Блок управления гальванической ванной для хромирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ВАННОЙ ДЛЯ ХРОМИРОВАНИЯ: дипломный проект/ Д.С.Яцкевич - Минск: БГУИР, 2015, - п.з. 110- с., чертежей- 6 л. формата А1.

Выполнен обзор конструкций и принципов работы блока, анализ технического задания и условий эксплуатации, обзор принципиальной электрической схемы. На основе анализа выполнен выбор и обоснование элементной базы и конструктивного исполнения блока. Разработана печатная плата. Выполнены конструкторские расчеты: оценка теплового режима, выбор способа охлаждения и расчет надежности для соответствия разработки техническому заданию.

Разработан технологический процесс сборки, позволяющий оценить технологичность конструкции. Выполнено технико-экономическое обоснование проекта. Рассмотрены меры нормализации микроклимата в рабочем помещении при эксплуатации устройства.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ЗАДАНИЯ НА ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

1.1 АНАЛИЗ ЗАДАНИЯ

1.2 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

2. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ

2.1 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

2.2 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.3 ТРЕБОВАНИЯ К НАДЁЖНОСТИ

2.4 КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.5 УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

2.6 ТРЕБОВАНИЯ К УПАКОВКЕ, МАРКИРОВКЕ, ТРАНСПОРТИРОВАНИЮ И ХРАНЕНИЮ

3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫИ МАТЕРИАЛОВ КОНСТРУКЦИИ

3.1 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ

3.2 ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ

4. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ, УНИФИЦИРОВАННЫХ УЗЛОВ, МЕТОДА И ПРИНЦИПА КОНСТРУИРОВАНИЯ

4.1 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ

4.ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА И ПРИНЦИПА КОНСТРУИРОВАНИЯ

5. ВЫБОР СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ТЕПЛОЗАЩИТЫ, ГЕРМЕТИЗАЦИИ И ВИБРОЗАЩИТЫ

5.1 ВЫБОР СПОСОБА ТЕПЛОЗАЩИТЫ

5.2 ВЫБОР СПОСОБА ГЕРМЕТИЗАЦИИ

5.3 ВЫБОР СПОСОБА ВИБРОЗАЩИТЫ

6. РАСЧЁТ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХПАРАМЕТРОВ ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА

6.1 РАСЧЁТТЕПЛОВОГО РЕЖИМА

6.2 РАСЧЕТ ВИБРОПРОЧНОСТИ ПЛАТЫ

7. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА САПР ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ УСТРОЙСТВА 0

8. КОМПОНОВОЧНЫЙ РАСЧЁТ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ И НАДЁЖНОСТИ

8.1 КОМПОНОВОЧНЫЙ РАСЧЁТ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ

8.2 РАСЧЁТ НАДЁЖНОСТИ

9. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ОТ КОРРОЗИИ, ВЛАГИ, ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УДАРА, ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

9.1 ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ

9.2 ЗАЩИТА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЛАГИ

9.3 ЗАЩИТА ОТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УДАРА

9.4 ЗАЩИТА ОТ ДЕЙСТВИЯ ВНЕШНИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

9.5 ЗАЩИТА ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

10. РАСЧЁТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ

11. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ, ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

11.1 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СБОРКИ

11.2 ВЫБОР ВАРИАНТА МАРШРУТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ

12. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

13.ОХРАНА ТРУДА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ И ТЕРМИНОВ

РЭУ	? радиоэлектронное устройство.
САУ	? система автоматического управления.
ЭМП	? электромагнитные помехи.
ТУ	? технические условия.
ТЗ	? техническое задание.
РЭС	? радиоэлектронное средство.
ФЗ	? формализованное задание.
ЭРЭ	? электрорадиоэлемент.
ГПП	? гибкая печатная плата.
ПП	? печатная плата.
ДПП	? двухслойная печатная плата.
МПП	? однослойная печатная плата.
ИМС	? интегральная микросхема.
ЭВМ	? электронно-вычислительная машина.
САПР	? система автоматизированного проектирования.
ЕСКД	? единая система конструкторской документации.
SMD	? Surface Mount Device (СМД - элементы поверхностного монтажа).

ВВЕДЕНИЕ

Производство РЭУ в настоящее время развивается высокими темпами, находит все более широкое применение во многих областях жизнедеятельности человека и в значительной мере определяет уровень научно-технического прогресса. Современная РЭУ используется в радиолокации, радионавигации, системах связи, вычислительной технике, машиностроении, на транспорте, в физических, медицинских и биологических исследованиях и т.д. В связи с этим возникает потребность в расширении функциональных возможностей РЭУ и серьезном улучшении таких технико-экономических показателей как надежность, стоимость, габариты и масса.

Проектирование современной РЭУ - сложный процесс, в котором взаимно увязаны принципы действия радиотехнических систем, - схемы и конструкции аппаратуры и технология ее изготовления. Требования, предъявляемые к РЭУ, постоянно ужесточаются, а усложнение аппаратуры приводит к необходимости внедрения последних достижений науки и техники в разработку, конструирование и технологию РЭУ.

Одним из крупнейших достижений науки и техники, наряду с другими открытиями, является создание прикладной электрохимии, описывающей процессы, происходящие при электрохимическом осаждении металлов в электролитах - гальваники. Фундаментальные основы прикладной электрохимии заложил английский ученый Майкл Фарадей, сформулировав законы электролиза. Однако в то время никто не обратил внимания на принципиальную ценность этого явления.

К настоящему времени с развитием новейших областей техники, высоких технологий всё большее внимание уделяется обработке поверхности, в значительной степени, обуславливающей качество изделий. В связи с этим получили широкое развитие новые, главным образом физические методы. Тем не менее, до сих пор свыше 80% технологий, позволяющих получать поверхности высокого класса, основаны на «классических» методах - гальванике, термической обработке, окраске, лакировании. Наиболее перспективной среди них остаётся гальваника. Ее преимуществами являются высокое качество покрытий, возможности получения осадков различной структуры и толщины на металлических и неметаллических изделиях, осаждения покрытий с широким диапазоном свойств, получения металлических сплавов различного состава и фазового строения без использования высоких температур, разработки новых видов покрытий.

