3 Разработка конструкции рэу

3.1 Выбор варианта компоновки устройства

При выборе оптимальной конструкции сенсорного выключателя рассматриваются два варианта компоновки блока, состоящего из печатной платы и органов индикации и коммутации (кнопка и сигнальная лампа).

Размеры элементов блока:

Плата (А1) 65×90×40 мм³

Кнопка (SB1) 40×42×58 мм³

Сигнальная лампа (EL1) Ø36×57 мм³

В

Лампа EL1

арианты компоновки представлены на рисунках 1 и 2. Корпус сенсорного выключателя выполнен в форме параллелепипеда. Основание состоит из дна и четырех боковых стенок. Печатная плата крепиться ко дну корпуса. Лампа и кнопка крепятся к боковой стенке корпуса. Но в первом варианте органы коммутации и индикации крепятся поверх платы, что обеспечивает минимальную ширину блока, во втором варианте кнопка и лампа крепятся сбоку от платы, что обеспечивает минимальную высоту корпуса.

Кнопка SB1

Плата

100

97

75

Рисунок 1 – Первый вариант компоновки блока

Плата

Кнопка SB1

Лампа EL1

100

50

138

Рисунок 2 – Второй вариант компоновки устройства

Представленные блоки имеют следующие размеры:

Первый вариант компоновки 75×100×97 мм³

Второй вариант компоновки 138×100×50 мм³

3.2 Расчет объемно-компоновочных характеристик устройства

Рациональная форма блока определяется по трем параметрам:

а) приведенная площадь наружной поверхности;

б) коэффициент приведенных площадей;

в) коэффициент заполнения объема.

Приведенная площадь наружной поверхности:

, (2)

где S – площадь наружной поверхности блока, мм²

V – объем блока, мм³

Для первого варианта:

_{Для второго варианта:}

Коэффициент приведенных площадей:

_{, (3)}

_{где Sпр – приведенная площадь блока, мм}²

_{Sпрш – приведенная площадь шара, мм}²

_{, (4)}

_{где d – диаметр шара, мм}

_{Для первого варианта:}

_{Для второго варианта:}

_{Сравним между собой блоки:}

_{Можно сделать вывод, что первый блок оптимальнее по площади наружной поверхности, чем второй.}

_{Коэффициент заполнения объема:}

_{, (5)}

_{где Vап – объем аппаратуры, мм}³

_{Vоб – объем, отводимый на объекте, мм}³

₍₆₎

_{где Vi – объем конструктивного элемента в блоке, мм}³

_{VА1 = 234000 мм}³ _{– объем, занимаемый платой А1;}

_{VSB1 = 97440 мм}³ _{– объем, занимаемый кнопкой;}

_{VEL1 = 59006,88 мм}³ _{– объем, занимаемый сигнальной лампой.}

_{Vап = 234000+97440+59006,88 = 390446,88 мм}³

_{Определим коэффициент заполнения объема для первого блока:}

_{Так как Кзо2 > Кзо1, значит, объем второго блока используется более рационально и эффективно, чем у первого.}

_{Исходя из проведенного расчета, в качестве исходной компоновки выбираем второй вариант компоновки блока, т.к. у него элементы более доступны, следовательно, легче осуществлять ремонт и для этого варианта коэффициент заполнения больше.}

3.3 Разработка основных элементов и узлов конструкции устройства

3.3.1 Выбор типа электрического монтажа. В проектируемом устройстве применяются два типа монтажа – печатный и объемный. Печатный монтаж применяется для соединения между собой радиоэлементов, входящих в функционально-законченный узел – печатную плату устройства. Объемный монтаж необходим для соединения функционально-законченного узла печатной платы с органами управления и индикации. Для объемного монтажа применяют провод МПО-0,3 ТУ 16-505.339-79 с сечением жилы 0,3 мм².

3.3.2 Выбор способов защиты устройства от внешних воздействий. Из требований по условиям эксплуатации, записанных в техническом задании следует, что нет необходимости в применении специальных способов защиты устройства от климатических факторов, вибрации и помехонесущих полей. Частичную герметизацию осуществляет корпус устройства.

3.3.3 Выбор элементов несущих конструкций, крепления и фиксации. Основание и верхняя крышка корпуса изготовлены литьем из фенопласта общего назначения, черного цвета, 02-010-02 ГОСТ 5689-79. Толщина основания и верхней крышки по 2,5 мм. Верхняя крышка к основанию крепится четырьмя винтами М3-11 ГОСТ 17475-80 и шайбами М3 ГОСТ 11371-78.

В нижней части основания расположены также четыре колонки, вылитые цельно с основанием, на которые устанавливается печатная плата. Ее крепление осуществляется с помощью четырех винтов М2,5-6 ГОСТ 17475-80 и четырех шайб М2,5 ГОСТ 11371-78.

На боковой крышке устройства крепится кнопка обнуления счетчика и сигнальная лампа, и их крепление осуществляется гайками М7 ГОСТ 15522-70. Диаметр отверстия составляет 8 мм.

3.3.4 Выбор конструктивных элементов электрического монтажа. В конструкции устройства применяется печатный и объемный монтаж. Электрические соединения осуществляются пайкой. Для пайки элементов применяют припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76 и флюс ФКСп ОСТ 4.ГО.033.200.

Компоновка печатной платы выполнена с учетом автоматизации ее изготовления. Установка элементов выполнена в соответствии с ОСТ 4.010.030-81.

Двухсторонняя печатная плата изготавливается комбинированным позитивным методом. Материал для изготовления печатных плат – стеклотекстолит СФ-2Н-50Г-1,5 в.с. ГОСТ 10316–78.

3.3.5 Выбор защитных и защитно-декоративных покрытий. Данные по применяемым покрытиям внесены в таблицу 2.

Таблица 2 - Применяемые покрытия

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

3.3.6 Выбор способов маркировки деталей и сборочных единиц. На печатной плате маркировка элементов электрической схемы (резисторов, транзисторов, ИС и т.д.) осуществляется травлением.

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