Модернизация модулей коммутации линии линейного коммутатора

дипломная работа

1.2 Выбор и обоснование конструкции

Для того чтобы грамотно спроектировать конструкцию модуля коммутации, воспользуемся РД50-708.

Таблица 1.2.1. Допускаемые значения воздействующего фактора по группам жесткости

Наименование воздействующего фактора

Допускаемые значения воздействующего фактора по группам жесткости

1

2

3

4

Температура окружающей среды, °С

Верхнее значение

55

85

100

120

Нижнее значение

-25

-40

-60

Относительная влажность воздуха, %

75

98

98

при температуре до 35°С

При температуре до 40°С

Смена температур, °С

От -25 до +55

От -40 до +85

От -60 до +100

От -60 до +120

Атмосферное давление, Па (мм.рт.ст.)

Нормальное

53600 (400)

666 (5)

По ГОСТ 23752-79 выбираем 2 группу жесткости.

Далее выбираем тип конструкции ДПП с металлизированными монтажными и переходными отверстиями.

Таблица 1.2.2. Классы точности

Класс точности по ГОСТ 23751

Область применения

Оборудование

Основные материалы

Вспомогательные материалы

Серийность производства

1-2

Для печатных плат с дискретами ИЭТ при малой и средней насыщенности поверхности печатной платы ИЭТ

Без ограничения

Без ограничения для печатных плат 1-й и 2-й групп жесткости по ГОСТ 23752. Для 3-й и 4-й групп жесткости на основе стеклоткани

Без ограничения

От мелкосерийного до крупносерийного

3

Для печатных плат с микросборками и микросхемами, имеющими штыревые и планарные выводы, а также с безвыводными ИЭТ при средней и высокой насыщенности поверхности печатной платы

Фотокамеры типа ФАП-7А, координатографы типов КПА-1200, «Минск-2004», сверлильные станки типа АРБМ1.139.000, линии химико-гальванической металлизации и травления модульного типа

На основе стеклоткани с гальваностойкой фольгой толщиной не более 35 мкм

Фотопленка типа ФТ-41П, фотопластины «Микрат-НК», сухой пленочный фоторезист

От мелкосерийного до крупносерийного

По ГОСТ 23751-86 выбираем 3 класс точности.

Выбираем материал основания.

Таблица 1.2.3. Свойства материалов

Наименование, марка

ГОСТ, ТУ, общая характеристика

Сортамент, размеры, мм

Основные свойства и область применения

Способы обработки

Гетинакс электротехнический марок

Листы:

Применяется для панелей распределительных устройств, деталей крепления токоведущих частей, изолирующих шайб, деталей АТС и др. Марка В - для работы на воздухе и в трансформаторном масле; Г - для условий повышенной влажности; Ав - для работы в радиоустановках общего назначения; Вв - для работы в высокочастотных и телефонных установках; Гв - для работы в высокочастотных установках

МО, вырубка (при толщине до 3 мм с предварительным подогревом)

В

ГОСТ 2718-66 Э2, П, ПР

0,2-50

Г

5-50

Ав

0,4-6

Вв

0,4-3,5

Гв

0,4-3,5

Стеклотекстолит фольгированный марок СФ-1, СФ-2

ГОСТ 10316-62, МРТУ 16509.01 - 64 Э2, П

Листы: 0,8; 1; 1,5; 2; 2,5; 3

Применяется для изготовления печатных плат. Цифра «1» в обозначении указывает на фольгирование с одной стороны, «2» - с двух

МО

Проводя сравнительную характеристику, в качестве материала основания выбираем стеклотекстолит.

Для изготовления печатных плат используется стеклотекстолит фольгированный. Для изготовления модуля коммутации линии требуются двусторонние печатные платы, поэтому выбираем стеклотекстолит фольгированный марки СФ-2.

Стеклотекстолит фольгированный выпускается в виде прессованных многослойных листов, состоящих из полотнищ стеклоткани, пропитанных эпоксидно-фенольным лаком и облицованные с одной (марка СФ-1) или с двух (марка СФ-2) сторон электролитической фольгой (стандартная толщина медной фольги 50 мкм).

Обладает высокой механической прочностью, хорошими электроизоляционными свойствами, низким водопоглощением.

Для электроизоляционной защиты и защиты от проникновения влаги необходимо выбрать покрытие, выдерживающее предельные температуры эксплуатации модуля коммутации.