Особенно широкое применение нашли блоки управления стабилизированного питания предназначенные, для прецизионного управления напряжением и током в процессах гальванического покрывания изделий драгоценными и другими металлами на предприятиях использующих данную технологию. Блоки позволяют установить постоянное напряжение и ток. Благодаря цифровой и независимой регулировке и поддержания во время работы этих параметров, данные блоки создают оптимальные условия для технологического процесса. Целью данного дипломного проекта является создание блока управления гальванической ванной для хромирования.

Исходя из вышеизложенного, можно судить о целесообразности блока управления гальванической ванны хромирования.



1. АНАЛИЗ ЗАДАНИЯ НА ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

1.1 АНАЛИЗ ЗАДАНИЯ

Основное требование при проектировании РЭУ состоит в том, чтобы создаваемое устройство было эффективнее своего аналога, т. е. превосходило его по качеству функционирования, степени миниатюризации и технико-экономической целесообразности. Современные методы конструирования должны обеспечивать: снижение стоимости, в том числе и энергоемкости; уменьшение объема и массы; магнитную совместимость; широкое внедрение методов оптимального конструирования; высокую технологичность; максимальное использование стандартизации.

Целью данного дипломного проекта является разработка блока управления гальванической ванной для хромирования

Разработка устройства ведется согласно требованиям, приведенных в задании на дипломное проектирование и состоит из следующих разделов:

1) Анализ задания на дипломное проектирование.

2) Анализ исходных данных и основные технологические требования к разрабатываемой конструкции.

3) Выбор и обоснование элементной базы и материалов конструкции.

4) Выбор и обоснование компоновочной схемы, унифицированных узлов, метода и принципов конструирования.

5) Выбор способов и средств теплозащиты, герметизации и виброзащиты.

6) Расчет конструктивно-технологических параметров проектируемого устройства

7) Обоснования выбора САПР при проектировании устройства.

8) Компоновочный расчёт печатной платы и надёжности.

9) Мероприятия по защите от коррозии, влаги, электрического удара, электромагнитных полей и механических нагрузок.

10) Расчёт показателей технологичности конструкции.

11) Разработка технологической схемы, выбор оборудования.

12) Технико-экономическое обоснования проекта.

13) Охрана труда и окружающей среды.

В результате будет спроектирована конструкция блока автоматического управления вентиляцией помещения, которая представляет собой функционально и конструктивно законченное устройство, удовлетворяющее всем предъявленным к нему требованиям.

1.2 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

В обзоре существующих методов и устройств будут использованы материалы открытых выставок, а также материалы специализированных журналов и рекламные материалы того либо иного производителя подобной продукции.

Хром - элемент 6-й группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Его атомный номер 24, атомная масса 51,99. До хрома, ни один элемент периодической системы не выделяется электролизом из водных ресурсов. Хорошо полированная поверхность хрома имеет высокие декоративные качества, которые отличаются стабильностью во времени: хром не тускнеет даже после нагрева до 396- 446^оС. Сернистые соединения на хром не действуют. Для получения высококачественного гальванического покрытия необходимо создание и поддержание заданного теплового режима электролита. Температура электролита оказывает двойственное влияние на протекание процесса осаждения покрытия на поверхности деталей. С одной стороны, при повышении температуры увеличивается скорость диффузии ионов, уменьшается концентрационная поляризация, что позволяет вести процесс при более высоких плотностях тока. С другой стороны, повышение температуры приводит к снижению перенапряжения, способствующему образованию осадков крупнокристаллической структуры, что снижает качество осадка. Чаще всего на предприятиях требуется наносить на поверхности деталей покрытия с индивидуальными параметрами и характеристиками. В гальванических цехах для нагрева растворов в ваннах используют в качестве теплоносителя в основном насыщенный пар и электроэнергию. Независимо от теплоносителя нагрев ванн осуществляется двумя способами: нагревательным элементом, помещенным непосредственно в раствор, и нагревательным элементом, расположенным в водяной рубашке, передающей тепло через металлическую стенку рабочему раствору ванны. В случае если раствор нейтрален по отношению к материалу греющей поверхности нагревательного элемента, применяют первый способ нагрева, если же агрессивен - используют второй способ. При нагреве ванн насыщенным паром нагревательным элементом, помещенным в раствор, является трубчатый змеевик в соответствии с рисунком 1.3. Для изготовления змеевиков применяют различные термо- и химостойкие материалы.

Рисунок 1.1 -- Змеевик из нержавеющей стали

Змеевики и электронагреватели могут располагаться как в придонной части ванны, так и на ее боковой стенке. При способе нагрева ванн водяной рубашкой гальванический раствор нагревается промежуточным теплоносителем - водой, окружающей стенки и дно ванны. Вода, в свою очередь, нагревается от змеевика. Водяная оболочка (рубашка) размещается в промежутке между стенками вспомогательной (внешней) ванны и рабочей гальванической ванны. В змеевик в качестве теплоносителя подается пар. В случае необходимости охлаждения ванны в змеевик-теплообменник можно подавать холодную воду, организовав соответствующее переключение вентилей питающих трубопроводов. Объем рубашки должен составлять 40-60% от объема раствора в рабочей ванне. Хотя такой способ и позволяет поддерживать температуру в ванне с точностью ±1?С, но является недостаточно экономичным с точки зрения эффективного использования полезного объема ванны, а также имеет низкую скорость изменения температуры. Таким образом наиболее целесообразно для разрабатываемого в данном дипломном проекте устройства применение современных технических средств и оборудования, а также микропроцессоров, программируемых логических контроллеров и алгоритмов управления позволяющих создать систему обеспечения тепловых режимов, осуществляющих регулировку и поддержание температуры растворов электролитов с точностью ±0,5 ?С.

