63638 (Блок управления и контроля автоматизированного тестера параметров радиоэлементов), страница 6

Коэффициент заполнения платы по площади (К_зп) примем равным 0.3, тогда площадь платы можно определить по формуле

, (4.1)

где S_i - площадь каждого ЭРЭ.

Исходные данные для расчета площади платы приведены в табл.4.1.

Таблица 4.1 - Исходные данные для расчета площади платы ПК-2 .

Тип ЭРЭ	Количество, шт.	Размеры, мм	Площадь, мм2
Конденсаторы	12	212	288
Разъёмы	1	1080	800
	4	10146	5840
Резисторы	13	410	520
Реле	16	612	1152
Всего			8600

Суммарная площадь, которую занимают ЭРЭ 9112 мм². Определим площадь платы ПК-2 по формуле (1)

S_пл = 8600 / 0.3 = 28666.7 мм²

Так как материнская плата крепится на кассете, то оптимальными её размерами будут 210140 мм.

С учётом того, что на плате оставляется место под резерв, размер материнской платы возьмём равным 303140 мм.

4.2 Расчёт теплового режима блока

Расчет теплового режима блока проведём на ЭВМ по методике приведённой в /19/, текст программы приведён в /20/.

Исходными данными для расчета являются:

• мощность потребляемая блоком, Вт;

• размеры блока (L1,L2,L3), м;

• коэффициент заполнения блока по объёму;

• площадь перфорационного отверстия (м²) и их количество (шт.);

• давление окружающей среды, МПа;

• температура окружающей среды, ⁰С.

Рассчитаем коэффициент заполнения блока по объёму по формуле

, (1)

где V_э - суммарный объём элементов установленных в блоке, м³;

V - объём блока, м³.

Исходные данные для расчета:

• мощность потребляемая блоком Р = 3 Вт;

• размеры блока L1= 0,045м , L2 = 0,03 м , L3 = 0,008 м;

• рассчитаем коэффициент заполнения блока по объёму по формуле (1)

• давление окружающей среды Р=0,1 МПа;

• температура окружающей среды Т= 20 0С;

• площадь перфорационного отверстия S=0,0068 м².

Результаты расчета теплового режима блока:

• температура корпуса блока Т_к=20,19 ⁰С;

• температура нагретой зоны Т_з= 20,57 ⁰С;

• средняя температура воздуха в блоке Т_в= 20,32 ⁰С.

4.3 Расчет надёжности блока

Расчет надежности проведём на ЭВМ с помощью программы приведённой в /20/.

Исходные данные для расчета приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Исходные данные для расчета надёжности.

№ типа	Тип ЭРЭ	Количество	Интенсивность отказов *Е +6 ,1/ч	Коэффициент нагрузки
1	Конденсаторы КМ1	10	0,075	0,5
2	Конденсаторы КМ-5б	2	0,075	0,5
3	Пайка	300	0,05	0,5
4	Плата	1	0,7	0,6
5	Провод	10	0,015	0,5
6	Резисторы МЛТ	13	0,03	0,5
7	Реле	16	0,5	0,2

В ходе выполнения расчёта мы получили следующие результаты:

1. Интенсивность отказа блока 9.840001E-06 1/ч.

1. Время наработки на отказ 468000 ч.

2. Вероятность отказа блока при времени работы указанном в ТЗ (10000 ч)

P=0.9062863.

Значения зависимости вероятности безотказной работы блока от времени его работы приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Зависимость вероятности безотказной работы блока от времени его работы

T час	P(T)	T час	P(T)	T час	P(T)
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000 9500 10000	1 .9950921 .9902083 .9853484 .9805124 .9757001 .9709114 .9661463 .9614046 .956686 .9519907 .9473184 .942669 .9380425 .9334387 .9288574 .9242987 .9197623 .9152482 .9107562 .9062863	10500 11000 11500 12000 12500 13000 13500 14000 14500 15000 15500 16000 16500 17000 17500 18000 18500 19000 19500 20000	.9018384 .8974122 .8930078 .888625 .8842636 .8799238 .8756052 .8713078 .8670315 .8627762 .8585417 .854328 .8501351 .8459627 .8418108 .8376793 .833568 .8294769 .8254059 .8213549	20500 21000 21500 22000 22500 23000 23500 24000 24500 25000 25500 26000 26500 27000 27500 28000 28500 29000 29500	.8173237 .8133124 .8093207 .8053486 .8013961 .7974629 .793549 .7896543 .7857788 .7819222 .7780846 .7742658 .7704658 .7666844 .7629216 .7591772 .7554513 .7517436 .7480541

5. Технологическая часть

1. Качественный анализ конструкции

Основными показателями технологичности изделия являются его трудоемкость изготовления, себестоимость, программа выпуска и тип производства.

Анализируя техническое задание на дипломный проект, полагаем, что тип производства материнской платы – единичный. Таким образом, применение автоматизированного оборудования является нерентабельным. Следовательно, большинство операций по изготовлению материнской платы являются ручными, с применением станков и оборудования. В качестве материала для изготовления материнской платы используется стеклотекстолит марки СТФ-1-35-1,5 ТУ 15-503.16-83. Он обладает высокой механической прочностью, высокими электроизоляционными свойствами, низким водопоглощением. На материнской плате в оптимальной последовательности устанавливаются ЭРЭ, разъемы и детали крепежа. Такой вариант формирования является наиболее приемлемым, так как плата разбита на законченные функциональные узлы. Это позволяет легкую замену вышедшего из строя узла. Принимаемые типы ЭРЭ позволяют вести подготовительные операции (обрезку, лужение, формовку) в автоматизированном режиме, что позволяет снизить трудоемкость сборки печатной платы.

Монтаж платы односторонний, поэтому производить замену элементов печатной платы можно, не снимая ее. А также при сборке производить пайку прогрессивным методом – волной припоя. Крепление платы на салазках обеспечивает легкую ее замену в случае выхода из строя.

При сборке изделия используются освоенные в производстве детали, такие как контакты, лепестки, прокладки и т.д.

Точность технологических процессов является одной из главных количественных характеристик, но она не достаточна для того, чтобы в полной мере осуществить качество того или иного процесса. Для таких оценок вводят количественные характеристики и совместный учет точностных характеристик и характеристик устойчивости, позволяющих сделать обоснованное заключение о технологическом процессе. Чтобы плата была технологичной предусмотрено: приготовление деталей из унифицированных и стандартных элементов и использование деталей, заимствованных из освоенных ранее изделий, сокращение числа оригинальных и сложных деталей, размеры и поверхности которых требуют точности и шероховатости, экономически необоснованных, а также использование недефицитных и не дорогих материалов, являющихся технологичными.

Исходя из выше сказанного, конструкцию материнской платы можно считать технологичной.

1. Проектирование технологического процесса сборки печатной платы

Обеспечение высокой точности и надежности, серийно выпускаемых изделий достигается применением комплекса мероприятий, важной составной частью которого является технология сборки. Поэтому качественное проведение сборочных операций является одним из условий повышения качества сборки изделия, долговечности собираемых узлов и изделий.