 |
Компоновочный расчет блоков РЭС
|
|
|
|
Выбор компоновочных работ на ранних стадиях проектирования позволяет рационально и своевременно использовать или разрабатывать унифицированные и стандартизированные конструкции РЭС. В зависимости от характера изделия (деталь, прибор, система) будет выполняться компоновка различных ее элементов. Основная задача, которая решается при компоновке РЭС, - это выбор форм, основных геометрических размеров, ориентировочное определение веса и расположение в пространстве любых элементов или изделий РЭС. На практике задача компоновки РЭС чаще всего решается при использовании готовых элементов (деталей) с заданными формами, размером и весом, которые должны быть расположены в пространстве или на плоскости с учетом электрических, магнитных, механических, тепловых и др. видов связи.
Методы компоновки элементов РЭС можно разбить на две группы: аналитические и модельные. К первым относятся численные и номографические, основой которых является представление геометрических или обобщенных геометрических параметров и операций с ними в виде чисел. Ко вторым относятся аппликационные, модельные, графические и натурные методы, основой которых является та или иная физическая модель элемента, например в виде геометрически подобного тела или обобщенной геометрической модели.
Основой всех методов является рассмотрение общих аналитических зависимостей. При аналитической компоновке мы оперируем численными значениями различных компоновочных характеристик: геометрическими размерами элементов, их объемами, весом, энергопотреблением и т.п. зная соответствующие компоновочные характеристики элементов изделия и законы их суммирования, мы можем вычислить компоновочные характеристики всего изделия и его частей.
|
|
|
Но так как при этом методе требуется выполнение множества математических операций, мы в дальнейшем расчете будем пользоваться номографической компоновкой [14]. При этом методе компоновки мы будем использовать предварительно вычисленные значения компоновочных параметров элементов.
Исходными данными является перечень элементов схемы электрической принципиальной, необходимые типоразмеры и установочные размеры ЭРЭ: установочный объем и установочная площадь. Необходимые данные сведены в табл. 8.1 и табл. 8.2
Данные результаты вычислений nVi, nSi, nMi, которые получены с помощью номограммы [14], перепишем в порядке возрастания, затем с помощью схемы (см. рис.8.1, 8.2, 8.3) получим суммарные показатели объема, площади и массы разрабатываемой конструкции блока интерфейсных адаптеров.
Таблица 8.1 - Численные и зашифрованные значения установочных объема и площади ЭРЭ проектируемой конструкции согласно номографической компоновки
| Тип элемента | Кол-во | Объем | nVi | Площадь | Nsi | ||
| Vуст, см3 | шифр | Sуст, см2 | шифр | ||||
| Резонатор | 1 | 0,5 | А15 | А15 | 0,5 | А15 | А15 |
| Конденсаторы: | |||||||
| К10-17А | 165 | 0,44 | А14 | В18 | 0,8 | А19 | Д3 |
| К53-4А | 18 | 0,833 | А19 | В5 | 1,19 | Б3 | В8 |
| Резисторы: | |||||||
| С2-23: | |||||||
| 0,125Вт | 199 | 0,052 | А18 | В1 | 0,26 | А7 | В15 |
| 0,25Вт | 6 | 0,126 | А3 | А18 | 0,42 | А13 | Б9 |
| СП3-19А | 1 | 0,18 | А6 | А6 | 0,436 | А14 | А14 |
| ИМС: | |||||||
| Тип 1 (24) | 1 | 1,58 | Б5 | Б5 | 3,15 | Б11 | Б11 |
| Тип 2 (20) | 57 | 0,92 | А20 | В16 | 1,83 | Б6 | Г1 |
| Тип 3 (16) | 46 | 0,75 | А19 | В13 | 1,5 | Б5 | В18 |
| Тип 4(14) | 38 | 0,73 | А18 | В10 | 1,46 | Б4 | В15 |
| Диоды: | |||||||
| КД522А | 5 | 0,36 | А12 | Б6 | 1,7 | Б6 | Б20 |
| Д818Д | 1 | 0,25 | А9 | А9 | 0,7 | А18 | А18 |
| Транзисторы: | |||||||
| КТ660А | 3 | 0,25 | А9 | А19 | 0,25 | А9 | А19 |
| Дроссели: | |||||||
| ДМ-0,6 | 1 | 0,18 | А6 | А6 | 0,6 | А17 | А17 |
| ДМ-0,1 | 2 | 0,24 | А9 | А15 | 0,8 | А19 | Б5 |
| Розетки | 9 | 27 | В10 | Г9 | 27 | В10 | Г9 |
| Вилки | 22 | 11 | В2 | Б7 | 11 | В2 | Г7 |
| Блок питания | 1 | 1785 | Д6 | Д6 | 210 | Г7 | Г7 |
|
|
|
Таблица 8.2 - Численные и зашифрованные значения установочной массы ЭРЭ проектируемой конструкции согласно номографической компоновки.
