Проектирование системы измерения электрических параметров каналов звуковой частоты (стр. 12 из 22)

4) Оценка коэффициента передачи по ускорению:

g(х, у)=

а(х, у) и а_о – величины виброускорений в точке (х, у) и опорной соответственно:

g(х, у)=

, где

e=

= =9,55 – показатель затухания;

h=

= =0,067 – коэффициент расстройки;

K₁(x)=K₁(y)=1,35 – коэффициент формы колебаний;

g(х, у)=1,006;

а(х, у)=а₀g(х, у)=4g*1,006=4,024g.

5) Оценка амплитуды виброперемещения:

S_B(x,y)=x₀g(x,y)

x₀=

= 0,0032 м;

S_B=1,006*0,0032=0,00322 м.

6) Определим максимальный прогиб печатной платы:

d_В=|S_B(x,y) - x₀|=0,00322 – 0,0032=0,00002 м;

7) Проверим условия вибропрочности:

- Для ЭРЭ (по справочнику) максимально допустимое виброускорение составляет 5g, что превышает виброускорение в проектируемом печатном узле.

- Для элементов РЭА типа пластин необходимо выполнение условия:

d_В < d_доп *l², где l – стрела прогиба на длине 1м. Допустимая стрела прогиба (d_доп) для фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм должна быть не более 11 мм.

d_В =2,0*10^-5 < 3,564*10^-4 м

Таким образом, условие вибропрочности для печатной платы выполняется.

- Для печатных плат с ЭРЭ должно выполняться условие:

d_В <0,003В, где В – размер стороны параллельно которой расположены элементы;

d_В =2,0*10^-5 м <5,4*10^-4 м - условие выполняется.

Вывод:

Условия вибропрочности для данного печатного узла выполняются, поэтому изменения конструкции РЭА и применения специальных амортизаторов не требуется.

2.11 Расчет на действие удара

1) Определяем частоту ударного импульса:

w=

, где t=7·10^-3 c – длительность импульса;

w=448,799 Гц.

2) Определяем коэффициент передачи при ударе:

- для прямоугольного импульса:

К_у =2sin

, где

=0,0683 – коэффициент расстройки;

К_у =2sin

=2sin =1,67;

- для полусинусоидального импульса:

К_у=

=0,005.

3) Рассчитаем ударное ускорение:

а_у =Н_у*К_у, где Н_у =15 м/с² - амплитуда ускорения ударного импульса;

а_у =15*1,67=25,05 м/с².

4) Определим максимальное относительное перемещение:

- для полусинуса:

,

Z_max=2,5*10^-8 м.

- для прямоугольника:

Z_max=5,9*10^-7 м.

5) Проверим выполнение условия ударопрочности:

- для ЭРЭ ударное ускорение меньше допустимого (по справочнику), т.е.:

а_у < а_удоп=150 м/с²;

- для элементов РЭА типа пластин необходимо выполнение условия:

Z_max < d_доп *l²,где l – стрела прогиба на длине 1м. Допустимая стрела прогиба (d_доп) для фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм должна быть не более 11 мм.

Z_max =5,9*10^-7 м < 3,564*10^-4 м,

таким образом, условие вибропрочности для печатной платы выполняется;

- для печатных плат с ЭРЭ должно выполняться условие:

Z_max <0,003В, где В – размер стороны параллельно которой расположены элементы;

Z_max =5,9*10^-7 м <5,4*10^-4 м - условие выполняется.

Вывод:

Условия ударопрочности для данного печатного узла выполняются, поэтому изменения конструкции РЭА и применения специальных амортизаторов не требуется.

2.12 Оценка уровня качества

Термин "уровень качества продукции", учитывающий все аспекты этого уровня, определяется в ГОСТ 15467–79, в соответствии с которым качество продукции представляется совокупностью свойств продукции и способностью удовлетворять определенным потребностям в зависимости от ее назначения. При оценке уровня качества разработанного устройства необходимо относительное сравнение с другими аналогичными существующими образцами.

При оценке качества изделия пользуются показателями качества – количественными характеристиками одного или нескольких свойств образца. Причем, рекомендуется объединять однородные показатели качества и рассматривать их по следующим группам:

- показатели назначения;

- показатели надежности;

- показатели технологичности;

- эргономические показатели;

- эстетические показатели;

- показатели стандартизации и унификации;

- патентно–правовые показатели;

- экономические показатели;

- показатели безопасности;

- показатели экологичности.

Для оценки уровня качества разрабатываемого устройства мы используем лишь некоторые из представленных показателей.

2.12.1 Оценка уровня технологичности конструкции изделия

Произведём оценку технологичности на основе использования частных и комплексного показателей. Состав относительных частных показателей и значения коэффициентов значимости определяется классом, к которому относиться разрабатываемое изделие.

Данное изделие относится к классу электронных блоков, поэтому для него используются следующие показатели:

1) Коэффициент использования микросхем:

H_мс =23 шт. – общее количество микросхем и микросборок в изделии;

H_эрэ= 79 шт.– общее количество ЭРЭ;

= =0,23.

2) Коэффициент автоматизации и механизации монтажа изделия:

H_ам =497 шт. – количество монтажных соединений, которые могут быть осуществлены механизированным или автоматизированным способом;

H_м =523 шт. – общее количество монтажных соединений;

= =0,95.

3) Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу:

H_{мп эрэ} =79 шт. – количество ЭРЭ, подготовка которых к монтажу может быть осуществлена механизированным или автоматизированным способом;

= =1.

4) Коэффициент автоматизации и механизации операций контроля и настройки:

H_мкн =2 шт. – количество операций контроля и настройки, которые могут быть осуществлены механизированным или автоматизированным способом;

H_кн =3 шт. – общее количество операций контроля и настройки;

K_мкн=

= =0,66.

5) Коэффициент повторяемости ЭРЭ:

H_{т эрэ} =15 шт. – общее количество типоразмеров ЭРЭ в изделии;

= =0,81.

6) Коэффициент применяемости ЭРЭ:

H_{т ор эрэ} =5 шт.– количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в изделии;

= =0,89.

7) Коэффициент прогрессивности формообразования:

D_пр =4 шт.– количество деталей, полученных прогрессивным методом;

D =8 шт.– общее количество деталей;

= =0,5.

8) Комплексный показатель технологичности, определяемый на основе частных:

= =0,70

где K_i – рассчитанное значение показателя; j_i – весовой коэффициент значимости для каждого показателя (табличное значение); S =7– количество относительных частных показателей.

9) Оценим уровень технологичности конструкции:

Ку=К/Кн; Кн=0,5 –для электронных блоков;

Ку=0,70/0,5=1,4.

Вывод:

Данный печатный узел можно считать технологичным, т.к. комплексный показатель технологичности (К=0,70) превышает предельное нормативное значение для соответствующего класса блоков (Кнэ=0,5).

2.12.2 Расчет уровня качества

Произведём оценку уровня качества по следующим группам показателей:

- показатели назначения;

- показатели надежности;

- показатели технологичности;

- эргономико-эстетические показатели.

Для каждой из групп рассчитаем свой коэффициент уровня качества:

,

где D_i и В_i – значения параметров соответственно разрабатываемого и базового изделий. Поскольку технические решения и принципы функционирования изделий, найденных в процессе патентного поиска не публикуются производителя, из-за того что данные сведения являются коммерческой тайной, в качестве базового будем использовать изделие аналогичное проектируемому, но с примением другой элементной базы. Определим коэффициент уровня качества для показателей назначения :