Цифровой измеритель h21э транзисторов предназначен для измерения коэффициента передачи тока малой, средней и большой мощности большого числа транзисторов, а также составных при напряжении коллектор-эмиттер около 4В. Данный прибор применим на заводах-изготовителях транзисторов, а также в лабораториях заводов-изготовителей и обслуживающих станциях РЭА.
Принцип работы устройства
Данный прибор позволяет, благодаря наличию трех диапазонов изменения h21э (5…200,50…2000, 500…20000) и возможности выбора одного из пяти фиксированных токов эмиттера (0.1, 1, 10, 100, 1000 мА), измерять коэффициент передачи тока большого числа транзисторов малой, средней и большой мощности, а также составных при напряжении коллектор-эмиттер около 4В. Выбор структуры транзисторов (p-n-p, n-p-n) соответствующим переключателем, причем, когда он находиться в положении n-p-n, в старшем разряде индикатора высвечивается знак "минус". С помощью элемента DD4.1 осуществляется индикация десятичной запятой во втором разряде индицируемого числа на младшем пределе измерения. Режим перегрузки, отображаемый индикатором (единица в старшем разряде, остальные разряды погашены), может означать не только необходимость перехода на другой диапазон измерения, но и неисправность самого транзистора, а также ошибочный выбор его проводимости.
Технические характеристики и параметры
Электрические характеристики и параметры
Напряжение питания Uп – 10 В
Ток питания Iп – 1.25 мА
Частота f – 50 Гц
Конструктивные характеристики и параметры
Размеры – 180´140´110
Прибор состоит из корпуса, крышки, 2 плат, разъема и ЭРЭ.
Эксплуатационные характеристики и параметры
Температура воздуха при эксплуатации,°C:
а) рабочее
¾ верхнее +25
¾ нижнее -10
¾ среднее +20
б) предельные рабочие
¾ верхнее +40
¾ нижнее +1
Относительная влажность при 20 °C 65%
Продолжительность, мес. 12
Верхнее значение при 25 °C 80%
Испытание на прочность при транспортировании:
¾ ускорение, м/с2 147(15)
¾ длительность ударного импульса, мс 11
¾ частота ударов, удар/мин 60-120
¾ число ударов 1000
1.2 Производственные технические требования, их анализ и обеспечение
Тип производства
Данный прибор будет выпускаться по мелкосерийному типу производства из-за того, что он узкоспециализированный по назначению. Он нужен узкому числу специалистов, а не для широкого потребления. Прибор будет изготавливаться периодически повторяющимися партиями и относительно не большим объемом выпуска. При мелкосерийном типе производства используется специализация рабочего места на исполнение нескольких операций, оборудование широкого использования и специализированное, ограниченный и многомерный контрольно-измерительный инструмент, нормальные и специализированные обрабатывающие инструменты, универсальные приспособления, производиться расположение оборудования за типами и за технологическим процессом, сборка комбинированная. При данном типе производства степень автоматизации и механизации и продолжительность цикла изготовления продукции – средняя.
Годовая программа выпуска
Годовая программа выпуска зависит от типа производства, трудоемкости и спроса на изделие. Так как данный прибор узкоспециализированный, то спрос на него достаточно низкий. Производство его выполняется по заказам заводов, а для широкого потребления не используется. Трудоемкость зависит от того, какие элементы используются в данном приборе. В нем применяется стандартная элементная база, а так же оригинальные детали и сборочные единицы. Из-за этого трудоемкость может приблизительно составлять 50 усл. н/час. А тип производства как было уже определено мелкосерийный, то можно назначить годовую программу выпуска – 180 шт. Уточнение годовой программы выпуска будет проводиться в процессе дальнейшего анализа прибора.
Условия производства
Данный прибор изготавливается на широкопрофильном радиоэлектронном предприятии. На нем создается аппаратура широкой номенклатуры, поэтому присутствует достаточный парк оборудования, а так же используются отработанные типовые ТП.
Степень унификации и стандартизации
К прибору предъявляются требования по унификации и стандартизации. Конструктивно степень унификации достаточно низкая.
В конструкции прибора применена стандартная элементная база, кроме разъема, который изготовлен оригинальной сборочной единицей, а также используются оригинальные детали и сборочные единицы такие, как корпус, крышка, амортизатор и стойки.
Формовка выводов и установка элементов стандартная по ОСТ 4ГО.010.030, кроме элементов указанных на чертеже – плата в сборе. Существует возможность автоматизированной установки большинства элементов, а также групповой пайки.
