Определяем минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой

7. Определяем минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой

(3.10)

где расстояние между центрами рассматриваемых элементов, мм, ;

– допуск на расположение проводников /1/,мм,.

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками

(3.11)

Минимальное расстояние между двумя проводниками

(3.12)

Учитывая технологические возможности принимаем:

-ширину проводника печатной платы для цепей питания 0,8 мм;

-ширину проводника для сигнальных цепей 0,5 мм;

-диаметр контактной площадки 2,2 мм.

4. Конструкторские расчеты

 

4.1 Расчет надежности по внезапным отказам Прикидочный расчет.

Расчет надежности блока автоматизированного управления связью коротковолнового радиопередатчика имеет свои характерные особенности ввиду специфики его применения, связанной с тем, что данное устройство относится к возимым РЭС. Блок управления используется в климатических условиях с температурой от минус 20 до плюс 40 °С и средней влажностью 60%.

Для проектируемого блока управления характерны следующие отказы:

– потеря работоспособности из-за старения или выхода из строя используемых электрорадиоэлементов (ЭРЭ);

– нарушение соединения в местах пайки или в разъемах;

– нарушение условий эксплуатации, например использование при очень высоких или очень низких температурах, при высокой влажности воздуха, падение блока или воздействие повышенной вибрации;

– выход из строя блока питания;

– отслаивание дорожек ПП из-за старения материала.

В начале для определённого класса объектов выбирается один из типов показателей надёжности: интервальный, мгновенный, числовой, [8]. Выбираем, с учетом вида объекта (ремонтируемый с допустимыми перерывами в работе), числовые показатели надежности, т.е. m_t– средняя наработка между отказами, m_B – среднее время восстановления объекта, К_Г – коэффициент готовности. Таким образом, при конструкторском проектировании РЭС не требуется рассчитывать все ПН, необходимо, прежде всего, определить вид объекта и выбрать те ПН, которые наиболее полно характеризуют надёжностные свойства разрабатываемого объекта.

Для дальнейшего выбора показателей надежности установим шифр из четырёх цифр, по рекомендации [8]: 2431. Что соответствует:

первая цифра: признак, ремонтопригодность — ремонтируемый (2),

вторая цифра: признак, ограничение продолжительности эксплуатации — до достижения предельного состояния (4),

третья цифра: признак, временной режим использования по назначению — циклически нерегулярный (3),

четвертая цифра: признак, доминирующий фактор при оценке последствий отказа – факт выполнения или не выполнения изделием заданных ему функций в заданном объеме(1).

Исходя из этих данных [8] определяются показатели надежности. Полученные результаты сравниваем с [8]. Окончательно получаем, что в связи с тем, что приёмник ремонтируемый, восстанавливаемый, с допустимыми перерывами в работе, то ПН будут m_t, m_в, К_г, Т. е. мы выбрали числовые ПН: наработку на отказ – m_t, среднее время восстановления объекта – m_в, коэффициент готовности – К_г.

Ответственным этапом в проектировании надёжности РЭА является обоснование норм, т. е. допустимых значений для выбранных показателей надежности. Это объясняется следующими причинами. Во-первых, от правильности результатов данного этапа зависит успех и смысл всех расчётов надёжности, т. к. здесь мы определяем, какое значение показателей надежности можно считать допустимым. Во-вторых, нет общих правил и рекомендаций для установления норм надёжности различных объектов, многое зависит от субъективных факторов и опыта конструктора. В-третьих, любая ошибка на данном этапе ведёт к тяжёлым последствиям: занижение нормы ведёт к повышению потерь от ненадёжности, завышение – от дороговизны. Итак, из [8] мы определяем исходя из группы аппаратуры по ГОСТ 16019–78 – возимая на автомобилях; по числу ЭРЭ (1001 — 2000), что m_t допустимая равна 4000 часов.

Надёжность РЭА в значительной степени определяется надёжностью элементов электрической схемы (ЭЭС) и их числом. Поэтому точность расчёта ПН проектируемого объекта относительно отказов, обусловленных нарушениями ЭЭС, имеет большое значение. Заметим, что к ЭЭС следует относить места паек, контакты разъёмов, крепления элементов и т. д. При разработке РЭА можно выделить три этапа расчёта:

— прикидочный расчёт,

— расчёт с учётом условий эксплуатации,

— уточнённый расчёт.

