РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по микросхемотехнике на тему:

"Блок КБ63 стойки контроля"

Калуга

Содержание

Раздел 1: Конструкторская часть

Назначение и принцип функционирования устройства

Расчет на действие механических нагрузок

Тепловой расчёт

Расчёт надежности

Расчет интенсивности отказов

Расчёт наработки на отказ

Расчёт вероятности безотказной работы изделия

Расчёт среднего времени восстановления изделия

Раздел 2: разработка технологического процесса сборки

Технологический процесс сборки

Аттестация разработанного технологического процесса

Список используемой литературы:

Введение

Целью данного курсового проекта является разработка принципиальной электрической схемы, структурной схемы, техпроцесса, технологической оснастки платы управления, использующейся в составе стойки блока контроля КБ-63.

Раздел 1: Конструкторская часть

Назначение и принцип функционирования устройства

Изделие, используется в составе блока КБ63 МВРИ 468.366.002 стойки контроля КС-6 МВРИ 468.261.002 в качестве блока управления.

Плата содержит автогенератор, собранный по кольцевой схеме на интегральном таймере DD1 (133АГ3), двоичные счётчики DD2, DD3, DD11, DD12, схему управления DD4…DD10. Указанные элементы представляют собой схему синхронизации. Для управления записью используются интегральные переключатели DD13…DD15, дешифраторы DD16, DD17, схема записи на узлах А3…А10, схема хранения состояния "Авария" на DD18…DD21.

Автогенератор, собранный по кольцевой схеме на интегральном таймере DD1, выбирает последовательность импульсов, которая используется для формирования временных диаграмм изделия.

Счётчики DD2, DD3, DD11, DD12 совместно с DD7.2, DD7.3, DD8.3 формируют последовательность импульсов, которая используется как сигналы "Проверка 1", "Проверка 2", "Проверка 3", а так же сигналы номера проверяемого канала в двоичном коде. Сигнал "Проверка 1" разрешает прохождение 6 импульсов. Начальные изменения и по одному импульсу "Проверка 2" и "Проверка 3".

Мультиплексоры DD13…DD15 используются для выдачи указанных сигналов управления в исполнительную схему, в зависимости от положения переключателя "Ручной - Автоматический" на передней панели блока КБ 63, либо от переключателей на передней панели, либо от схем управления и синхронизации. Сигналы номера канала подаются на демультиплексоры DD16, DD17, которые подключают каждый из 32-х разрядов регистра хранения состояния "Авария" (DD18…DD21) к схемам записи А3…А10.

Каждая указанная схема содержит ключи D1, D2, которые производят запись сигнала "Авария" от узла сигнала блока КБ 63 и его перезапись из регистра хранения для хранения до ручного гашения сигналом "Сброс". При этом импульс "Начало измерения" вызывает запуск процедуры измерения измерителем сопротивления, после завершения которой выдаётся сигнал "Запись результата", который записывает состояние "Авария" в регистр хранения состояния за проверяемый канал.

Сигнал "Авария" заносится в регистр только при работе измерителя на пределе блока КБ 63. Сигнал сброса (Конт. Х1/21), подаётся на схему сброса DD9.2, DD9.4, DD8.4, DD8.2, DD5, DD10.1, DD6.3 для формирования сигнала сброса от кнопки "Сброс" на передней панели изделия, либо "Сброс 1", "Сброс 2" от переключателя "Номер проверки". Триггеры DD4, DD5 используются для процессов при включении питания на схему синхронизации.

Расчет на действие механических нагрузок

Расчёт платы управления.

Определяем частоту собственных колебаний. При условии равномерного нагружения ПП на её поверхности ЭРЭ.

[Гц], где

, - масса ЭРЭ и ПП соответственно

- коэффициент, зависящий от способа закрепления ПП

- наибольший размер длины платы

[Н*м], где

- коэффициент Пуансона материала ПП

- модуль упругости материала ПП

- толщина материала ПП, м

- удельный вес материала ПП,

Выбираем способ закрепления ПП: опирание по 3-ём сторонам и защемление по 4-ой.

Коэффициент в этом случае считается следующим образом:

Параметры ПП:

=28 см

=14,7см

=0,15см

=1,3

=63,64

Найдём

= (7*0,15) + (2*1,1) + (5*1,2) + (2*0,15) +37+ (25*0,6+5*1,1+2*0,9) =1,05++2,2+6+0,3+37+22,3=68,85гр.

гр.

149,15 гр.

=0,83

Найдём :

= =720 Гц

2) Находим амплитуду колебаний (прогиб) ПП на частоте при заданном коэффициенте перегрузки n.

= = 0,00003

3) Определяем коэффициент динамичности , показывающий, во сколько раз амплитуда вынужденных колебаний на частоте , отличается от амплитуды на частоте

=1,04

4) Находим динамический прогиб ПП при её возбуждении с частотой :

, м

0,0000312 м

5) Определяется эквивалентная этому прогибу равномерно распределённая динамическая нагрузка :

, Па

59,47 Па

И максимальный распределённый изгибающий момент, вызванный этой нагрузкой:

, Н

0,103 Н

6) Находим максимальное динамическое напряжение изгиба ПП:

МПа

0,27 МПа

7) Условия вибропрочности выполняются, если , где

52,5

- предел выносливости материала ПП.