От уровня функционального и схемотехнического исполнения источника питания зависит эффективность технологического процесса в части качества гальванических покрытий, производительности и экономических показателей. С появлением современных полупроводниковых элементов существенно уменьшились габариты источников питания. При использовании в недавнем прошлом электромашинных генераторов постоянного тока практически не стоял вопрос о пульсациях тока, так как эти генераторы практически не давали пульсаций тока. С переходом от электромашинных генераторов постоянного тока к полупроводниковым этот вопрос весьма актуален, поскольку пульсации тока для многих гальванических процессов оказывают плохое влияние на качество гальванического покрытия. Попросту говоря, неконтролируемое наличие пульсаций постоянного тока (величина пульсаций) в тех гальванических процессах, где их не должно быть - вредно. Так при хромировании изделий пульсации тока снижают блеск, твердость и износостойкость покрытий. В случае обезжиривания деталей, оксидирования меди и алюминия, рафинировании золота и т.д. пульсации тока оказывают положительный эффект. По величине пульсаций тока можно судить о качестве схемотехнического исполнения источника питания. В идеале для решения различных задач по нанесению гальванических покрытий необходимо иметь некоторое количество источников питания с разными пульсациями постоянного тока или один источник питания, у которого есть возможность регулировать пульсации. Одним из способов регулировки пульсаций выходного тока есть запитка гальванической ванны постоянным током с наложением на него переменной составляющей с возможностью регулировки ее амплитудно-частотной характеристики. От схемотехнического решения непосредственно зависит форма тока выпрямленного напряжения и как следствие качество гальванического покрытия.

Рисунок 1.2-Блок управления гальванических процессов Thermo-Platt



Блок управления гальванических процессов Thermo-Platt-блок стабилизированного питания предназначен для прецизионного управления напряжением и током в процессах гальванического покрывания изделий драгоценными и другими металлами на предприятиях использующих данную технологию. Блок позволяет установить постоянное напряжение и ток. Благодаря цифровой и независимой регулировке и поддержания во время работы этих параметров в пределах 0.1, данный блок создает оптимальные условия для технологического процесса. Блок оснащен защитой от замыкания. На тыльной стороне блока находится разъем подключения эл.мотора с питанием 5V для управления движущимся анодом в гальванической ванне. Блок оснащен цифровым регулятором температуры и нагревателем гальванической ванны, это позволяет поддерживать температуру жидкости в ванне при процессах это требующих.

Проведя анализ существующих методов и устройств решено спроектировать устройство, использующие нагрев и управления напряжением и током. Это позволит снизить итоговую стоимость готового устройства, повысить его надежность, ремонтопригодность и простоту использования.

2 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ

2.1 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

Блок управления гальванической ванной для хромирования предназначен, для использования в электролитическом процессах, которые применяется в гальванике. Предлагаемое устройство отличается от аналогов использованием современной базы, высокой точностью, малыми габаритами, что существенно для современного производства, имеющего зачастую большие габаритные размеры.

Выявленные в процессе патентного поиска аналоги имеют схожие с разрабатываемым устройством схемотехническое решение, близкие технические характеристики, однако, предполагают, зачастую, иную область применения.

В настоящее время имеется доступ к широкой номенклатуре подобных приборов, однако, некоторые их характеристики нуждаются в доработке или усовершенствовании.

Разрабатываемый блок управления гальванической ванной для хромирования, может пользоваться спросом у потребителя, если будет являть собой оптимальное сочетание габаритных параметров при сравнительно невысокой стоимости и удобством эксплуатации. Уменьшения габаритов и массы готового устройства можно будет добиться применением современной элементной базы, увеличением плотности монтажа. К тому же, грамотный подбор элементной базы позволит соблюсти требования климатического исполнения и повысить надежность готового устройства.

2.2 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Устройство должно иметь следующие технические параметры:

Напряжение питания 220 В.

Максимальная катодная плотность тока: от 15 до 25 А/дм².

Диапазон устанавливаемой температуры: от 0 до +50⁰С.

2.3 ТРЕБОВАНИЯ К НАДЁЖНОСТИ

Средняя наработка на отказ То, должна быть не менее 10000 часов в нормальных условиях эксплуатации.

Вероятность безотказной работы - 0,9.

Остальные требования к надежности по ГОСТ 27.003-90.

2.4 КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Конструкция устройства должна обеспечивать свободный доступ к составным элементам изделия при проведении пуско-наладочных и ремонтных работ.

Материалы и комплектующие изделия должны применяться по действующим стандартам и техническим условиям на них.

Устройство должно удовлетворять требованиям эргономики по ГОСТ 12.2.032-78, ГОСТ 12.2.033-78 и общим требованиям эстетики по ГОСТ 24750-81.

2.5 УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Разрабатываемое устройство должно быть рассчитано на эксплуатацию в условиях по ГОСТ 15150-69, группа УХЛ, класс 4.

2.6 ТРЕБОВАНИЯ К УПАКОВКЕ, МАРКИРОВКЕ, ТРАНСПОРТИРОВАНИЮ И ХРАНЕНИЮ

Маркировка разрабатываемого устройства должна соответствовать ГОСТ 21552-84. она должна содержать:

- полное торговое наименование по ГОСТ 26794-85;

- торговый знак и (или) наименование предприятия изготовителя;

- месяц и год выпуска;

- отметку ОТК предприятия изготовителя;

-порядковый номер изделия по системе нумерации предприятия изготовителя;

- предупредительные знаки по ГОСТ 12.2.006;

- обозначение стандарта на модуль;

- дополнительные требования (определяет предприятие изготовитель);

Маркировка должна отвечать требованиям ГОСТ 20.39.308-76.

Маркировку следует наносить на несъемных частях доступных для обзора.

Упаковка прибора должна соответствовать требованиям ГОСТ 15150-69 исполнение УХЛ4.2.

Транспортирование приборов осуществляется всеми видами закрытого транспорта с соблюдением правил и норм, действующих на каждом виде транспорта.