Плата функциональная и плата индикаций изготавливаются с помощью химического метода, по типовому технологическому процессу.
Сборка изделия осуществляется довольно просто и не требует дополнительных затрат на спец инструмент и спецоборудование, так как все крепежные места легко доступны. Но необходима определенная последовательность установки некоторых элементов.
Выбор организация производства
На основании анализа производственных технологических требований, конструкции предлагаем комбинированный метод сборки, который соединяет в себе стационарный и поточный. Поточный метод сборки будут использовать при изготовлении плат. Перемещение плат будет вынужденным в соответствии с ритмом процесса. А сборку корпуса, крышки и самого изделия будем производить стационарным методом.
Анализ конструкции
2.1 Описание конструкции
Цифровой измеритель h21э транзисторов представлен собой конструкцию, которая предназначена для измерения коэффициента передачи тока транзисторов разной мощности. Первичным источником питания прибора является электросеть. Корпус измерителя изготовлен из стали для защиты прибора от внешних электромагнитных воздействий. В середине основания и на передней панели корпуса, к которому приварены втулки, размещены печатные платы с ЭРЭ. Электрические соединения плат и других ЭРЭ, расположенных на передней панели и основании корпуса, производятся с помощью проводов, которые собраны в жгут. Для уменьшения вероятности обрывов паяных соединений предусмотрены резиновые втулки. Для защиты от внешних перепадов напряжения предусмотрена вставка плавкая. Трансформатор крепится на основании при помощи винтов, а конденсатор емкостью 2000 мкФ крепится при помощи прижима, конденсаторной бумаги и винта. Крышка корпуса из стали крепится к основанию корпуса винтами, для защиты от само отвинчивания применена стопорная краска.
2.2 Технологический анализ элементной базы
Конструкция измерителя имеет такую элементную базу: микросхемы, конденсаторы, резисторы постоянные и переменные, выпрямительный блок, галетные переключатели, трансформатор, вставка плавкая, кнопка, и жидкокристаллический индикатор. Все перечисленные элементы являются стандартными, что увеличивает технологичность изделия при мелкосерийном типе производства. Оригинальным элементом является разъем.
Технологический анализ элементной базы наведен в таблице 2.1.
В данном разделе были проанализированы все элементы, входящие в данный прибор, их установка и монтаж. При сборке возможно использование автоматизированного захвата для установки большого числа элементов, но и нужна ручная установка таких элементов как трансформатор, кнопки переключателя и вставка плавкая. Монтаж большинства элементов производиться пайкой, но некоторые устанавливаются резьбовым соединением.
Таблица 2.1 – Технологический анализ элементной базы
| Название, типоразмер | ||||||
|
| К10-17 | радиал. | метал. | обычн. | автомат. | пайка |
| К50-16 | радиал. | метал. | обычн. | автомат. | пайка | |
|
| К157УД1 | планар. | пластмас. | обычн. | автомат. | пайка |
| К561ЛП2 | планар. | пластмас. | обычн. | автомат. | пайка | |
| К561КТ3 | планар. | пластмас. | обычн. | автомат. | пайка | |
| КР142ЕН5В | гибкие | пластмас. | обычн. | автомат. | пайка | |
| КР572ПВ5 | планар. | пластмас. | обычн. | автомат. | пайка | |
| Вставка плавкая ВП 1 | радиал. | метал. | обычн. | ручн. | резьб., пайка | |
| Индикатор ИЖЦ5–4/8 | планар. | метал. | обычн. | автомат. | пайка | |
|
| КИМ | осевые | метал. | обычн. | автомат. | пайка |
| С2-33–0,125 | осевые | метал. | обычн. | автомат. | пайка | |
| С2-33 –0,5 | осевые | метал. | обычн. | автомат. | пайка | |
| С2-33 – 1 | осевые | метал. | обычн. | автомат. | пайка | |
| С5-16М | осевые | метал. | обычн. | автомат. | пайка | |
| С5-17В | осевые | метал. | обычн. | автомат. | пайка | |
| СП3-38А | осевые | метал. | обычн. | автомат. | пайка | |
|
| П2Г3 – 2П4Н | радиал. | метал. | обычн. | ручн. | резьб., пайка |
| П2Г3 2П4Н | радиал. | метал. | обычн. | ручн. | резьб., пайка | |
| П2Г3 – 5П6Н | радиал. | метал. | обычн. | ручн. | резьб., пайка | |
| Кнопка КМ2-1 | радиал. | метал. | обычн. | ручн. | резьб., пайка | |
| Трансформатор ТПП | радиал. | метал. | обычн. | ручн. | резьб., пайка | |
| Выпрямительный блок КЦ405Б | планар. | пластмас. | обычн. | автомат. | пайка | |
| Разъем | радиал. | метал. | обычн. | ручн. | резьб., пайка | |
2.3 Разработка КСС
Конструкция данного изделия представляет собой корпус, в котором размещены 2 платы функциональная и индикации, переключатели, кнопка, клемма заземления и разъем. Платы – односторонние, выполненные из гетинакса, где установлены элементы. Платы, крышка с ручкой, корпус с втулками и разъем являются сборочными единицами. К оригинальным деталям относят детали корпуса (корпус, крышка), печатную плату, детали разъема (панельки). На печатной плате установлены ЭРЭ, которые присоединяются к плате при помощи пайки. Разъем собирают, соединяя штырьки между собой при помощи проводов, вставляя в панельки, и соединяя панельки между собой. Во время сборки используются такие конструкционные материалы: провода, изоляционные трубки и нитки. Технологические материалы – эмаль, клей, припой, флюс, лак и стопорная краска. Технологический анализ оригинальных деталей, которые входят в состав изделия, приведен в таблице 2.2. КСС данного изделия наведено на рис. 2.1.