Прикидочный расчёт проводится с целью проверить возможность выполнения требований технического задания по надёжности, а также для сравнения ПН вариантов разрабатываемого объекта. Прикидочный расчёт может производиться, и когда принципиальной схемы ещё нет, в этом случае количество различных ЭЭС определяется с помощью объектов аналогов. Исходные данные и результаты расчёта представлены в таблице 4.1. По данным таблицы рассчитываются граничные и средние значения интенсивности отказов, а также другие показатели надёжности.

Рассмотрение надежности блока берем коммутатор приемных цепей. Он предназначен для коммутации информационных цепей, приема и формирования сигналов управления в блоке БАУС.

Таблица 4.1 – Исходные данные для прикидочного расчета надежности РЭА

Порядковый номер и тип элемента	Число элемен. каждого типа nj	Границы и среднее значение интенсивности отказов			Суммарное значение интенсивности отказов элементов определенного типа
		imin×106 1/час	iср×106 1/час	imax×106 1/час	nimin×106 1/час	niср×106 1/час	nimax×106 1/час
1. Резисторы
Блок Б19К–2	4	0,13	0,18	0,23	0,52	0,72	0,92
С2–33	18	0,015	0,02	0,03	0,27	0,36	0,54
2. Конденсаторы
К-53-18	2	0,1	0,33	0,560	0,2	0,66	1,12
К10-17а	6	0,042	0,15	1,64	0,252	0,9	9,84
К50-29	2	0,003	0,035	0,513	0,006	0,07	1,026
3. Микросхемы
588	5	0,002	0,1	0,55	0,01	0,5	2,75
564	9	0,002	0,1	0,55	0,018	0,9	4,95
249	4	0,03	0,02	0,6	0,12	0,08	2,4
156	2	0,04	0,04	0,65	0,08	0,08	1,3
4. Диоды	8	0,021	0,2	0,452	0,168	1,6	3,616
5. Транзисторы	4	0,16	0,5	0,9	0,64	2	3,6
6. Реле	50	0,01	0,03	0,05	0,5	1,5	2,5
7. Вилка	1	0,05	0,1	0,55	0,05	0,1	0,55
8. Основание ПП	1	0,08	0,83	0,12	0,08	0,83	0,12
9. Пайка	300	0,01	0,02	0,05	3	6	15

Произведём вычисления:

 (4.1)

 (4.2)

 (4.3)

, (4.4)

, (4.5)

, (4.6)

. (4.7)

Расчёт с учётом условий эксплуатации

Учитывает влияние механических воздействий, высотности и климатических факторов. Производится с помощью поправочных коэффициентов для интенсивностей отказов по формуле

(4.8)

где  интенсивность отказов j – го элемента в номинальном режиме, 1/ч;

 коэффициент, учитывающий одновременное воздействие вибрации и ударных нагрузок;

 коэффициенты, учитывающие соответственно воздействие климатических факторов и высоты.

Обозначим произведение поправочных коэффициентов для j – го

элемента через , тогда

, (4.9)

Из приложения 3 [8] найдем значения поправочных коэффициентов.

Т.к. блок автоматизации управления связью относится к возимой на автомобиле аппаратуре, используемой в лабораторных условиях,

климатические факторы:

температура 15¸35 °С, влажность 65%,

высота расположения аппарата 0¸2 м, следовательно .

В итоге получаем общий производный коэффициент , следовательно, условия эксплуатации не оказывают влияние на интенсивность отказов.

Таблица 4.2 – Данные для расчета надежности с учетом условий эксплуатации

Номер и наименование элемента	Количество элементов j-го типа	Интенсивность отказов оj 106, 1/час	Поправочные коэффициенты						Интенсивность отказов с учетом условий эксплуатации, njkэ
			k1j	k2j	k1,2j	k3j	k4j
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1. Резисторы
Блок Б19К–2	4	0,18	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	0,828
С2–33	18	0,02	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	0,414
2. Конденсаторы									0
К-53-18	2	0,33	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	0,759
К10-17а	6	0,15	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	1,035
К50-29	2	0,035	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	0,0805
Окончание таблицы 4.2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
3.Микросхемы
588	5	0,1	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	0,575
564	9	0,1	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	1,035
249	4	0,02	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	0,092
156	2	0,04	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	0,092
4. Диоды	8	0,2	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	1,84
5.Транзисторы	4	0,5	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	2,3
6. Реле	50	0,03	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	1,725
7. Вилка	1	0,1	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	0,115
8.Основание ПП	1	0,83	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	0,9545
9. Пайка	300	0,02	1,35	1,08	1,46	1	1	1,46	6,9

Из таблицы 4.2 получаем, что

, (4.10)

, (4.11)

. (4.12)

Уточненный расчет

Учитывается отклонение электрической нагрузки ЭРЭ и их окружающей среды от номинального значения.

