо (8.6). Вибираємо висоту панелі М = 0,185 м.

,                                                                (8.6)

де              М - обраний стандартний розмір.

Підставляючи значення М в (8.6), одержимо

м.                                                                   

>Округляем значення до L = 0,135 м.

Отримані значення розмірів ЛЗ відповідають розмірам корпусу блоку управлінняелектромеханическим замком, отриманим у результатікомпоновочного розрахунку


 

9 Заходи з захисту від корозії, вологи, електричного удару, електромагнітних полів і механічних навантажень

 

9.1 Захист від корозії

До заходів захисту від кліматичних впливів ставляться вибір відповідних матеріалів і якість обробки поверхні виробу.0сновного уваги у своїй заслуговує небезпека корозії, під якої розуміють розповсюджується від поверхні руйнація твердого тіла під впливом хімічних і електрохімічних чинників. Захист від корозії здійснюється шляхом освіти природних захисних верств з допомогою забарвлення, хімічної промисловості та електрохімічної обробки поверхні і є т.д.Защитний шар вибирається відповідно до класомкоррозионной навантаження, запланованим терміном служби й становищем деталі в приладі чи просторі.

Класкоррозионной навантаження характеризує середньостатистичне стан атмосфери на місці експлуатації вироби, що бкоррозионное вплив атмосфери нею. Ці класи дозволяють вибрати заходи, необхідних захисту від корозії.

Класкоррозионной навантаження вказують комбінацією позначень виду та ступеня навантаження. Вигляд навантаження визначає специфічні забруднення повітря, викликають корозію вироби, і позначається буквою від До D. Ступінь навантаження залежить від кліматичної зони, категорії встановлення і змісту домішок і позначається цифрою від 1 до 5

9.2 Вибір матеріалу і захист поверхні

Вибір матеріалу залежить від вимог, пов'язані з виконанням функції приладу, і зажадав відкоррозионних властивостей. У цьому необхідно ухвалити до уваги пару взаємодіючих матеріалів. Інтенсивність корозії залежить від різниці потенціалів, виникає на місці торкання металів.

При виборі матеріалів з урахуванням їхньої електрохімічних потенціалів необхідно керуватися наступним:

- різницю потенціалів двох металів мусить бути малої;

- метали слід покривати захисними верствами, ізолюючими їх одне від друга;

- площі торкання різних металів мали бути зацікавленими малими, оскільки збільшення цих площ призводить до видалення контактної корозії.

Нанесення металевого покриття

Метал, що більш як позитивний потенціал протиконтактирующим з нею металом, необхідно покрити захисним металевим шаром на місці торкання й навколо неї. Вибір металу для захисного шару здійснюється з урахуванням електрохімічних потенціалів, технології нанесення покриття, умовкоррозионного впливу, і навіть класукоррозионной навантаження; запланованого терміну служби; матеріалу і розташування деталі; необхідного виду поверхні; способу отримання захисного шару.

Ізоляція

Електричний контакт між двома які стосуються металами то, можливопредотвращен з допомогою використання, наприклад, металевих клеїв замість електрично які проводять сполук чи - у разі механічномалонагруженних сполук - з допомогою забарвлення.

Захист від впливу допоміжних матеріалів

Допоміжні матеріали, використовувані під час виготовлення деталі, можуть надавати агресивне вплив як у цієї деталі, і інші деталі. Особливо активні у своїй формальдегід, кислоти, хлориди.Мерами захисту може бути обмеження впливу (наприклад, багатократний промивання друкованих плат відтравильного розчину чи використаннябескислотних флюсів), нанесення захисних покриттів (наприклад, покриття друкованих плат лаком), вибір раціональної конструкції вузла (наприклад, окреме розташування батарей).

>Кадмирование іцинкование

Із міркувань економічності для захисних покриттів найчастіше використовують цинк і кадмій.Коррозионная стійкість цинкових ікадмиевих покриттів то, можливо значно підвищена наступнимпассивированием (>хроматированием чифосфатированием).Контактним способом завдають срібло, нікель, хром і олово, які можнаосаждени на основний метал з водних розчинів. У результаті обмеження запасів і постійноповишающейся вартості кадмію в електротехніці для покриттів найчастіше використовується цинк. Але цілком замінити кадмій цинком неможливо, оскільки останній дуже чутливий докоррозионним впливам, з'являється всередині приладу за відносної вологості вище 75-80%. З використанням оцинкованих деталей необхідно, ще, запобігати їх тривалий контакти з конденсатом при експлуатації, транспортуванні та збереженні. У випадку під час виборів захисного покриття треба враховуватикоррозионние властивості окремих верств населення та агресивних середовищ, що можуть з'явитися всередині приладу.