На основании КСС видно, что в данной конструкции большое количество оригинальных изделий, которые усложняют и уменьшает технологичность. Данное изделие имеет три уровня составных единиц, которые можно собирать параллельно.
Таблица 2.2 - Технологический анализ оригинальных деталей
| Название детали | Материал | Метод изготовления |
| Корпус | Сталь Ст 08п | Штамповка, сгибание |
| Крышка | Сталь Ст 08п | Штамповка, сгибание |
| Панельки | Алюминиевый сплав АК-12 | Литье |
| Амортизатор | Резина VI-1а-21 1847 | Штамповка |
| Стойки | Сталь 45 | Механическая обработка |
| ПП | Стеклотекстолит СФ1-35-1,5 | Механическая обработка, химический метод |
3. Оценка технологичности
Технологичность конструкции изделия есть приспособленность к ограниченному расходованию трудовых, материальных и энергетических ресурсов при подготовке производства и промышленном выпуске изделия. Технологичность решается на основе унификации и стандартизации. Унификация – это использование в новых изделиях разработанных ранее и освоенных в производстве деталей и сборочных единиц предшествующих РЭА. Деталь или сборочную единицу, примененную в нескольких изделиях, называемую унифицированной, в отличие от оригинальной, применяемой только в одном изделии. В данном изделии разработаны оригинальными изделиями: разъем, амортизаторы, стойки, печатная плата, корпус и крышка. С точки зрения технологичности должны быть унифицированы разъем, амортизатор и стойки, так как они используются во многих конструкциях на заданном широкопрофильном радиоэлектронном предприятии и не нуждаются в новой разработке. В данном приборе используются:
¾ ограниченная номенклатура составных частей конструкции изделия (платы с ЭРЭ, ЭРИ, корпус и крышка) и материалов, которые используются во время создания прибора;
¾ типовые технологические процессы (на плате – групповая пайка ЭРЭ, корпус и крышка изготавливаются гибкой и штамповкой), стандартные средства технологического оснащения (формовка выводов, пайка, гибка, штамповка и т.д.). В данном случае удалось достичь рационального уровня механизации и автоматизации труда, так как формовка выводов всех ЭРЭ выполняется на специальных устройствах, пайка ЭРЭ выполняется автоматически. Но изделие имеет достаточно большое количество ручных операций (установка трансформатора, конденсатора и других ЭРИ на корпус, а так же плату, электрическое соединение платы с ЭРИ и ЭРЭ на корпусе). Это не повлияет на технологичность изделия, так как выше изложенное предусмотрено в условиях мелкосерийного производства.
¾ стандартная элементная база ЭРЭ и ЭРИ, кроме разъема, который было предложен унифицированным.
¾ конструкторские решения, которые позволяют уменьшить затраты на доступность к составным частям, их установление и снимание, обеспечение взаимозаменяемости (минимальная необходимость в регулировочных и подгонных операциях во время замены частей конструкции). Доступ к конденсатору, разъему и к некоторым установленным на плате ЭРЭ несколько затруднен.
¾ обоснованные сортаменты материалов и их марок, которые позволяют уменьшить материалоемкость изделия. Например, для изготовления корпуса используют сталь 08кп, которую можно использовать для штамповки, гибки, развальцовки, сварки и т.д., плату изготавливают из гетинакса ГФ1-35-1,0.
