Обеспечение эстетики и эргономики

3.3 Обеспечение эстетики и эргономики

Корпус усилителя имеет форму параллелепипеда, которая является простой и выразительной. Во внешней отделке отсутствуют случайные детали – все то, что нарушает целостность формы.

Элементы крепежа утоплены в стенки корпуса ( винты и шурупы с потайной головкой ), таким образом не выступая за границы стенок корпуса и не нарушая его эстетической завершенности.

Орган управления усилителем мощности расположен таким образом, чтобы водитель мог эффективно управлять устройством, не допуская ошибок. Размеры органов управления соответствуют физиологическим возможностям среднестатистического человека (размер ручки регулировки громкости является оптимальной для "тонкой" регулировки уровня громкости).

Элементы соединения с электрооборудованием автомобиля вынесены на заднюю стенку усилителя, что не ухудшает эстетических свойств усилителя.

Для каждого элемента, расположенного на передней и задней панели, присутствуют соответствующие надписи, поясняющие его назначение. Цвет маркировки (белый) контрастирует с цветом корпуса, что облегчает ее считывание.

4. Обоснование выбора конструкции

Поиск вариантов конструкции изделия производят, отправляясь от аналога (аналогов) и двигаясь в направлении их доработки и улучшения с тем, чтобы обеспечить выполнение поставленного задания. Кроме аналогов, применяемых в указанном выше смысле, широко используют частные аналоги — апробированные конструкции различных структурных уровней, которые не являются законченными изделиями. Следует четко представлять себе, что использование аналога не только облегчает труд конструктора, но и обеспечивает также преемственность и повышает объем применяемости со всеми вытекающими отсюда преимуществами.

Проработка варианта конструкторского решения изделия включает выбор типа конструкции изделия, выбор типа несущей конструкции (НК), выбор и обоснование средств обеспечения надежности и малогабаритности, выбор и обоснование средств защиты от внешних и внутренних дестабилизирующих факторов. При этом должны быть рассмотрены и обеспечены требования ТЗ по технологическим показателям, эргономике и технической эстетике. Глубина проработки должна быть достаточной для сопоставления анализируемых вариантов.

В процессе разработки изделия под названием усилитель мощности автомобильный было исследовано несколько типов корпусов, которые показаны на рис. 4.1. Рассмотрены различные виды корпуса, с точки зрения его установки в салоне автомобиля.

При выборе конструкции необходимо стремится к компактности, удобству эксплуатации и презентабельному виду прибора.

Вариант исполнения корпуса изделия представленный на рисунке 4.1а имеет не очень удачную конструкцию, так как крепление усилителя производится всего в двух точках, что является неприемлемым при эксплуатации прибора на транспортном средстве. Также данное расположение крепежных элементов требует специальной доработки салона автомобиля.

Вариант исполнения корпуса изделия представленный на рисунке 4.1б устраняет некоторые недостатки присущие предыдущему варианту корпуса, но он также имеет ряд недостатков. В данном случае крепление производится в четырех точках, но такое расположение крепежных элементов также требует специальной доработки салона автомобиля.

Вариант конструктивного решения представленный на рис. 4.1в лишен недостатков, характерных для ранее рассмотренных решений и подходит для данного случая. Этот вариант решения позволяет удобно разместить усилитель в специально предназначенном в салоне автомобиле месте, а также максимально использовать внутреннее пространство.

Корпус имеет форму параллелепипеда, который можно изготовить из полистирола. Так как тип производства данного устройства – крупносерийный, для корпуса прибора выбрана литая конструкция, которая в данных условиях производства является высокотехнологичной. Кроме этого данный метод отработан на производстве.

Орган управления расположен на передней панели прибора. Компоновка прибора сделана таким образом, чтобы обеспечить свободный доступ к элементам схемы при замене в случае выхода их из строя.

В результате анализа конструкций корпуса была выбрана последняя конструкция ( рисунок 4.1в), так как она имеет ряд преимуществ перед другими двумя конструкциями, описанными выше. Прибор скомпонован таким образом, что обеспечивается отличная ремонтопригодность прибора благодаря легкосъемной нижней крышке, а также форма корпуса соответствует всем требованиям эргономики и эстетики.

5. Описание конструкции

Усилитель мощности имеет форму параллелепипеда.

Прибор состоит из корпуса поз.1 и основания поз.2. Они изготовлены из ударопрочного полистирола и представляют собой две литые детали, которые соединяются между собой с помощью шурупов с потайной головкой поз. 15.

На верхней панели устройства расположены префорационные отверстия, предназначенные для обеспечения нормального теплового режима нагруженных элементов. Также на этой же панели расположены выступы с отверстиями ("ушки"), предназначенные для крепления усилителя в салоне автомобиля.

На передней панели корпуса расположен переменный резистор (R1) поз. 20, с помощью которого производится регулировка уровня громкости в широких пределах

На задней панели предусмотрены разъемы поз. 8,9, предназначенные для подключения входного и снятия выходного сигналов.

Для крепления печатной платы поз.5 и радиатора в сборе поз.6, используются шурупы и шайбы поз.13,14, которые вкручиваются в бобышки отлитые на основании.

Основная масса элементов крепится на печатной плате, за исключением двух мощных транзисторов, которые прикручиваются к пластинчатому радиатору.

Все органы регулировки и коммутации имеют соответствующие надписи.

