63636 (Блок обмена сообщениями коммутационной станции), страница 5

Для применения в разработке используется широко распространенные МПК серий 580, 1810, производимые отечественной промышленностью. Эти комплекты имеют сильно развитые средства поддержки разработки ПО и широкую номенклатуру периферийных и специализированных БИС, Для разработки микропроцессорных узлов также применяются серии 537,

3.2 Анализ элементов на устойчивость к внешним воздействиям

Применяемые в конструкции радиоэлементы должны сохранять работоспособность при воздействии на них внешних дестабилизирующих факторов. Основные справочные данные используемых элементов на устойчивость к внешним воздействиям приведены ниже.

Микросхемы серии 1533 имеют пониженную рабочую температуру среды минус 10 °С, повышенная температура 70 °С. Амплитуда ускорения синусоидальной вибрации - 10g, линейное ускорение - 50g.

Микросхемы типа КР580 сохраняют свою работоспособность при температуре окружающей среды в пределах от минус 10 °С до 70 °С. Относительная влажность среды до 98 %. Воздействие синусоидальной вибрации в пределах 1 - 600 Гц с амплитудой ускорения 10 g. Удар - 75g. Линейное ускорение 25g.

Микросхемы типа КР1810 выдерживают воздействие пониженной температуры среды минус 10 °С, повышенной температуры 70 °С. Амплитуда ускорения синусоидальной вибрации 10g. Линейное ускорение 50g,

Микросхемы типа К170 имеют пониженную температуру окружающей среды минус 10 °С, повышенную температуру 70 °С. Амплитуда ускорения синусоидальной вибрации 10g. Линейное ускорение 500g,

Микросхемы серии КР537 также выдерживают воздействие температуры окружающей среды в пределах от минус 10 °С до 70 °С. Амплитуда ускорения синусоидальной вибрации 10g, Линейное ускорении 50g.

Конденсаторы типа К10-17 сохраняют свою работоспособность при воздействии на них пониженной температуры среды минус 60 °С, повышенной температуры среды 125 °С. Влажность окружающего воздуха не более 98 % при 35 °С. Воздействие синусоидальной вибрации в пределах от 1 до 5000 Гц с амплитудой ускорения 40g. Многократный удар 40g, однократный 150g. Линейное ускорение 500g,

Конденсаторы типа К53-4А имеют диапазон рабочих температур в пределах от минус 60 до 85 °С. Влажность 85 % при 35 °С. Вибрация в диапазоне частот 1...3000 Гц с амплитудой ускорения до 20g. Ударные перегрузки 150g. Линейное ускорение 200g.

Резисторы типа С2-ЗЗН имеют повышенную рабочую температуру 85 °С. Работоспособны при воздействии синусоидальной вибрации в пределах от 1 до 5000 Гц с амплитудой ускорения 30g. Однократный удар l000g, многократный удар 150g. Линейное ускорение 500g.

Набор резисторов HP 1-4-9 имеет пониженную рабочую температуру среды минус 60 °С, повышенную температуру 155 °С. Относительная влажность воздуха при 20 °С не превышает 98 %. Воздействие синусоидальной вибрации с частотой 1 - 2000 Гц с амплитудой ускорения 10g. Воздействие многократного удара 40g., однократного 150g. Линейное ускорение 50g.

Резонатор РК169МА имеет диапазон рабочих температур в пределах от минус 60 °С до 85 °С. Воздействие синусоидальной вибрации 1 - 2000 Гц с амплитудой ускорения 20g. Ударное воздействие 500g. Линейное ускорение 50g.

Пониженная температура окружающей среды для индикатора АЛ3076 составляет минус 60 °С, повышенная 75 °С. Частота вибрации 1 - 2000 Гц с амплитудой ускорения 20g. Линейное ускорение составляет 200g.

Диод типа 2Д522Б сохраняет свою работоспособность в диапазонах температур от минус 60 до плюс 125 °С. Относительная влажность воздуха составляет 98 % при 35 °С. Синусоидальной вибрация частотой от 1 до 600 Гц с амплитудой ускорения 10g. Однократный удар 15g. Линейное ускорение 20g.

Таким образом, проанализировав характеристики элементов на устойчивость к внешним воздействиям и сравнив их с требованиями предъявляемыми к АТС можно сделать вывод о том, что выбранная элементная база удовлетворяет требованиям работоспособности в части воздействия внешних дестабилизирующих факторов.

