Скачиваний:
50
Добавлен:
21.02.2014
Размер:
288.26 Кб
Скачать

6.5. Базовые несущие конструкции ячеек.

Базовые несущие конструкции ячеек - предусматривают межвидовую унификацию для различных видов аппаратуры. Чтобы осуществить правильный выбор БНК установлена следующая классификация:

Рис. Система обозначения БНК первого уровня (ячейки) .

В случае принадлежности БНК 1 к определенной аппаратуре вместо "У" проставляется обозначение соответствующего вида аппаратуры.

Обозначение видов аппаратуры:

1- стационарные ЭВМ;

2- аппаратура дискретной автоматики;

3- аппаратура стационарная (кроме ЭВМ);

4- аппаратура стационарная, устанавливаемая на колесные шасси;

5- аппаратура стационарная устанавливаемая на самоходные шасси;

6- морская аппаратура;

7- самолетная аппаратура;

Типы конструкций:

1 - безрамочные;

2 - рамочное исполнение; различные конструкции рамок теплоотвод шин и т.д.

Типоразмер: различие только в линейных размерах с сохранением конструктивного.

6.6. Унифицированные базовые несущие конструкции первого уровня бнк 1.

Регламентированные ОСТ 4Г0.410.224-84

Здесь устанавливается шаг для установки в блок 17,5; 15 мм. Расстояние между основной и дополнительной планкой (4 мм). Экранированные ячейки и т.д.

VII. Несущие конструкции второго уровня (нк 2).

7.1. Общие требования к компоновке блоков.

Выбор варианта конструкции блока и компоновка ячеек в блоке, а также взаимное расположение других конструктивных зон должны осуществляться исходя из технических требований, анализа основных определяющих факторов, специфичных для разрабатываемой ЭВА (надежность, долговечность, ремонтопригодность, тепловые режимы и т.д.).

В основном блоки конструируются прямоугольной формы.

Наиболее трудоемкими в процессе проектирования блоков являются:

1) выбор рационального варианта компоновки ячеек в блоке;

2) обеспечение минимальной длины цепей электрической коммуникации;

3) нормальных тепловых режимов блоков;

4) разработка или выбор БНК блока, которая обеспечивает в сою очередь два первых требования.

Следует отметить, что БНК 2 блоков предназначаются для размещения, механического крепления, защиты от механических перегрузок и внешних воздействий ячеек, а также блоков в шкафах, стойках, стеллажах. Элементы НК должны обеспечивать надежное крепление ячеек, а также минимальную массу, максимальное использование однотипных деталей и их унификацию.

Материалы и покрытия должны выбираться в зависимости от назначения и условий эксплуатации аппаратуры. Элементы БНК изготавливаются литьем под давлением, штамповкой, прессованием и сваркой профильных материалов. В последнее время широкое применение получают профильно-сборные конструкции, что обуславливается ростом номенклатуры прессованных профилей и их низкой себестоимостью.

7.2. Компоновочные схемы и конструкции блоков.

Под компоновкой блоков следует понимать взаимную ориентацию ячеек или других конструктивных зон (электрической коммуникации, механических элементов и т.п.) в заданном объеме блока.

По эксплуатационному назначению всю РЭА можно разбить на три основных класса:

а) аэрокосмическая;

б) морская;

в) наземная.

Каждый класс делится на группы, характеризующие место установки (носитель) для конкретной аппаратуры.

Требования по механическим воздействиям влияют на выбор зазоров между ячейками с учетом деформаций ПП ячеек, элементов НК (рамки, ребра жесткости и т.д.), элементов крепления (приливы, кронштейны, шарниры и т.д.), элементов конструкции корпуса блока и элементов крепления блоков в стойке, шкафу и т.д.

По климатическим требованиям условия эксплуатации оказывают влияние на вариант исполнения корпуса блока:

1) герметичный;

2) негерметичный.

Повышение требований по механическим и климатическим воздействиям на аппаратуру приводит к увеличению вспомогательного объема блока, что в свою очередь влечет за собой увеличение полного объема блока.

Следующим фактором (основным), влияющим на габариты блока, является применяемая элементная база и число элементов, размещаемых в блоке.

Элементы электрических соединений в блоках влияют на размеры зон электрической коммуникации, которые делятся на межблочные и внутриблочные.

Внутриблочная зона - образуется элементами электрической коммуникации между ячейками внутри блока.

Межблочная зона - образуется элементами электрической коммутации между блоками в шкафу, стойке и т.д. с учетом объемов, занимаемых частью межблочных электрических соединителей, входящих в полный объем блоков.

Межблочные соединения могут осуществляться: жгутовыми соединениями с помощью объемных проводов, разъемами, соединителями, ГПШ или ГПК и коммутационной ПП.

Электрические соединители в ячейках занимают в блоках зону, равную 25...35 мм, что увеличивает одну из сторон блока в зависимости от выбранного варианта компоновки. Жгутовые соединения, ГПК и коммутационные платы увеличивают габариты корпуса блока на 15...20 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Для обеспечения в блоках РЭА нормального теплового режима применяются различные системы охлаждения в зависимости от температуры окружающей среды, максимально допустимой температуры РЭА, варианта исполнения корпуса блока и варианта конструкции и компоновки ячеек в блоке.

