·     при эксплуатации повышает эксплуатационную надежность РЭА, облегчает обслуживание, улучшает ремонтопригодность аппаратуры.

При компоновке должны быть учтены требования оптимальных функциональных связей между модулями, их устойчивость, стабильность, требования прочности и жесткости, помехозащищенности и нормального теплового режима, требования технологичности, эргономики, удобства эксплуатации и ремонта. Размещение комплектующих элементов в модулях всех уровней должно обеспечивать равномерное и максимальное заполнение конструктивного объема с удобным доступом для осмотра, ремонта и замены. Замена детали или сборочной единицы не должна приводить к разборке всей конструкции или ее составных частей. Для устойчивого положения изделия в процессе эксплуатации центр тяжести должен находиться, возможно, ближе к опорной поверхности. При компоновке модулей всех уровней необходимо выделить достаточно пространства для межсоединений.

При проектировании необходимо придерживаться следующих рекомендаций [14]:

· минимальный внутренний радиус изгиба проводника должен быть не менее диаметра провода с изоляцией;

· провода питания переменного тока следует свивать для уменьшения возможности наводок;

· провода, подводящие к сменным элементам должны иметь некоторый запас по длине, допускающий повторную заделку провода;

· провода не должны касаться острых металлических кромок;

· монтажные провода целесообразно связать в жгут, при этом обеспечивается возможность расчленения монтажных операций на более простые.

Для разъемного варианта конструкции большое распространение получило использование объединительной печатной платы, что позволяет существенно уменьшить габаритные размеры изделия, упростить сборку.

При компоновке РЭС необходимо решать вопросы электромагнитной совместимости элементов, в частности, защиты от электромагнитных, электрических и магнитных помех.

При защите РЭС от воздействий помех, определяют максимальное значение сигналов помехи на выходах схем, усложняют схему введением фильтров на линиях входа-выхода, устраняют помехи по линиям электропитания с помощью радиочастотных фильтров, экранируют входные цепи чувствительных схем, для элементов РЭС разрабатывают кожухи-экраны.

В качестве метода конструирования выбираем базовый (модульный) метод конструирования.

На основании вышеизложенного выбираем для разрабатываемой конструкции блока интерфейсных адаптеров электронный модуль второго уровня ЭМ2 разъемной конструкции. Основой конструкции является каркас, образованный двумя литыми из алюминиевого сплава рамками, соединенными между собой продольными профилированными планками. На верхней и нижней части каркаса установлены маркировочные линейки, на которых по соответствующим адресам закреплены направляющие для плат. Платы вставляются по направляющим в ячейки. Все платы располагаются в правой части блока интерфейсных адаптеров, а слева - для равномерного распределения центра масс - расположен блок питания, который снизу крепится винтами к каркасу, а сзади - к задней панели. На одной из длинных сторон плат крепится фальшпанель, которая при установке платы в конструкцию, прикручивается сверху и снизу винтами к каркасу. Такая конструкция позволяет повысить ремонтопригодность, т.к. любую плату можно извлечь из блока не разбирая конструкцию, также позволяет исключить использование передней панели по той причине, что спереди корпус закрывается фальшпанелями.

Сверху и снизу каркас закрывается перфорированными крышками, а сбоку и сзади - панелями, которые крепятся винтами. Перфорация крышек применена для обеспечения нормального теплового режима блока интерфейсных адаптеров. На боковых панелях имеются планки, прикрепленные винтами, предназначенные для установки блока интерфейсных адаптеров в стойку. Для удобства установки и извлечения блока из стойки спереди имеются две ручки, прикрепленные винтами к выступам боковых панелей. Выступы имеют отверстия для закрепления конструкции в стойке. К задней панели крепятся разъемы для подключения кабелей интерфейсных адаптеров, для подключения напряжения сети к блоку питания. Также на ней нанесена маркировка номеров разъемов и напряжения сети 220В, 50Гц. Для обеспечения нормального теплового режима блока питания в задней панели имеются отверстия, через которые продувается воздух вентилятором установленным в блоке питания.

Внутриблочная коммутация плат осуществляется посредством объединительной платы, на которой расположены вилки для подключения розеток соответствующих плат. Это позволяет исключить кабели для межплатной коммутации, что повышает устойчивость схемы к элекромагнитным помехам.

