94198 (Физиотерапевтическое устройство на основе применения упругих волн), страница 5

Так как устройство должно быть достаточно надежным и обеспечивать необходимый диапазон частот, то конденсаторы будем использовать типа КМ. Электролитический конденсатор типа К50-35 должен быть рассчитан на напряжение не менее 16 В. Также будут применены конденсаторы К10-17. Погрешность их должна быть не больше 20%.

В физиотерапевтическом устройстве на основе применения упругих волн применен повышающий трансформатор. Работает он на частотах до 66000 Гц. В связи с этим в трансформаторе необходимо использовать торроидальный сердечник. Это уменьшит габариты изделия. Для намотки трансформатора необходимо взять провода ПЭВТЛ-1-0.1 и ПЭВТЛ-1-0.2 так как их параметры наиболее подходят для обеспечения необходимых характеристик трансформатора.

Для изготовления понижающего трансформатора будем использовать провод марки ПЭВ-2 с диаметром d₁=0.063 и d₂=0.25 мм. Каркас необходимого размера для обмоток понижающего трансформатора изготавливается из электротехнического картона необходимой толщины.

Устройство будет защищено от перегрузок двумя вставками плавкими ВП2Б-1В (на ток 1 А). Для их закрепления можно воспользоваться держателями плавких вставок ДВП4-1Т.

4.2 Выбор материалов конструкции

В качестве корпуса будем использовать корпус из алюминиевого сплава АМц. Корпус будет состоять из крышки, лицевой панели и задней панели. Лицевая панель будет выполнена из ударопрочного полистирола УПМ-0612 Л – 06 рец. 151, 1с ГОСТ 28250-89 белого цвета. Такой корпус прост, надежен и удобен для быстрого ремонта устройства.

Для большей устойчивости корпуса на рабочей поверхности необходимо применить резиновые ножки.

Шурупы для скручивания корпуса, прикручивания сетевого переключателя, переключателя диапазонов, переключателя режимов, крепления платы будем использовать с полукруглой головкой по ГОСТ 1144 – 80 диаметрами 2.5 и 4 мм.

Монтажные провода соединяющие плату и переключатели используем марки НВМ-0.35-4 ГОСТ 17515-22. Трубки изолирующие типа 305 ТВ-40-2 белая, 1с ГОСТ 19034-82.

Плата с элементами крепится к корпусу с помощью четырех втулок винтами М 3-6д10.36.016.

Печатную плату необходимо изготовить из двустороннего фольгированного стеклотекстолита марки СФ2-35-1.5. Для обеспечения необходимой надежности, технологических показателей отверстия целесообразно сделать металлизированными. Плата изготавливается комбинированным позитивным методом с металлизацией отверстий.

Двусторонняя печатная плата выгодна тем, что уменьшаются габариты изделия. Для маркировки печатных плат и элементов на печатной плате выберем краску маркировочную МКЭЧ, черная, ГОСТ 12034-77. Данная краска механически прочная, эластичная, с хорошей адгезией.

Качество паяных соединений (прочность, герметичность, надежность и т.д.) зависят от правильного выбора припоя и флюса. Припой должен обладать хорошей смачивающей способностью, иметь температуру плавления не меньше 160С, быть дешевым. Наиболее подходящим припоем для разрабатываемого прибора является ПОС-61.

При выборе флюса руководствовался следующими соображениями:

- должен обладать хорошей смачивающей способностью;

- химически не должен быть слишком активным;

- должен хорошо удаляться с поверхности платы;

- невысокая цена.

Для флюсования печатной платы физиотерапевтического устройства можно воспользоваться флюсом ФКТ, который хорошо очищает поверхность перед пайкой, не является коррозийно активным и легко удаляется после пайки.

При изготовлении трансформатора после намотки катушки и закрепления выводов на лепестках, катушку необходимо обмотать несколькими слоями хлопчатобумажной ленты для защиты от механических повреждений и для улучшения электрической изоляции. Для придания влагостойкости, монолитности, необходимой механической прочности, катушки после намотки необходимо пропитать лаком ЭД-6.

5. обоснование конструкторского исполнения, расчет компоновочных характеристик

1. Обоснование конструкторского исполнения

Выбор рационального конструкторского исполнения конкретной аппаратуры зависит от решения множества вопросов, связанных с поиском оптимального варианта конструктивно-технологического обеспечения комплекса технических, экономических, эксплуатационных, производственных и организационных требований. Поиск оптимального конкретного конструктивно-технологического варианта должен проводиться при минимальных затратах и с учетом современных тенденций развития радиоэлектронной аппаратуры, прежде всего элементной базы и техники монтажа.

Физиотерапевтическое устройство выполнено в корпусе, состоящем из крышки, лицевой панели и задней панели В качестве корпуса будем использовать корпус из алюминиевого сплава АМц.. Лицевая панель будет выполнена из ударопрочного полистирола УПМ-0612 Л – 06 рец. 151, 1с ГОСТ 28250-89 белого цвета. Такой корпус прост, надежен и удобен для быстрого ремонта устройства. Желательно, чтобы цвет корпуса был белым. Этот цвет оказывает положительное психологические воздействие на пациентов, что в некоторой степени помогает выздоровлению.

На передней панели размещены органы управления, элементы индикации и коаксиальный разъем типа СР-50-74 для выхода на преобразователь. К органам управления относятся: кнопка СЕТЬ, кнопка ПУСК ТАЙМЕРА, регуляторы частоты и длительности воздействия; кнопки переключения режимов работы и диапазонов частоты, интенсивности. К элементам индикации относятся светодиоды, которые говорят о работе прибора.