Воздушная система охлаждения при естественной конвекции вызывает необходимость выполнения зазоров между ячейками 6...8 мм, для обеспечения теплового режима внутри блока. При принудительном охлаждении зазор уменьшается до 2 мм, но объем блока увеличивается на 10...15% за счет установки вентилятора или воздуховодов.

Применение кондуктивных теплостоков (радиаторов, теплоотводящих шин и т.д.) увеличивает габариты блоков на 20...25%.

Особое внимание следует обратить на габариты блоков и конструктивное исполнение вариантов компоновок ячеек и зоны внутриблочной электрической коммутации в полезном объеме блока.

Как видно из рисунка, полезный объем блока можно условно представить в виде двух объемов.

V1 - объем, занимаемый функциональными ячейками;

V2 - объем, занимаемый под элементы электрического соединения и их электрический монтаж;

Для вариантов I и II эти объемы можно выразить:

V1 = L×H×(B-Bk);

V2 = L×H×Bk; (7.1)

Для вариантов III иIV:

V1 = L×(H-Hk)×B;

V2 = L×Hk×B; (7.2)

Для вариантов V иVI:

V1 = (K-Lk)×H×B;

V2 = Lk×H×B; (7.3)

Из данных формул видно, что наиболее рациональней использовать варианты компоновки VиVIи менее рационально вариантыI и II т.к. в блоках РЭА, как правило:

L > H; L > B иH ³ B (7.4)

Отсюда получаем следующие неравенства:

;

; (7.5)

Однако практика конструирования блоков РЭА показала, что варианты компоновок IIиIVне применяются, так как имеют очень плохие условия как для естественной конвекции, так и при принудительном охлаждении, из-за перекрытия зоны прохождения потока.

Варианты компоновки IиIIIпозволяют установить значительно большее число ячеек, по сравнению с вариантамиIV,V, с учетом условия (7.4). Это следует из равенства:

;где-шаг установки ячеек. (7.6)

При рассмотрении вариантов компоновок I,III,V,VIследует отметить, что для книжных конструкций предпочтительнее вариантыIVиV, так как данные конструкции должны иметь относительно небольшое количество ПП, по сравнению с разъемными конструкциями, что связано с невозможностью достаточного раскрыва ячеек.

При естественной конвекции для блоков разъемной конструкции применяют вариант компоновки I.

При необходимости использования принудительного охлаждения в разъемных конструкциях применяется вариант компоновки III.

Рис. Схема компоновки блоков.

L, H, B - длина, высота , ширина.

Lk, Hk, Bk - части блока занимаемые элементами внутриблочного электрического соединителя (коммутации).

При естественной конвекции в книжных конструкциях используются вариант компоновки V. При необходимости принудительного охлаждения с условием установки вентилятора на заднюю или лицевую панель блока для вариантаII,IVи при обеспечении воздушного потока снизу для вариантаV.

На выбор варианта компоновки оказывает влияние число выходных контактов с ПП ячейки. С этой точки зрения для разъемной конструкции предпочтительным является вариант Iи для книжной конструкции -V. При использовании вариантов компоновкиIиVуменьшается полезный объем, поэтому на данном этапе проектирования блоков РЭА следует идти на компромисс.

Следующим фактором влияющим на выбор варианта компоновки блока является соотношение его линейных размеров: длины, ширины, высоты.

Например: по варианту компоновки Vимеем максимальную плотность компоновки в блоке, но здесь недостаточно рациональное соотношение сторон ПП приводит к определенным трудностям при проектировании печатного монтажа. Поэтому печатные проводники становятся длинными, что ведет к увеличению паразитных емкостей и шага установки ИС на ПП, по сравнению с вариантомI.

Минимальная ширина блоков книжных конструкций должна быть не более 120 мм. Для блоков разъемной конструкции минимальные размеры высоты и ширины должны быть для:

I - Hmin ³ 180 мм;Bmin ³ 120 мм;

III- Hmin ³ 180 мм; Bmin ³ 180 мм.

Таким образом, все рассмотренные факторы так или иначе влияют на выбор варианта конструкции блоков и соответственно на его габариты и правильность выбранной конструкции в процессе эскизной проработке абсолютных (объем, масса блока, надежность и т.д.) и относительных (коэффициент использования полезной площади, объема, массы) конструктивных показателей, а также коэффициента плотности упаковки.

Методику расчета таких показателей можно посмотреть: Овсищер П.И., Лившец и др. "Компоновка и конструкция МЭА" Радио и связь 1982г.

Выполнение требований, предъявляемых к блокам в отношении их конструктивного исполнения, габаритов и других параметров, учитывающих внешние воздействия (климатические, механические и т.д.), обеспечивает возможность создания аппаратуры с межвидовой унификацией на уровне блоков.

В основу унифицированной БНК 2 второго уровня заложена универсальная часть корпуса, применяемая в блоках всех видов аппаратуры.

Рис. Условная классификация БНК второго уровня.

Классификация аналогична классификации ячеек.

Соседние файлы в папке UNKHNOWN