Термошкаф

Содержание.

1. Анализ технического задания                                                                             4 -11
2. Эскизный проект                                                                                                    12-13                                                                                                    
3. Технический проект                                                                                                   

3.1 Выбор  вида герметизации                                                                            14 -17

3.2 Выбор материала                                                                                                18

3. Разработка конструкции элементов                                                           19-21

                  3.4 Защита аппаратуры от воздействия влажности                    22-24

3.5  Выбор разъемного  соединения                                                                     25

                 4.  Заключение                                                                                                                   26

       5. Библиографический список                                                                                      27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Анализ технического задания.

            Радиоэлектронной аппаратурой, требующей герметизации, является блок вычислителя БВ-104 производства фирмы «Элкус». Данный блок вычислителя может эксплуатируется в любой точки земного шара, которая находится в распоряжении человека при его транспортировки.

Условия эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры и измерительно-вычислительных систем имеют различную природу  и изменяются в весьма широких  пределах. Факторы, воздействующие на приборы и в определенной мере ограничивающие работоспособность аппаратуры, разделяют на климатические, механические.

К климатическим  факторам относят: изменение температуры  и влажности окружающей среды, атмосферное  давление, присутствие агрессивных  веществ и озона в окружающей среде, водные воздействия (дождь, брызги).

К механическим факторам относят вибрацию, механические, линейные ускорения.

Эти факторы  принято называть дестабилизирующими факторами. Каждый из них может проявлять  себя и независимо от остальных, и  в совместном действии с другими  факторами той или другой группы.

Климатические факторы. Нормальными климатическими условиями являются: температура +25±10 °С, относительная влажность 45...80 %, атмосферное давление 83-106 кПа (630...800 мм рт. ст.), отсутствие активных веществ в окружающей атмосфере.

Совокупность  воздействующих на конструкцию РЭА  климатических факторов и их характеристики определяются климатической зоной, в которой она эксплуатируется. Весь земной шар разделен на семь климатических зон, климат которых определяется как очень холодный, холодный, умеренный, тропически влажный, тропически сухой, умеренно холодный морской и тропический морской.

Очень холодный регион располагается в Антарктиде, средняя минимальная температура ниже -60 °С (рекорд -88,3 °С). Особенностью региона является сочетание низких температур с сильным ветром.

В холодную зону включены большая часть России и Канады, Аляска, Гренландия. Средняя минимальная температура здесь достигает -50 °С, годовой перепад температур достигает 80 °С, среднесуточный до 40 °С. Особенностью этой климатической зоны является высокая прозрачность атмосферы, что благоприятно для ионизации воздуха и, как следствие, накоплению на поверхности аппаратуры статического электричества. Характерным также является обледенение, иней, ветер со снежной пылью.

В умеренный климатический регион включены часть территории России, большая часть Европы, США, прибрежные территории Австралии, Южной Африки и Южной Америки. Для него характерно годовое изменение температур от -35 до +35 °С, образование инея, выпадение росы, наличие тумана, изменение давления воздуха от 86 до 106 кПа.

Влажная тропическая зона располагается вблизи экватора и включает большую часть Центральной и Южной Америки, среднюю часть Африки, Юг Индии, Индонезию, часть Юго-Восточной Азии. Для этой зоны характерны среднегодовые температуры +20...+25 °С с перепадом температуры за сутки не более 10 °С. Высокая влажность и повышенная концентрация солей (особенно вблизи побережья морей и океанов) делает атмосферу этой зоны коррозионно-агрессивной. Благоприятное сочетание температуры и влажности способствует существованию более 10000 видов плесневых грибков.

К зоне с сухим тропическим климатом относят северную часть Африки, центральную Австралию, засушливые районы Средней Азии, Аравийский полуостров, часть Северной Америки. Этот регион характеризуется высокими температурами (до +55 °С), низкой влажностью, высоким содержанием пыли и песка в атмосфере с абразивным и химическим воздействием на аппаратуру.