Изделие должно сохранять свои параметры в пределах норм, установленных техническим заданием, стандартами или техническими условиями в течении сроков службы и сохраняемости, указанных в техническом задании после или в процессе воздействия климатических факторов, значения которых установлены в ГОСТ 22261-94 и ГОСТ 15150-69.

Разрабатываемое устройство предназначено для эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатами. К макроклиматическому району с умеренным климатом относятся районы, где средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха равна или ниже плюс 40С, а средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха равна или выше минус 45°С.

К макроклиматическому району с холодным климатом относятся районы, в которых средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха ниже минус 45°С.

Изделия в исполнении УХЛ могут эксплуатироваться в теплом влажном, жарком сухом и очень жарком сухом климатических районах по ГОСТ 16350-80, в которых средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха выше +40°С и сочетание температуры, равной или выше +20°С и относительной влажности воздуха не менее 80%, наблюдается более 12 ч в сутки за непрерывный период более двух месяцев в году. Изделие в различных климатических исполнениях в зависимости от места размещения при эксплуатации в воздушной среде на высотах до 4300 м выше уровня моря изготавливают по критериям размещения изделия.

Нормальные значения климатических факторов внешней среды при эксплуатации изделия принимают равными следующим значениям:

- верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +60°С;

- нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации -40°С;

- верхнее предельное рабочее значение температуры окружающего воздуха в нерабочем состоянии +85°С;

- нижнее предельное значение рабочей температуры окружающего воздуха в нерабочем состоянии -50°С;

- верхнее значение относительной влажности при + 40°С 95%;

- верхнее рабочее значение атмосферного давления 106,7кПа (800мм рт.ст.);

- нижнее рабочее значение атмосферного давления 86,6кПа (650 мм рт.ст.);

- нижнее предельное рабочее значение атмосферного давления 84,0 кПа (630 мм рт.ст.).

Указанное верхнее значение относительной влажности воздуха нормируется также при более низких температурах; при более высоких температурах относительная влажность ниже.

Так как нормированное верхнее значение относительной влажности 80% конденсация влаги не наблюдается. Рабочие значения параметров, характеризующих действие пыли, приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Рабочие значения параметров, характеризующих действие пыли

Наименование параметров	Нормы при воздействии пыли
	динамическом	статическом	на проницаемость
Размеры частиц, мкм	не более 200	----------	не более 50
Состав частиц пылевой смеси	кварцевый песок не более 70%, остальные не нормируются	----------	не нормируются
Концентрация, г/м	-----------------	----------	не нормируются
Скорость, м/с	15	----------	--------------------

За нормальное значение факторов внешней среды при испытании изделия (нормальные климатические условия испытаний) согласно ГОСТ 22261-94 принимаются следующие:

- температура +20°С;

- относительная влажность воздуха от 30 до 80 %;

- атмосферное давление от 630 до 795 мм рт.ст.

Так как устройство предназначено для работы в нормальных условиях, в качестве номинальных значений климатических факторов принимают нормальное значение, указанное выше.

За эффективную температуру окружающей среды (при тепловых расчётах) принимается номинальное верхнее значение рабочей температуры.

За эффективные значения сочетания влажности и температуры при расчётах параметров изделия, изменения которых вызываются сравнительно длительными процессами, принимаются среднемесячные значения сочетаний влажности и температуры в наиболее теплый и влажный период. За эффективные значение давления воздуха принимается среднее значение давления.

Группа условий эксплуатации по коррозионной активности для металлов и сплавов без покрытий, а также с металлическими и неметаллическими покрытиями первая.

Группа условий эксплуатации в зависимости от климатического исполнения и категории размещения изделия 1.

Условия хранения изделий определяются местом их размещения, микроклиматическим районом и типом атмосферы и характеризуется совокупностью климатических факторов, воздействующих при хранении на упакованные или законсервированные изделия. Согласно ГОСТ 15150-69, для проектируемого изделия удовлетворительными являются условия хранения в отапливаемых и вентилируемых складах, расположенных в любых макроклиматических районах. Обозначение такого хранилища: основное - 1, буквенное - Л, текстовое - "отапливаемое хранилище".

Климатические факторы, характерные для данных условий хранения:

- температура воздуха от +5 до +40 °C;

- максимальное значение относительной влажности воздуха 80% при +25°С;

- среднегодовое значение относительной влажности воздуха 60% при +20°C;

- пылевое загрязнение незначительно;

- действие солнечного излучения, дождя, плесневых грибов отсутствует.

Условия транспортирования данного изделия являются такими же, как и условия хранения. Транспортировка осуществляется в закрытых транспортных средствах, где колебания температуры и влажности воздуха не существенно отличаются от колебаний на открытом воздухе.

Климатические факторы, характерные для данных условий транспортировки:

- температура воздуха от минус 50 до +50 °С;

- максимальное значение влажности воздуха 100% при +25°C;

- среднегодовое значение влажности воздуха 60% при +20°С;

- пылевое загрязнение незначительно.

3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ И МАТЕРИАЛОВ КОНСТРУКЦИИ

3.1 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ

Выбор элементной базы проводится на основе схемы электрической принципиальной с учетом эксплуатационных требований. Эксплуатационная надежность элементной базы во многом определяется правильным выбором типа элементов при проектировании и использовании в режимах, не превышающие допустимые.

Критерием выбора электрорадиоэлементов (ЭРЭ) в любом радиоэлектронном устройстве является соответствие технологических и эксплуатационных характеристик ЭРЭ заданным условиям работы и эксплуатации.

Основными параметрами при выборе ЭРЭ являются:

а) Технические параметры:

Номинальное значение параметров ЭРЭ согласно принципиальной электрической схеме устройства;

Допустимые отклонения величин ЭРЭ от их номинального значения;

Допустимое рабочее напряжение ЭРЭ;

Допустимое рассеивание мощности ЭРЭ;

Диапазон рабочих частот ЭРЭ;

Коэффициент электрической нагрузки ЭРЭ.