Так как в основе функционирования прибора является большинство ЭРЭ, хотя и есть микросхемы, но данный прибор принадлежит к классу радиотехнических блоков. Исходные данные для расчета берутся из курсового проекта ОКРЕС: "Цифровой измеритель h21э транзисторов" и заносятся в таблицу 3.1.
Таблица 3.1
| № п/п | Название | Обозначение | Значение |
| 1 | Количество узлов (или ЭРЭ), которые входят в изделие, и требуют регулирование | ЕСК | 1 |
| 2 | Общее количество узлов (или ЭРЭ). | ЕТ | 55 |
| 3 | Количество ЭРЭ, подготовка которых к монтажу может выполняться механическим или автоматизированным способом, или не требует подготовки к монтажу совсем. | НМПЭРЭ | 54 |
| 4 | Общее количество ЭРЭ | НЭРЭ | 55 |
| 5 | Количество монтажных соединений, которые могут выполняться механизированным или автоматизированным способом | НАМ | 174 |
| 6 | Общее количество монтажных соединений | НМ | 213 |
| 7 | Количество типоразмеров ЭРЭ | НТ | 35 |
| 8 | Количество операций формообразования деталей, выполненных прогрессивным методом; | НПФ | 4 |
| 9 | Общее количество операций формообразования деталей. | НФ | 6 |
Выберем частные показатели технологичности, которые наиболее характерны для измерителя, и занесем их и соответствующие им коэффициенты воздействия в таблицу 3.2.
Таблица 3.2
| № п/п (i) | Показатель технологичности | Обозначение | φi |
| 1 | Коэффициент сложности соединения | Ксл с | 1,000 |
| 2 | Коэффициент автоматизации и механизации монтажа | Кам | 1,000 |
| 3 | Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу | Кмп эрэ | 0,75 |
| 4 | Коэффициент повторения ЭРЭ | Кпов эрэ | 0,310 |
| 5 | Коэффициент прогрессивности формообразования | Кф | 0,110 |
Вычислим значения показателей технологичности по формулам:
Коэффициент повторения ЭРЭ:
где 
- количество типоразмеров ЭРЭ; 
- общее количество ЭРЭ, шт.
Коэффициент сложности соединения:
где 
- количество узлов (или ЭРЭ), которые входят в изделие, и требуют регулирование; 
- общее количество узлов (или ЭРЭ).
Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу:
где 
- количество ЭРЭ (шт.), подготовка которых к монтажу может выполняться механическим или автоматизированным способом, или не требует подготовки к монтажу совсем.
Коэффициент автоматизации и механизации монтажа изделия:
где 
- количество монтажных соединений, которые могут выполняться механизированным или автоматизированным способом; 
- общее количество монтажных соединений.
Коэффициент прогрессивности формообразования:
где 
- количество операций формообразования деталей, выполненных прогрессивным методом; 
- общее количество операций формообразования деталей.
Данные для расчета приведены в таблице 3.1, а результаты расчета в таблице 3.3.
Таблица 3.3
| № п/п (i) | Показатель технологичности | Обозначение | Значение |
| 1 | Коэффициент сложности соединения | Ксл с | 0,98 |
| 2 | Коэффициент автоматизации и механизации монтажа | Кам | 0,82 |
| 3 | Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу | Кмп эрэ | 0,98 |
| 4 | Коэффициент повторения ЭРЭ | Кпов эрэ | 0,36 |
| 5 | Коэффициент прогрессивности формообразования | Кф | 0,66 |
Вычислим комплексный показатель технологичности по формуле:
К = (0,98*1 + 0,82*1 + 0,98*0,75 + 0,36*0,31 + 0,66*0,11)/(1 + 1 + 0,75 + 0,31 + 0,11) = 0,86
| Нормативный комплексный показатель технологичности | Характеристика степени пригодности сборочной единицы к автоматизированной сборке |
| До 0,5 включительно | Конструкция сборочной единицы негодная для автоматизированной сборки. Необходима коренная переработка конструкции. |
| От 0,5 до 0,85 | Необходимо сделать изменение некоторых элементов конструкции сборочной единицы. |
| От 0,85 до 1,00 | Автоматизация сборки может быть исполнена без изменения конструкции сборочной единицы |
Сравнив комплексный показатель технологичности с нормативным комплексным показателем технологичности, можно сделать вывод, что конструкция данного изделия с проведенными измерениями достаточно технологична.
Дата: 2019-05-28, просмотров: 167.