Умеренно  холодная морская зона включает моря, океаны и прибрежные территории, расположенные севернее 30° северной широты и южнее 30° южной широты. Остальная часть морей, океанов и прибрежных территорий относится к тропически морской зоне. Климат морских зон отличается сравнительно небольшими суточными перепадами температур, наличием высокой влажности и значительной концентрацией хлоридов в атмосфере.

Согласно ГОСТу 16019-78, при воздействии минимальной температуры прибор должен работать в течении 2-6 часов. Это соответствует расположению объекта в очень холодном регионе, т.к. там минимальная температура составляет -60˚С. При большей температуре прибор эксплуатировать не желательно. Это может привести к выводу прибора из строя. При воздействие максимальной температуры 55˚С прибор должен работать 2…6 часов. Прибор может эксплуатироваться в теплых регионах, т.к. там средняя температура составляет 55˚С.

Воздействие пониженного  атмосферного давление составляет 61 кПа. Это означает, что прибор должен быть устойчив к перепаду давления и может выдержать силу, которую действует на стенки корпуса, примерно 70кг. Поэтому, для изготовления корпуса необходимо учитывать, что материал должен быть достаточно прочным.

Воздействие повышенной влажности составляет 93% при температуре 25˚С в течении 72 часов. Поэтому корпус прибора не должен иметь дефектов покрытий, коррозии деталей и узлов(при повышенной влажности), и 
должен надежно загерметизироан от проникновения водяных паров. Корпус так же должен быть защищен от образования росы при падении температуры на 10˚С.

Наличие воздушно-пылевого потока так же должно учитываться при герметизации корпуса. Мелкие частицы пыли способны проникать во внутрь корпуса и выводить из строя прибор.

В связи с  тем, что объект может эксплуатироваться  возле морей и водоемах необходимо учитывать попадания морских солей и влияния морского тумана.

Механические факторы. В процессе транспортирования и эксплуатации РЭА подвергается воздействию вибраций, в основном, от внешних источников колебаний. Особо опасны вибрации, частота которых близка к собственным частотам колебаний узлов и элементов конструкции. Свойство аппаратуры противодействовать их влиянию характеризуется вибропрочностью и виброустойчивостью. Виброустойчивость определяет способность РЭА выполнять заданные функции во включенном состоянии в условиях воздействия вибраций. Вибропрочность характеризует способность противостоять разрушающему воздействию вибрации в нерабочем состоянии и нормально работать после снятия вибрационных нагрузок. Воздействующие на конструкцию РЭА вибрации характеризуются диапазоном частот и величиной ускорения.

Прочность при  синусоидальных вибрациях с частотой 20 Гц и ускорением 19,6 м/с² прибор должен выдерживать в течение 30 мин. и после прекращения вибраций должен исправно работать. При прохождении диапазона частот от 10 до 30 Гц должно отсутствовать увеличение в два раза и более амплитуды перемещения отдельных частей и конструктивных элементов по сравнению с амплитудой колебания точек их крепления. Прибор должен выдержать резонанс в течении 4 мин. Устойчивость к синусоидальным вибрациям с частотой  10…70 Гц и ускорением 7,8…37 м/с², прибор не должно иметь механических повреждений и ложных срабатываний. Время выдержки 12 мин.

Явление удара  в конструкции РЭА возникает  при быстрых изменениях ускорения. Удар характеризуется ускорением, длительностью и числом ударных импульсов. Различают удары одиночные и многократные. Устойчивость к механическим ударам с максимальным ускорением 98 м/с² с длительностью 5…10 мс должен выдерживать более 60 ударов. Прочность при воздействии многократных ударов при таких же параметрах должен выдерживать более 6000 ударов..