Забарвлення

 

Зазвичай забарвлення ведуть у два прийому: спочатку завдають грунтовий, та бувпокровний шар. Грунт призначений дляпассивациизащищаемой поверхні, і навіть задля забезпечення надійного зв'язкупокровного шару із головною матеріалом.Покровний шар складається з верств ґрунтовий фарби і лаку, причому ґрунтова фарба варта надійного сполуки грунту зпокровним шаром, службовцям для безпосередньої захисту від впливів довкілля, і навіть на підготовку до нанесення лакового шару.

Практика показує, корозія деталей з чорних металів, особливо малих, починається на крайках, оскільки шар фарби ними недостатній. Тут з'являєтьсяподоплечная корозія, що поступово призводить до відшарування захисного покриття. Такий процес розвивається у заклепках,резьбових і зварних швах. Щоб запобігти таких явищ необхідне додаткове захист крайок.

>Преждевременное старіння і руйнування пластмасових деталей можна спостерігати при поглинанні ними вологи, під впливом агресивних середовищ і теплових навантажень (що супроводжуються розм'якшенням іохрупчиванием матеріалів), бактерій, термітів, цвілі тощо. Тому необхідно вивчення властивостей цих деталей пізніше в екстремальних зовнішніх умов.

 

9.33ащита від впливу вологи

Прилади потребують захисту від вологи запобігання відкорродирования, що вабить у себе скорочення терміну служби, зменшення надійності, зміна електричних, і механічних параметрів, до відмови. Однією з засобів захисту приладів та конструктивних елементів від вологи є герметизація, яка можна здійснити лише за використанні металів для герметичних корпусів і неорганічних матеріалів ролігерметиков. Останнім часом з економічних причин дедалі ширше застосування знаходять пластмаси. Проте пластмаси більшою або меншою міроювлагонепроницаеми, що потребує їх дуже ретельнішого добору у кожному даному випадку використання.

Зазвичай, все матеріали, особливо пластмаси, мають необхідні властивості лише за певних температурах і вологості. При занадто великий вологості пластмаси можуть набухати, при занадто сухий атмосфері -охрупчиваться. При падінні температури нижче точки роси, можливо також осадження води.

У розроблюваній конструкції захист від впливу вологи передбачена нанесенням лакофарбових покриттів.

9.4 Захист від електричного удару

Захист від електричного удару для електронних приладів та пристроїв поділяють право на захист від безпосереднього торкання при нормальної роботи і захисту від непрямого торкання у разі помилки.

Електронні прилади й устрою апаратури зв'язку, електронні вимірювальні прилади й побутові устрою, окрім загальних вимог до електричним настановам, повинні додатково відповідати ще й спеціальним вимогам до безпеки.

Захист від прямого торкання при нормальної роботі

 

Усі деталі (наприклад, провідники), під час роботи, які під напругою, повинні прагнути бути ізольовані, екрановані чи розташовані те щоб уникнули можливість їх торкання обслуговуючого персоналу.Кожухи і екрани приладів потрібно виконати те щоб їх було зась зняти без використання інструментів.

У електронних приладах все які під напругою висновки, дотик до інших яких небезпечно, маємо бути відповідним захищені і як розташовані певному безпечній відстані з іншихтоковедущих елементів, дотик до інших яких, можливо. Захист мусить бути гарантована при доторку елементів у будь-якій послідовності. Отвори в корпусах потрібно виконати те щоб була забезпечена рівень захисту, необхідна для такого приладу. Правильність розташування отворів в електронних побутових приладах перевіряють з допомогою випробувальнихоправок.

Захист від непрямого торкання у разі помилки

 

Відкриті для торкання деталі електронних приладів та пристроїв, не які під напругою (наприклад, корпусу) потрібно виконати те щоб навіть у аварійному разі цих деталях були з'явитися небезпечне напруга. Всім електротехнічних пристроїв і електронних приладів номінальним напругоюU=1кВ (для змінного струму) іU=1,5кВ (для постійного струму) необхідне послідовне виконання вимог щодо відповідність до класом його захисту. Захисні заходи зайві: для приладів з що встановилася струмом короткого замикання 20мА; для приладів збатарейним електроживленням і перетворювачем напруги, якщо вихідна потужність перетворювача вбирається у 2 Вт за його внутрішньому опір щонайменше 10кОм; для елементів приладів, яких можна стосуватися лише за зняття напруження і у яких вжиті заходи задля унеможливлення подачі напруги накасаемие деталі (наприклад, на деталі всередині висувних блоків); для металевих деталей кріплення дротів і кабелів.

