АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 10
1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 13
1.1 Общие принципы работы ВСПУ 13
1.2 Методика испытаний 17
1.3 Анализ предстоящей работы 19
2 ОБЗОР АНАЛОГИЧНЫХ РЕШЕНИЙ 21
3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 25
3.1 Разработка конструкции шасси 25
3.1.1 Выбор материала 25
3.1.2 Выбор габаритов 27
3.1.3 Выбор элементной базы 31
3.1.4 Определение расстояний между печатными узлами 32
3.2 Разработка блока питания 33
3.2.1 Выбор элементной базы 33
4 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ 38
4.1 Интенсивность отказов печатных узлов шасси 40
4.2 Интенсивность отказов БП 45
4.3 Разработка комплектов ЗИП 45
5 РАСЧЁТ РАСХОДОВ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТЕНДА 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
В процессе производства в соответствии с техническими условиями каждое изделие подлежит контролю качества, это позволяет устанавливать соответствие изделия техническим требованиям, детектировать различные дефекты, выявлять отклонения от конструкции или технологии, допущенные производством и определять резерв повышения качества и надёжности. Одним из способов контроля качества изделия является его испытания при воздействии внешних факторов, таких как: механические (вибрационные, ударные и т.д.), климатические (воздействие атмосферного давления и давления других газов, температуры среды, влажности воздуха и т.д.), электрические, радиационные и другие. Испытания дают возможность определить качественные и (или) количественные характеристики свойств испытуемого изделия при моделировании на него воздействий. Набор испытаний подбирается исходя из технических характеристик на изделия и указывается в технических условиях на него. Для каждого вида испытаний техническими условиями описывается методика испытания и определяется состав необходимого оборудования для проведения испытаний. Технологическим процессом изготовления изделия могут быть предусмотрены дополнительные испытания для отдельных его узлов и элементов с помощью стандартного и специального оборудования и оснастки, описываемые в виде технологических инструкций. Требования к контролируемым параметрам в этом случае предъявляются разработчиками узлов и утверждаются в составе комплекта конструкторской и технологической документации на изделие.
В данной выпускной квалификационной работе рассматривается обеспечение одного из видов технологических испытаний узла электроники для
вибрационного сигнализатора плотности и уровня (ВСПУ). Сигнализаторы предназначены для контроля и сигнализации предельных уровней жидкостей в открытых или закрытых, в том числе находящихся под давлением, емкостях в технологических установках, наличия жидкости в трубопроводах.
Так как каждый сигнализатор по ряду параметров целиком испытывать нецелесообразно, по причине их габаритов, массы, трудозатрат (в т.ч. по устранению возможных выявленных дефектов), к данному изделию применяется в т.ч. поузловое тестирование на разных этапах производства изделия. Такое тестирование включает и проверку параметров электронной части устройства, которую целесообразно выполнять посредством т.н. «термотоковой» наработки собранного печатного узла, которая подразумевает контроль работоспособности и измерение основных важных для изделия электрических параметров узла электроники сигнализатора уровня при имитации воздействия основного влияющего фактора для качества функционирования электроники в составе изделия - температуры окружающей среды.
Печатный электронный узел сигнализатора обеспечивает функционирование сенсорной части сигнализатора уровня, выполненного на пьезоэлектрическом элементе, выделение и преобразование полезного сигнала с которого, его количественный и качественный анализ, принятие решения (изменение состояния выходного сигнала) о наличии или отсутствии контролируемой среды между лопатками чувствительного элемента - камертона сигнализатора. Тестирование печатного узла включает контроль набора параметров, определенных разработчиками узла электроники: измерение потребляемого узлом тока от источника питания, контроль АФЧХ схемы автогенератора, контроль срабатывания выходных сигналов и контроль напряжений в тестовых точках печатного узла.
Для имитации воздействия температуры окружающей среды на печатный узел используется камера тепла и холода. Для снятия электрических характеристик необходимо разработать и изготовить оснастку, которая позволит проводить тестирование узла во время теплового воздействия.
В ходе выпускной квалификационной работы производится разработка конструкции необходимой оснастки. Основными требованиями к разрабатываемой оснастке являются: высокая вместимость электронных узлов во внутренний объем определенной камеры тепла и холода, высокие показатели ремонтопригодности и эксплуатационного ресурса, низкие трудозатраты на выполнение данной технологической операции тестирования.
В ходе выполнения ВКР был разработан стенд для термотоковой наработки печатных узлов электроники ЭЛМЕТРО-ВСПУ. Для того чтобы спроектировать данный печатный узел был произведен анализ литературы по данной теме. После теоретической проработки материала были проанализированы электрические принципиальные схемы печатных плат, размещаемых в шасси (данные были необходимы для разработки блока питания)
Для проектирования блока питания были выбраны компоненты и составлена конструкторская документация.
Была выбрана элементная база и разработана конструкция шасси, а также создана объемная модель и составлена конструкторская документация.
Также был произведен рассчет надежности печатных узлов, размещаемых в шасси. В результате чего выявлено следующее: среднее время безотказной работы объединительной платы и платы «спутника» составило 50038 ч. И 11276 ч., соответственно.
Кроме того была рассчитана сумма, которая будет списана в течении срока амортизации для списания стоимости стенда, равная 12555,5 рублям.
В конечном итоге спроектирован стенд, который удовлетворяет всем требованиям технического задания, части которого могут быть изготовлены на предприятии или закуплены в короткие сроки. Данный стенд позволяет проводить испытания всех исполнений электронной части изделий ЭЛМЕТРО-ВСПУ, изготавливаемых на предприятии, а именно модулей электронного преобразователя сигналов чувствительного элемента. Тем самым повышать качество выпускаемой продукции в целях снижения количества отказов устройств и аварийных ситуаций.
