Аксенова И.К., Мельников А.А. Основы конструирования радиоэлектронных приборов (1986) (1092050), страница 20
Текст из файла (страница 20)
п. Для безрамочной ячейки разъемной конструкции основным элементом крепления является планка, которая устанавливается на печатную плату ячейки (или между печатными платами) с противоположной стороны установки электричесхого соединителя. Такие планки предназначены для индивидуального крепления ячеек в блоке и выполняются в различных конструктивных модификациях, что дикзуется требованием легкосъемности ячеек и видами аппаратуры. Материалом планок, как правило, является алюминиевый сплав АЛ9 или полиамид. В ячейках рамочной разъемной конструкции (см.
рис. 5.16) роль элемента крепления выполняет рамка, создающая необходимую жесткость конструкции ячейки, позволяющая осуществлять крепление ячейки в блоке и одновременно отводящая теплоту на корпус блока. Крепление печатных плат ячеек в рамочной разъемной конструкции осуществляется с помощью винтов, заклепок или резьбовых втулок по углам не менее чем в четырех точках. При необходимости вводятся дополнительные точки крепления в средней части платы, число которых определяется требованиями механической прочности, предъявляемой к аппаратуре. Элементы фиксации ячеек предназначены для ориентирования ячеек в блоках разъемной конструкции и выполняются в виде штырей-ловителей, если они не заложены в разъемах, и направляющих. Штыри-,повители служат для облегчения совмещения ячейки с ответной частью электрического соединителя, выполняются плавающими или с жестким закреплением и располагаются на максимальном расстоянии друг от друга.
Необходимый элемент разъемной ФЯ вЂ” ключ для исключения возможности неправильной установки последней. Для этого используют иесимметрию конструкции ячейки, разнотолщинность направлявших, но в болыпинстве случаев ключом ячейки служит ключ разъема, как, например, в разъеме СНП34, где кодовый штырь с помощью поворота на несколько градусов имеет до 200 различных вариантов и одновременно может выполнять функции ловителя, Элементы контроля разъемных ячеек предназначены для осуществления контроля и проверки работоспособности ячейки в процессе настройки, эксплуатации и профилактического ремонта. Как правило, элементы контроля устанавливаются на краях ПП ячеек, на планках креп- Рнс.
5.!7. Конструкцнн кннжной рамочной ячейки. à — неталлнчеекая рамка; 2 †. нечетка» влага; д — приливы лля шарннрного еаелннення ячеек в блоке; Š— гнбкнв не- четный «эбель лення или в местах, легко доступных для подключения необходимых контрольных приборов. Иногда иа планку ячейки устанавливают органы визуального контроля в виде миниатюрных ламп и органов подстройки переменных резисторов, конденсаторов и потенциометров. В книжных конструкциях ФЯ (рис. 5.!7) перед элементами съема электрических сигналов и элементами крепления и фиксации ставятся другие задачи, так как к блокам книжной конструкции предъявляются требования обеспечения высокой надежности электрических соединений, малых габаритов и массы и не предъявляется требование легкосъемности.
Поэтому платы ФЯ в книжных конструкциях оканчиваются, как правило, контактными площадками, заклепками, осажениыми контактами, специальными ламелями, закрепленными в колодках и позволяющими многократную подпайку до трех проводов одновременно, илн плоскими низкочастотными разъемами типа РПС1-37. Электрические соединения ячеек в блоках таких конструкций выполняют с помощью гибких шлейфов, плоских кабелей, плоских кабельных стволов илн монтажных проводов. Перед элементами крепления и фиксации ФЯ книжной конструкции ставится задача обеспечения шарнирного соединения и гарантированного зазора между ячейками в блоке. В зависимости от конструкции блока в ячейку книжной конструкции может быть введен элемент шарнирного соединения трех типов: а) простой одноосный шарнир (до 60 — 90о раскрытия платы); б) более сложный шарнир (типа велосипедной цепи, когда между петлями есть еще звено); в) двухосный шарнир (до 180о раскрытия платы). Постоянный зазор между ячейками осуществляется распорно-дистанционными втулкамн или сухарями, которые устанавливаются в крепежных отверстиях ячейки н предусматривают последующее групповое крепление ячеек в блоке.
Безрамочные ячейки книжной конструкции, как правило, реализуются в виде печатных плат с распорно-дистанционными втулками и элементами шарнирного соединения, которые стягиваются шпилькамн в пакет, а собранные таким образом блоки устанавливаются в моноблоки под общим кожухом илн в герметичном приборе с небольшим тепловыделением. Рамочные ячейки книжной конструкции реализуются в различных модификациях, но наиболее удачным представляется вариант, когда рамка одновременно является несущим элементом для печатной платы н частью будущего кожуха блока, который образуется нз стенок собираемых в пакет ячеек. Такая конструкция рамочной ячейки характерна для бортовых низкочастотных негерметичных блоков с малым и повышенным тепловыделе- пнем.
Рамки в этом случае выполняются из тонколистового алюминиевого сплава пайкой эвтектическим силумином. Общие требования к конструированию сборочных единиц Н уровня. Выбор варианта конструкции блока и компоновки ячеек в нем, а также взаимное расположение других конструктивных зон надо осуществлять, исходя из технических требований, специфичных для разрабатываемой РЭА (надежность, ремонтопригодность, габаритные и установочные размеры, масса, тепловые режимы, условия эксплуатации и т. д.).
