λΣ (v)= 3,35·10-5  1/ч.

3. Рассчитываем значение времени наработки на отказ:

,                                                (3.45)

 ч.

4. Вычисляем вероятность безотказной работы устройства P(tз) в течении заданного времени tз = 5000 ч:                          

,                                           (3.46)

Т.е. с вероятностью 0,846 данный блок РЭС будет функционировать безотказно в течение 5000 часов.

5. Среднее время безотказной работы устройства (средняя наработка на отказ):  

                                            Тср  =  Т0 = 29850 ч.

6. Вычисляем гамма-процентную наработку до отказа при :

,                                             (3.47)

 ч.

Рисунок 3.1 – Зависимость вероятности безотказной работы от времени

3.6 Расчет на механические воздействия

В данном расчёте были использованы следующие величины:    

- возмущающая частота f, 10…30 Гц;

- толщина платы h, 0,0015 м;

- модуль упругости Е, 3,2·1010 Па;

- коэффициент Пуассона ν, 0,28;

- декремент затухания Λ, 500;

- виброускорение а0(f), 9,8 м/с2

1. Найдем частоту собственных колебаний равномерно нагруженной пластины (печатной платы), закрепленной в четырех точках. [3]

Цилиндрическая жесткость пластины, Н·м:

,                                            (3.48)

                                 Н.м;

Общий коэффициент, зависящий от способа закрепления сторон пластины:

                                  (3.49)

где k, a, b, g - коэффициенты, учитывающие способ закрепления сторон пластины (для пластины, жестко закрепленной с большей стороны и закрепленной в трех точках k=15,42, a=0, b=0,34, g=1 [3]);

a, b – длинна и ширина пластины соответственно (0,16×0,08), м;

;

Частота собственных колебаний пластины, Гц:

,                            (3.50)

где Μ — масса пластины с элементами, кг (около 0,32 кг.);

, Гц;

2. Коэффициент расстройки:

                                               (3.51)

где f — частота возбуждения, Гц;

;

3. Показатель затухания:

                                                (3.52)

где Λ - декремент затухания;

;

4. Коэффициент передачи по ускорению является функцией координат и может быть определен по формуле:

                   (3.53)

где Κ1(x), Κ1(y) - коэффициенты для различных условий закрепления краев пластины (для пластины с одним опертым краем и одним защемленным Κ1(x),=Κ1(y)=1,3 в точке максимального прогиба - по центру пластины);

;

5. Амплитуда виброперемещения основания, м:

,                               (3.54)

 м;

6. Амплитуда виброперемещения, м:

,                           (3.55)

, м;

7. Амплитуда виброускорения, м/с2:

,                            (3.56)

 м/с2;

8. Максимальный прогиб  пластины относительно ее краев. Для кинематического возбуждения, м:

,                               (3.57)

, м;

9. Проверяем выполнение условия вибропрочности. Оценка вибропрочности производится по следующим критериям: для ИС, транзисторов, резисторов и других ЭРЭ амплитуда виброускорения должна быть меньше допустимых ускорений для данной элементной базы [3] т.е.:

, м/с2                                      (3.58)

73,5 м/с2;

Для ПП с радиоэлементами должно выполняться условие:

, м                                  (3.59)

где b — размер стороны ПП, параллельно которой установлены элементы, м;

 м;

Таким образом, условия вибропрочности соблюдены. В данной конструкции не требуется применение дополнительных средств защиты от вибрации, усложняющих и удорожающих устройство.

Расчет на воздействие удара.

Ударные воздействия характеризуются формой и параметрами ударного импульса. Следует отметить, что максимальное воздействие на механическую систему оказывает импульс прямоугольной формы [3]. Исходя из этих соображений расчет проведен для импульса прямоугольной формы.

Исходные данные:

- длительность ударного импульса, τ = 10 мс;

- частота собственных колебаний механической системы, f0 = 190 Гц;

- амплитуда ускорения ударного импульса, Hу = 150 м/с2;

- допустимое ускорение ударного импульса,  м/с2;

- максимальная длина ЭРЭ, l = 18 мм.

Условная частота ударного импульса, Гц:

,                                                     (3.60)

 Гц;

         Коэффициент передачи при ударе прямоугольного импульса:

,                                               (3.61)

         где ν – коэффициент расстройки:

,                                                (3.62)

,

.

         Ударное ускорение, м/с2:

,                                               (3.63)

 м/с2.

Максимальное относительное перемещение:

,                                         (3.64)

.

         Проверяется условие ударопрочности по следующим критериям:

для ИС, транзисторов, резисторов и других ЭРЭ ударное ускорение должно быть меньше допустимых ускорений для данной элементной базы:

, м/с2                                          (3.65)

196 м/с2;

для элементов РЭА типа пластин должно выполнятся условие:

,                                               (3.66)

где δдоп = 11 мм [3],

;

для печатной платы с ЭРЭ:

,                                              (3.67)

где b = 0,16 м – размер стороны печатной платы параллельно которой установлены ЭРЭ

.