Классификация РЭА показана на рис. 1

Рис.1 Классификация  РЭА

Общие требования к электронным компонентам  подвижных объектов

Вновь разрабатываемая  РЭА должна отвечать тактико-техническим, конструктивно-технологическим, эксплуатационным, надежностным и экономическим требованиям. Все эти требования взаимосвязаны, и оптимальное их удовлетворение представляет собой сложную инженерную задачу.

Конструктивно-технологические требования. К этим требованиям относят: технологичность, минимальную номенклатуру комплектующих изделий, минимальные габариты и массу, меры защиты от воздействия климатических и механических факторов.

Технологичность конструкции в существенной степени определяется рациональным выбором ее структуры, которая должна быть разработана с учетом автономного, раздельного изготовления и наладки основных элементов, узлов, блоков. Конструкция РЭА тем более технологична, чем меньше доводочных и регулировочных операций приходится выполнять после окончательной сборки изделий.

В технологичной  конструкции должны максимально  использоваться унифицированные, нормализованные и стандартные детали и материалы. Аппаратура считается также более технологичной, если в ней предусматривается минимальная номенклатура комплектующих изделий, материалов, полуфабрикатов.

Конструкция РЭА, в особенности с учетом условий  ее эксплуатации, должна иметь минимальные  габариты и массу, что особенно важно  для бортовой аппаратуры, где ее объем и масса ограничиваются размерами и мощностью летательного аппарата, и для переносных (носимых) приборов, предназначенных для производства измерений в полевых условиях. В конструкции аппаратуры необходимо предусматривать меры защиты от воздействия климатических и механических факторов, состав и значение которых определяются объектом, где будет эксплуатироваться разрабатываемая РЭА.

Эксплуатационные требования. К эксплуатационным требованиям относят: простоту управления и обслуживания, различные меры сигнализации опасных режимов работы (выход из строя,  обрыв заземления и т. д.), наличие аппаратуры, обеспечивающей профилактический контроль и наладку конструктивных элементов (стенды, имитаторы сигналов и т. д.)

С эксплуатационными  требованиями тесно связаны требования обеспечения нормальной работы оператора. Важна также такая организация органов управления РЭА, которая бы отвечала современным эргономическим требованиям и требованиям инженерной психологии.

Требования по надежности. Данные требования включают в себя обеспечение:

1) вероятности  безотказной работы,

2) наработки на отказ,

3) среднего времени восстановления работоспособности,

4) долговечности, 

5) сохраняемости. 

Вероятность безотказной работы есть вероятность того, что в заданном интервале времени при заданных режимах и условиях работы в аппаратуре не произойдет ни одного отказа.

Наработкой  на отказ называют среднюю продолжительность работы аппаратуры между отказами.

Среднее время восстановления работоспособности определяет среднее время на обнаружение и устранение одного отказа. Эта характеристика надежности является также важным эксплуатационным параметром.

Долговечностью  прибора называют продолжительность его работы до полного износа с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта. Под полным износом при этом понимают состояние аппаратуры, не позволяющее ее дальнейшую эксплуатацию.

Сохраняемость аппаратуры - способность сохранять все технические характеристики после заданного срока хранения и транспортирования в определенных условиях.

Экономические требования. К экономическим требованиям относят:

1) минимально возможные затраты времени, труда и материальных средств на разработку, изготовление и эксплуатацию изделия;

2) минимальную стоимость аппаратуры после освоения в производстве.

Тесная связь предъявляемых  к аппаратуре требований приводит к  тому, что стремление максимально  удовлетворить одному из них ведет к необходимости снизить значение других. Так, желание увеличить надежность введением структурной избыточности неизбежно влечет за собой увеличение габаритов, массы, мощности потребления, стоимости. В данном случае выходом служит дальнейшее повышение степени интеграции микросхем.

Приборы для массового  потребления должны, прежде всего, иметь малую стоимость. Достижение высокого быстродействия для этого класса приборов - желательное, но не обязательное требование. Обычно стремятся достичь относительного высокого быстродействия, доступного в определенной ценовой категории.