7 ВЫБОР СПОСОБОВ И МЕТОДОВ ТЕПЛОЗАЩИТЫ, ГЕРМЕТИЗАЦИИ, ВИБРОЗАЩИТЫ И ЭКРАНИРОВАНИЯ

7.1 Выбор способа теплозащиты

Для обеспечения нормального теплового режима необходимо выбрать такой способ охлаждения блока интерфейсных адаптеров (далее "блока"), при котором количество тепла, рассеиваемого в окружающую среду, будет равным мощности теплоты выделения блока, при этом также необходимо учесть теплостойкость элементной базы.

Расчет температуры всех входящих в блок элементов представляет собой чрезвычайно трудоемкий процесс. В связи с этим встает вопрос: для каких элементов необходимо рассчитывать температуру, чтобы с заданной достоверностью можно было судить о соответствии теплового режима всего блока требованиям технического задания.

Методика определения числа элементов РЭС, подлежащих расчету теплового режима, состоит в следующем [15]:

1. Задаемся вероятностью правильного расчета р.

Если вероятность p > 0,8, то можно остановиться на выбранном способе охлаждения. При вероятностной оценке 0,8 > р > 0,3 можно применить выбранный способ охлаждения, однако при конструировании РЭС обеспечению нормального теплового режима следует уделить тем больше внимания, чем меньше вероятность. При вероятности 0,3 > р > 0,1 не рекомендуется использовать выбранный способ охлаждения.

Исходя из вышеизложенного, задаемся вероятностью правильного расчета р > 0,8.

2.Определяем средний перегрев нагретой зоны.

Исходными данными для проведения последующего расчета являются:

·             Kз- коэффициент заполнения по объему                                  0,6;

·             суммарная мощность, рассеиваемая в блоке, Вт                     30;

·             давление окружающей среды, кПа                                           87;

·             давление внутри корпуса, кПа                                                  87;

·             габаритные размеры корпуса, м                                     483х0,295х0,264;

площадь i-го перфорационного отверстия, м2             0,47210-4;

·             количество перфорационных отверстий                                  320.

Средний перегрев нагретой зоны перфорированного корпуса блока с естественным воздушным охлаждением определяется по следующей методике [16]:

1     Рассчитывается поверхность корпуса блока:

, (7.1)

где L1, L2 - горизонтальные размеры корпуса, м;

L3 - вертикальный размер, м.

Для разрабатываемой конструкции блока L1 = 0,483м, L2 = 0,295м, L3 = 0,264м. Подставив данные в (7.1), получим:

м2.

2     Определяется условная поверхность нагретой зоны:

, (7.2)

где kЗ - коэффициент заполнения корпуса по объему. В нашем случае kЗ = 0,6. Подставляя значение kЗ в (7.2), получим:

м2.

Определяется удельная мощность корпуса блока:

, (7.3)

где Р - мощность, рассеиваемая в блоке. Для разрабатываемого блока Р =30Вт. Тогда:

 Вт/м2.

4     Определяется удельная мощность нагретой зоны:

5      

. (7.4)

 Вт/м2.

5     Находится коэффициент Q1 в зависимости от удельной мощности корпуса блока:

6      

        (7.5)

.

6     Находится коэффициент Q2 в зависимости от удельной мощности нагретой зоны:

 (7.6)

.

Определяется коэффициент КН1 в зависимости от давления среды вне корпуса блока:

, (7.7)

где Н1 - давление окружающей среды в Па. В нашем случае Н1=87кПа. Подставив значение Н1 в (7.7), получим:

.

8     Определяется коэффициент КН2 в зависимости от давления среды внутри корпуса блока:

, (7.8)

где Н2 - давление внутри корпуса в Па.

Для перфорированного корпуса Н2=Н1=87кПа. Тогда:

.

9     Рассчитывается суммарная площадь перфорационных отверстий:

, (7.9)

где Si - площадь i-го перфорационного отверстия. Для разрабатываемой конструкции Si=0,472см2, количество перфорационных отверстий - 320 шт. Подставив данные в (7.9), получим:

м2.

10. Рассчитывается коэффициент перфорации:

. (7.10)

.

11. Определяется коэффициент, являющийся функцией коэффициента перфорации:

. (7.11)

.

12 Определяется перегрев нагретой зоны:

. (7.12)

°С.

3. Для значений p = 0,95 и QЗ = 11,8 °С по графикам [рис.4.22, 15] находим значение допустимого перегрева элементов

Тэл(д). υэл(д) =30 °С, Тэл(д) = Тс + υэл(д) = 40+30 = 70 °С

4. Расчету подлежат те элементы РЭС, у которых Тэл k(д) < 70 °С.

Значения Тэл k(д) для элементной базы разрабатываемого блока приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 - Значения допустимых температур элементов

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23