Интенсивность отказов элементов j-го типа уточненная  и всей схемы  рассчитываются по формулам

(4.13)

(4.14)

где  поправочный коэффициент, определяемый как функция коэффициента .

Коэффициенты нагрузки для резисторов определяются по формуле

(4.15)

где P – средняя мощность, рассеиваемая на резисторе, Вт;

P_доп – допустимая мощность, рассеваемая на резисторе, Вт.

Для резисторов R1, R2, R17, R18 максимальная рассеиваемая мощность при напряжении питания  составляет

(4.16)

 (4.17)

Для резисторов R3¸R16, R19¸R22 максимальная рассеиваемая мощность при напряжении питания  составляет

 (4.18)

 (4.19)

Коэффициенты нагрузки для конденсаторов рассчитываются по формуле

(4.20)

где постоянное напряжение на конденсаторе, В;

амплитуда импульсного напряжения, В;

амплитуда переменной составляющей напряжения, В;

номинальное напряжение на конденсаторе, В.

C1 – С3, С10:

 (4.21)

C4...C9:

 (4.22)

Для диодов коэффициент нагрузки берется с учетом коэффициентов по прямому току , обратному току  и напряжению , т. е.

(4.23)

.

Для остальных ЭРЭ  возьмем из таблицы 4 [8]

Реле: ;

Вилка:

Микросхемы: .

Все данные занесем в таблицу 4.3

Таблица 4.3 – Исходные данные для уточненного расчета.

Номер и наименование элемента	Обозначение на  схеме	Тип элемента	Количество элементов j-го типа nj, шт.	Интенсивность отказов c учетом условий эксплуатации, ×106, 1/час	Поправочные Коэффициенты			Уточенная Интенсивность отказов, 1/час	Уточненная интенсивность отказов элементов j-го типа, 1/час
						, °С
1.Резисторы	R	C2-33H	18	0,828	0,2	20	0,2	0,016	0,28
2.Резисторы	R	Б19К-2	4	0,414			0,2	0,082	0,33
2.Конденсаторы	C	K53-18	2	0,759	0,8	20	0,39	0,29	0,59
3.Конденсаторы	C	K10-17	6	1,035	0,1	20	0,07	0,072	0,43
4.Конденсаторы	С	К-50-29	2	0,0805			0,07	0,0056	0,011
4.Диоды	VD	2Д510A	8	1,84	0,2	20	0,15	0,027	0,21
5.Микросхемы									0
	DD	1564ИД7	1	0,092	0,2	20	0,77	0,07	0,07
	DD	1564TЛ2	1	0,092	0,2	20	0,77	0,07	0,07
	DD	249ЛП8	4	0,092	0,2	20	0,77	0,07	0,28
	DD	564ЛA10	3	1,035	0,2	20	0,77	0,07	0,21
	DD	564KT3	1	1,035	0,2	20	0,77	0,079	0,079
	DD	564ЛА7	1	1,035	0,2	20	0,77	0,079	0,079
	DD	564ЛН2	3	1,035	0,2	20	0,77	0,079	0,23
	DD	588ИР1	1	0,575	0,8	20	0,88	0,05	0,05
	DD	588ВА1	4	0,575	0,8	20	0,88	0,05	0,2
6. Реле	К	К1-4ДС	50	1,725	0,5	20	0,5	0,01	0,5
7. Вилка	X	СНП	1	0,115	0,1	20	0,2	0,023	0,023
8.Транзисторы	4	1НТ251	4	2,3	0,2	20	0,2	0,46	1,84
9. Пайки			300	6,9	1	20	0,01	0,01	3
Snjljaj									8,52

 1/ч, (4.24)

ч, (4.25)

 . (4.26)

Расчёт надёжности с учётом других видов отказов

Примем к расчёту, что отказы родственных РЭА показывают, что 60 % всех отказов вызвано нарушениями ЭРЭ принципиальной схемы, 30 % - ошибками конструкции и 10 % - нарушениями технологии изготовления и сборки. В этом случае

, (4.27)

где К_к и К_т – поправочные коэффициенты, (их величина выбирается по рекомендации [8]) учитывающие увеличение интенсивности за счёт ошибок в конструкции и нарушений технологии соответственно. Коэффициенты К_к и К_т:

; (4.28)

 (4.29)

Тогда,

1/ч.

