Разработка технологического процесса сборки автомобильного усилителя мощности

Курсовая работа по теме:

Разработка технологического процесса сборки автомобильного усилителя мощности

Реферат

Объект разработки – автомобильный усилитель мощности.

Цель работы – Разработать частичный комплект конструкторской документации на изготовление автомобильного усилителя мощности для бытового пользования, который изготавливается при серийном типе производства и эксплуатируется в климатических условиях ТС 2.1.Устройство должно соответствовать высоким требованиям технологичности, надежности и эргономики.

Приобрести навыки по конструированию радиоэлектронных устройств, в общем, и выбору конструкторских решений для производства автомобильного усилителя мощности. Провести сравнительный анализ аналогов разрабатываемых усилителей и оценить преимущества и недостатки каждого.

Технологичность, надежность, усиление, мощность, коммутация, ремонтопригодность, блок питания, орган управления, эстетика, эргономика.

Содержание

Введение

1. Назначение и принцип действия усилителя мощности

2. Технические требования к усилителям мощности

2.1 Эксплуатационные требования

2.2 Требования технологичности

2.3 Требования эргономики и эстетики

3. Обеспечение технических требований

3.1 Обеспечение эксплуатационных требований

3.2 Обеспечение технологичности

3.3 Обеспечение эргономики

4. Обоснование выбора конструкции

5. Описание конструкции

6. Конструкторские расчеты

6.1 Расчет винта на срез

6.2 Расчет надежности

Выводы

Введение

Современное развитие технической электроники вызвало к жизни ряд областей науки, техники специфически электронного направления. В связи с этим техническая электроника классифицируется по самостоятельным областям и подразделяется на радиоэлектронику промышленную, транспортную, медицинскую, ядерную и др.

Радиоэлектроника, являясь старейшей областью технической электроники, занимается вопросами использования электрических приборов, устройств и установок для передачи и приема электромагнитных колебаний в широком диапазоне частот. [1]

Основной физический механизм работы РЭС – многократное преобразование природы сигналов. Конструкцию РЭС следует рассматривать в виде определенным образом упорядоченной статической комбинации (структуры) исходных свойств (материалов, элементов) и их взаимосвязей, обеспечивающих заданное динамическое преобразование физической природы сигналов, преимущественно электромагнитной природы.

Особенности конструкции РЭС определяются областью ее использования (объектом-носителем), схемотехническим назначением, используемыми элементной и конструктивной базами.

Усилитель мощности автомобильный является возимым прибором и предназначен для усиления звуковой частоты.

1. Назначение и принцип действия усилителя мощности

Усилитель мощности автомобильный является возимым прибором и предназначен для усиления звуковой частоты какого-либо воспроизводящего устройства.

На входе каждого канала установлен предварительный усилитель на ОУ DA1 с общим для каждой пары каналов регулятором уровня входной чувствительности R1. Коэффициент передачи предварительного усилителя изменяется от -6 дБ до +20дБ, что обеспечивает широкий диапазон регулировки чувствительности – от 150 мВ до 3В. Для работы каналов усилителя в мостовом включении предусмотрен инвертор на ОУ микросхемы DA2, включаемый в один из каналов каждой пары.

Ключи на полевых транзисторах VT1,VT2 блокируют вход УМЗЧ на время переходных процессов при включении и выключении источника сигнала, обеспечивая "бесшумную" коммутацию. Это необходимо, так как усилитель имеет открытый по постоянному току вход. Сигнал для управления ключами и блоком питания формируется отдельным каскадом.

Усилитель мощности имеет симметричную структуру. На входе установлен двойной дифференциальный каскад. Для расширения динамического диапазона дифференциального каскада в эмиттеры транзисторов включены резисторы.

Второй каскад – усилитель напряжения с местной ООС.

Третий каскад – двухтактный эмиттерный повторитель на составных транзисторах.

Корректирующие конденсаторы С4,С6,С7 обеспечивают устойчивость усилителя. Ток выходного каскада контролируется на резисторе R32. При его увеличении до 5А транзистор VT14 открывается и включает защиту блока питания. Для снятия блокировки после устранения перегрузки необходимо выключить и вновь включить усилитель.

