КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. А.Н. ТУПОЛЕВА

Кафедра Информационных технологий и проектирования ЭВС

 
 

Пояснительная записка к курсовому проекту  по дисциплине

«Конструирование  и стандартизация ЭВС»

 
 
 

Микропроцессорный детектор

прямоугольных импульсов

 
 
 
 

                                          Выполнил: студент гр. 4514

                                          Хасанов Д.Д.

                                          Проверил: Невзоров В.Н.

                                          Оценка:

                                          Дата:

 
 
 
 
 
 

Казань 2010

Содержание

 

1. Техническое  задание по курсовому проекту………………………………....3

2. Математическая  модель детектора прямоугольных импульсов, изготовленного с учетом критерия пылеустойчивости………….................................................4

3. Общие  направления по изменению конструкции  для детектора прямоугольных импульсов, изготовленного с учетом критерия пылеустойчивости…...........................................................................................5

4. Рекомендации  по изменению конструкции детектора прямоугольных импульсов, изготовленного с учетом критерия пылеустойчивости.  ..............6

5. Описание  конструкции детектора прямоугольных импульсов, изготовленного с учетом критерия пылеустойчивости для нормальных условий…………………………………..............................................................7

6. Описание  усиленной конструкции детектора прямоугольных импульсов, изготовленного с учетом критерия пылеустойчивости   .................................8

7. Список  литературы…............................................................………………. 9

Приложения:

Перечень  элементов ……………………………………………………………. 10

Схема принципиальная ………………………………………………………… 11

Спецификация  исходного устройства ………………………………………….12

Спецификация  устройства с измененной конструкцией. …………………….. 13

 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Техническое задание  по курсовому проекту.

 

      Разработать конструкцию детектора прямоугольных  импульсов для нормальных условий и с учетом критерия пылеустойчивости.

      Исходные  данные:

1. Схема компоновки - № 5 (V)
2. Форма корпуса — прямоугольная
3. Материал корпуса - лист
4. Вид раскрытия -  выдвижной
5. Размеры печатной платы, мм – 170 : 110
6. Питание -  Блок питания, 220В

 

      Результаты  работы должны содержать:

1. сборочный чертеж исходной конструкции  микропроцессорного детектора прямоугольных импульсов, выполненный на листе формата А1
2. сборочный чертеж конструкции микропроцессорного детектора прямоугольных импульсов, изготовленного с учетом критерия пылеустойчивости, выполненный на листе формата А1 

2. Математическая модель.

     Приборы, работающие в среде с повышенным содержанием пыли и песка в  воздухе, могут быть подвержены загрязнению  внутренних элементов и разрушению корпуса. Поэтому, для обеспечения безотказной работы прибора в данных условиях, необходимо учитывать критерий пылеустойчивости. Максимальная опасность – не относительно крупные частицы пыли и песка (у них меньше острых граней), а мелкие, взвешенные в атмосфере, с величиной зерна 1…40мкм. Результаты их воздействия в подшипниках и механизмах – падение точности, заедания; в зазорах с контактами – препятствие нормальной работе реле и переключателей; на поверхности изоляционных деталей из-за гигроскопичности – паразитная проводимость; на поверхности металлических деталей – увеличение скорости коррозии.

     Во  всех случаях в тропических условиях пыль может быть питательной средой для плесневых микроорганизмов. Пыль в пустыне из-за высокого содержания кварца более твердая и абразивная.

     Математическая  модель объясняет процесс взаимодействия пыли с корпусом устройства. Процесс взаимодействия пыли с корпусом устройства можно рассмотреть как поток частиц, прошедший внутрь корпуса.

 

Q =

 

Q – поток, прошедший сквозь корпус внутрь устройства.

l – толщина корпуса.

S – площадь поверхности корпуса

Sотв – площадь, занимаемая отверстиями в корпусе.

αφ- коэффициент геометрии корпуса

απ- коэффициент устойчивости корпуса к проникновению механических частиц (зависит от материала)

αаπ- степень абразивности частиц пыли

Мп – массовая концентрация пыли в окружающей среде

σ – относительная влажность воздуха

mср – средняя масса частицы пыли

v – скорость движения частиц пыли

β – угол между направлением силы гравитации и поверхностью корпуса.

 

         3. Общие направления по изменению конструкции.

 

         Для решения поставленной задачи необходимо уменьшить поток воздуха Q, проходящий сквозь корпус внутрь устройства.

         Проведя многовариантный анализ чувствительности математической модели (1) по этим параметрам относительно Q, можно выделить следующие пути для обеспечения максимальной пылеустойчивости устройства:

1.Уменьшение  площади отверстий в корпусе.