Рассчитаем надежность блока

Надежность блока с учетом разного количества элементов на плате находится по формуле:

 , (4.30)

где - интенсивность отказа блока, 1/ч;

- количество элементов i-й платы, шт.;

- количество элементов рассчитанной платы, шт.;

- интенсивность отказов рассчитанной платы, шт.

Учитывая, что платы в блоке имеют практически одинаковое число элементов, т.е. отношение, учитывающие отличие плат по количеству элементов, отличается от единицы на величину не более ± 0,04, следовательно, можно пренебречь и допустить, что все платы имеют одинаковое количество элементов. Исходя из этого, рассчитаем надежность блока:

;

 (4.31)

; .

 (4.32)

Сравним с нормой: 4432,62 > 4000 ч. По полученным данным можно сделать вывод, что блок автоматизированного управленья связью по наработке на отказ может эксплуатироваться, но, учитывая не значительное превышение средней наработки над допустимой наработкой, во время эксплуатации следует не пренебрегать техническим осмотром блока.

4.2 Расчет теплового режима

Исходные данные: размер корпуса

величины воздушных зазоров между нагретой зоной, нижней и верхней поверхностью корпуса  между нагретой зоной и боковыми поверхностями корпуса

температура окружающей среды

Определение температуры корпуса.

Рассчитываем удельную поверхностную мощность корпуса блока,

(4.33)

где мощность, рассеиваемая блоком в виде теплоты, Вт, ;

S_к площадь внешней поверхности корпуса блока.

(4.34)

По графику на рис. 4.10 [12] задаемся перегревом корпуса блока в первом приближении .

Определяем коэффициент лучеиспускания для верхней , боковой  и нижней  поверхностей корпуса:

(4.35)

где степень черноты й наружной поверхности корпуса, .

Для определяющей температуры

(4.36)

рассчитываем число Грасгофа  для каждой поверхности корпуса:

(4.37)

где b_m – коэффициент объемного расширения газов;

ускорение свободного падения, м×с^-2, ;

определяющий размер й поверхности корпуса;

кинетическая вязкость газа [12], м²/с, ;

(4.38)

для боковой поверхности

для верхней поверхности

для нижней поверхности

Определяем число Прандтля  из таблицы 4.10 [12] для определяющей температуры .

Находим режим движения газа, обтекающего каждую поверхность корпуса:

режим переходный к ламинарному.

Рассчитываем коэффициенты теплообмена конвекцией для каждой поверхности корпуса блока :

(4.39)

где теплопроводность воздуха [12], Вт/(мК), ;

коэффициент, учитывающий ориентацию поверхности корпуса.

для нижней поверхности

для боковой поверхности

для верхней поверхности .

Определяем тепловую проводимость между поверхностью корпуса и окружающей средой :

 (4.40)

где ,,площади нижней, верхней и боковой поверхностей корпуса соответственно, м²:

(4.41)

(4.42)

Рассчитываем перегрев корпуса блока РЭА во втором приближении :

(4.43)

где коэффициент, зависящий от перфорации корпуса блока, ;

коэффициент, учитывающий атмосферное давление окружающей среды, ;

(4.44)

где S_П – площадь перфорационных отверстий, ;

Определяем ошибку расчета

(4.45)

Рассчитываем температуру корпуса блока

(4.46)

Определение средне поверхностной температуры нагретой зоны.

1.  Вычисляем условную удельную поверхностную мощность нагретой зоны блока :

(4.47)

где мощность, рассеиваемая в нагретой зоне, Вт.

, (4.48)

где мощность, рассеиваемая в элементах, установленных непосредственно на корпус блока, Вт.

Из графика на рисунке 4.13 [12] находим в первом приближении перегрев нагретой зоны относительно температуры окружающей блок среды .

Определяем коэффициент теплообмена излучением между нижними , верхними  и боковыми  поверхностями нагретой зоны и корпуса:

, (4.49)

;

;

;

где приведенная степень черноты й поверхности нагретой зоны и корпуса:

; (4.50)

;

;

;

 и степень черноты и площадь й поверхности нагретой зоны.

Для определяющей температуры  и определяющего размера  находим числа Грасгофа  и Прандтля :

 (4.51)

где коэффициент объемного расширения газов,;

ускорение свободного падения, м/с², ;

кинетическая вязкость газа таблица 4.10 /3/,м²/с,.

