ВВЕДЕНИЕ 10
1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 13
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 14
3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 15
3.1 Анализ конструкции блока исполнительного механизма 15
3.2 Разработка платы печатной (ПП) 16
3.2.1 Выбор материала основания 17
3.2.2 Выбор конструктивного покрытия 18
3.2.3 Определение габаритов ПП 18
3.2.4 Определение и размещение отверстий 19
3.2.5 Определение контактных площадок для элементов поверхностного монтажа 20
3.2.6 Определение и размещение печатных проводников 21
3.2.7 Определение расстояний между элементами проводящего рисунка 22
3.2.8 Маркировка ПП 22
3.3 Разработка узла печатного 23
3.3.1 Определение факторов, влияющих на размещение электрорадиоизделий (ЭРИ) на печатной плате 24
3.3.2 Установка ЭРИ на ПП 26
3.4 Разработка корпуса датчика положения вала 27
3.4.1 Определение геометрии корпуса 28
3.4.2 . Выбор покрытия для защиты поверхности корпуса 29
3.5 Разработка вспомогательных деталей датчика положения вала 29
3.5.1 Разработка конструкции прокладки 29
3.5.2 Разработка конструкции таблички 3.6 Сборка всех деталей и сборочных единиц в общей конструкции
датчика положения вала 30
4 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ДАТЧИКА ПОЛОЖЕНИЯ ВАЛА 32
4.1 Интенсивность отказов элементов 32
4.2 Интенсивность отказа ПП 38
4.3 Интенсивность отказа и время безотказной работы датчика положения вала 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 41
... приложения отсутствуют
Автоматизация процессов управления различными объектами сопровождается широким использованием следящих датчиков. Они нашли применение во многих областях техники: в системах управления объектами вооружения, оптическими и радиотелескопами, в системах управления работами и манипуляторами, металлорежущими станками, прокатными станками и т.д.
Прогресс науки и техники позволяет создать принципиально новые системы отслеживания состояний различных частей электродвигателей, состоящие из отдельных автономных сегментов, которые при необходимости могут автоматически объединяться в группы с централизованным управлением. Перед инженерами возникает задача создать малогабаритное высокоэффективное и надежное устройство, отвечающее современным требованием и стандартам. Инженер должен обеспечить при конструировании технологичность и ремонтопригодность изделия, защиту от воздействия внешних факторов, электромагнитную совместимость электронных блоков, а также обеспечить тепловой режим, при котором устройство должно работать без перебоев в течение заданного промежутка времени.
Для более эффективной разработки конструкции процесс проектирования разбивается на отдельные этапы. Каждый этап определяет определенный круг вопросов, объем и очередность которых исключается возможность упустить решение важных вопросов проектирования и постоянно приближает к наиболее современной конструкции изделия. Стандартом предусматриваются следующие этапы разработки: техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект, разработка рабочей документации. Стадии разработки устанавливаются в зависимости от сложности разрабатываемого изделия и программы выпуска его.
Требования к изделию должны обеспечить, максимальное соответствие конкретным условиям применения. 1. Основными требованиями к любому изделию независимо от области его применения являются соответствия своему назначению и высокая производительность, обеспечение высокого качества, надежности и ремонтопригодности.
2. Разрабатываемое изделие должно иметь конкретное целевое назначение, что предъявляет к изделию конкретные требования. Оно должно обладать удобством применения: функциональными свойствами, необходимыми для выполнения нужных операций.
3. Конструкция изделия и конструкторская документация на него разрабатывается с учетом изготовления этого изделия конкретными технологическими способами на конкретном производстве.
4. Конструкторская документация должна разрабатываться для изготовления изделия на конкретном производстве. Производственная база предприятия-изготовителя должна обеспечить возможность изготовления изделия с наименьшими затратами. Конструктор должен считаться с существующим на соответствующем предприятии оборудованием и оснасткой, необходимыми для изготовления сборки и контроля изделия. В то же время конструкция изделия и конструкторская документация на него не должны препятствовать внедрению более прогрессивной технологии и ее непрерывному улучшению.
