3. Разработка конструкции акустического автомата

   1. Предварительная разработка конструкции устройства

При разработке конструкции устройства были учтены требования, приведенные в разделе “Расширенное техническое задание”. Объем устройства должен быть минимален, а коэффициент заполнения – максимален. Помимо этого конструкция должна обладать достаточной механической прочностью, иметь защиту от дестабилизирующих факторов. Разрабатываемый акустический автомат также должен быть ремонтопригодным и обеспечивать удобства эксплуатации.

Для обеспечения поставленных требований рассмотрим на данном этапе два варианта компоновки проектируемого устройства.

Первый вариант компоновки приведен на рисунке 1. Второй вариант компоновки приведен на рисунке 2.

Оба варианта содержат в себе одну плату, одну панель с реле, панель индикации, микрофон.

В обоих вариантах компоновки элементы индикации и микрофон крепятся на лицевую панель корпуса. Плата закрепляется с помощью болтов на дне корпуса. Но в первом варианте: панель с реле закрепляется при помощи винтов на крышке корпуса с внутренней стороны блока. Во втором варианте: панель с реле закрепляется при помощи винтов на дне корпуса. В обоих вариантах корпуса сделаны из фенопласта 02-010-02 ГОСТ 5689-79.

Расчет объемно-компоновочных характеристик устройства приведен в пункте 4.1. Из расчета видно, что первый вариант компоновки имеет меньший объем блока и больший коэффициент заполнения объема, чем второй вариант. Следовательно, целесообразно остановить выбор на первом варианте компоновки блока. Последний и является исходным для дальнейшей разработки конструкции.

2. Выбор типа электрического монтажа

В разрабатываемой конструкции используется два типа монтажа: печатный и объемный. Печатный монтаж применяется для соединения между собой радиоэлементов, входящих в функционально законченный узел. Объемный монтаж применяется для соединения друг с другом функционально законченных узлов схемы.

Электрические соединения осуществляются пайкой. Для пайки элементов применяют припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76 и флюс ФКСп ОСТ 4Г0.033.200.

Компоновка печатной платы выполнена с учетом автоматизации ее изготовления. Установка элементов выполнена в соответствии с ГОСТ 10317-76. Двусторонняя печатная плата изготавливается комбинированным позитивным методом. Материал для изготовления печатной платы – стеклотекстолит СФ-2Н-50Г-1.5В.С. ГОСТ 10316-78.

Для объемного монтажа применяют провод МПО 0.12 ТУ 16-505.339-79 с полихлорвиниловой изоляцией .

3. Выбор способов защиты устройства от внешних воздействий

Акустический автомат необходимо предохранять от пыли, воды и механических воздействий. Для этого применяется частичная герметизация устройства с помощью пластмассового корпуса.

Выбор защитных и защитно-декоративных покрытий:

Таблица 2 - Данные по применяемым покрытиям

Детали, сборочные единицы	Материал детали, сборочной единицы	Лакокрасочное покрытие
Дно	Фенопласт 02-010-02 ГОСТ 5689-79	—
Корпус	Фенопласт 02-010-02 ГОСТ 5689-79	—
Печатная плата	Стеклотекстолит СФ-2Н-50Г-1,5	Лак УР-231 бесцветный

Выбираем способ маркировки деталей и сборочных единиц.

На печатной плате маркировка элементов электрической схемы осуществляется травлением.

На лицевую панель надписи наносятся краской ТНПФ-0,1, белого цвета.

Выбранная конструкция по основному конструктивному уровню относится к модулю 2-го уровня.

На основании выбранной компоновки ПП имеет следующий размер: 110х100 (ОСТ 4.010.020-83)

Форма корпуса устройства прямоугольная исходя из размеров ПП и удобства работы с ним.

3.4 Окончательная разработка конструкции

Устройство имеет форму прямоугольного параллелепипеда размером 14011060мм, внутри которого расположена одна печатная плата размером 100110 мм и плата с реле размером 50х70х38мм.

Толщина стенок корпуса 1,5 мм. Корпус состоит из каркаса с закрепленной на нем винтами ГОСТ Р 11738-84 печатной платы и передней панелью размером 15х35х10 закрепленной винтами ОСТ 1 31542-80, на которой расположены индикаторы.

Основание, верхняя крышка корпуса изготовлены литьем из фенопласта общего назначения, черного цвета, 02-010-02 ГОСТ 5689-79, толщиной 2 мм.

Печатная плата ставится на колонки, имеющие отверстия для винтов, цельно вылитые с основанием и крепится к основанию винтами ГОСТ Р 11738-84.

Корпус устройства соединяется с помощью винтов ГОСТ Р 11738-84, которые ввинчиваются в резьбовые втулки, выполненные за единое целое с основанием корпуса. Связь между радиоэлементами осуществится печатным монтажом, электрические соединения выполняются с помощью пайки припоем ПОС-61 ГОСТ 21931-76 с флюсом ФКСп ОСТ 4.ГО.033.200.

Соединение выводов печатной платы с органами коммутации осуществляется объемным монтажом - проводом МПО 0.12 ТУ 16-505.339-79 с полихлорвиниловой изоляцией. Жгут вязать глянцевой нитью ГОСТ 6309-87. Места пайки изолировать полихлорвиниловой трубкой 305-ТВ-40-3.0 ГОСТ 19034-82 длиной 10 мм.

Корпус устройства может быть любого цвета. Окраска производится путем добавления к массе полистирола соответствующего красителя при прессовании корпуса. Для защиты от атмосферных воздействий печатные платы покрываются бесцветным лаком УР-231.

4 КОНСТРУКТОРСКИЕ РАСЧЕТЫ

4.1 Расчет рациональной формы блока

Для рационального выбора формы блока используют три параметра:

1) приведенная площадь наружной поверхности;

2) коэффициент приведенных площадей;

3) коэффициент заполнения объема.

Будем рассматривать два варианта компоновки в соответствии с рисунками 1 и 2.

Расчет проведем по следующим этапам:

Полный объем первого варианта в соответствии с рисунком 1:

V=LBH;

где L,B,H – габаритные размеры блока.

V₁=140x110x60= 924000 мм³;

Полный объем второго варианта в соответствии с рисунком 2:

V₂=140x148x50= 1036000 мм³;