В основном блоки РЭА конструируются прямоугольно-параллелепипедной формы, за исключением блоков, устанавливаемых в специальные отсеки. Это дает, возможность применения автоматизированных методов проектирования и использования типовых технологических процессов сборочно-монтажных и регулировочных работ. Наиболее трудоемки в процессе проектирования блоков выбор рационального варианта компоновки ячеек в блоке, обеспечение минимальной длины цепей электрической коммутации и нормальных тепловых режимов блоков, а также разработка илн выбор базовой несущей конструкции (БНК) блока, которая в свою очередь обеспечивает два первых требования. Причем БНК блоков предназначаются для размещения, механического крепления, защиты от механических перегрузок и внешних воздействий ячеек в блоках, а также блоков в шкафах, стойка» и стеллажах. Элементы несущих конструкций должны обеспечивать надежное крепление ячеек с микросхемами, МСБ и другими ЭРЭ и элементами электрической коммутации, минимальную массу, максимальное использование однотипных деталей и их унификацию.
Материалы и покрытия, применяемые для изготовления элементов несущих конструкций блоков, должны выбираться в зависимости от назначения и условий эксплуатации аппаратуры. Элементы несущих конструкций изготавливаются литьем под давлением, штамповкой, прессованием и сваркой профильных материалов, хотя, в последнее время широко применяются профильно-сборные конструкции, что обусловливается ростом номенклатуры прессованных профилей и их низкой себестоимостью. Важную роль на этапе проектирования имеет правильный выбор внутриблочной электрической коммутации с применением прогрессивных методов монтажа, а 102 также межблочного электрического соединителя, зависящего от метода межблочной коммутации (петлевой, накидной или врубной) и БНК блока, определенной видом аппаратуры.
Для электрических межблочных соединителей наиболее часто используют соединители следующих типов: 2РМ, 2РМД, РП-!5, МР1, РС, ГРПМ2, ГРПМЗ, ГРПМ9. Кроме того, на этапе проектирования необходимо прорабатывать вопросы электрической защиты блоков, включая заземление и экранирование, вопросы тепловых режимов, герметизации и внброизоляции блоков. Компоновочные схемы блоков. Под к о м п о н о вко й б ло ко в следует понимать взаимную ориентацию ячеек или других конструктивных зон (электрической коммутации, механических элементов и т.
д.) в заданном объеме блока. Для определения факторов, влияющих на габариты и конструктивное построение блоков, следует рассмотреть наиболее часто используемые в РЭА разъемный и книжный варианты конструкции блоков. Требования по механическим воздействиям влияют на выбор зазоров между ячейками с учетом деформации ПП ячеек, элементов несущих конструкций (рамки,. ребра жесткости и т. д.), элементов крепления (приливы, кронштейны, шарниры, бобышки), элементов конструкции корпуса блока и элементов крепления блоков в стойке, шкафу и др.
По климатическим требованиям условия эксплуатации оказывают влияние на вариант исполнения корпуса блока: герметичный, негерметичный. Повышение требований по механическим и климатическим воздействиям на аппаратуру приводит к увеличению вспомогательного объема, а значит, и всего блока. Следующим фактором, влияющим на габаритные размеры блока, является также применяемая элементная база н число элементов, размещаемых в блоке, но широко выпускаемые микросхемы различной степени интеграции в сочетании с МСБ позволяют пока даже при значительном увеличении числа элементов в принципиальной электрической схеме блоков сокращать их габариты, что достигается повышением плотности упаковки элементов.
Дальнейшее повышение плотности упаковки связывается с увеличением степени интеграции микросхем и МСБ и достижениями в функциональной микроэлектронике. Элементы электрических соединений в блоках влия- 103 ют на размеры зон электрической коммутации, которые разделяются на впутриблочные и межблочные. Виутриблочная зона образуется элементами электрической коммутации между ячейками внутри блока, жежблочная— элементами электрической коммутации между блоками в шкафу, стойке, пульте и т. д. с учетом объемов, занимаемых частью межблочных электрических соединителей, входящих в полный объем блоков. Межблочные электрические соединения могут осуществляться: жгутовыми соединениями с помощью объемных проводов, разъемами, соединителями и гибкими шлейфами или гибкими печатнымн кабелями и коммутационной печатной платой.
Внутрнблочные электрические соединители занимают в блоках зону, равную 25 — 35 мм, что увеличивает одну из сторон блока в зависимости от выбранного варианта компоновки. Жгутовые соединения, ГПК и коммутационные ПП увеличивают габаритные размеры корпуса блока на 15 — 20 мм в одном или в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для обеспечения в блоках РЭА нормального теплового режима применяются различные системы охлаждения в зависимости от температуры окружающей среды, максимально допустимой температуры ЭРЭ, варианта исполнения корпуса блока (герметичный, негерметичный), конструкции и компоновки ячеек в блоке.
Воздушная система охлаждения при естественной конвекцни требует величину зазоров между ячейками 6 — В мм для обеспечения нормального теплового режима внутри блока. Воздушная система охлаждения с принудительным охлаждением позволяет сокращать зазоры между ячейками до 2 мм, но вызывает увеличение объема блока иа 10 †!5о!о за счет установки вентилятора или воздуховодов. Кондуктивная система охлаждения, т. е.
теплостокн в виде радиаторов, теплоотводящих шин, тепловых трубок, оребрения корпусов блоков и т. д., увеличивает габаритные размеры блоков на 20 — 25о!о и влияет на размеры их несущих конструкций. Кроме того, иа габаритные размеры влияет метод изготовления элементов несущих конструкций блоков (штамповка, литье, прессование, механическая обработка). Таким образом, все рассмотренные факторы так или иначе влияют на выбор варианта конструкции блоков и соответственно на его габаритные размеры, а поэтому правильность выбранной конструкции в процессе эскизной проработки должна определяться комплексом абсо- лютных (объем, масса блока, надежность и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
