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

; (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, ;

Sк 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 m - коэффициент объемного расширения газов;

ускорение свободного падения, мс-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 SП - площадь перфорационных отверстий, ;

Определяем ошибку расчета

(4.45)

Рассчитываем температуру корпуса блока

(4.46)

Определение средне поверхностной температуры нагретой зоны.

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 tз 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 Кi и комплексный показатель Ки рассчитываемый по средневзвешенной величине относительных частных показателей с учетом коэффициента ?i - характеризующих весовую значимость частных показателей, т.е. степень их влияния на трудоемкость.

, (4.60)

Кi - значение показателей по таблицы состава базовых показателей соответствующего класса балов; ?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 Кi:

Коэффициент подготовки ЭРЭ к монтажу:

(4.61)

?=1, НМПЭРЭ - количество ЭРЭ, шт., подготовка которых может осуществляться механизированным или автоматизированным способом; НЭРЭ - количество ЭРЭ в блоке, шт.

Коэффициент автоматизации и механизации монтажа изделия:

(4.62)

?=1, НАМ - количество монтажных соединений, которые могут осуществляться механизированным или автоматизированным способом, шт; НМ - общее количество монтажных соединений, шт.

Коэффициент сложности сборки:

(4.63)

?=0,75, ЕТСЛ - 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; ЕТ - общее количество типоразмеров в изделии, шт.

Коэффициент механизации контроля и настройки:

(4.64)

?=0,5, НКМН - количество операций контроля и настройки, которые можно осуществить механизированным или автоматизированным способом, шт; НКН - общее количество операций контроля и настройки, шт.

Коэффициент прогрессивности формообразования деталей:

(4.65)

?=0,31, ДПР - количество деталей, шт., заготовка которых или сами детали получены прогрессивными методами формообразования, шт; Д - общее количество деталей, шт.

Коэффициент повторяемости ЭРЭ:

(4.66)

?=0,187, НТЭРЭ - общее количество типоразмеров ЭРЭ в изделии, шт; НЭРЭ - общее число ЭРЭ, шт.

Коэффициент точности обработки:

(4.67)

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

Таблица 4.4 - Данные для расчета частных показателей технологичности.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12