б) Эксплуатационные параметры:

Диапазон рабочих температур;

Относительная влажность воздуха;

Давление окружающей среды;

Вибрационные нагрузки;

Другие (специальные) показатели.

в) Дополнительными критериями при выборе ЭРЭ являются:

1.Унификация ЭРЭ;

2. Масса и габариты ЭРЭ;

3. Наименьшая стоимость;

4. Надежность.

Выбор элементной базы по вышеназванным критериям позволяет обеспечить надежную работу изделия.

Перечень элементов изделия представлен в графическом материале. Все ЭРЭ выбирались исходя из предположения, что данное устройство будет работать в климатических условиях УХЛ4.2.

3.2 ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ

Выбор материалов разрабатываемой конструкции проводим согласно требований, изложенных в техническом задании. Материалы конструкции должны обладать следующими свойствами:

- иметь малую стоимость;

- легко обрабатываться и быть легкими;

- обладать достаточными прочностью и жесткостью;

Внешний вид материалов корпуса, лицевой и задней панелей должны отвечать требованиям технической эстетики, сохранять физико-химические свойства в процессе эксплуатации.

При выборе материалов конструкции, также как и при выборе элементной базы, необходимо руководствоваться комплексом взаимосвязанных физико-механических, электрических, технологических, экономических и других требований.

Проведем выбор материала печатных плат. Основными материалами, применяемыми для изготовления печатных плат, являются слоистые пластики, состоящие из связки и наполнителя. Основные параметры этих материалов приведены в таблице 4.1

Таблица4.1 - Основные параметры слоистых пластиков.

Параметр	Значение
	Гетинакс	Текстолит	Стеклотекстолит
Относительная диэлектрическая проницаемость	4,5...6	4,5...6	5...6
Тангенс угла потерь (диэлектрических)	0,008...0,02	0,03...0,04	0,005...0,02
Объемное удельное сопротивление	10...1000	10...1000	1000...10000
Диапазон рабочих температур,оС	от-60 до +80	от-60 до +70	от-60 до +80
Коэффициент теплопроводности	0,25...0,3	0,23...0,3	0,34...0,74
ТКПР	22	22	8...9
Продолжение таблицы 4.1
Удельная прочность при растяжении	49	70	180
Удельная прочность при сжатии	-	105	42

Выбор материалов для производства печатной платы нашего устройства необходимо производить исходя из условий его эксплуатации и условий проведения испытаний на прочность.

Материал для изготовления печатной платы должен иметь следующие показатели (в заданных условиях эксплуатации РЭС): большую электрическую прочность, малые диэлектрические потери, обладать химической стойкостью к действию химических растворов, используемых в техпроцессах изготовления платы. Учитывая эти и другие требования можно выбрать в качестве материала печатной платы стеклотекстолит СФ-2-25-1,5 ГОСТ 10316-78.

При выборе припоя следует учитывать, что припой должен быть легкоплавким, недорогим и технологичным. Кроме этого припой должен обладать хорошей адгезией к меди, а также иметь малое переходное сопротивление. Выберем наиболее распространенный оловянно-свинцовый припой марки ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Характеристики этого припоя приведены в таблице 4.2.

Таблица4.2 - Характеристика припоя марки ПОС-60.

Характеристика	Значение
Температура полного расплавления,оС	185
Электросопротивление, мкОм/м	0,12
Прочность паяемых соединений, Мпа	30...40

4. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ, УНИФИЦИРОВАННЫХ УЗЛОВ, МЕТОДА И ПРИНЦИПОВ КОНСТРУИРОВАНИЯ

4.1 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ

Компоновочная схема блоков определяется количеством и видом составляющих элементов и их расположением.

Все компоновочные схемы делятся на два вида:

централизованная;

децентрализованная.

Децентрализованная компоновочная схема устройства принимается для аппаратуры обладающей мощными выходными блоками, источниками помех и так далее, тогда устройство разносится по нескольким корпусам.

В данном случае будем использовать централизованную компоновочную схему устройства, т.е. все его элементы располагаются в одном корпусе.

На компоновочные схемы устройств значительное влияние оказывают вспомогательные элементы. Это различные индикаторы, ручки управления, переключатели. В зависимости от их количества необходимо выбирать порядок их размещения на передней панели, что влияет на форму самого устройства.

Компоновка РЭС осуществляется уже на этапе технического предложения, поскольку необходимо учесть требования по габаритам и массе, которые определены в техническом задании. На последующих стадиях проектирования происходит корректировка и уточнение компоновочных параметров. Как правило, при компоновке необходимо определить площадь и объем, массу конструкции. В том случае, если результаты расчётов не будут соответствовать требованиям ТЗ, то по согласованию с заказчиком в технически обоснованных случаях в ТЗ могут быть внесены соответствующие корректировки.

Существует несколько методов конструирования. Рассмотрев их основные принципы, выберем наиболее подходящий для данной конструкции с учетом выше сказанного.

Самый низкий уровень, нулевой, уровень состоит из неделимых ЭРЭ, то есть из элементарного базиса ЭРЭ.

На первом уровне элементы нулевого уровня объединяются в схемные сочетания, образуя узлы, модули, платы.

Ко второму уровню относятся блоки, субблоки, панели.

Третий структурный уровень образуют моноблоки, рамы, состоящие из блоков, субблоков, панелей.

Группа блоков, моноблоков или рам с установленными на них панелями, собранная в приборном корпусе составляют прибор или устройство, являющееся высшей сборочной единицей - четвертым структурным уровнем.

Следует иметь в виду, что в настоящее время нашли применение следующие принципы конструирования: моносхемный, схемно-узловой, каскадно-узловой, функционально-узловой.