Ступінь захисту має знижуватися внаслідок роботи приладу чи впливів із боку довкілля. Так було в електронних приладахрезьбовие сполуки мали бути зацікавленими додатковозастопорени з допомогою пружинних шайб, апаяние - шляхом закрутки чи загину кінців дротів в отворах для пайки, щоб захист від торкання же не бути знижена при випадковому ослабленні цих сполук.

Класи захисту

 

Класом захисту визначаються заходи, у яких має бути відвернуть поява небезпечних щодо торкання напруг на деталях електротехнічних і електронних пристроїв і приладів, при нормальних умов, не які перебувають під напругою. У цьому розрізняють клас захисту I (захисне заземлення, навіщо передбачаються, наприклад, місця підключення захисного провідника, з'єднувачі (>штекери) з захисним контактом тощо.), клас захисту II (захисна ізоляція) і клас захисту III (захисне знижений напруга).

У розроблюваній конструкції захист від поразки електричним струмом передбачена захисної ізоляцією.

9.5 Захист від дії зовнішніх електромагнітних полів

Ефективної захистом від впливу електричних полів є екранування, яке знижує енергію зовнішнього електромагнітного поля, і навіть перешкоди і вплив приладу на зовнішню середу. Причинами паразитних наведень на прилад є зовнішні джерела перешкод, і навіть освітумежкаскадних зв'язків під впливом електростатичних і електромагнітних полів.

Залежно від типу, і частоти поля розрізняють екранування електричних і магнітних полів високою і низькою частот. Частина електромагнітної енергії відбивається від поверхні екрана, частина проникає до нього. Натомість, певна частка енергії,проникшая в екран, відбивається з його інший стінки, інша енергія проходить крізь екран наскрізь.Достигаемое у своїй ослаблення поля називаєтьсяекранирующим дією, ставленнянапряженностей полів за екраном і для ним - ефективністю екранізування, а що виражався вдецибелах логарифм величини, зворотної цьому коефіцієнта, - загасанням екранізування.

Корпус блоку управління замкомелектромеханическим виконано із горіхового листової сталі, що забезпечує захист елементів схеми від зовнішніх електромагнітних полів.

 

9.6 Захист від механічних навантажень

 

>Механические навантаження, котрі мають прилади й довкілля, обумовлені, зокрема, динамічними впливами ними як коливань і ударів. Захист з посади цих навантажень можлива з допомогоюдемпфирования, ізоляції і гасіння коливань з допомогою додаткових мас.Целями заходів щодо захисту від впливу механічних навантажень є: забезпечення виконання приладом, які відчувають механічні навантаження, заданої йому функції; підвищення точності, надійності і продовження терміну служби приладів, захист обслуговуючого персоналу від шуму й вібрацій.

При вплив певних вхідних величин на системуприбор-место установки з'являються деформації робочих елементів, напруги конструктивних елементів чи коливання сусідніх деталей нічого не винні перевищувати заданих значень.

Зниження коливальних і ударних навантажень

 

Під час проектування необхідний точний розрахунок їх коливань, що дозволяє виключити у майбутньому роботи з зниження коливальних навантажень. Точний розрахунок передбачає обізнаність параметрів коливань аналізованої системи. Розрізняють такі заходи стосовно зниження коливальних і ударних навантажень:

> первинні заходи - зменшення впливу збудливих величин шляхомдемпфирования, активної ізоляцією чи гасіння коливань на місці їх виникненню;

> вторинні заходи - зміна передавальної функціїколебательной системи з допомогою запобігання її резонансу та збільшення використання пасивної ізоляції.

У принципі так, конструктор може знизити механічні коливальні і ударні навантаження на прилад й довкілля трьома шляхами:демпфированием; ізоляцієюколебательной системи та гасити цих навантажень.Гашение коливань застосовується устанко - й у великому приладобудуванні.

 

>Демпфирование коливань і ударів

 

Зниження коливальних і ударних навантажень шляхомдемпфирования можливо з допомогою механічних чи електричнихдемпферов. Як механічнихдемпферов можна використовувати також клапани, заслінки (дроселі) чи сильфони.

Ізоляція коливань і ударів

 

Під ізоляцією коливань розуміють зменшення чи запобігання поширенню коливань з допомогою ізоляторів (пружних елементів).