Таблица 1.2.4. Покрытия металлические

Наименование покрытия

Условное обозначение покрытия

Дифузионные

Цинковое

Диф.Ц

Цинковое с хроматированием

Диф.Ц.хр

На диэлектриках

Медное

Хим.М

Серебряное

Хим.Ср

Серебряное вжиганием

Вж.Ср

Таблица 1.2.4. Покрытия неметаллические

Условия эксплуатации

Условное обозначение (шифр)

ГОСТ ТУ

Свойства и назначение

Требование электроизоляции

Покрытия полиуретановые

Лак УР-231, светло-кричневый. II.Э

СТУ 14/07 116-65

Покрытие твердое, механически прочное, выдерживает температуру от -60 до +120°С и кратковременно до +150°С. Предназначается для электроизоляционной защиты и защиты от проникновения влаги черных и цветных металлов

Покрытия кремнийорганические

Лак К-57, бесцветный, III.Э

МРТУ 6-02-318-64

Электроизоляционное и термостойкое (до 200°С) покрытие. Предназначается для влагозащиты радиоэлементов.

Эм. КО-86, зеленый, III.Э

ВТУ 136-60

Покрытия устойчивы к длительному воздействию повышенной влажности и выдерживают температуру до 150°С. Применяются для покрытия резисторов типа МТ и МЛТ [1].

Эм. ТК-3, красный, III.Э

ТУ МХП 3682-53

Проводя сравнительную характеристику покрытий, выбираем для покрытия элементов проводящего рисунка металлическое покрытие Хим.М, т.к. это наименее дорогое из всех покрытий, удовлетворяющих ТЗ.

Для покрытия модуля коммутации выбираем лак УР-231.

Для пайки элементов необходимо выбрать припой с минимальной температурой плавления.

Таблица 1.2.5. Припои

Марка припоя

Температура 

Область применения

ПОС 90

222 єC

Пайка деталей и узлов, подвергающихся в дальнейшем гальванической обработке (серебрение, золочение)

ПОС 61

190 єC

Лужение и пайка тонких спиральных пружин в измерительных приборах и других ответственных деталей из стали, меди, латуни, бронзы, когда не допустим или нежелателен высокий нагрев в зоне пайки. Пайка тонких (диаметром 0,05 - 0,08 мм) обмоточных проводов, в том числе высоко - частотных (лицендрата), выводов обмоток, радиоэлементов и микросхем, монтажных проводов в полихлорвиниловой изоляции, а также пайка в тех случаях, когда требуется повышенная механическая прочность и электропроводность.

ПОС 50

222 єC

То же, но когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС 61 

ПОС 40

235 єC

Лужение и пайка токопроводящих деталей неответственного назначения, наконечников, соединение проводов с лепестками, когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС 50 или ПОС 61.

ПОС 30

256 єC

Лужение и пайка механических деталей неответственного назначения из меди и её сплавов, стали и железа.

ПОС 18

277 єC

Лужение и пайка при пониженных требованиях к прочности шва, деталей неответственного назначения из меди и её сплавов, оцинкованного железа.

ПОССу 4 - 6

265 єC

Лужение и пайка деталей из меди и железа погружением в ванну с расплавленным припоем.

ПОСК 50

145 єC

Пайка деталей из меди и её сплавов, не допускающих местного перегрева. Пайка полупроводниковых приборов.

ПОСВ 33

130 єC

Пайка плавких предохранителей.

ПОСК 47 - 17

180 єC

Пайка проводов и выводов элементов к слою серебра, нанесённого на керамику методом вжигания.

П 200

200 єC

Пайка тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов.

П 250

280 єC

Сплав "Розе"

92-95 єC

Пайка, когда требуется особо низкая температура плавления припоя [2].

Проводя сравнительную характеристику, выбираем припой ПОС-61, т.к. он имеет относительно низкую температуру плавления и используется для пайки радиоэлементов и микросхем.

Выбираем материал для проводников, используемых для навесного монтажа.

Конструктивные элементы

Конструктивные особенности

МГТФ

МГТФЭ

Токопроводящие жилы

Медные многопроволочные

Изоляция

Фторопласт - 4

Экран

-

Оплетка из медных луженых проволок

Провода предназначены для монтажа электрической аппаратуры и работы при температуре от минус 60°С до плюс 220°С и переменном напряжении до 250 В частотой до 5000 Гц или постоянном напряжении до 350 В.

Вид климатического исполнения - УХЛ по ГОСТ 15150-69.

Срок службы проводов, не менее - 20 лет.

Строительная длина проводов, не менее - 15 м.

Температура среды при эксплуатации проводов - от минус 60 0С до плюс 220 0С [3].

Проводя сравнительную характеристику, выбираем провод МГТФ, т.к. его характеристики удовлетворяют ТЗ.

После того, как мы выбрали все материалы, необходимо учесть конструктивные особенности изделия. Если соблюдать все требования технического задания и учесть размеры всех элементов, приведенных в перечне элементов, то модуль НГТУ.468345.110 будет размещен на одной плате размерами 100х270 мм, а модуль НГТУ.468345.110-01 будет размещен на двух платах: 100х270 мм и 90х90 мм, причем верхняя (меньшая) будет крепиться к нижней (большей) четырьмя винтами МЗ.

Делись добром ;)