При разработке радиоэлектронной аппаратуры может использоваться один из четырех способов конструирования:

Моносхемный способ проектирования. Представляет собой способ, при котором электрическая схема располагается на одной печатной плате. Преимущество моносхемного конструирования - простота, отсутствие межблочных соединений, что улучшает электрические параметры, повышает надежность, удешевляет изделие, сокращает количество вспомогательной аппаратуры при изготовлении, а также уменьшает общий вес и габариты. К недостаткам следует отнести трудность обслуживания изделия, так как отказ одного элемента приводит к отказу всей платы, невозможность оперативной замены неисправного элемента, низкую стойкость к механическим воздействиям.

Схемно-узловой способ проектирования. Представляет собой способ, при котором электрическая схема разбивается на несколько частей и выполняется на отдельных платах. А эти части выполняют моносхемным способом. Достоинства этого способа заключаются в том, что возможен более легкий способ доступа к неисправным деталям устройства, более высокая стойкость к механическим воздействиям, возможность более компактного размещения плат в корпусе. Недостатки метода заключаются в наличии переходных и межблочных соединений.

Каскадно-узловой способ проектирования. Представляет собой способ, при котором электрическая схема разбивается на отдельные каскады, и отдельный каскад выполняется на отдельной плате. Этот способ является более сложным, так как необходимо в схеме выделить каждый каскад, разработать для него печатную плату и выбрать оптимальное расположение плат в корпусе.

Функционально-узловой способ проектирования. Способ, при котором электрическая схема разбивается на отдельные блоки, выполняющие определенные функции и каждый блок выполняется на отдельной плате. Этот способ является более сложным, так как необходимо в схеме выделить все блоки выполняющие определенные функции, разработать для них печатные платы и выбрать оптимальное расположение печатных плат в корпусе.

Таким образом, при выборе принципа конструирования нужно руководствоваться в первую очередь сложностью схемы и количеством элементов. Так как схема несложная и располагается на одной плате, то при разработке данного изделия следует использовать моносхемный способ и проектировать устройство на одной печатной плате.



4.2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА И ПРИНЦИПА КОНСТРУИРОВАНИЯ

Применение печатных плат, позволяет увеличить:

а) надежность элементов, узлов и ЭВС в целом;

б) технологичность, за счет автоматизации некоторых процессов сборки и монтажа;

в) плотность размещения элементов за счет уменьшения габаритов и массы;

г) быстродействие;

д) помехозащищенность элементов и схем.

Печатные платы (ПП) предназначены для электрического соединения элементов схемы между собой и в общем, случае представляют вырезанный по размеру материал основания, содержащий необходимые отверстия и проводящий рисунок, который может быть выполнен как на поверхности, так и в объеме основания (ГОСТ 20406-75).

В качестве материалов оснований печатных плат используются различные диэлектрики (ткань и бумага, пропитанные смолами, пластмассы, керамика, металлы, покрытые диэлектриком и т.д.). Проводящий рисунок на основании может быть получен обработкой фольгированных диэлектриков (субстрактивные методы), созданием металлических пленок при химическом и гальваническом осаждении металлов, нанесением пленок по тонкопленочной и толстопленочной технологии (полу аддитивные и аддитивные методы).

В зависимости от жесткости материала основания различают гибкие (ГПП) и жесткие печатные платы. Определен ряд значений толщин оснований печатных плат: гибких (0.1, 0.2, 0.4 мм) и жестких (0.8, 1.0, 1.5, 1.8, 2.0, 3.0 мм).

По конструктивному исполнению ПП классифицируются на односторонние печатные платы (ОПП), двусторонние (ДПП) и многослойные (МПП). По способу получения межслойных соединений различают платы с металлизированными отверстиями, выступающими выводами, открытыми контактными площадками и т.д.

При разработке печатных плат конструктору необходимо решить следующие задачи:

а) конструктивные: размещение элементов на печатной плате, посадочные элементы, контактирование, трассировка печатных проводников, минимизация количества слоев и т.д.

б) схемотехнические (радиотехнические): расчет паразитных наводок, параметров линий связи и т.д.

в) теплотехнические: температурный режим печатной платы, теплоотвод и т.д.

г) технологические: выбор метода изготовления, защита и т.д.

Все эти задачи взаимосвязаны. Так, от выбора метода изготовления зависят точность размеров проводников и их электрические характеристики; от расположения печатных проводников - степень влияния их друг на друга и т.д.

В настоящее время известно более 40 различных технологических методов изготовления печатных плат. Метод изготовления печатных плат необходимо выбирать при эскизной компоновке аппаратуры, в процессе которой определяются основные габариты и размеры плат, требуемая для данных изделий ЭВС плотность монтажа.

Комбинированный метод. Комбинированный метод изготовления печатных плат заключается в химическом травлении фольгированного диэлектрика с последующей металлизацией монтажных отверстий. Комбинированный способ позволяет получать проводники шириной 0,1 мм и менее с расстоянием между ними 0,2 - 0,3 мм. Существует несколько модификаций метода, отличающихся по отдельным операциям.

Конструирование печатных плат осуществляется ручным, полу автоматизированным и автоматизированным методами. Автоматизированный метод предусматривает кодирование исходных данных, размещение навесных изделий электронной техники (ИЭТ) и трассировку печатных проводников с использованием ЭВМ, что обеспечивает более высокую производительность при конструировании и разработке конструкторской документации.

Особое значение при конструировании печатных плат имеет НТД: ГОСТы, ОСТы, СТП. В настоящее время их используется до нескольких десятков. Одними из основных документов являются: ГОСТ 23751-86 и ГОСТ 23752-75.ГОСТ 23751-86 устанавливает основные конструктивные параметры ПП (размеры печатных проводников, зазоров, контактных площадок, отверстий и т.п.), позиционные допуски расположения элементов конструкций, электрические параметры. ГОСТ 23752-79 определяет требования к конструкции ПП и ее внешнему виду, к электрическим параметрам, к паяемости и перепайке, к устойчивости при климатических и механических воздействиях.

