aaaГОСЫ / Ширяев Лекции

21

Вид спереди на секцию

Х

3

Н Ф

БЛ Х2 НБЛР

В

С

Х3 – толщина боковой стенки Х2 – конструктивный размер между блоком и боковой стенкой (0,5 – 0,75 мм) НРБЛ – расчетная ширина блока ВС – размер секции по ширине

ВС = 2 Х3 + 2 Х2 + n НРБЛ

где n – число блоков

22

19. Варианты компоновки секций

V1 = L H (B – BK)

V2 = L H BK

V1 = L (H - HK) B

V1 = L HK B

V1 = (L - LK) H B

V1 = LK H B

Объемы секций:

V1 – функциональные блоки

V2 – элементы коммутации и электромонтаж

Наибольшее распространение получили варианты 5 и 6, а наименьшее 1 и 2

Т.к. в блоках L > H, L > B, H > B,

V15,6 > V13,4 > V11,2

V21,2 > V23,4 > V25,6

Варианты компоновки 2 и 6 не применяются т.к. имеют плохие условия для естественной конвекции в связи с перекрытием зон прохождения воздуха.

Варианты 1 и 3 позволяют устанавливать значительно большее число блоков, по отношению к варианту 4,5.

При 1, 3, 4, 5 для книжных конструкций предпочтительны для 4 и 5, т.к. они должны иметь не большое число плат по сравнению с числом разъемов конструкции, что связано с невозможностью получения достаточного раскрыва ячеек.

При естественной конвекции для блоков разъемной конструкции применяются варианты 1, 3. При необходимости принудительного охлаждения разъемных конструкций применяется вариант 1. При естественной конвекции в книжных конструкциях используются варианты 4, 5. Вариант 5 можно использовать и при необходимости принудительного охлаждения.

Одним из факторов, влияющим на выбор компоновки, является соотношение линейных размеров. Книжные конструкции по варианту 5 имеют максимальную плотность упаковки, но не достаточно рациональное соотношение сторон печатной платы, что приводит к трудностям при разработке платы. Оптимальный размер печатной платы – квадрат.

23

20. Конструирование стоек (модули 3-го уровня)

Стойка – основной конструктивный узел. Служит для размещения и электрического соединения секций (модулей 2-го уровня).

Состав стойки:

верхняя и нижняя рамы, выполненные углового профильного материала

2 боковые стенки, выполненные из алюминия прессованного профиля, либо сварные из тонколистового материала (не лучший вариант)

задние обшивки, соединяющих боковые стенки

держатели электрических соединителей

Габаритные размеры стойки ограничены стандартом:

Высота 2150 мм, с шагом приращения 150 мм до 2600 мм

Ширина 600 мм

Глубина 300, 400, 500, 600 мм (последние два – для мощного радиостроения, ТВ)

Существенным резервом повышения функциональной емкости РЭА является максимально возможное уменьшение размеров зон размещения проводного электрического монтажа, занимающего до 30 % общего объема оборудования.

Одна из важнейших задач конструирования РЭА является обеспечение минимальных размеров кабельных каналов.

25

XCт XC XM (глубина)

1 - зазор между

2 - зазор между секциями

3 - зазор между боковой стенкой стойки и секции

Боковые стенки стойки изготовляют из специального алюминиевого профиля с крепежными закладочными шахтами для крепежа деталей.

Размеры стойки 260х600х240 (высота ширина глубина). Стойка неустойчивая и, следовательно, ее крепят к фундаментным болтам снизу и болтами к кабелю роста сверху.

Существенным резервом повышения функциональной емкости РЭА является максимально возможное уменьшение размеров зон размещения проводного электромонтажа, занимающего в настоящее время до 30% общего объема оборудования. Следовательно, отсюда одна из важнейших задач конструирования РЭА является обеспечение необходимых размеров кабельных каналов (шахт).

26

22. Методика определения размеров кабельных шахт

A

K

B

K

Канал круглого сечения dj предназначен для формирования кабеля (жгута), который набирается из определенного числа монтажных проводов диаметром di и может иметь защитную оболочку tq.

