Описание печатной платы универсального регулятора воды

2.1.2 Описание печатной платы универсального регулятора воды

Печатная плата универсального регулятора воды конструктивно выполнена в виде односторонней печатной платы (ПП). Габариты разведенной платы равны 100´100 мм.

В качестве материала печатной платы используется фольгированный стеклотекстолит СФ1-35-1 ГОСТ 10316-78.

После определения рисунка связей между компонентами ПП рассчитываем требуемую ширину печатных проводников b, по которым протекает максимальный ток. Такими проводниками являются проводники шин питания и земли.

Ширину печатных проводников b, мм определяем по формуле

b = I_max/ D · h, (23)

где I_max- максимальный ток, протекающий в печатном проводнике, А;

D - допустимая токовая нагрузка печатного проводника, А/мм²;

h - толщина печатного проводника, мм.

Из пункта 1.5.3 принимаем ток протекающий по цепям питания 0,03 А.

 Согласно ГОСТ 23751-86 допустимая токовая нагрузка D на элементы проводящего рисунка в зависимости от допустимого превышения температуры окружающей среды для фольги составляет 100…250 А/мм². Выбираем максимальное значение 250 А/мм². Толщина фольги стеклотекстолита СФ-2-35 составляет 35 мкм.

Определяем ширину проводников b мм, шины питания +12 В по формуле (23)

b = 0.03/250·35·10^-3=0,003 мм

Ширину проводников равную рассчитанным значениям, технологически трудно реализовать, поэтому её необходимо выбрать равной ближайшему технологически возможному значению. Согласно ГОСТ 23751-86 и с учетом возможностей производства ближайшее значение ширины проводника ПП составляет 0,15мм. Однако для того, чтобы свести к минимуму влияние наводок и помех на работу устройства, необходимо шины питания и земли выполнить как можно шире. Поэтому выбираем ширину проводников шины питания и земли равной 1 мм. Поскольку в остальных проводниках схемы токи значительно меньше, то ширину этих проводников выбираем равной 0,3 мм.

Формирование рисунка печатного монтажа выполняется травлением меди в растворе хлорного железа, Растворы на основе хлорного железа отличаются высокой и равномерной скоростью травления, малыми боковыми подтравлениями, высокой точностью получаемых контуров, незначительным содержанием токсичных веществ и экономичностью. /9/

2.2 Виды и объемы работ по техническому обслуживанию

2.2.1 Анализ надежности

Универсальный регулятор уровня воды состоит из следующих основных узлов: датчики уровня с схемой управления (1), элемент «И», усилитель и электронный ключ (2), генератора прямоугольных импульсов (3), блока питания (4).

Проведем анализ надежности по группам элементов, с целью выявления самых ненадёжных блоков схемы. Деление элементов на группы производим согласно рисунку

Интенсивность отказов датчиков уровня с схемой управления определяется по формуле

l₁ =l_дт+l_DD3 + l_DD2 +l_R1-R7 +l_C1-C4+l_SA1,SA2+l_VD1,VD2+l_{МЕСТА ПАЙКИ} , (24)

Интенсивность отказов электроннго ключа с схемой согласования с нагрузкой определяется по формуле

l₂ = l_DD1 +l_{R11-R13, R15}+l_VS1+l_VT1+l_C9,C10+l_T2+l_VD10+l_гнезда +l_{МЕСТА ПАЙКИ} (25)  

Интенсивность отказов генератора прямоугольных импульсов определяется по формуле

l₃ = l_DD2 + l_R8-R10 +l_C6-C7+l_{VD3, VD4} +l_{МЕСТА ПАЙКИ} , (26)

Интенсивность отказов блока питания определяется по формуле

l₄ = l_DA1 + l_C5-C8 +l_R14 +l_VD5-VD9 +l_T1+l_вилка+l_{МЕСТА ПАЙКИ} (27)

l₁ = (0,3+0,45+0,45+0,35+0.2+0,8+0.4+0.204) ×10 ^-6 = 3,154×10^-6 (1/час)

l₂=(0,45+0,2+0,95+0,6+0.1+0,13+0,7+2,1+0.116)×10 ^-6=5,396×10^-6 (1/час)

l₃ = (0,45+0,15+0,1+0,4+0,08) ×10 ^-6 = 1,18×10^-6 (1/час)

l₄ = (0,45+0,5+0,1+2,7+0,9+0,5+0,088) ×10 ^-6 = 5,238×10^-6 (1/час)

Приняв P(t) заказчика 0,8 для каждого из блоков схемы определяем время tкр, час по формуле

Tкр= ln(P(t))/- l_I, (28)

где l_i - интенсивность отказов i-го блока, 1/час

tкр1= ln (0,8)/3,154×10^-6= 70749,4 (ч)

tкр2= ln (0,8)/5,396×10^-6= 41353,5 (ч)

tкр3= ln (0,8)/1,18×10^-6= 189104,7 (ч)

tкр4= ln (0,8)/5,238×10^-6= 42600,9 (ч)

По результатам расчетов строим график зависимости

Рисунок 4—Графики надежности блоков схемы

Как видно из рисунка 4 наиболее ненадежными блоками из всей структурной схемы являются электронный ключ и схема согласования с нагрузкой (на графике блок 2), так как в них входят силовые элементы, трансформатор и разъемные соединения – являющихся наименее надежными.

Так как технический ресурс значительно меньше приведенных значений t_кр, то это указывает на высокие эксплуатационные характеристики отдельных блоков, следовательно, t_кр для универсального регулятора воды увеличивается до минимального из значений t_крi отдельных блоков, в данном случае это второй блок и составляет, t_кр= 41000 часов.