| Тип элемента | Количество | Масса | nMi | ||
| М, г | Шифр | ||||
| Резонатор | 1 | 1,2 | Б8 | Б8 | |
| Конденсаторы: |
| ||||
| К10-17А | 163 | 0,6 | А17 | Г1 | |
| К53-4А | 18 | 5 | Б15 | Г1 | |
| Резисторы: |
| ||||
| С2-23: |
| ||||
| 0,125Вт | 199 | 0,15 | А5 | В11 | |
| 0,25Вт | 6 | 0,25 | А9 | Б9 | |
| СП3-19А | 1 | 0,8 | А19 | А19 | |
| ИМС: |
| ||||
| Тип 1 (24) | 1 | 3 | Б11 | Б11 | |
| Тип 2 (20) | 57 | 2,6 | Б9 | Г4 | |
| Тип 3 (16) | 46 | 2 | Б7 | В20 | |
| Тип 4 (14) | 38 | 1,8 | Б6 | В17 | |
| Диоды: |
| ||||
| КД522А | 5 | 0,2 | А7 | Б1 | |
| Д818Д | 1 | 6 | Б17 | Б17 | |
| Транзисторы: |
| ||||
| КТ660А | 3 | 0,3 | А11 | Б1 | |
| Дроссели: |
| ||||
| ДМ-0,6 | 1 | 2 | Б7 | Б7 | |
| ДМ-0,1 | 2 | 1,6 | Б5 | Б11 | |
| Розетки | 9 | 20 | В7 | Г6 | |
| Вилки | 18 | 20 | В7 | Г11 | |
| Блок питания | 1 | 600 | Г17 | Г17 | |
А6 А12
А6 Б1,5
А9 А18,5
А15 Б12
А15 Б1
А15 Б9
А18 Б4,5
А19 В18
Б5 Б11
Б6 В4
Б7 В2
В1 В17,5
В5 В14 Д10
В10 В15,5
В13 В0,5
В16
В18 Г11
Г9 Д7
Д6
Рис. 8.1 Схема результатов вычисления суммарного упаковочного объема.
А14 Б0,5
А15 Б8
А17 Б3,5
А18 Б19
А19 Б6
|
|
|
Б1 Б16
Б5 Б13
Б9
Б11 В2,5
Б20 Г1
В8 В20
В18 Г15
В15 Г1
В15 Г13
Г1 Г10,5 Д7
Г7
Г7 Г14
Г9 Д5
Д3
Рис. 8.2 Схема результатов вычисления суммарной площади.
А19 Б6
Б1 Б14,5
Б1 Б10,5
Б7 В5
Б8 Б14,5
Б9 В2
Б11 Б17
Б11 Г19
Б17 В12,5
В11 Г6
В17 Г4,5
В20 Г18
Г1 Г7 Д6
Г1 Г15
Г4 Г11
Г6
Г11 Д1
Г17
Рис. 8.3 Схема результатов вычисления суммарной массы.
Полученное значение площади 2000см2, а масса - 1800г. Из конструктивных соображений выберем коэффициент заполнения по объему равным 0,6. По номограмме 3 [14] определяем реальный объем, он равен 5300см3.
По номмограмме 4 [14] получим расчетные габаритные размеры корпуса: длина - 0,24м, ширина - 0,15м, высота - 0,14м. Т.к. конструктивно блок интерфейсных адаптеров предусматривает расширение, то есть подключение, при необходимости, дополнительных интерфейсных адаптеров, то из конструктивных соображений выбираем следующие габаритные размеры корпуса: (0,483х0,295х0,264)м.
Полученные значения габаритных размеров полностью соответствуют заданным в техническом задании.
|
|
|
Расчет теплового режима
На основании расчетов проведенных в п. 7.1 был выбран тип тип корпуса разрабатываемого блока интерфейсных адаптеров: перфорированный с естественным охлаждением.
Исходными данными для проведения последующего расчета теплового режима является:
- Kз- коэффициент заполнения по объему 0,6;
- суммарная мощность, рассеиваемая в блоке, Вт 30;
- давление окружающей среды, кПа 87;
- давление внутри корпуса, кПа 87;
- габаритные размеры корпуса, м 483х0,295х0,264;
- допустимая температура корпуса наименее
теплостойкого элемента, °С 70;
- плотность теплового потока, проходящего
через поверхность теплообмена, Вт/м2 56,4.
Расчет проведем для двух случаев:
1. Температура окружающей среды равна (24°С) 297 К;
2. Температура окружающей среды равна максимальной рабочей температуре (по УХЛ 4.2 +40°С) 313 К.
|
|
|