Плата с элементами крепится к корпусу с помощью четырех втулок винтами М 3-6д10.36.016. Печатную плату необходимо изготовить из двустороннего фольгированного стеклотекстолита марки СФ2-35-1.5. Для обеспечения необходимой надежности, технологических показателей отверстия целесообразно сделать металлизированными. Плата изготавливается комбинированным позитивным методом с металлизацией отверстий.

Двусторонняя печатная плата выгодна тем, что уменьшаются габариты изделия. Для маркировки печатных плат и элементов на печатной плате выберем краску маркировочную МКЭЧ, черная, ГОСТ 12034-77. Данная краска механически прочная, эластичная, с хорошей адгезией.

Электрическая коммутация платы с органами управления, вынесенными на переднюю панель, осуществляется с помощью проводов, присоединенных методом пайки к контактным лепесткам на плате с одной стороны, а с другой стороны - к выводам переключателей переменных резисторов, закрепленных на передней панели.

Марка прибора УФМ-1 нанесена в правом верхнем углу на передней панели с помощью краски МКЭ, черная шрифтом 3-ПР3 ГОСТ 26.020-80.

На задней панели прибора расположены два держателя предохранителя, клемма заземления, маркировка. Для удобства пользования и для большей устойчивости корпус имеет четыре амортизатора, закрепленные винтами М 3-6д10.36.016.

Шурупы для скручивания корпуса, прикручивания сетевого переключателя, переключателя диапазонов, переключателя режимов, крепления платы используются с полукруглой головкой по ГОСТ 1144 – 80 диаметрами 2.5 и 4 мм.

Проектируемый прибор выполнен в портативном исполнении и его масса не превышает 1,5 кг. Для получения необходимой мощности на выходе используется усилитель мощности и повышающий трансформатор. Трансформатор имеет торроидальный сердечник для уменьшения габаритов, массы и снижения потерь.

5.2 Расчет компоновочных характеристик

Компоновка - размещение в пространстве или на плоскости различных элементов РЭА - одна из важнейших задач при конструировании. Основная задача, решаемая при компоновке РЭА, - это выбор форм, основных геометрических размеров, ориентировочное определение веса и расположения в пространстве любых элементов или изделий радиоэлектронной аппаратуры.

Компоновка - сложный и ответственный процесс конструирования, так как размещение всех заданных элементов схемы в заданном объеме конструкции с установлением основных геометрических форм и размеров между ними с одновременным обеспечение нормальной работы схемы устройства в соответствии с техническим заданием по существу определяет в дальнейшем все этапы разработки. К основным этапам разработки компоновочных схем относятся: определение особенностей функциональных параметров электрической схемы устройства и выбор основной конструктивно-законченной единицы; выбор элементной базы и способа монтажа; отработка вопросов межсоединений, теплопередачи, прочности и жесткости конструкции.

На практике задача компоновки РЭА чаще всего решается при использовании готовых элементов (радиодеталей) с заданными формами, размерами и весом, которые должны быть расположены в пространстве или на плоскости с учетом электрических, магнитных, тепловых и других видов связей.

Компоновочные характеристики и документы способствуют лучшему взаимопониманию не только всех разработчиков данного изделия, но и заказчиков, которые могут субъективно сравнивать как подобные, так и разные по характеру системы.

Все элементы физиотерапевтического устройства размещены на печатной плате из стеклотекстолита СФ-2 толщиной 1...1,5 мм.

Методы компоновки элементов РЭА можно разбить на две группы: аналитические и модельные. К первым относятся численные и номографические, основой которых является представление геометрических параметров и операций с ними в виде чисел. Ко вторым относятся аппликационные, модельные, графические и натурные методы, основой которых является та или иная физическая модель элемента, например в виде геометрически подобного тела или обобщенной геометрической модели.

При аналитическом определении объемов замещающих фигур стремятся свести их количество к минимуму а размеры брать такими, чтобы сразу можно было получить значения установочного объема Vуст. Значение Vуст и подобных параметров элементов РЭА можно вычислить, пользуясь выражением:

m

КП=K Ni, (5.1)

i=1

где КП - компоновочный параметр;

K - коэффициент пропорциональности;

m - количество компоновочных параметров Ni.

Для расчета объема, веса и потребляемой мощности выражение (5.1) можно представить так:

n m

V=1/kv( Vоi+ Vai), (5.2)

i=1 i=1

n

G=Kg Gi, (5.3)

i=1

G=G' V, (5.4)

n

Pпит=kp Pпитi., (5.5)

i=1

Здесь V - общий объем изделия;

kv - обобщенный коэффициент заполнения объема изделия элементами (иногда используют обобщенный коэффициент увеличения объема Kv, больший единицы, так как Kv =1/kv);

Vоi и Vai - значения установочных объемов однотипных Vо и единичных Va i-х элементов;

G - масса аппарата;

Kg - обобщенный коэффициент объемной массы изделия;

G'- объемная масса аппарата;

kp - коэффициент, учитывающий потери Pпит.

Значения kv лежат в пределах от 0,2 до 1, Vуст - от долей см³ до сотен дм³, Kg - от 1,2 до 3, Gi - от долей грамма до нескольких килограмм, G'- от 0,4 до 1,6 г/см³, kp - от 1,1 до 1,2.

Исходными данными для расчета являются:

- количество элементов в блоке;

- количество наименований элементов;

- физическая площадь элементов блока;

- физический объем элементов блока;

- физический вес элементов блока;

- линейные размеры;

- значение объемной массы - 0,8;

- коэффициент заполнения - 0,7.

В данном проекте расчет компоновочных показателей проведен с помощью программы на ПЭВМ. Распечатки с результатами расчета приведены в приложении Б настоящего дипломного проекта.

Таблица 5.1

Полученные данные

Общий компоновочный объем платы V = 6.5940000000Е+01