3.3 Описание материалов конструкции

Для изготовления слоев МПП в качестве основания используется стеклотекстолит, для получения которого применяют стеклянную безщелочную ткань и эпоксифенолоформальдегидный лак. Пропитку стеклоткани лаком производят на вертикальных пропиточных машинах, снабженных сушилкой. Пропитанная и просушенная стеклоткань наматывается на барабан. Затем эта стеклоткань, находящаяся в стадии неполного отвердения, и фольга нарезаются на листы необходимого размера. Склеивание фольги и стеклотекстолита производится на гидравлических прессах. Установлено, что оптимальным режимом термообработки является выдержка заготовок МПП после прессования в камере тепла при 140 °С в течение 2ч. Термообработка заготовок MПП в указанном режиме делает более стабильными характеристики твердости материала и расширяет диапазон его рабочих температур [10].

Таким образом, при выборе материала для изготовления МПП было отдано предпочтение стеклотекстолиту типа СТФ-2-35-0,3. Это теплостойкий стеклотекстолит фольгированный с двух сторон гальваностойкой фольгой толщиной 35 мкм, толщина стеклотекстолита - 0,3 мм. В качестве связующего материала используется ЭД-8.

В конструкцию кассеты входит направляющая изготовленная из полиамида (ПА), который относится к термопластичным материалам. Материалы этой группы обладают легкостью, стойкостью в агрессивных средах, отличными антифрикционными и демпфирующими свойствами, высоким электросопротивлением и малой теплопроводностью, но характеризуются пониженной прочностью, значительной текучестью под нагрузкой и низкой теплостойкостью. Термопласты имеют хорошие литейные свойства, хорошо деформируются в нагретом состоянии, свариваются и хорошо обрабатываются резанием.

Полиамид стеклонаполненный ПА 610-ДС, сорт 1 ГОСТ 17648-83 представляет собой композицию полиамида с отрезками стекловолокна. Данный материал характеризуется повышенными механическими свойствами и теплостойкостью.

Предел прочности на растяжение а_в = 120...152 МПА, 5= 2,0...2,8 %, КС = 29...60 кДж/м², 137 НВ, температура размягчения 180...200 °С, плотность 1270...1410 кг/м³.

Фиксатор изготовлен из стального листа

Это лист холоднокатаный, нормальная точность (Б), нормальная плоскостность (ПН), с обрезной кромкой (О), толщина 0,8 мм., из стали категории 5 по контролируемым свойствам, качество поверхности по группе II, для нормальной вытяжки (Н), марка стали 10, свойства материала и качество поверхности по ГОСТ 16523-89.

Швеллер изготовлен из стального листа

Лист холоднокатаный, нормальная точность (Б), нормальная плоскостность (ПН), толщина 2,0 мм., из стали категории 5 по контролируемым свойствам, качество поверхности по группе 11, для нормальной вытяжки (Н), марка стали 10, свойства материала и качество поверхности по ГОСТ 16523-89.

Планка также изготовлена из листовой стали

Лист холоднокатаный, нормальная точность (Б), нормальная плоскостность (ПН), толщина 5,0 мм., из стали категории 10 по контролируемым свойствам, качество поверхности по группе II, свойства материала и качество поверхности по ГОСТ 1577-81.

В конструкции применен оловянно-свинцовый припой ПОС-61. Этот припой является легкоплавким, мягким и технологичным. Прочность паянных соединений на сдвиг до 30...40 Мпа.

Клей ВК-9 - многокомпонентная эпоксидная композиция с полиамидами. Клей горячего твердения, предназначен для соединения металлов и неметаллов. Рабочие температуры от минус 60 до 200˚С. Прочность на срез до 14 МПа, при 125˚С-4,5 МПа.[22]

4. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ, МЕТОДОВ И ПРИНЦИПОВ КОНСТРУИРОВАНИЯ

4.1 Анализ существующих принципов конструирования

В настоящее время получили широкое распространение такие принципы конструирования, как моносхемный, схемно-узловой, каскадно-узловой, функционально-узловой и модульный [11].

Моносхемньтй принцип конструирования заключается в том, что полная принципиальная схема радиоэлектронного аппарата располагается на одной печатной плате и поэтому выход из строя одного элемента приводит к сбою всей системы. Оперативная замена вышедшего из строя элемента затруднена из-за сложности его обнаружения.

При схемно-узловом принципе конструирования на каждой из печатных плат располагают часть полной принципиальной схемы радиоаппарата, имеющую четко выраженные входные и выходные характеристики,

Каскадно-узловой принцип конструирования заключается в том, что принципиальную схему радиоаппарата делят на отдельные каскады, которые не могут выполнять самостоятельных функций.

