Разработка конструкции радиоэлектронного модуля 3 уровня для регулятора температуры

эксплутационная технологичность, безопасность производства и использования, эстетичность, эргономичность, маркировка и упаковка, транспортирование и хранение.

           2..4. Технические требования к изделию.

2.4.1.1 Напряжение питающей сети   ………………………………………………………………………………………………….180-220, В

           2.4.1.2 Максимальная мощность нагрузки …………………………………………………………..…………………………………..150, Вт   

           2.4.1.3 Индикация регулировки…………………………………………………………..…………………………………….………………. Цифровая

2.4.1.4 Управление…………………………………………………………………………………….…………… электронное (цифровое)

2.4.1.5  Гальваническая развязка между силовой частью и схемы управления.

ПТЭС. 421200.001 ПЗ

Лист

3

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

2.4.1.6. Габаритные размеры должны быть, не более ………………………………………………………140*120*70 ,мм

2.4.1.7. Масса,, не более …………………………………………………………………………………………………………………………………800., г

2.4.2.  Надежность.

2.4.2.1. Среднее время наработки на отказ по результатам испытаний регулятора мощности должно быть,  не менее ………………………………………………………………………………………………………………………………………25000, ч

2.4.2.2. Регулятор мощности  должен удовлетворять требованиям ГОСТ 27.003-90.

2.4.2.3 Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности.

 2.4.3. Долговечность.

2.4.3.1. Гарантийный срок регулятора мощности , …………………………………………………………………………………..2., г

2.4.3.2. Срок эксплуатации, ……………………………………………………………………………………………………………………….…….15 лет

2.4.4. Приспособленность к окружающей среде.

2.4.4.1. Регулятор мощности должен выдерживать климатические и механические воздействия, предусмотренные ГОСТ 25467-82.

- Климатическое исполнение - специальное, в соответствие с ГОСТ 15150-69;

- Относительная влажность воздуха , ……………………………………………………………………………………………..80…90%

- Атмосферное давление, ………………………………………………………………………….……………………………630…800 мм.рт.ст

- Воздействие механических факторов - М2 (переносная);

- Категория размещения - 3.1. (ЭА размещается в закрытых помещениях и объектах с естественной и искусственной вентиляцией без кондиционирования в нерегулярно отапливаемых помещениях (объектах).

2.4.4.2. Регулятор мощности должен обеспечивать показатели назначения, установленные настоящим ТЗ, при питании от промышленной сети, В…………………………………………………………………220 ±10%

Частотой, Гц……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 60 ±5%

2.4.4.3. регулятор мощности должен быть пожаробезопасным

ПТЭС 421200.001 ПЗ

Лист

4

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

2. 5. Совместимость.

2.5.1. регулятор мощности должен иметь:

-  шнур питания;

-  органы управления: кнопки повышения и понижения мощности

2.6. Производственная технологичность.

2.6.1. Регулятор мощности должен иметь минимальную технологическую себестоимость.

2.6.2. Трудоемкость изготовления регулятора мощности должна быть минимальной

2.6.3. Коэффициент применяемости регулятора мощности, не менее …………………………………………….…0,67

2.6.4. Комплексный показатель технологичности регулятора мощности, не менее ……………………………0,5.

2.6.5. Уровень унификации и стандартизации, рассчитанный по ОСТ 4.Г0.012.040, не менее ….0,8.

2.6.6. Габаритные размеры регулятора мощности должны удовлетворять условию: относительный удельный вес аппарата должен быть не менее 27% при заданной массе.

2.7.  Эксплуатационная технологичность.

2.7.1. Стоимость контрольно-измерительного оборудования для ремонта регулятора мощности, указанного в ЭД на него, должна быть минимальной.

2.7.2. Число винтовых соединений, позволяющих вскрыть регулятор мощности, не менее………4шт

2.7.3. ЭД на регулятор мощности должны содержать: схему электрическую принципиальную, рисунки размещения функциональных узлов и размещения ИЭТ в ФУ с их обозначениями, таблицы электрических режимов.

2.8.  Безопасность производства и использования.

2.8.1. Должна быть исключена возможность прикосновения человека к токоведущим частям без вскрытия регулятора.

2.8.2. В регуляторе мощности должна быть предусмотрена надежная защита человека от воздействия электромагнитных полей, согласно нормам Н-8-72.

ПТЭС 421200.001 ПЗ

Лист

5

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

2.8.3. Конструкция регулятора мощностине должна иметь острых кромок, углов, о которые можно поранить руки при переноске, установки, сборке, разборкерегулятора мощностии его составных частей.

2.8.4. В регуляторе мощностине должны применяться материалы, краски и другие компоненты, которые при его эксплуатации и хранении выделяют токсичные или радиоактивные вещества.