Печатные платы должны сохранять конструкцию, внешний вид и электрические параметры в пределах норм при климатических, механических, радиационных и других внешних и внутренних воздействиях. Поэтому, на первом этапе, по результатам изучения требований технического задания на проектирование изделия ЭВС в состав которого входят ПП (электронного модуля, печатного узла и т. п.), выясняют те из них, которые могут определить конструкцию и технико-экономические характеристики ПП. Например, условия эксплуатации, хранения и транспортирования, условия сборки узлов, требования по ремонтопригодности, технологичности, стоимости и др.

При выборе типа печатной платы (ОПП, ДПП или МПП) обычно учитываются следующие факторы:

возможность выполнения всех коммутационных соединений;

возможность автоматизации процессов изготовления, контроля и при установке навесных ИЭТ;

технико-экономические показатели как ПП, так и проектируемого изделия ЭВС, такие как, стоимость, габариты и др.

Возможность выполнения всех коммутационных соединений может быть приближенно оценена путем расчета трассировочной способности и количества слоев ПП .При выборе типа ПП следует учитывать, что двусторонние печатные платы имеют сравнительно низкие коммутационные возможности, но одновременно обладают низкой стоимостью и повышенной ремонтопригодностью. Многослойные печатные платы, имея высокие коммутационные способности, высокую помехозащищенность электрических цепей, обладают высокой стоимостью конструкции и низкой ремонтопригодностью.

Исходя из вышесказанного в конструкции модуля будем использовать многослойную печатную плату изготовленную комбинированным позитивным методом.

После выбора типа печатной платы приступают к выбору класса точности изготовления печатных плат. ГОСТ 23751-86 устанавливает пять классов точности выполнения размеров элементов ПП. Печатные платы 1 и 2 классов точности просты в исполнении, надежны в эксплуатации и имеют минимальную стоимость; 3 класса - требуют использования высококачественных материалов, более точного инструмента и оборудования. Обычно проводящий рисунок на основании ПП 1-3 классов может быть получен обработкой фольгированных диэлектриков субстрактивными методами. Печатные платы 4 и 5 классов требуют специальных материалов, дорогостоящего прецизионного оборудования и особых условий для изготовления ПП. Создание печатного рисунка обычно достигается здесь избирательным нанесением металлических пленок при химическом и гальваническом осаждении металлов, нанесении пленок по тонкопленочной и толстопленочной технологии ( полуаддитивные и аддитивные методы ). Класс точности определяет наименьшие номинальные значения основных размеров конструктивных элементов, такие как: ширина проводника, расстояние между центрами (осями) двух соседних проводников (контактных площадок), ширина гарантированного пояска металлизации контактной площадки и др. Естественно, что выбор определенного класса точности на данной стадии конструирования должен быть в дальнейшем подтвержден соответствующими расчетами, вытекающими из требований к электрическим параметрам и надежности платы, а также из конструктивно-технологических и других соображений. Исходя из вышеизложенного выбираем третий класс точности печатной платы.

Особое значение имеет выбор формы и размеров печатной платы. Приемлемым является расположение межсоединений или на одной ПП (идеальное решение) или хотя бы на минимальном их количестве. Вследствие этого целесообразно применение крупноформатных печатных плат. С другой стороны проще выполнять раскладку печатных проводников на небольшой плате. Поскольку важнейшими параметрами конструкций печатных плат являются электрические параметры, в значительной мере определяющие быстродействие ЭВС, то это обстоятельство также влияет на выбор размеров ПП.

Другими критериями выбора размеров, формы, а также мест крепления ПП могут быть, например, установочные размеры узлов, размеры и форма ИЭТ; эксплуатационные характеристики ЭВС; использование автоматизированных методов установки навесных элементов, пайки, контроля, а также другие технико-экономические показатели. Размеры сторон печатных плат должны соответствовать ГОСТ 10317-79 и другим НТД, разработанным в его ограничение. Такими НТД, например, могут являться ГОСТы, ОСТы или СТП, определяющие типоразмеры конкретных систем базовых конструкций ЭВС. Обычно рекомендуется разрабатывать ПП прямоугольной формы с соотношением сторон не более 3:1.

Толщину основания печатной платы H п ,в основном, определяют в зависимости от механических нагрузок на печатную плату и от ее конструктивных особенностей. Толщина печатной платы также определяет технологические возможности металлизации отверстий.

Толщину МПП определяют толщиной материала основания с учетом толщины фольги. Если на печатной плате конструктивно размещаются концевые печатные контакты (ламели) разъемных соединителей прямого сочленения, то при выборе толщины ПП следует учитывать, что допуск на суммарную толщину ПП и на соединитель должны сопрягаться, следовательно, выбираем толщину печатной платы равную 2 мм.

Выбор материала основания производят с учетом обеспечения электрических и физико-математических характеристик ПП в результате воздействия климатических факторов, механических нагрузок, агрессивных химических средств и т.п. В некоторых случаях в качестве материалов оснований печатных плат могут применяться нетрадиционные материалы: керамика, металлы с диэлектриками, композиционные и составные материалы .

С целью обеспечения стабильности параметров печатных плат, обеспечения паяемости, защиты от коррозии, применяют конструктивные металлические покрытия. Материалами таких покрытий обычно являются: сплав Розе (1.5-3 мкм); сплав О-С (9-15 мкм); серебро-сурьма (6-12 мкм); медь (25-30 мкм) и др.

Для защиты печатных проводников и поверхности основания печатной платы от воздействия припоя, для защиты элементов проводящего рисунка от замыкания навесными элементами возможно применение диэлектрических защитных покрытий на основе эпоксидных и др. смол, лаков, эмалей и т.п.