для боковой поверхности корпуса

для верхней поверхности

для нижней поверхности

 для

Рассчитываем коэффициенты конвективного теплообмена между нагретой зоной и корпусом для каждой поверхности:

для нижней поверхности

 (4.52)

для верхней поверхности

(4.53)

для боковой поверхности

 (4.54)

Определяем тепловую проводимость между нагретой зоной и корпусом:

(4.55)

где коэффициент, учитывающий кондуктивный теплообмен:

 (4.56)

удельная тепловая проводимость от модулей к корпусу блока;

площадь контакта рамки модуля с корпусом блока.

Рассчитываем нагрев нагретой зоны  во втором приближении:

(4.57)

где коэффициент, учитывающий внутреннее перемешивание воздуха;

 коэффициент, учитывающий давление воздуха внутри блока.

Определяем ошибку расчета

(4.58)

Рассчитываем температуру нагретой зоны

 (4.59)

Температура нагретой зоны t_з не превышает допустимой температуры эксплуатации выбранной элементной базы согласно 2.3. Проведенный расчет показал, что для охлаждения проектируемого изделия рациональной является система, основанная на естественном воздушном охлаждении.

4.3 Расчет технологичности блока Технологическая подготовка производства

Технологическая подготовка производства включает в себя решение задач, группируемых по следующим основным направлениям:

—    обеспечение технологичности конструкции изделия;

—    проектирование технологических процессов;

—    проектирование и изготовление средств технологической оснастки.

—    организация и управление процессом технологической подготовки производства.

Таким образом, охватывает весь необходимый комплекс работ по технологической подготовке производства, в том числе конструктивно-технологический анализ изделий, организационно-технологический анализ производства, расчет производственных мощностей, составление производственно-технологических планировок, определение материальных и трудовых нормативов, отладку технологических процессов и средств технологического оснащения.

Проектируемые технологические процессы согласно ГОСТ 14.301–73 для проектирования деталей, конструкции которых отработаны на технологичность. Для этой цели ГОСТ 2.121–73 ЕСКД и ГОСТ 14.201–73 ЕСТП предусматривают технологический контроль конструируемой документации на всех стадиях разработки: ТЗ, техническое предложение, эскизный проект, технологический проект, рабочая документация.

Обязательным этапом, предшествующим проектированию технологических процессов, согласно ГОСТ 14.301–73 является группирование изделий по конструктивным и технологическим признакам с учетом организации производства. Проектирование технологических процессов в общем случае включает комплекс взаимосвязанных работ:

—    выбор заготовок;

—    выбор технологических баз;

—    подбор типового технологического процесса;

—    определение, выбор и задание новых средств технологического оснащения;

—    назначение и расчет режимов обработки;

—    нормирование технологического процесса;

—    определение профессий и квалификаций исполнителей;

—    организация производственных участков;

—    оформление рабочей документации на ТП.

В технологии производства РЭА используются процессы, свойственные машино- и приборостроению: литье, холодная штамповка, механическая обработка, гальванические и лакокрасочные процессы.

Важной задачей технологов является обеспечение в производстве заданной точности линейных размеров изделий. Для технологии РЭА это еще не достаточно. Наряду с линейными размерами должны быть обеспечены многие технические параметры аппаратуры, работающей на различных частотах. Нетрудно показать, насколько усложняется технология с повышением частоты, на которой работает аппаратуры.

Расчет комплексного показателя технологичности

Под технологичностью конструкции изделия понимают совокупность свойств конструкции изделия проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовки производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения. При обеспечении установленных значений показателей качества и принятых условий изготовления, эксплуатации и ремонта.

В зависимости от вида технологичности конструкции различают производственную, эксплуатационную, ремонтную технологичность и технологичность при техническом обслуживании, технологичность конструкции детали и сборочной единицы, а также технологичность конструкции по процессу изготовления, форме поверхности и размерам и материалам.

К качественным характеристикам технологичности конструкции относят взаимозаменяемость, регулируемость и инструментальную доступность конструкции. Количественная оценка технологичности конструкции основана на системе показателей, которые согласно ГОСТ 14.201–73 делятся на три вида:

—    базовые показатели надежности;

—    показатели технологичности конструкции;

—    показатели уровня технологичности конструкции разрабатываемого изделия.

Производственная технологичность конструкции проявляется в сокращении затрат средств и времени на конструкцию и технологическую подготовку производства и процесс изготовления.

Эксплуатационная технологичность проявляется в сокращении затрат средств и времени на технологическое обслуживание изделия.

