Выбор направления проектирования и основных конструкторских решений

3. Выбор направления проектирования и основных конструкторских решений

Т.к. конденсатор подстроечный, то выбираем прямоемкостную зависимость изменения емкости от угла поворота пластин. Конденсатор рассчитан на однократную настройку, петому в качестве подшипника выбираем подшипник трения. В качестве токосъема применяется токосъем со скользящим контактом. В таких токосъемах переходное сопротивление скользящего контакта должно быть по возможности мало (меньше 0,01 Ом) и не изменяться в процессе эксплуатации и во времени. Сборка роторных и статорных пластин осуществляется при помощи шайб. Крепление к месту установки производится при помощи двух болтов М4. Роторные и статорные пластины крепятся на керамическом основании развальцовкой. Роторные и статорные пластины (толщиной 0,14 мм) изготовляются штамповкой из алюминия марки Амг5 (ГОСТ 21488-76) [4] т.к. алюминий хорошо обрабатывается штамповкой, имеет невысокое удельное электрическое сопротивление, устойчив к воздействию влаги, не дорогой. Роторные и статорные оси изготавливаются из бронзы марки БрБ2 (ГОСТ 493-54). Бронза БрБ2 имеет высокие упругие и механические свойства, хорошая пластичность, Значительное сопротивление усталости, высокая коррозионная стойкость. Физические характеристики приведены в таблице 3.1. В качестве диэлектрика между роторными и статорными пластинами используется фторопласт-4 толщиной 0,1 мм.

Таблица 3.1 - Физические характеристики бронзы марки БрБ2

Физические характеристики материала	Значение
Удельное электрическое сопротивление r, мкОм*см	6,8
Твердость по Брикелю	378
Модуль упругости Е*104кгс/мм2	1,25
Плотность, r г/см3	8,25
Удельная теплопроводность k при 18 0С, Вт/(см*град)	0,84
Коэффициент линейного расширения 2*10-6 1/град	16,6
Предел прочности sВ, кг*с/мм2	42

Бронза БрБ2 имеет высокие упругие и механические свойства, хорошая пластичность, значительное сопротивление усталости, высокая корозионная стойкость.

4. Электрический и конструкторский расчеты

4.1 Минимальная емкость

В расчетах не имеет смысла рассчитывать минимальную емкость конденсатора, т.к. она слишком мала и на неё влияют многие факторы и расчетное значение отличается от полученного в процессе производства.

4.2 Максимальная емкость

В разрабатываемом конденсаторе имеются две секции одинаковой емкости. Выбираем последовательное их включение, в результате чего ёмкость каждой секции будет равна:

 (4.1)

где Сс – емкость одной секции;

С – емкость конденсатора.

4.3 Зазор между пластинами ротора и статора

Зазор d между пластинами ротора и статора рассчитывается по следующей формуле

 (4.2)

где Um – амплитуда переменного напряжения на конденсаторе, В.

Т.к. такой зазор трудно реализовать из технологических соображений, то зазор выбираем 0.14 мм.

4.4 Выбор диаметра ротора

Диаметр ротора выбираем равным 1.5 мм.

4.5 Радиус выреза в статорных пластинах

Радиус выреза в статорных пластинах (r0) вычисляем по формуле

 (4.3)

где r0С – радиус оси.

4.6 Выбор формы пластин ротора

Т.к. конденсатор подстроечный и закон изменения емкости – прямо емкостной, то форму следует выбрать полукруглую. Но у данного конденсатора угол поворота 900, поэтому форма роторных пластин – “баттерфляй”.

4.7 Радиус роторных пластин

Радиус роторных пластин (R) и длина секции (l) должны находиться в соотношении

(4.4)

Поэтому целесообразно рассчитывать радиус роторных пластин подбором. Выведем расчетную формулу. Емкость одной секции равна

 (4.5)

где S – площадь пластины;

n – количество пластин, шт;

e0 – относительная диэлектрическая проницаемость (8.85*10-12);

d1, d2 – толщина воздушной и диэлектрической прослойки соответственно, мм;

e1, e2 – проницаемость воздушной и диэлектрической прослойки соответственно.

Площадь пластин вычисляется по формуле

 (4.6)

В техническом задании стоит требование – уменьшение габаритных размеров. По этой причине следует использовать диэлектрическую прокладку между пластинами. Введение такой прокладки отражается на расчетах, учитывается проницаемость вводимого диэлектрика. Причем чем больше e диэлектрика, тем меньше габариты конденсатора. В качестве диэлектрика выбираем фторопласт-4.

Подставим в формулу 4.5 формулу 4.6 и выразим R

 (4.7)

Подбирая количество пластин, получим результаты (таблица 4.1)

Таблица 4.1 – Результаты подбора количества пластин

n	15	17	19
R	9.35	8.77	8.3
l	5.71	6.49	7.23

Оптимальные размеры получаются при n=17.

Выбираем следующие параметры

Таблица 4.2 - Данные

N	17
R	8.77
L	6.49

5. Компоновка и её уточнение

Сборка ротора и статора производится при помощи шайб. Расположение статорного токосъема показано на рисунке

6. Паспорт на изделие

6.1 Название ЭРЭ

Название ЭРЭ: конденсатор подстроечный с симметричным ротором.

6.2 Назначение

Конденсатор подстроечный с симметричным ротором предназначен для подстройки частоты в УКВ контурах приёмной радиоаппаратуры.

6.3 Основные эксплуатационные показатели

- максимальная емкость Сmax= 50 пФ;

минимальная емкость Сmin= 3,5 пФ;

рабочее напряжение 12 В;

габаритные размеры *´*´.

Список используемой литературы

1 Волгов В.А. В67 Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры. Изд. 2-е перераб. И доп. М., «Энергия», 2007. 656 с. с ил.

2 Дж. В.А. Дэммер и Г.М. Норденберг Конденсаторы постоянной и переменной емкости М.-Л., Госэнергоиздат, 2003, 315 стр. с рис. 621.319.4

3 Свитенко В.Н. С24 Электрорадиоэлементы Курсовое проектирование: Учеб. Пособие для вузов по спец. «Конструирование и производство РЭА». – М.: Высш. шк., 1987. \ 207 с.: ил.

4 Справочник техника-конструктора. Изд. 3-е, перераб. И доп. Самохвалов Я.А., Левицкий М.Я., Григораш В.Д. Киев, «Техніка», 1978. 592 с.