6. Конструкторские расчеты

6.1 Расчет винта на срез

Расчет винтов на срез, которыми крепится плата к основанию, проводится с помощью программы EXCEL. Ход и методика расчета приведены в приложении А.

6.2 Расчет надежности

Расчет надежности проводится для того чтобы определить максимально возможную продолжительность работы часов с учетом времени работы его в течении суток. На основе этих результатов производитель решает, какую гарантию на данный прибор он может дать. Обычно производитель дает гарантию меньше того, сколько прибор может проработать. Это обусловлено тем, что производитель старается избежать гарантийного обслуживания, а значит и больших затрат на содержания сервисных отделов.

Методика расчета заключается в том чтобы, зная интенсивность отказа каждого конкретного элемента определить общую интенсивность отказа во всем устройстве.

Интенсивность отказа во всем устройстве вычисляется по формуле 6.1.

 (6.3)

где k – поправочный коэффициент;

m – число групп элементов;

n_i – число i-х элементов;

 - интенсивность отказа i-го элемента.

Затем проводится расчет среднего времени на один отказ Т, по формуле 6.2.

 (6.4)

Расчетные данные и результаты расчета заносятся в таблицу 6.1.

По результатам расчета строим график Р(t).

Наработка на отказ, T, ч	0	11938	23877б	35816	47755	59694	71633
Вероятность безотказной работы Р(t)	1,00	0,61	0,37	0,22	0,14	0,08	0,05

Рисунок 6.1- График Р(t).

Таблица 6.1-Результаты расчета наработки на отказ.

Элементы	Обозначение	Количество, n	li	lin
	элементов
К50-6	C5	3	5,60*10-7	1,68*10-6
К10-23	C1-C4,C6,C7	6	7,00*10-7	4,20*10-6
КД1407УД2	DA1	1	2,00*10-8	2,00*10-8
КД574УД1	DA2	1	2,00*10-8	2,00*10-8
КП	----	160	1,00*10-8	1,60*10-6
С2-23	R2-R36	35	2,00*10-8	7,00*10-7
КД512	VD1-VD4	4	1,20*10-8	4,80*10-8
KT3107	VT4,VT6,VT11	3	6,10*10-9	1,83*10-8
KT3117	VT9	1	6,10*10-9	6,10E-09
KT305	VT1,VT2	2	4,60*10-9	9,20E-09
KT3102	VT3,VT5,VT10,VT14	4	6,00*10-9	2,40*10-8
KT603	VT8	1	6,00*10-9	6,00*10-9
KT639	VT7	1	6,50*10-9	6,50*10-9
KT816,KT817	VT12,VT13	2	7,10*10-8	1,42*10-7
Лепестки	----	20	2,00*10-8	4,00*10-7
Пайка печатн.	----	140	1,50*10-7	2,10*10-5
Пайка объемн.	----	40	3,00*10-7	1,20*10-5
Интенсивность отказов, 				4,19*105
Наработка на отказ, T, ч				2,39*104
Наработка на отказ при 8-часовом рабочем дне в год, Тр , ч				2,98*103
Срок работы при восьмичасовом рабочем дне, Nлет, год				8,18

Как видно из расчетов при восьмичасовой работе прибор может работать около восьми лет. Это говорит о том, что прибор имеет довольно высокую надежность, что очень важно для РЭС. Стоит сказать, что прибор с такими показателями обязательно заинтересует потенциальных покупателей и займет не последнее место на рынке усилительной техники.

Выводы

В результате выполнения курсового проекта был разработан частичный комплект конструкторской документации на изготовление усилителя мощности. Так же были проведены расчеты винта на срез и надежности прибора. Данные расчета показывают, что устройство имеет довольно высокую надежность.

Для усилителя были обеспечены высокие эксплуатационные требования, высокая технологичность, удобство работы и презентабельный вид. Высокие значения данных показателей, обеспечили высокую надежность, удобство работы, приятный эстетический вид, простоту изготовления в условия крупносерийного производства, что позволяет говорить о низких затратах материальных, трудовых и энергетических ресурсов, что в конечном результате дает низкую стоимость усилителя мощности.

Все это позволяет говорить о высокой конкурентноспособности данного прибора на рынке бытовой техники, где требование к качеству, надежности и цене очень велико.

При разработке устройства были найдены достоинства и недостатки, проанализировав которые, можно сделать вывод, что данное устройство отвечает требованиям, предъявленным к нему, будет пользоваться спросом и может быть запущенно в производство.

Перечень ссылок

1. Журнал "Радиоаматор", 2002, №2 с. 42 – 43.

2. Методические указания к циклу лабораторных работ по курсу КРЭС "Системный анализ" для студентов всех форм обучения специальностей 7.091.002 и 7.091.701 /Составители: Перегрин Г.Р, Поспеева Е.И, Башмакова Л.И – Запорожье: ЗГТУ, 1997-36с.

3. Методические указания по расчету надежности РЭА в дипломных и курсовых проектах радиотехнических специальностей. – Запорожье: ЗГТУ, 1991. – 40с.

4. Гелль П.П, Иванов-Есепович Н.К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для ВУЗ-ов. – Л.: Энергоиздат. Ленинградское отделение. 1984. – 536с.

5. Справочник конструктора РЭА: Общие принципы конструирования / Под ред. Р. Г. Варламова. – М.: Сов. радио, 1980. – с., ил.

6. Белинский В.Т., и др. Практическое пособие по учебному конструированию РЭА.- К.: Высшая школа, 1992 – 494с., ил.