Для стеклотекстолита = 105 МПа

=1,8÷2 - допустимый запас прочности для стеклотекстолита.

Условия вибропрочности выполняются

0,27 ≤ 52,5

Тепловой расчёт

Тепловой режим РЭС - пространственно-временное распределение температуры, соответствующее определенному пространственно-временному распределению тепловыделения в РЭС. Под заданным тепловым режимом понимается такой тепловой режим, при котором температура каждого из элементов РЭС равна заданной или не выходит за пределы, указанные для этого элемента. Если температура в любой точке температурного поля РЭС не выходит за допустимые пределы, то тепловой режим называется нормальным.

Стационарный тепловой режим характеризуется неизменностью температурного поля во времени вследствие наступления термодинамического баланса между источниками и поглотителями тепловой энергии.

Нестационарный тепловой режим характеризуется зависимостью температурного поля от времени.

Для обеспечения нормального теплового режима РЭС используются различные системы обеспечения теплового режима (СОТР). Каждая система характеризуется особенностями структуры, интенсивностью теплообмена, техническими показателями. Структура СОТР определяется также областью использования, видом аппаратуры.

Наиболее распространены СОТР с естественным (или принудительным) воздушным охлаждением.

Предварительная оценка тепловой нагрузки ЭРЭ

Целью расчета теплового режима является определение температуры нагретой зоны и среды вблизи поверхности ЭРЭ, необходимых для оценки надежности. Для предварительной оценки естественного воздушного охлаждения исходными данными являются:

конструкторское исполнение РЭС: стойка с блоками, в которых шасси расположены горизонтально или вертикально; в виде отдельного блока с аналогичным расположением шасси;

габаритные размеры стойки (блока), м;

мощность источников тепла внутри стойки (блока), Вт.

По этим исходным данным определяется удельная мощность, рассеиваемая в блоки. Если мощность, рассеиваемая в блоках, примерно одинакова (различие не более 15%), то удельная мощность (Вт/м²) рассчитывается по формуле:

где - мощность i-го источника тепла (транзистор, БИС, сопро-тивление и т.д.), Вт; - габаритные размеры стойки (блока), м.

Наименование ЭРЭ	Кол. в изд.	Ток, потр. МС выс. ур. на вых. (I), А	U, В	Р, Вт	Mакс. Раб. Температура, , С (По ТУ на ЭРЭ)
МС: 133АГ3 133ЛН2 533ИЕ5 533ИР35 533ЛЕ1 533ЛИ3 533ЛЛ1 533ЛН1 1533ИД3	1 1 4 4 8 1 10 1 2	0,02 0,0066 0,015 0,029 0,0032 0,0036 0,0062 0,0024 0,015	5 5 5 5 5 5 5 5 5	0,1 0,033 0,3 0,58 0,128 0,018 0,31 0,012 0,15	125
Резиторы	7			7*0,125=0,875	150
Рез. Сборка	2			2*0,25=0,5	125
Диод	2			0,00033	85
Конденсаторы К53-18	5	-	-	-	70
Итого				3,006

Предварительная оценка теплового режима РЭС производится по диаграмме, где - допустимый перегрев внутри блока; - допустимая температура зон внутри блоков; - температура окружающей среды.

= С

При заданных и на диаграмме находим соответствующую точку.

При этом возможны следующие случаи:

1. Найденная точка лежит выше линии (шасси вертикальное) или линии (шасси горизонтальное). В этом случае режим не теплонагруженный и возможна герметичная конструкция стойки (блока).

2. Точка на диаграмме попадает в область, лежащую между линиями и или линиями или (шасси вертикальное). В этом случае возможно использование перфорированных кожухов (корпусов) и необходимо провести расчет естественного охлаждения блока с перфорированным кожухом.

3. Точка на диаграмме лежит ниже линии (горизонтальное расположение шасси) или линии (вертикальное расположение шасси). В этом случае требуется применение СОТР с принудительным охлаждением. На этом предварительная оценка тепловой нагрузки завершена.

Расчёт надежности

Цель расчёта - априорное определение времени наработки на отказ.

Общие положения

Если в изделии нет структурной избыточности, интенсивность отказов изделия рассчитывается, как сумма интенсивностей отказов комплектующих изделий:

Где - эксплуатационная интенсивность отказов ЭРЭ i-того типа,

- количество ЭРЭ i-того типа в составе устройства.

ОСТ 4ГО.012.242 - 84 "Аппаратура радиоэлектронная. Методы расчёта показателей надёжности".

Интенсивность отказов отдельных ЭРЭ для соответствующих условий эксплуатации определяется по методике справочника "Надёжность электрорадиоизделий" - единый справочник (Российский НИИ "Электростандарт", 1992г., издание 9)

Необходимые допущения:

Каждый ЭРЭ может находиться в одном из двух состояний (работоспособном и неработоспособном - отказ);

Отказы ЭРЭ - события независимые;

Расчёт наработки на отказ

В соответствии с формулой 8 табл. ОСТ4ГО.012.242-84:

1/ч =675676 часов