Количественная оценка технологичности блока устанавливается по ОСТ4.ГО.091.219. Стандарт использует две оценки технологичности: систему относительных частных показателей К_i и комплексный показатель К_и рассчитываемый по средневзвешенной величине относительных частных показателей с учетом коэффициента φ_i – характеризующих весовую значимость частных показателей, т.е. степень их влияния на трудоемкость.

 , (4.60)

К_i – значение показателей по таблицы состава базовых показателей соответствующего класса балов; φ_i – функция нормирующая весовую значимость показателя; S – общее количество относительных частных показателей, шт.

Отраслевой стандарт ОСТ4.ГО.091.219 предусматривает выбор базовых показателей не более 7. В выбираемые должны включатся показатели, оказавшие наибольшее влияние на технологичность конструкции. Все блоки РЭА разбиты условно на семь классов: электронные, радиотехнические, электромеханические, механические, соединительные, коммутационные, распределительные.

Проектируемый блок относится к радиотехническим блокам, следовательно, для него по рекомендации [1] рассчитываются следующие частые показатели К_i:

Коэффициент подготовки ЭРЭ к монтажу:

 (4.61)

φ=1, Н_МПЭРЭ – количество ЭРЭ, шт., подготовка которых может осуществляться механизированным или автоматизированным способом; Н_ЭРЭ – количество ЭРЭ в блоке, шт.

Коэффициент автоматизации и механизации монтажа изделия:

 (4.62)

φ=1, Н_АМ – количество монтажных соединений, которые могут осуществляться механизированным или автоматизированным способом, шт; Н_М – общее количество монтажных соединений, шт.

Коэффициент сложности сборки:

 (4.63)

φ=0,75, Е_ТСЛ – количество типоразмеров узлов входящих в изделие, требующих регулировки в составе изделия с применением специальных устройств, либо подгонки или совместной обработки с последующей разборкой и повторной сборкой, шт; Е_Т – общее количество типоразмеров в изделии, шт.

Коэффициент механизации контроля и настройки:

 (4.64)

φ=0,5, Н_КМН – количество операций контроля и настройки, которые можно осуществить механизированным или автоматизированным способом, шт; Н_КН – общее количество операций контроля и настройки, шт.

Коэффициент прогрессивности формообразования деталей:

 (4.65)

φ=0,31, Д_ПР – количество деталей, шт., заготовка которых или сами детали получены прогрессивными методами формообразования, шт; Д – общее количество деталей, шт.

Коэффициент повторяемости ЭРЭ:

 (4.66)

φ=0,187, Н_ТЭРЭ – общее количество типоразмеров ЭРЭ в изделии, шт; Н_ЭРЭ – общее число ЭРЭ, шт.

Коэффициент точности обработки:

 (4.67)

φ=0,11, ДТЧ – количество деталей, имеющие размеры с допусками по 10 квалитету и выше, шт.

Таблица 4.4 – Данные для расчета частных показателей технологичности.

Наименование	Обозначение	Значение
1	2	3
1.Общее количество ЭРЭ, шт.	НЭРЭ	1050
2.Общее количество типоразмеров ЭРЭ в изделии	НТЭРЭ	15
3.Количество типоразмеров узлов требующих регулировки	ЕТСЛ	4
4.Общее количество типоразмеров узлов в изделии	ЕТ	17
5.Количество деталей, шт., имеющих размеры по 10 квалитету и выше	ДТЧ	50
6.Общее количество деталей	Д	400
7.Количество деталей, шт., изготавливаемых прогрессивными методами	ДПР	300
Окончание таблицы 4.4
1	2	3
8.Количество ЭРЭ, шт., подготовка, которых может осуществляться автоматизировано	НМПЭРЭ	850
9.Количество монтажных соединений, осуществляемых автоматизировано	НАМ	2200
10.Количество монтажных соединений	НМ	2500
11.Количество операций контроля и настройки осуществляемых автоматизировано	НМКН	5
12.Общее количество операций контроля и настройки	НКН	10

По формулам 4.61 – 4.67 рассчитаем частные показатели технологичности:

Коэффициент подготовки ЭРЭ к монтажу:

Коэффициент автоматизации и механизации монтажа изделия:

Коэффициент сложности сборки:

Коэффициент механизации контроля и настройки:

Коэффициент прогрессивности формообразования деталей:

Коэффициент повторяемости ЭРЭ:

Коэффициент точности обработки:

Полученные данные заносим в таблицу 4.5.

Таблица 4.5 – Значения частных показателей технологичности.