5. ВЫБОР СБОСОБОВ И СРЕДСТВ ТЕПЛОЗАЩИТЫ, ГЕРМЕТИЗАЦИИ И ВИБРОЗАЩИТЫ

5.1 ВЫБОР СПОСОБА ТЕПЛОЗАЩИТЫ

Вопрос охлаждения изделий электронной техники является одним из важных этапов конструирования РЭА в связи с широким использованием в РЭА элементов, выделяющих при работе тепло. Проблема отвода тепла от изделий электронной техники в первую очередь должна решаться на этапе разработки РЭА. Выделяемое изделиями тепло может быть отведено от поверхности прибора и передано за пределы аппаратуры несколькими методами, применяемыми отдельно или в сочетании друг с другом. В зависимости от характера и назначения РЭА применяют следующие методы отвода тепла от индивидуальных ИЭТ или групп изделий:

- естественное охлаждение (воздушное);

- принудительное воздушное охлаждение;

- принудительное жидкостное (без кипения или с поверхностным кипением);

- охлаждение, основанное на изменении агрегатного состояния вещества;

- термоэлектрическое охлаждение.

Эффективность того или иного метода охлаждения определяется значением коэффициента теплоотдачи, то есть интенсивностью протекающих процессов теплоотдачи.

Выбор метода охлаждения определяется следующими факторами интенсивностью (плотностью) теплового потока, условиями теплообмена с окружающей средой, условиями эксплуатации (возможностью демонтажа или замены элементов), нормами эксплуатации (уровень шума, токсичностью хладагентов), специальными условиями работы (стационарными или кратковременными режимами, работой против сил тяготения и так далее), затратами электроэнергии на привод нагнетателей и другими.

Анализируя электрическую принципиальную схему блока управления и воспользовавшись техническим заданием, на основе предварительных расчетов, можно предположить использовать естественное воздушное охлаждение. При естественном охлаждении отвод тепла от ИЭТ происходит за счет теплопроводности, естественной конвекции окружающего воздуха и излучения.

5.2 ВЫБОР СПОСОБА ГЕРМЕТИЗАЦИИ

Воздействие влаги на металл и изоляционные материалы имеет разную природу, но одинаковый конечный результат - разрушение исходной структуры материала. В металлах это происходит за счет коррозии, в изоляционных материалах - за счет влагопоглощения.

Наличие влаги - причина электрохимической коррозии, реакции которой идут при низких температурах.

Коррозия может быть равномерной (по всей поверхности изделия), и неравномерной (например, за счет повреждения защитного слоя и образования за тем отверстий в металле) и межкристаллической (распространение коррозии вдоль границы кристаллов и разрывах в их структуре).

Влияние влаги на изоляционные материалы определяется отсутствием изоляционных пластмасс, которые могут противостоять воздействию влаги.

Блок управления гальванической ванной для хромирования относится к классу аппаратуры, которая будет эксплуатироваться в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями, что приводит к отсутствию воздействия прямого солнечного излучения, атмосферных осадков, ветра, песка и пыли наружного воздуха и отсутствию воздействия рассеянного солнечного излучения и конденсации влаги). Воздействие таких климатических факторов, как высокая влажность, дождь, туман исключается, поэтому применение специальных средств герметизации не предоставляется необходимым. Временное возможное воздействие вышеперечисленных климатических факторов значительно уменьшается или исключается благодаря хорошей упаковке изделия перед транспортировкой или в течение консервации.

5.3 ВЫБОР СПОСОБА ВИБРОЗАЩИТЫ

В процессе эксплуатации и транспортировки РЭА подвергается различным видам механических воздействий в виде вибраций (основные параметры: частота вибраций f, и возникающее при этом ускорение g), ударов (основные параметры: ускорение и длительность) и линейных ускорений.

Под вибропрочностью понимают способность аппаратуры противостоять разрушающему действию вибрации в заданных диапазонах частот и при возникающих ускорениях в течение срока службы, а под виброустойчивостью аппаратуры - способность выполнения всех функций в условиях вибрации в заданных диапазонах частот и возникающих при этом ускорений.

Известно, что в приборах, не защищенных от вибрации и ударов, узлы, чувствительные к механическим перегрузкам, выходят из строя. Делать такие узлы настолько прочными, чтобы они выдерживали максимальные (действующие) динамические перегрузки, нецелесообразно, так как увеличение прочности в конечном счете приводит к увеличению массы, а вследствие этого и к неизбежному возрастанию динамических перегрузок.

При проектировании устройства блок управления гальванической ванной для хромирования прежде всего следует выяснить, нужны ли вообще защитные мероприятия. С этой целью сравнивают оговоренные в технических условиях причины допустимых механических воздействий для предназначенных к использованию элементов (микросхем, резисторов и так далее) с величинами механических действий на объекте установки РЭС. При этом величины воздействующих механических факторов следует скорректировать с учетом возможного резонансного усиления колебаний по пути их распространения с места установки блока до конкретного рассматриваемого элемента. В случае, если уровни воздействующих механических факторов превышают допустимые, предусматривают защитные мероприятия с оценкой их эффективности.

Защитные системы от наиболее распространенных видов механических помех, к которым относятся вибрации и удары, могут быть пассивными и активными. Пассивные виброзащитные системы, по сравнению с активными, более просты в исполнении и не требуют для выполнение своих функций затрат дополнительной энергии.

Существуют три пассивных способа виброзащиты аппаратуры:

- увеличение жесткости конструкции;

- демпфирование

- использование виброизоляторов.

В данном разделе решается вопрос о необходимости виброзащиты устройства и выборе, при необходимости, способа ее осуществления.

Управляющая электроника блока управления гальванической ванной для хромирования размещается печатной плате устройства. Печатную плату можно представить как колебательную систему с равномерно распределенной нагрузкой. Она характеризуется собственной частотой. Поведение колебательной системы при воздействии на нее извне вибраций зависит от отношения частоты этих вибраций к резонансной частоте. Собственная частота колебаний плат зависит от формы, размеров, характера материала и условий закрепления.

6. РАСЧЁТ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА

Расчет конструктивно-технологических параметров печатной платы будем производить в следующем порядке:

- выбираем класс точности изготовления - 3.

- определяем минимальную ширину, мм, печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:

(6.1)

где - максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках;

? допустимая плотность тока;

- толщина проводника, мм.

- определяем минимальну

ю ширину проводника, мм, исходя из допустимого падения напряжения на нем:

(6.2)

где - удельное объемное сопротивление;

...