Разработка и обоснование конструкции функциональной ячейки

Использование блока БПКВИ подразумевает использование плат типа 6U. Основным достоинством такого подхода является унификация типоразмера печатных плат, что позволяет выполнить их на базе большинства предприятий без дополнительных трат на оснастку и перенастройку оборудования. Ячейка имеет стандартный размер 240 х150 мм и стандартизованную планку (панель).

Основа функциональной ячейки – печатная плата (ПП) - пластина из диэлектрика, на поверхности и/или в объёме которой сформированы электропроводящие цепи электронной схемы. Печатная плата предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов. Электронные компоненты на печатной плате соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка обычно пайкой.

Для ПЭС ячейки будет использоваться многослойная печатная плата, то есть плата, состоящая из чередующихся проводящих и непроводящих рисунков, соединенных в соответствии с электрической схемой печатного узла. Использование многослойной печатной платы существенно увеличит стоимость производства ячейки, но в данном случае использование двухсторонней ПП невозможно, из-за невозможности выполнить трассировку на двух сторонах.

Расстояние между элементами проводящего рисунка (например, между проводниками) зависит от допустимого рабочего напряжения, свойств диэлектрика, условий эксплуатации и связано с помехоустойчивостью, искажением сигналов и короткими замыканиями.

Расстановка элементов и трассировка проводников на ПП будет производиться с помощью САПР P-CAD-2000.

В качестве материала для печатной платы выбран марка стеклотекстолита ФТС-2-18А, который в настоящее время имеет преимущественное распространение в производстве печатных плат, стеклотекстолит – слоистый пластик, состоящий из стеклоткани (наполнитель), пропитанной синтетической смолой. Толщина фольги 0,018 мм. Плата будет выполнена методом сквозных металлизированных отверстий.

Выбор способов электрических и механических соединений.

Конструкция электрических соединений в значительной степени определяет эффективность и качество конструкции всей РЭА. При проектировании базовых несущих конструкций РЭА необходимо учитывать способы выполнения электрических узлов и блоков, так как это существенным образом влияет на компоновку аппаратуры и определение объемов базовых несущих конструкций.

Электрические соединения элементов схемы осуществляются печатными проводниками, которые обеспечивают высокую надежность соединений, дают возможность широкой автоматизации и механизации монтажно-сборочных работ, а также возможность миниатюризации РЭА.

Функциональная ячейка соединяется с соседними ячейками через объединительную плату с разъёмами. Для функциональной ячейки применяются разъёмы 02 01 160 2101 Harting для унификации, в виду их малого переходного сопротивления, большой электрической прочности, высокой надежности, а также вследствие использования стандарта плат 6U.

В качестве контрольных гнёзд на панели платы выбраны гнезда САМТ.757474.004

Для подачи напряжения питания используется разъем 2РМД, согласно документации на блок.

Механические соединения делятся на две группы: разъёмные и неразъёмные.

Разъёмные соединения допускают полную разборку изделия на детали без разрушения их целостности. К ним относятся резьбовое, байонетное, штифтовое, шплинтовое и др. Соединение считается неразъёмным, если его разборка сопровождается разрушением материалов или деталей, с помощью которых оно осуществлено. Неразъёмные соединения выполняют пайкой, сваркой, склеиванием, развальцовкой, клёпкой и т.д. Основным видом разъёмных соединений является резьбовое, с помощью которого могут крепиться детали несущих конструкций, панели, переключатели, переменные резисторы, трансформаторы и др.

Удельный вес разъемных соединений разных типов различен. Каждому виду свойственны отдельные преимущества и недостатки, как по трудоемкости, так и по надежности и долговечности работы.

Резьбовые соединения (свинчивание) в общем объеме занимают наибольший удельный вес, но характеризуются высокой стоимостью и трудоемкостью. Пайка и сварка конструкционных деталей имеет те же физико-химические особенности, достоинства и недостатки, что и при выполнении монтажных соединений. Некоторые отличия заключаются в технологии: подготовке деталей, выборе материалов, режимах и оборудовании. Конструкционная пайка выполняется низко-, средне- и высокотемпературными припоями.

 В данной конструкции ячейки для печатного монтажа применим неразъёмное соединение – пайку припоем ПОС 61 ГОСТ 21931-76. Для крепления панели на плату применим свинчивание посредством колодок, винтов, и шайб.

Для крепления элементов блока – каркаса, передней панели, задней стенки используются винты, шайбы, зажимы и держатели. Такой способ крепления рекомендуется для разбираемых соединений.