Определим время поиска неисправностей в каждом из блоков. Для этого примем время измерения в первом блоке 2 минуты, во втором 5 минут, в третьем 1 минуты, в четвертом 2 минуты

Для сокращения времени поиска неисправностей используем метод последовательно - поэлементной проверки. Определяем частные

τ₁/q₁ = 2/3,154 = 0,634

τ₂/q₂ = 5/5,396 =0,93

τ₃/q₃ = 1/1,18 = 0,85

τ₄/q₄ = 2/5,238 = 0,38

Согласно расчетам, первое измерение производим на выходе элемента 4. Если сигнал на выходе этого элемента удовлетворяет требованиям, то переходим к измерению остальных элементов в следующей последовательности: второе измерение – блок 1; третье измерение – блоки 3; четвертое измерение – блок 2.

Рисунок 5

Для аналитического процесса поиска неисправностей, как правило, применяют его графическое изображение в виде программы поиска неисправностей. Условное обозначение элемента производят в виде прямоугольника, а измерение в виде круга с номерами элементов за которыми производятся измерения. Тогда программа поиска неисправности будет представлена ветвящейся схемой, состоящей из кружков с двумя выходами, обозначающих результат измерения (есть нужный сигнал или нет – «да» «нет» соответственно) и оканчивающейся прямоугольниками, обозначающими неисправный элемент.

Рисунок 6 - Программа поиска неисправности изделия.

Определяем время поиска неисправности по формуле

T_ПН=q₄* τ4+ q₁*( τ4+ τ1)+ q₃*( τ4+ τ1+ τ6+ τ3)+ q₂*( τ4+ τ1+ τ3+ τ4) (29)

T_ПН=5,238*2+3,154*(2+2)+1,18*(2+2+1)+5,396*(2+2+1+5)+17,2 =65мин

Для обеспечения допустимой величины вероятности безотказной работы Р(t)=0,8 определим некоторые эксплуатационные показатели.

Параметр потока отказов ω, 1/ч определяется по формуле

,  (30)  

 (1/ч)

Периодичность проведения регламентных работ t_РР, ч определяется по формуле

, (31)

 (ч)

Вычислим оптимальный период выполнения регламентных работ Т_{Р опт}, ч по формуле

, (32)

где  Т_пр – среднее время выполнения одной профилактики (Т_пр=1,5 ч.)

Λ_ПО – интенсивность постепенных отказов изделия, обнаруживаемых во время выполнения техобслуживания, 1/ч.

Интенсивность постепенных отказов Λ_ПО, 1/ч. рассчитываем по формуле

, (33)

 (1/ч)

 (ч)

Одним из важнейших показателей эксплуатационных свойств изделия является коэффициент технического использования К_ТИ. Он показывает какая, доля от всего времени эксплуатации изделия приходится на время его работы. К_ТИ рассчитывается по формуле

,  (34)

где  t_п--время пребывания изделия в исправном состоянии, независимо от того работало оно или находилось в ожидании;

t_ТО -- общее время, затрачиваемое на техническое обслуживание (без восстановления);

t_в-- общее время, затрачиваемое на восстановление (устранение неисправности);

Согласно общего расчета надежности, проведенного в пункте 1.6, принимаем время t_П равным 10000 часам, а время t_ТО согласно формулы равным 311 ч. Общее время t_В принимаем равным 1,4 часам. Тогда:

К_ТИ=

В качестве основного критерия оценки эксплуатационных свойств изделия служит коэффициент простоя изделия К_п. Рассчитываем данный показатель по формуле

, (35)

Рассчитанное значение К_П является показателем высоких эксплуатационных свойств универсального регулятора воды

Определяем показатели ремонта: G-функция распределения ремонта, G^/- закон распределения ремонта по формулам

 (36)

=0,7

(37)

=0,24

Похожие работы

Блок питания для компьютера, мощностью 350Вт, форм-фактор АТХ

Скачать

96584

19

6

... противопожарного инструктажа, занятий и бесед. 11 Технико-экономическое обоснование производства. В этом разделе дипломной работы рассмотрены вопросы, связанные с определением себестоимости производства блока питания компьютера (схема электрическая см. приложение), его уровня качества как нового изделия, сделан анализ рынка и конкурентной способности, целесообразности производства. 11. 1 Анализ ...

Блок питания мониторов

Скачать

91455

3

19

... : готовность (ожидание), выключено. На рис.8 показана структурная схема источника питания. Основные цепи преобразователя приведены в табл.3. Рис.8. Структурная схема источника питания монитора SAMSUNG CST7677L/CST7687L   Таблица 3. Назначение и состав цепей преобразователя Функциональное назначение цепей Состав цепей Заградительный фильтр LF601, С602... С604, R601 Сетевой выпрямитель ...

Импульсный блок питания

Скачать

50371

29

15

... это напряжение преднамеренно варьируют. Весьма широк интервал используемых значений выходного напряжения. Удовлетворить эти требования можно либо применением нескольких источников питания, либо созданием универсального блока, допускающего различные режимы работы и изменение в широких пределах значений выходных параметров. Основные технические характеристики Выходное регулируемое напряжение, В ...

Технология сборки и монтажа блока питания

Скачать

39514

5

2

... линии, линии и участки гибкого автоматизированного производства (ГАП). При выполнении курсового проекта достаточно рассмотреть 2 варианта маршрутной технологии сборки и монтажа изделия. При этом необходимо руководствоваться схемами типовых технологических процессов сборки блоков РЭА с применением микросхем и навесных ЭРЭ (ОСТ 4ГО.054.267). Средства технологического оснащения, используемые при ...