2. Технические требования к усилителю мощности 2.1 Эксплуатационные требования

К усилителю мощности предъявляются следующие эксплуатационные требования:

-  диапазон частот 20-20000 Гц;

-  выходная мощность на канал 20 Вт;

-  удобство работы при эксплуатации;

Изделие должно сохранять свои параметры в пределах норм, установленных техническими заданиями, стандартами или техническими условиями в течении сроков службы и сроков сохраняемости, указанных в техническом заданиях, стандартах или технических условиях, после и (или) в процессе воздействия климатических факторов.

Разработанный прибор должен эксплуатироваться в транспортных средствах II группа аппаратуры по ГОСТ 11478 – 88, категория исполнения – ТС 2.1 по ГОСТ 15150 – 69, для эксплуатации в качестве встроенных элементов внутри комплектных изделий категорий 1,4.1,2, конструкция которых исключает возможность конденсации влаги на встроенных элементах.

Так как изделие эксплуатируется в салоне автомобиля и предназначено для усиления звуковой частоты, таким образом, ручка регулировки громкости должна быть удобной и легкодоступной, что исключает длительное отвлечение внимания от дороги при управлении автомобилем. Цветовое оформление корпуса усилителя должно вписываться в интерьер салона автомобиля.

Значения температуры воздуха при эксплуатации, ˚С:

а) рабочие

1)  верхнее значение + 45

2)  нижнее значение - 10

3)  среднее + 27

б) предельные рабочие

1)  верхнее + 55

2)  нижнее - 10

Относительная влажность 90 % при 27 ˚С

-  продолжительность, мес 12,

-  верхнее значение 98 % при 35 ˚С

Разработанный прибор должен выдерживать такие виды испытания (в соответствии с ГОСТ 11478 – 88):

а) Испытания на прочность при воздействии синусоидальной вибрации (диапазон частот от 10 до 150 Гц):

1)  амплитуда виброускорения, м/с²(g) 19,6 (2)

2)  число циклов качания частоты в каждом положении аппаратуры 20

б) испытания на прочность при воздействии механических ударов многократного действия:

1)  ускорение, м/с²(g) 98 (10)

2)  длительность ударного импульса, мс 16

3)  частота ударов, удар/мин 60 – 120

4)  число ударов 1000

в) испытания на прочность при транспортировании:

1) ускорение, м/с²(g) 147 (15)

2) длительность ударного импульса, мс 11

3) частота ударов, удар/мин 60 – 120

4) число ударов 1000

г) испытания на воздействие повышенной температуры:

1)  рабочая повышенная температура, ˚С 40

2)  продолжительность, ч 2

3)  предельная повышенная температура, ˚С 55

4)  продолжительность, ч 2

д) испытания на воздействие пониженной температуры:

1)  рабочая повышенная температура, ˚С -10

2)  продолжительность, ч 2

3)  предельная повышенная температура, ˚С – 40

4)  продолжительность, ч 2

е) испытания на воздействие повышенной влажности:

1)  относительная влажность, % 93

2)  температура 25

3)  продолжительность, ч 96

ж) испытания на воздействие пыли:

1)  рабочая повышенная температура, ^оС 40

2)  относительная влажность, %, не более 50

3)  концентрация пыли в воздухе, 1/м³ 2

4)  скорость циркуляции воздуха, м/с 0,5

2.2 Требования технологичности

Эффективность и качество конструкций РЭС характеризуется системой показателей – важнейшим из них является технологичность, под которой понимается совокупность свойств конструкции изделия, обеспечивающая оптимизацию затрат при производстве, эксплуатации, ремонте с учётом заданных показателей качества.

Различают производственную, эксплуатационную и ремонтную технологичность конструкции.

Производственная технологичность определяет объём работ по технологической подготовке производства, сложность изготовления, удобство монтажа вне предприятия-изготовителя и характеризуется тремя составляющими: трудоемкостью, материалоемкостью и себестоимостью.