Задля ефективної ізоляції частота порушення має значно відрізнятиметься від власної частоти ізолятора, позаяк у іншому разі, можуть розвиватися звані частоти пробою. Прилад необхідно встановити чи підвішений на ізоляторах. У цьому ізоляція застережень ефективної, якщо власні частотиизолируемой системи менше найнижчою гармоніки частотивозбужден-ния.

Конструктивно блок управління замкомелектромеханическим передбачає установку у приміщенні, тому захист від впливу вібрацій і ударних навантажень передбачається в будинку загалом.


Література

1. Базовий принцип конструюванняРЭА / О.М. Парфьонов, В.Ф.Афанасенко, В.І. Владимиров, Є.В.Саушкин; Під ред. О.М. Парфьонова. - М.: Радіо і зв'язок, 1981.

2. ВарламовР.Г. Компонування радіоелектронної апаратури. Вид. 2-ге перероблене. - М.: Рад. радіо, 1975.

3.РоткопЛ.Л., СпокійнийЮ.Е. Забезпечення теплових режимів при конструюванні радіоелектронної апаратури. - М.: Рад. радіо, 1976.

4. Конструювання радіоелектронних засобів:Учеб. посібник для студентів спеціальності «Конструювання й технологія радіоелектронних засобів» / М.С. Образцов, В.Ф. Алексєєв,С.Ф.Ковалевич та інших.; Під ред. М.С. Образцова. -Мн.:БГУИР, 1994.

5.ГелльП.П.,Иванов-Есипович М.К. Конструювання імикроминиатюризация радіоелектронної апаратури. - Л.:Энергоатомиздат, 1984.

6. Довідникконструктора-приборостроителя. Проектування. Основні норми / В.Л.Соломахо,Р.И. Томілін, Б.І.Цитович,Л.Г.Юдовин. -Мн.:Виш.шк., 1988.

7. ПоляковК.П. Конструювання приладів та пристроїв радіоелектронної апаратури. - М.: Радіо і зв'язок, 1982.

8.Каленкович Н.І. та інших.Механические впливу і захист РЕМ:Учеб.пособие для вузів / Н.І.Каленкович,Е.П.Фастовец, Ю.В.Шамгин. -Мн.:Виш.шк., 1989.

9.ХлоповЮ.Н.,БоровиковС.М.,Алефиренко В.М.,Несмелов В.С., Алексєєв В.Ф., ВоробйоваЖ.С., Образцов М.С. Методичне посібник до курсовому проектування за курсом «Конструювання імикроминиатюризацияРЭА». -Мн.:РТИ, 1983.

10.Карпушин В.Б. Вібрації й удари в радіоелектронної апаратурі. - М.:Сов.радио, 1971.

11.Шимкович А.А.Механические впливу і захист радіоелектронних засобів. Методичне посібник за курсом «Конструювання радіоелектронних засобів», Частина 2. -Мн.:РТИ, 1991.

12. Гурський М.С.Лаб. практикум за курсом «Інженерні засоби захисту радіоелектронних засобів від дестабілізуючих чинників», Частина 1. -Мн.:БГУИР, 1984.

13. Парфьонов О.М. та інших. Проектування конструкцій радіоелектронної апаратури:Учеб.пособие для вузів / О.М. Парфьонов,Э.Н. Камишна, В.П.Усачев. - М.: Радіо і зв'язок, 1989.

14. Проектування приладових панелей радіоелектронної апаратури.Метод.пособие за курсом «Конструювання імикроминиатюризация радіоелектронної апаратури» / Ю.В.Шамгин, В.М.Алефиренко,Е.П.Фастовец та інших. -Мн.:МРТИ, 1976.

15. Введення уергономику. /Под.ред. В.П. Зінченка. - М.:Сов.радио, 1974.

16. Розробка й конструкторської документаціїРЭА /Под.ред.Э.Т.Романичевой. - М.: Радіо і зв'язок, 1989.

17. Проектування приладових панелей радіоелектронної апаратури.Метод.пособие за курсом «Конструювання імикроминиатюризация радіоелектронної апаратури» / Ю.В.Шамгин, В.М.Алефиренко,Е.П.Фастовец та інших. -Мн.:МРТИ, 1976.

18. Довідник. Напівпровідникові прилади: діодивипрямительние,стабилитрони,тиристори. / Під загальною редакцієюА.В.Голомедова – М.:Радио ісвязь, 1989.

19. Довідник. Напівпровідникові прилади: транзистори. – Л.:Энергоатомиздат, 1984.



Друкувати реферат
Замовити реферат
Замовлення реферату
Товары
загрузка...
Наверх Зворотнiй зв'язок