         Таким образом, при воздействии на прибор ударов возникающих в заданных условиях эксплуатации никаких разрушений не произойдет. А следовательно, дополнительные меры по защите устройства от ударов производить нет необходимости.

4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Анализ технологичности конструкции изделия

Под технологичностью конструкции (ГОСТ 18831-73) понимают совокупность ее свойств, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями конструкций изделий аналогичного назначения при обеспечении заданных показателей качества.

Количественные показатели технологичности конструкций согласно ГОСТ 14.201-73 ЕСТПП классифицируются на:

- базовые (исходные) показатели, регламентируемые отраслевыми стандартами;

- показатели, достигнутые при разработке изделий;

- показатели уровня технологичности конструкции, определяемые как отношение показателей технологичности разрабатываемого изделия к соответствующим значениям базовых показателей [12].

Далее произведен расчет технологичности блока частотного преобразователя. Этот блок является электронным устройством, т. к. это блок автоматизированной системы управления:

1.     Коэффициент применения микросхем и микросборок:

                                               (4.1)

где Н Э МС– общее число дискретных элементов, замененных микросхемами и               микросборками, Н Э МС = 1000;

       Н ИЭТ  - общее число ИЭТ, не вошедших в микросхемы, Н ИЭТ  = 70.

2.     Коэффициент автоматизации и механизации монтажа:

                                                    (4.2)

где НММ – количество монтажных соединений ИЭТ, которые   предусматривается осуществить автоматизированным или механизированным способом, НММ = 253;

НМ – общее количество монтажных соединений, НМ = 290.

3.     Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу:

                                                  (4.3)

где НМП ИЭТ – количество ИЭТ в штуках, подготовка выводов которых осуществляется с помощью полуавтоматов и автоматов, Н МП ИЭТ = 83;

НИЭТ – общее число ИЭТ,  которые должны подготавливаться к монтажу в соответствии с требованиями конструкторской документации, НИЭТ = 83.

4. Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля:

                                                   (4.4)

где НАРК – число операций контроля и настройки, выполняемых на полуавтоматических и автоматических стендах, НАРК = 8;

НРК – общее количество операций контроля и настройки (визуальный контроль ПП, входной контроль ИЭТ, визуальный контроль установки ИЭТ, визуальный контроль пайки, выходной контроль печатного узла, настройка схемы перегрузки), НРК = 8.

5. Коэффициент повторяемости ИЭТ:

                                         (4.5)

где НТ.ОР.ИЭТ  - количество типоразмеров оригинальных ИЭТ в РЭС,     НТ.ОР.ИЭТ  = 0;

      НТ.ИЭТ – общее количество типоразмеров, НТ.ИЭТ = 28.

6. Коэффициент применения типовых технологических процессов:

                                           (4.6)

где ДТП и ЕТП – число деталей и сборочных единиц (ДСЕ), изготавливаемых с применением типовых и групповых ТП, ДТП  = ЕТП =1;

      Д и Е – общее число деталей и сборочных единиц, кроме крепежа, Д = 1.

7. Коэффициент прогрессивности формообразования деталей:

                                                     (4.7)

где ДПР – детали, изготовленные по прогрессивным ТП, ДПР = 1.

Комплексный показатель технологичности:

                                                 (4.8)

где φi – весовая характеристика i- го коэффициента технологичности, определяется из таблицы 3.2 [12]:

φ1 = 1; φ2 = 1; φ3 = 0,8; φ4 = 0,5; φ5 = 0,3; φ6 = 0,2; φ7 = 0,1.

Т. к. показатель технологичности больше нормативного (КН = 0,7), то конструкция изделия технологична и можно разрабатывать ТП.

4.2 Разработка технологической схемы сборки для узла А2

Технологическим процессом сборки называют совокупность  операций, в результате которых детали соединяются в  сборочные  единицы, блоки, стойки, системы и изделия. Простейшим сбо­рочно-монтажным элементом является деталь, которая согласно ГОСТ 2101-68 характеризуется отсутствием разъемных и неразъемных соединений.

Технологическая схема сборки изделия является одним  из основных документов, составляе­мых при разработке технологического процесса сборки. Расчленение изделия на сборочные элементы проводят в соответствии со схемой сборочного состава, при разработке которой руководствуются сле­дующими принципами:

- схема составляется независимо от программы выпуска изделия на основе сборочных чертежей, электрической и кинематической схем изделия;

- сборочные единицы образуются при условии независимости их сборки, транспортировки и кон­троля;

- минимальное число деталей, необходимое для образования сборочной единицы первой ступени сборки, должно быть равно двум;

- минимальное число деталей, присоединяемых к сборочной единице данной группы для образова­ния сборочного элемента следующей ступени, должно быть равно единице;

- схема сборочного состава строится при условии образования наибольшего числа сборочных еди­ниц;

- схема должна обладать свойством непрерывности, т.е. каждая последующая ступень сборки не может быть осуществлена без предыдущей.