Обозначение показателя технологичности	Значение весового коэффициента ji	Значение показателя технологичности Кi	Суммарное значение Кi ji
1.КМПЭРЭ	1	0,81	0,81
2.КАМ	1	0,88	0,88
3.КССБ	0,75	0,76	0,57
4.КМКН	0,5	0,5	0,25
5.КФ	0,31	0,75	0,23
6.КПОВЭРЭ	0,187	0,98	0,18
7.КТЧ	0,11	0,88	0,096

Далее по формуле (4.60) рассчитаем комплексный показатель технологичности:

 

Блок автоматизированного управления связью относится к радиоэлектронным блокам по данным [15] комплексный показатель технологичности при производстве установочной серии (до 10 шт.) лежит в пределах от 0,75 до 0,8. По данным расчета можно сделать вывод, что блок автоматизированного управления связью, с точки зрения комплексного показателя технологичности, является технологичным.

Экономическое обоснование варианта сборки

При выборе варианта технологического процесса сборки в большинстве случаев экономические требования являются решающими. Для экономической оценки используют две характеристики: себестоимость и трудоемкость.

Себестоимость выражается в денежных затратах на изготовление изделия, с учетом затрат на амортизацию оборудования специальной технической оснастки.

, (4.68)

где М – стоимость материалов расходуемых на единицу продукции, за вычетом стоимости реализуемых отходов, р.; О – расходы на амортизацию и содержание оборудования, приходящиеся на единицу продукции, р., П, И – расходы на содержание соответственно приспособлений и инструмента, на единицу продукции; а₁=13,5%; а₂ – процент накладных расходов, начисляемых на расходы по заработанной плате; р – количество различных марок материалов, на единицу продукции; m – количество операций, необходимых для изготовления единицы продукции; З – заработная плата.

, (4.69)

где q₁ – масса материала расходуемого на единицу продукции; g₁ – стоимость расходуемого материала; q₂, g₂ – масса и стоимость 1 кг реализуемых отходов.

Трудоемкость t входит в себестоимость и устанавливается для каждой операции. Трудоемкость процесса составляет сумму трудоемкостей по всем операциям.

Для исследования или выбора более экономичного варианта процесса чаще всего используют трудоемкость, так как она непосредственно связана с производительностью, потребной зарплатой, количеством необходимого оборудования и т.д.

, (4.70)

где Т_пз – подготовительно-заключительное время, необходимое на ознакомление с чертежом, технологическим процессом, консультацию с мастером, технологом и т.д., ч; Т_шт – штучное время, оно выражается, ч:

, (4.71)

где t_ат – основное технологическое время, ч; t_в – вспомогательное время, ч; t_об – время обслуживания рабочего места, ч; t_д – время перерывов на отдых и т.д., ч.

Сумму основного технологического и вспомогательного времени называют оперативным временем t_оп:

 (4.72)

если обозначить  через К, то

, (4.73)

где К – в процентах от оперативного времени.

Трудоемкость t для данной операции получила название технической нормы времени, величина обратная технической норме времени, называется – нормой выработки Q:

 [шт. в единицу времени] (4.74)

производительность технологического процесса Q₁, определяется количеством деталей или узлов, изготавливаемых в единицу времени:

, (4.75)

где Ф – сумма рабочего времени; St – сумма трудоемкостей по всем операциям процесса.

Для механизации обработки величины входящие в формулу определения Т_шт берут из таблиц справочника по нормированию станочных работ, а для сборочно-монтажных и регулировочных работ – из таблиц примерных норм времени. Следует заметить, что нормирование технологических процессов должно быть выполнено с достаточной точностью, так как величина трудоемкости служит основой для определения других технико-экономических показателей производства.

Блок автоматизированного управления связью сложное и много детальное изделие, сборка которого состоит из множества мелких и не достаточно трудоемких сборочных операций, но все операции по сборке усилителя предварительного можно объединить в следующие операции:

– сборка передней панели;

– сборка каркаса;

– установка направляющих плат;

– контроль закрепления деталей;

– сборка задней панели;

– установка передней и задней панели;

– монтаж жгута и соединительных проводов;

– маркировка обозначения элементов;

– установка модулей в блок;

– установка направляющих блока;

– установка амортизатора;

– регулировка блока;

– контроль качества монтажа и маркировки;

– закрепление на блоке обшивки;

– электроконтроль;

– упаковка.