Канал прямоугольного сечения (кабельная шахта AК BК) служит для прокладки проводов диаметром dq = di +2 tq.

В общем случае указанная задача может быть сформулирована следующим образом: найти минимально необходимые диаметры di и dq для круглых сечений и один из размеров (AК, BК) кабельного канала прямоугольного сечения, если известно множество типов наборных кабелей (ВК рассчитывается из условий прочности).

Минимально необходимые площади поперечных сечений кабельных каналов круглой Sj и прямоугольной площади SК, складываются из суммы площадей сечения прокладываемых кабелей Si и Sq с учетом максимальных значений коэффициентов

Учитывая постановку задачи можно определить di и Ak:

На основании сбора и обработки статистического материала получены простые аналитические закономерности минимизированных значений.

Подставив числа, получим:

27

23. Конструирование пультов и постов управления

Пульт предназначен для обеспечения связи между оператором и аппаратурой. Поскольку поток информации непрерывно растет, а органы восприятия человека таковы, что воспринять и осмыслить всю информацию они могут в ограниченном объеме, то конструктор при проектировании пульта должен, хорошо зная входные характеристики человека-оператора, создавать условия, при которых количество информации, поступающей с пульта управления, не превышала бы

возможности человека.

Полученная информация должна преобразовываться в удобный для восприятия вид. Качественная информация воспринимается лучше, чем количественная.

Если качественного выражения информации не достаточно, то оператор тратит больший объем памяти на ее анализ, что требует дополнительной тренировки при выполнению определенной функции в реальных условиях эксплуатации.

Поэтому при выборе средств индикации учитываются не только количественные информационные характеристики, но и качество поступающей информации, т.к. при перегрузке оператор начинает пропускать количество сигналов, либо их искажать.

При выборе средств индикации необходимо ориентироваться на некоторую оптимальную скорость передачи информации, не выше пропускной способности оператора.

Информация должна поддерживать активность оператора на высоком уровне и давать возможность переключения различных анализаторов в процессе работы (переход с визуального приема на слуховой).

Конструкция пульта управления меняется в зависимости от рабочего положения оператора.

При длительной непрерывной работе необходимо обеспечить оператору возможность работы сидя, чтобы снять утомляемость плечевых мышц необходимо предусмотреть столешницы. Периодическая работа за пультом должна предусматривать работу не только сидя, но и стоя. Для уменьшения ошибок при снятии информации оператором в центре панели пульта должны располагаться, примерно на линии визуального наблюдения, а панели должны быть перпендикулярны этой линии.

28

24. Зоны досягаемости рук и зоны обзора оператора, работающего в положении сидя

Участки А и Б образуют зону основного движения в которой для манипуляции руками не требуется поворота головы и туловища.

Визуальный обзор зоны А не требует поворота головы, а для зоны Б требуется легкий поворот головы. Зоны В и Г образуют зоны вспомогательного движения. Для манипуляции руками на участке В требуется движение всей руки, а на участке Г требуется поворот туловища.

Обзор участков В и Г возможен с поворотом головы и туловища, значит, наиболее важные органы управления располагаются в зоне А. В зоне Б, располагаются второстепенные приборы и устройства индикации реже применяемые оператором.

Зона В предназначена для приборов и органов контроля редко используемых. Зона В находится на границе досягаемости и обзора оператора. Обзор возможен при движении головы и глаз, а управление требует наклон туловища. Зона Г максимальна в не пределах досягаемости и обзора. Она служит для размещения второстепенных вспомогательных приборов.

Все визуальные индикаторы можно разделить на предметные и световые.