Эксплуатационная технологичность определяет объём работ при подготовке изделия к работе, техническому ремонту и утилизации.

Ремонтная технологичность характеризует свойства изделия при проведении всех видов ремонта, кроме текущего.

Эксплуатационная и ремонтная технологичность характеризуется пятью составляющими: доступностью, контролепригодностью, взаимозаменяемостью, обеспеченностью ЗИП, легкосъёмностью с объекта.

Доступность – это свойство конструкции обеспечивать простоту и удобство подготовки к техническому обслуживанию, ремонту и возвращению в исходное положение входящих частей, по окончании этих работ. Входящие в конструкцию части должны быть доступны для осмотра и замены без предварительного удаления других частей.

Контролепригодность – свойство конструкции, позволяющее осуществить контроль над режимом работы всех частей наиболее просто и быстро.

Взаимозаменяемость – свойство конструкции не нуждаться вовсе или нуждаться минимально в пригоночных и регулировочных работах при замене входящих в нее частей.

Тип производства разрабатываемого прибора – крупносерийное.

Можно выделить ряд рекомендаций по повышению технологичности:

- желательно не использовать или ограничить использование оригинальных ЭРЭ;

-использовать типовые или хорошо отработанные на данном предприятии технологические процессы;

- ограничить, а лучше исключить применение крупногабаритных ЭРЭ, которые неизбежно приведут к наличию объемного монтажа и ручной пайке и ручной установке на плату;

- использовать автоматизированную установку и пайку ЭРЭ;

2.3 Требования эргономики и эстетики

Вопросами реализации требований эргономики художественными средствами занимается техническая эстетика — наука, изучающая социально-культурные, технические и эстетические проблемы, формирования гармоничной предметной среды, создаваемой средствами производства.

В результате отработки изделия на эргономичность должна быть обеспечена эффективность взаимодействия человека с изделием, снижена утомляемость пользователя, приняты меры к предупреждению его ошибочных действий, в том числе и в аварийных ситуациях.

При изготовлении бытовой РЕА специально оговариваются наличие потребительских удобств, применительно к каждому конкретному изделию. На устройстве должны быть нанесены четкие и не стираемые обозначения и надписи, поясняющие назначение органов управления и устройств переключения.

Эстетические требования включают следующую номенклатуру показателей:

а) информационная выразительность характеризует способность изделия отражать в форме сложившиеся в обществе эстетические представления;

б) рациональность формы характеризует соответствие формы объектным условиям изготовления и эксплуатации изделия; проявляется в соответствии формы изделия его назначению, особенностям технологии;

в) целостность композиции характеризует гармоническое единство частей и целого, взаимосвязь элементов формы изделия и его согласованность с ансамблем других изделий;

г) совершенство производственного исполнения характеризуется чистотой выполнения контуров и сопряжения элементов, тщательностью покрытий и отделки, четкостью исполнения фирменных знаков и эксплутационной документации, устойчивостью к повреждениям.

При проектировании необходимо выполнить эргономический анализ создаваемой конструкции и убедиться в том, что:

- выбор формы изделия и соотношение размеров его сторон, цветовое решение передней панели и корпуса обеспечивают оптимальный режим работы пользователя;

- расположение органов управления обеспечивает удобное положение человека при работе;

- органы управления размещены в пределах досягаемости с учетом положения тела пользователя при работе,

- форма, размеры и материал органов управления соответствуют прилагаемому усилию, допустимому с точки зрения физиологии;

- конструкция обеспечивает удобство обслуживания и ремонта РЭС (доступность, степень риска и т.д.);

- рука при перемещении органа управления не закрывает шкалу индикатора;

- существует соответствие между перемещением органов управления и вызванными ими эффектами;

- органы управления и индикации размещены в последовательности, соответствующей порядку выполнения операций;

- физическая и психофизиологическая нагрузка при работе соответствует возможностям операторов (мужчин, женщин, молодых н пожилых работников).

3. Обеспечение технических требований