Таблица 4.6 – Исходные данные для расчета производительности I вариант

№ Операции	Наименование операции	1.1.1.1	Тпз, мин
1	2	3	4
1	Сборка передней панели	5	5
2	Сборка каркаса	5	5
3	Установка направляющих плат	15	5
4	Контроль закрепления деталей	3	5
5	Сборка задней панели	10	5
6	Установка передней и задней панели	5	5
7	Монтаж жгута и соединительных проводов	40	10
8	Маркировка обозначения элементов	10	5
9	Установка модулей в блок	10	5
10	Установка направляющих блока	5	15
11	Установка амортизатора	10	5
12	Регулировка блока	180	30
13	Контроль качества монтажа и маркировки	9	5
14	Закрепление на блоке обшивки	5	5
15	Электроконтроль	15	5
16	Упаковка	5	5

В данном варианте сборке производительность Q=25, но в этом варианте сборки есть несколько операций, которые следует поменять местами, что приведет к уменьшению штучного времени и соответственно к уменьшению трудоемкости. Таким образом, мы должны сначала поставить направляющие блока и амортизаторы, а затем производить остальную сборку блока. Таким образом, технологический процесс сборки блока автоматизированного управления связью будет выглядеть следующим образом:

– сборка передней панели;

– сборка каркаса;

– установка направляющих блока;

– установка амортизатора;

– установка направляющих плат;

– контроль закрепления деталей;

– сборка задней панели;

– установка передней и задней панели;

– монтаж жгута и соединительных проводов;

– маркировка обозначения элементов;

– установка модулей в блок;

– регулировка блока;

– контроль качества монтажа и маркировки;

– закрепление на блоке обшивки;

– электроконтроль;

– упаковка.

Таким образом, мы можем записать таблицу исходных данных для расчета трудоемкости в следующем виде:

Таблица 4.7 – Исходные данные для расчета производительности II вариант.

№ Операции	Наименование операции	1.1.1.2	Тпз, мин
1	Сборка передней панели	5	5
2	Сборка каркаса	5	5
3	Установка направляющих блока	5	5
4	Установка амортизатора	5	5
5	Установка направляющих плат	15	5
6	Контроль закрепления деталей	3	5
7	Сборка задней панели	10	10
8	Установка передней и задней панели	5	5
9	Монтаж жгута и соединительных проводов	40	5
10	Маркировка обозначения элементов	10	15
11	Установка модулей в блок	10	5
12	Регулировка блока	180	30
13	Контроль качества монтажа и маркировки	9	5
14	Закрепление на блоке обшивки	5	5
15	Электроконтроль	15	5
16	Упаковка	5	5

В этом варианте сборки производительность изменила свое значение и стала равной Q=35, это было достигнуто уменьшением трудоемкости сборки блока. Следовательно, мы оставляем вариант сборки блока приведенного в таблице 4.7.

Разработка технологического процесса сборки блока.

Для блока автоматизированного управления связью выбирается технологический процесс сборки с базовой деталью. Разработка технологического процесса сборки начинается с расчленения изделия или его части на сборочные элементы путем построения схем сборочного состава и технологических схем сборки. Элементами сборочно-монтажного пространства являются детали и сборочные единицы различной степени сложности. Построение таких схем позволяет установить последовательность сборки, взаимную связь между элементами и наглядно представить технологический процесс.

В начальной стадии сборки блока нужно очистить рабочее место от посторонних предметов и если это необходимо, то следует промыть необходимый для сборки инструмент. Далее проверяется комплектность составных частей.

После проверки комплектности начинается сборка. В начале сборки рекомендуется собрать лицевую и заднюю панели, т.е. нужно установить на них необходимые детали по ТГТУ.468323.043 СБ.

Когда сборка закончена, собирается основной каркас, для этого необходимо скрепить панели между собой стяжками. Далее на собранный каркас ставятся направляющие блока, на которые затем укрепляются амортизаторы с дальнейшим закреплением на них планок.

На данном этапе сборки необходимо установить детали, которые будут являться в дальнейшем местом установки печатных плат в блок. Для этого на собранный каркас укрепляют стойки и скобы, скрепленные между собой винтами. Далее к ним прикрепляются разъемы, после чего к стойкам крепятся направляющие печатных плат.

После выполненных операций проводится контроль закрепления деталей.

Теперь можно приступить к монтажу соединительных электропроводов в блоке. Затем проводится маркировка элементов, которую необходимо затем покрыть лаком.

Далее устанавливаем узлы в блок и проводим проверку качества монтажа и маркировки. В случае обнаружения неполадок, блок дорабатывается в соответствии с замечаниями регулировщика.

Далее закрепляются крышки и блок можно отправлять на упаковку.

Подробное описание технологического процесса изготовления блока автоматизированного управления связью представлено в приложении Б.