2.9. Эстетичность.

2.9.1. Окраска стенок корпуса должна быть бежевой эмаль МЛ -158 ТУ6–10–1096-71.

2.10. Эргономичность.

2.10.1. Оперативные органы управления (включение, переключение режимов) должны быть объединены в единую, функциональную группу..

2.11. Маркировка и упаковка.

2.11.1. На каждом регуляторе мощностидолжно быть нанесено указание следующих данных (ГОСТ 26.008-85):

-  товарный знак предприятия-изготовителя;

-  сокращенное обозначение регулятора мощности(шифр);

-  порядковый номер (первые две цифры должны обозначать год выпускарегулятора мощности).

2.11.2. Транспортная маркировка к упаковке должна соответствовать ГОСТ 14192 -77.

2.11.3. Упаковочные ящики для регулятора мощностидолжны соответствовать ГОСТ 5959-80, ГОСТ 2991-85 и должны быть отмаркированы по ГОСТ 14192-77.

2.11.4. ЭД, входящие в комплект, должны быть упакованы в мешок из полиэтиленовой пленки

 ГОСТ 10354-82 и уложены в ящик.

2.12. Транспортирование и хранение.

2.12.1. Упакованные регуляторы мощностидолжны допускать транспортирование всеми видами транспорта в условиях ГОСТ 15150-69 при температуре не выше 40 ⁰С и при защите их от прямого воздействия атмосферных осадков и механических повреждений.

2.12.2. Регулятор мощностидолжен позволять его хранение по ГОСТ 1510-69 при отсутствии в воздухе кислотных, щелочных и других агрессивных примесей.

ПТЭС 421200.001 ПЗ

Лист

6

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

2.12.3Анализ принципиальной электрической схемы

Принципиальная схема регулятора мощности показана на ПТЭС 421200.001 Э3. Регулятор состоит из непосредственно регулятора мощности ,выполненного на микросхеме DA1, усилителя напряжения на микросхеме DA2, системы электронного управления на микросхемах DD1-DD6, блока индикации на микросхемахDD7, DD8 и индикаторов HG1, HG2 и блока питания. Гальваническая развязка между силовой частью и управлением - на оптоэлектронной паре U1. микросхема КР1182ПМ1является фазовым регулятором мощности высокочастотных электронных схем и предназначена для регулирования мощности активной нагрузки, скорости вращения электродвигателей.

ПТЭС 421200.001 ПЗ

Лист

7

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

3. Компоновка блоков ЭА.

Цель: Скомпоновать блок регулятора мощности по схеме электрической принципиальной с учетом предъявляемых к нему требований.

3.1. Анализ ТЗ схемы.

3.1.1. Технические требования по назначению.

Функциональное назначение, определяющее электрическую функцию – измерение напряжения, сопротивление и силы тока.

Требования по назначению определяют климатическое исполнение, т.к. связано с эксплуатацией ЭА. Климатическое исполнение – специальное, в соответствии с            ГОСТ 15150 – 69, т.е. изделие эксплуатируется:

1) температура окружающей среды +40°С...-60°С c относительной влажностью 45...80%;

2) атмосферное давление 630...800 мм.pт.ст. (84...106,7 кПа);

Категория размещения РЭА – 3.1., т.е. ЭА размещается в закрытых помещениях и объектах с естественной и искусственной вентиляцией без кондиционирования в нерегулярно отапливаемых помещениях (объектах).

Воздействие механических факторов – М2. переносная.ЭА

Вариант исполнения – переносной блок.

Устойчивость в внешним воздействиям:

- При вибрации: частота    -  1…60 Гц;

       - Ускорение  -  2g.

- При ударе:       ускорение  -  15g;

- Длительность импульса 2…15 мс.

3.1.2. Внешние связи.

На передней панели прибора расположены:

Две кнопки управления

Два цифровых индикатора 

На задней панели расположены:

сетевой шнур питания.

ПТЭС 421200.001 ПЗ

Лист

8

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

3.1.3. . Проверка устойчивости комплектующих элементов к внешним воздействиям.

Цель этой задачи -проверить правильность выбора элементной базы устройства с позиции их устойчивости к внешним воздействиям. Проверка устойчивости элементов схемы следует производить путем сравнения эксплуатационных данных об элементах, с соответствующими величинами указанными в ТЗ.

Результат анализа элементов на устойчивость к внешним воздействиям сведены в таблицу 1.

3.2. Выбор элементной базы.                                                                   Таблица 1

Вывод: элементная база удовлетворяет требованиям, указанным в техническом задании.

ПТЭС 421200.001 ПЗ

Лист

9

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

41. Выбор структуры устройства.

4.2.1. Оценка площади платы.