Предметные – в виде шкал, цифр и надписей. Информация, передаваемая ими, определяется числом цифр, количеством и содержанием надписей. При проектировании предметных индикаторов необходимо учитывать основные условия работы с приборами:

1) Быстрота восприятия зависит от числа приборов, точности их показаний и снятия этих показаний оператором;

2) Показания должны сниматься с достаточной точностью, при этом нельзя стремиться к излишней точности, что ведет к утомляемости оператора;

3) Указатели должны иметь четкие надписи. Указатели предназначенные для работы в затемненных помещениях должны иметь черный фон и белые надписи. В ночное время надписи должны подсвечиваться красным светом;

4) Указатели, показывающие различные физические величины должны отличаться по внешнему виду.

Световые индикаторы – сигнальные лампы, светящиеся надписи. Требования:

1)Число индикаторов должно быть минимально;

2)Индикаторы должны обеспечивать быстрое восприятие передаваемой информации;

3)Индикаторы должны обеспечивать высокую надежность показаний в заданных условиях эксплуатации;

29

4) Все надписи должны иметь лаконичность и выполняться буквами простого очертания.

25. Подсвечивающие устройства

Подсветка надписей и указателей должна производиться зеленым, желтым и красным цветом. Для большего контраста использование холодных тонов.

По международной стандартизации сигналом опасности являются теплые тона, безопасности – холодные.

Необходимо обеспечить равномерную яркость надписей. Для этой цели используются холодные тона. Берется пластина толщиной 4 – 5 мм с высокой степенью прозрачности. На поверхность этой пластины наносят надписи, которые потом затираются белой полупрозрачной массой. Поверхность металлизируется и окрашивается в черный цвет. Если пластину подсветить с торца, все надписи будут светиться равномерным цветом.

30

26. Элементы заземления и экранирования

Основными методами применяемые для борьбы с помехами, используемых конструктор являются заземление и экранирование.

Заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или эквивалентом металлических частей конструкции.

Элемент заземления – элемент в цепи заземления, обеспечивающий соединение (разъемное, неразъемное) и электрический контакт с определенным переходным соединением.

Заземление должно выполняться в соответствии с требованием стандартов и техническим условиями на аппаратуру конкретного вида. Максимальное значение переходного сопротивления контактов элемента заземления должно соответствовать требованиям ТУ.

Каждый заземляющий элемент должен быть присоединен к заземляющему устройству посредствам отдельного ответвления. Не допускается последовательное включение нескольких заземляющих элементов.

В заземляющих устройствах используется контактные соединения 2-х видов: разборные и неразборные. В разборных элементах заземления контактирующие поверхности должны иметь коррозионно-стойкие и электропроводящие покрытия (Ag, Ni, Cd, Sn и Be). В разборных устройствах для соединения используются резьбовые соединения (винт и гайка).

Элементы заземления должны располагаться в легко доступных местах для обеспечения удобства монтажа и замера параметров переходных сопротивлений контактов.

Соединения схемы с корпусом может быть выполнено разными способами:

Наиболее частый вариант заземления: каждая точка электрической схемы, имеющая нулевой потенциал, соединяется при помощи провода или шины с ближайшей точкой корпуса. Общее количество соединений может быть большим.

На плате выполняется развитая металлизированная поверхность, к которой присоединяется выводы микросхемы и другие элементы. Эта металлизированная поверхность соединяется с корпусом прибора. Если сборочная единица соединена с основной схемой разъемом, то в последнем соединения и контакты земляного провода дублируются для увеличения большей надежности и меньшего переходного сопротивления. Главное достоинство способа – простота.

Наилучшие результаты дает сварной контакт. Получение надежного сварного контакта связано с техническими трудностями:

шина изготавливается из Cu или Al, приваривается к стальному контакту корпуса. Поэтому такое соединение сваркой цветных и черных металлов возможно при использовании холодной сварки давлением, для чего требуется специальное оборудование.

при механическом заземлении земли шины необходимо использовать винты номиналом не менее М4 для обеспечения давления между соединенными деталями не менее 2000-2500 Н/см2, что приводит к уменьшению входного контактного сопротивления, которое не должно быть больше несколько десятков мкОм.

Для образования разборных контактных соединений применяются шины с наконечниками. Два соединенных между собой наконечника плетенкой называется шиной.