5. Разрабатываемое изделие должно соответствовать конкретным условиям технической подготовки производства и быть согласованным со службами, предприятиями и организациями, участвующими в изготовлении изделия.
6. Разрабатываемое изделие должно соответствовать требованиям стандартов, технических условий, правил, инструкций, норм. Изготовление изделия в соответствии с действующими нормативно- техническими материалами будет способствовать охране труда обслуживающего персонала и охране окружающей среды.
7. Разрабатываемое изделие должно соответствовать всем требованиям, предъявляемым в конструкторской документации.
В выпускной квалификационной работе представлена задача разработки подобной системы детектирования в исполнительном механизме. Эта работа позволит внести в состав конструкции исполнительного механизма узел вращения вала, что в итоге сделает конструкцию более современной и безотказной.
В данной ВКР на основании технического задания была произведена разработка датчика положения вала исполнительного механизма. В результате был получен комплект конструкторской документации, позволяющий перейти к производству изделия.
При разработке изделия был произведен анализ конструкции блока исполнительного механизма и требований технического задания. Разработана ПП, узел датчика положения вала исполнительного механизма, корпус датчика положения вала и вспомогательные элементы.
Трасировка печатной платы выполнена с помощью САПР Altium Designer.
Печатный узел, размещение элементов которого удовлетворяет требованиям ТЗ, имеет рациональное размещение электрорадиоэлементов с точки зрения использования доступного габаритного пространства. Размещение элементов печатного узла выполнено с помощью САПР Altium Designer.
Корпус и трехмерная модель датчика положения вала исполнительного механизма удовлетворяют габаритно-присоединительным требованиям блока исполнительного механизма. Разработка корпуса и трехмерной модели выполнена с помощью САПР SolidWorks.
Конструкторская документация в соответствии с требованиями ЕСКД разработана с помощью САПР Компас-3D.
В результате расчета надежности рассчитано время безотказной работы. Время безотказной работы составило 181061 ч.
Разработанное изделие удовлетворяет всем требованиям технического задания.
1. ГОСТ 30631-99. Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации [Текст]. – М.: ИПК Изд-во стандартов, 1999. – 76 с.
2. СТО 7.3.04-2010 Стандарт организации. Система менеджмента качества. Платы печатные. Конструкция и размеры [Текст]. – Челябинск: АО «НПО «Электромашина», 2010. – 19 с.
3. Прытков С.Ф. Надежность электрорадиоизделий [Текст]: справочник нормативного характера / С.Ф. Прытков, А.А. Борисов, В.Я. Власов – М.: 22 ЦНИИИ МО РФ, 2002. – 574 с.
4. Талицкий, Е.Н. Механические воздействия и защита электронной аппаратуры [Текст]: учеб. пособие: в 3 ч. Ч.2 / Е.Н. Талицкий; Владим. гос. ун-т. – Владимир: Ред.-издат. комплекс ВлГУ, 2005. – 124 с.
5. ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89). Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP) [Текст]. – М.: Стандартинформ, 2008 – 47 с.
6. ГОСТ Р МЭК 61188-5-1-2012. Печатные платы и печатные узлы. Проектирование и применение. [Текст]. – М.: Стандартинформ, 2015 – 79 с.
7. TabeRu: Материалы для производства печатных плат [Электронный ресурс]: паспорт на односторонний фольгированный материал. –Режим доступа: http://fr4.tabe.ru.
8. Baumgartner, A.; Ihn, T.; Ensslin, K.; Papp, G.; Peeters, F.; Maranowski, K.; Gossard, A. C. (2006). “Classical Hall effect in scanning gate experiments”
9. Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств: Учеб. Для радиотехнич. спец. Вузов. – М.:Высш. шк., 1990. – 432 с.:ил.
10. Проектирование и технология электронных средств. Подготовка и защита выпускной квалификационной работы бакалавра: учебное пособие/ Ю.В. Лысенко, Л.П. Кудрин, Б.В. Пермяков. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2010. -12с.