Ориентировочная площадь занимаемая ЭРЭ определяется по формуле:

                    (1)

где К_S - коэффициент заполнения печатной платы, определяемый в зависимости от класса РЭА в пределах 0,4 …0,85        

- установочная площадь электрорадиоэлементов из таблицы 2 (справочные данные).

ПТЭС 421200.001 ПЗ

Лист

10

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

ПТЭС 421200.001 ПЗ

Лист

11

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

4.2.2 Оценку объема проектирования произведем по формуле:

 ,

где   - установочный (габаритный) объем i-го элемента;

         - общее количество элементов в схеме;

K_v– обобщенный коэффициент заполнение объема (К_v=0,5 по таблице)

118864,2мм³=118,864см³

4.2.3 Масса изделия может быть оценена по следующей зависимости:

,

где   - удельная объемная масса .

4.2.4  Определяем массу корпуса:

,

где  - удельная плотность материала корпуса.

r=2,71г/см³

М_крышки=20см*12см*0,15см*2,71г/см³=97,56г

М_дна=20см*12см*0,15см*2,71г/см³=97,56г

М_бок.ст= 12см*6см*0,15см*2,71г/см³*2=58,536г

Масса задней стенки с навесными элементами

М_зд.ст.=20см*6см*0,15см*2.71г/см³=48,78 г

Масса передней стенки с навесными элементами

М_пр.ст.=20см*6см*0,15см*2,71г/см³=48,78 г

;  ; 

ПТЭС. 421200.001 ПЗ

Лист

12

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Определяем общую массу прибора.: масса изделия, масса корпуса, масса платы блока питания с элементами.

М_{прибора}=М_ЭА+М_{корпуса}

М_{прибора}=338,41г+451,216г=789,626г

4.2.5 Оценка площади ПП

С учетом рекомендуемого значения коэффициента заполнения площади ПП в зависимости от класса РЭА равного 0,4…0,85, получаем значения площадей ПП каждого блока:

 - коэффициент заполнения площади ПП.

K_s=0.5

S_{регулятора}(1/0,5)*5000мм²=10000мм ²

S_{индикации}=(1/0,5)*1935 мм²=3870мм²

4.2.6 Определим суммарные установочные площади ЭРЭ каждого функционального узла

S_{регулятора}=10000мм ²

S_{индикации}=3870мм²

Габаритные размеры плат выберем следующие:

-  плата регулятора, мм    100х100   

-  плата индикации , мм  100х39

ПТЭС. 421200.001 ПЗ

Лист

13

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

5. Проектирование лицевых панелей.

5.1. Назначение лицевых панелей.

Лицевая панель устройства обеспечивает взаимодействие человека с РЭС. Результативность выполнения функций приёма, переработки, выполнения проверки зависит от правильности учета эргономических свойств человека и эстетического восприятия устройства и в особенности его лицевой панели.

5.2. Эргономические требования.

Компоновка органов управления и устройств отображения информации должна быть выполнена с учетом требований:

- функциональности;

- последовательности;

- оптимальности;

- значимости;

- безопасности.

5.3. Требования технической эстетики.

Требования технической эстетики (художественного конструирования и компоновки) должны быть выражены следующими характеристиками:

- выразительностью;

- оригинальностью;

- композицией.

Количество надписей на лицевой панели должно быть минимально, но вместе с тем обеспечивает быструю ориентацию и точную информацию о работе с устройством. Надписи необходимо расположить над установочными элементами в непосредственной близости, так чтобы при работе не затруднялся процесс управления. Условное обозначение и заводской номер прибора нанести на  задней панели. Использовать рекомендуемые шрифт №7 для наименования прибора и его типа; для основных и вспомогательных надписях шрифт №5.

Все надписи на лицевой панели выполнить черным цветом. Окраску лицевой панели произвести эмалью серо - бежевого цвета МЛ-158 ТУ6-10-1096-71.

ПТЭС. 421200.001 ПЗ

Лист

14

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

5.4. Компоновка установочных элементов.

На лицевой панели должны быть:

-  кнопка повышения мощности

-  кнопка понижения мощности

-  два цифровых индикатора мощности

На задней панели имеются:

-  разъем для шнура питания

5.5 Выбор материала панели.

Передняя панель должна быть изготовлена из алюминиевых сплавов  АД -1 ГОСТ4784 -74. Шероховатость поверхности панели Rz20.

ПТЭС. 421200.001 ПЗ

Лист

15

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

6.Расчет надежности проектируемого изделия.

Расчет надежности заключается в определении показателей надежности изделия по известным характеристикам надежности составляющих компонентов и условиям эксплуатации.

Для того чтобы, учесть реальные условия эксплуатации, вводят