2. Выбрать форму  корпуса с наибольшим коэффициентом  геометрии

Табл.1

 

3. Выбрать материал  для повышения коэффициента устойчивости  корпуса

Табл.2

 

4. Сократить  до минимума площадь соприкосновения частиц пыли с корпусом устройства.

5. Увеличить  толщину корпуса устройства.

 

4. Изменения в конструкции  для предельных условий.

 

Были  проведены следующие мероприятия:

1. С целью уменьшения общей площади отверстий в корпусе, было решено полностью исключить вентиляционные отверстия.
2. Изначальная форма корпуса меняется на форму шара, которая обладает наибольшим геометрическим коэффициентом и препятствует скоплению пыли и песка на поверхности.
3. В качестве основного материала конструкции была выбрана сталь, обладающая наименьшим коэффициентом проникновения.
4. Для сокращения площади соприкосновения потока пыли, было решено минимизировать корпус устройства настолько, насколько это позволяют внутренние детали.
5. Для повышения пылеустойчивости было решено увеличить толщину стенок корпуса.
6. Для повышения герметизации внутренний объем корпуса заливается специальным компаундом.

 
 
 
 
 
 
 
 

5. Описание  конструкции для  нормальных условий.

 

В соответствии с техническим заданием на курсовое проектирование была разработана конструкция детектора прямоугольных импульсов с выдвижным видом раскрытия модулей прямоугольной формы, размерами 170 мм х 110 мм; корпуса, выполненным из металла в виде листа.  Питание от сети 220 В.

Габаритные  размеры прибора получены из следующих  соображений. Высота и ширина устройства определяется габаритами модулей, заданным по ТЗ печатной платы прямоугольного вида, размерами 170 х 110 мм, толщиной стенок корпуса и зазором между модулями и корпусом, размеры БЭ. Так же на высоту устройства влияет монтажная зона равная 30 мм и находящаяся сзади относительно лицевой панели.

Глубина устройства определяется наличием трех модулей, установленных  с шагом 15 мм, габаритами блока  питания.

Несущей конструкцией является металлический  корпус, состоящий из 3х основных частей: задней части (основания), лицевой панели и крышки. На основание крепятся блок питания и блок охлаждения. Спереди крепится лицевая панель с индикатором и тумблером. После на конструкцию устанавливается крышка.

Выдвижной вид раскрытия модулей реализован с помощью "тепловой плиты", в пазы которой вставляются ответные разъемы модулей.

Органы  управления и индикации вынесены на лицевую панель.

 
 
 
 
 
 
 
 

6. Описание измененной  конструкции для  предельных условий.

 

     В соответствии с техническим заданием на курсовое проектирование 

разработана конструкция  микропроцессорного детектора  прямоугольных импульсов с выдвижным  видом раскрытия с корпусом шаровидной формы.

     Несущей конструкцией измерителя является выполненный  из стали корпус конструкции, состоящий из 2х частей.

     На  лицевой части панели  микропроцессорного детектора прямоугольных импульсов  расположены: индикация, на которой  высвечивается результат действия; кнопочный модуль.

     Корпус  имеет следующие габаритные размеры: диаметр корпуса 245мм. Эти размеры  обусловлены размерами плат -  170х110мм в количестве 3-х штук, а так же выдвижным видом раскрытия плат. Расстояние между платами и корпусом выбрано из условия размещения на платах, а также с учетом обеспечения теплового баланса внутреннего пространства.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. Список литературы.

1. Справочник конструктора РЭА. Общие принципы конструирования / Под ред. Р. Г. Варламова. М.: Сов. радио, 1980.478с.
2. Статья «Защита электромеханических приборов от внешних воздействий» ссылка: http://sokratinfo.ucoz.ru/publ/zashhita_ehlektromekhanicheskikh_priborov_ot_vneshnikh_vozdejstvij/1-1-0-5
3. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры: учебник для вузов / К. И. Власов, Л. З. Журавлева и др. Под общ. ред. В, А. Шахнова. - М.: Изд-во МГТУ им. А. Н. Баумана, 2002. - 528с.:ил.- (Сер. Информатика в техническом университете.)
4. Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Э.Т. Романочева, А. К. Иванова, А. С. Куликов и др.: Под ред.  Э.Т. Романочевой. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Радио и связь, 1989.- 448с.: ил.
5. Савельев А. Я., Овчинников В. А. Конструирование ЭВМ и систем: Учебник для техн. вузов по спец. «Электрон. выч. маш.» -М.:Высш. шк.,1984. - 248с., ил.
6. Уваров А. AutoCAD 2007 для конструкторов. -М.: ДМК Пресс, 2007.- 400с., ил.