Функционально-узловой принцип конструирования нашел широкое распространение при разработке больших РЭА. Базовым элементом конструкции здесь является ТЭЗ. Имея необходимый набор ТЭЗ, можно построить целый ряд РЭС с различными техническими характеристиками.

При модульном принципе конструирования основные функциональные узлы взаимосвязаны с помощью одного канала. Чтобы установить связь с модулем-приемником, модуль передатчик посылает нужный сигнал вместе с адресом по шине. Сигналы поступают на входы всех подключенных к каналу модулей, но отвечает только запрашиваемый. Применяя этот принцип, можно построить РЭЛ с практически неограниченной сложностью, сохраняя при этом гибкость в ее организации, так как разработчик использует ровно столько модулей, сколько ему требуется. Разработчик может также легко модернизировать конструкцию, меняя или добавляя отдельные модули и получая при этом различные параметры. Именно по этому принципу построена проектируемая ЛТС.

4.2 Общие требования к конструкции АТС

Конструкция обеспечивает размещение оборудования станции в обычных помещениях с высотой потолка не менее 3 м.

Конструкция обеспечивает установку без фальшпола.

Разработанная аппаратура обеспечивает прочность при транспортировании. Аппаратура в упакованном виде обеспечивает устойчивость к перевозке автотранспортом, в закрытых дорожных вагонах, негерметизированных кабинах самолетов и вертолетов, трюмах речного транспорта.

Аппаратура защищена от внешних электромагнитных излучений.

Конструкция типовых элементов замены предусматривает размещение в ней печатной платы, соответствующей международному стандарту с размерами 233,35 х 280 мм и возможностью установки на ней двух соединителей. При этом типовые элементы замены могут заменяться без какого-либо регулирования. ТЭЗы выполнены быстросъемными и их масса не превышает 2,5 кг.

Конструкция исключает наличие жгутового монтажа. Ввод внешних кабелей возможен как сверху стойки, так и снизу без изменения конструктива.

Конструкция оборудования станции, его размеры, композиция, технические формы и выбор окраски удовлетворяют общим требованиям технической эстетики и эргономики. Конструкция оборудования отвечает антропометрическим требованиям.

Для того, чтобы оборудование выдерживало воздействие климатических факторов, соответствующее группе условий эксплуатации, материалы, металлические, неметаллические и неорганические покрытия выбраны но ГОСТ 15150-69 для климатического исполнения УХЛ.

4.3 Описание конструкции шкафа

Шкаф предназначен для размещения в нем блоков электроники и питания, рисунок 2.

Габаритные размеры шкафа:

- высота - 2200 мм;

- ширина - 986 мм;

глубина - 520 мм.

Шкаф конструктивно состоит из каркаса, боковых обшивок, передней и задней дверей. Каркас выполнен в виде верхней и нижней рам, боковых стоек, верхней и нижней обшивок. Рамы выполнены из одного типа трубы прямоугольного сечения.

Крепления стоек в каркасе к верхней и нижней рамам осуществляется 16-ю болтами М8.

Передняя и задняя стороны шкафа закрываются дверьми, которые крепятся в шкафу при помощи двух торцовых осей и замка с тягами.

Боковые обшивки к стойкам каркаса крепятся при помощи 4-х винтов М8.

Двери представляют собой глухую по высоте листовую сталь с приваренными угольниками, на которых располагаются контактирующие пружины. При помощи этих пружин осуществляется контакт между боковыми обшивками, передней и задней дверьми.

В шкафу обеспечивается электрический контакт между каркасом, боковыми обшивками, передней и задней дверьми.

Для осуществления естественной конвекции воздуха в верхней и нижней обшивках каркаса и дверях предусмотрены вентиляционные отверстия,

В шкафу предусматривается возможность установки дефлекторных пластин для перераспределения воздушных потоков.

Максимальный вес оборудованного шкафа не более 250 кг.

4.4 Описание конструкции кассеты

Корпус кассеты предназначен для размещения в них блоков электроники и питания.

Габаритные размеры корпуса кассеты:

- ширина - 874,18 мм;

- высота - 265,9 мм;

- глубина - 322 мм.

Корпус кассеты представляет собой сборную конструкцию, состоящую из 2-х стенок и 4-х держателей (2-х передних и 2-х задних) одного типоразмера.