Включение в схему сборочного состава характеристик сборки превращает ее в технологическую схему сборки. Применяются схемы сборки «веерного» типа и схема сборки с базовой деталью.

В схеме «веерного» типа стрелками показывают направление сборки деталей и сборочных единиц. Достоинством схемы является ее простота и наглядность, но она не отражает последовательности сборки во времени.

Схема сборки с базовой деталью указывает временную последовательность сборочного процесса. При такой сборке необходимо выделить базовый элемент, т.е. базовую деталь или сборочную единицу. В качестве базовой выбирают ту деталь, поверхности которой будут впоследствии использованы при установке в готовое изде­лие. В большинстве случаев базовой деталью служит плата, панель, шасси и другие элементы несущих конструкций изделия. Направление движения деталей и сборочных единиц на схеме показывается стрелками, а прямая линия, соединяющая базовую де­таль и изделие, называется главной осью сборки. Точки пересечения осей сборки, в ко­торые подаются детали или сборочные единицы, обозначаются как элементы сбороч­ных операций.

Правильно выбранная схема сборочного состава позволяет установить рациональный порядок комплектования сборочных единиц и изделия в процессе сборки. При переходе от схемы сборочного состава к технологической схеме сборки и расположении операций во времени необходимо учитывать следующее:

- сначала выполняются те операции ТП, которые требуют больших механических усилий и неразъ­емных соединений;

- активные ЭРЭ устанавливают после пассивных;

- при наличии малогабаритных и крупногабаритных ЭРЭ в первую очередь собираются малогаба­ритные ЭРЭ;

- заканчивается сборочный процесс установкой деталей подвижных соединений и ЭРЭ, которые используются в дальнейшем для регулировки;

- контрольные операции вводят в ТП после наиболее сложных сборочных операций и при наличии законченного сборочного элемента;

- в маршрутный технологический процесс вводят также те операции, которые непосредственно не вытекают из схемы сборочного состава, но их необходимость определяется техническими требова­ниями к сборочным единицам, например влагозащита, и т.д [12].

Для определения количества устанавливаемых на одной операции ЭРЭ и ИМС на платы в ходе выполнения сборочных операций необходим предварительный расчет ритма:

,                                         (4.9)

где Фд  - действительный фонд времени за плановый период, мин.;

      N = программа выпуска, шт/г.

Действительный фонд времени рассчитывается:

,                         (4.10)

где Д - количество рабочих дней в году, Д = 250 дней;

      S - число смен, S = 1;

      t - продолжительность рабочей смены, t = 8 ч;

      Крег.пер. - коэффициент, учитывающий время регламентированных перерывов в работе, Крег.пер.=0,94 … 0,95.

Ф­Д=250×1×8×0,95×60=114000 мин.

Программа выпуска:

,                                   (4.11)

где  a - коэффициент технологических потерь, принимаем равным 1,5%;

       Nв=200000 - заданная по ТЗ программа выпуска, шт.

 шт.

мин/шт.

Количество элементов, устанавливаемых на i-й операции, должно учитывать соотношение:

,                                        (4.12)

где Ti - трудоемкость i-ой операции сборки.

         Далее разработана технологическая схема сборки узла А2, т.к. он является наиболее сложным в данной конструкции.

При разработке данного устройства выбрана технологическая схема сборки  с базовой деталью. Базовой деталью является плата печатная, на нее, в дальнейшем будут монтироваться ЭРЭ.

Последовательность сборки будет следующей. Расконсервация печатной платы, визуальный осмотр качества печатного монтажа (при наличии дефектов на поверхности платы необходимо провести ее отбраковку). Нанесение паяльной пасты ПЛ-111 АУЭЛ.033.012 ТУ. Далее производится установка элементов поз. 2-4, 8-10, 17, 18, 21-25, 29, 33 согласно сборочному чертежу ПАЛ 302822.001 СБ, после чего необходимо провести визуальный контроль правильности установки элементов и пайку оплавлением в печи. Следующим этапом является визуальный контроль качества пайки. Далее производится установка навесных элементов поз. 6, 7, 12, 13, 15, 16, 26-28, 30, 32 в соответствии с требованиями по                       ПАЛ 302822.001 СБ, визуальный контроль правильности установки элементов, пайка волной припоя ПОС - 61 ГОСТ 21931-73. Визуальный контроль качества пайки, при наличии непропаев, перемычек между элементами печатного монтажа и других дефектов их необходимо устранить при наличии такой возможности, в противном случае отбраковать изделие. Далее необходимо произвести установку и пайку паяльником элементов поз. 5, 11, 14, 19, 20, 31 и 34  припоем ПОС - 61 ГОСТ 21931-73; визуальный контроль качества пайки. Покрыть лаком УР-231 ТУ 6-10-863-76 по          ОСТ 92-1709-81. Настроить подстроечный резистор R12 таким образом, чтобы схема защиты по перегрузке срабатывала при токе  на выходе не более 3,3 А. Контролировать правильность функционирования устройства на автоматическом стенде.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14