L'affidabilità di REA dipende non solo dalla scelta dello schema e specifiche attrezzature, ma anche su modalità operative e condizioni operative; dalla tecnologia di produzione e dal sistema di controllo della qualità del prodotto utilizzato nella produzione; sulla qualità delle materie prime e dei componenti; sul livello di qualificazione del personale di produzione, controllo e gestione delle apparecchiature.

L'elevata affidabilità delle apparecchiature può essere garantita dalla somma delle misure adottate in tutte le fasi di sviluppo, produzione e funzionamento. Un posto speciale in questo processo appartiene alla fase di sviluppo, poiché in questa fase vengono scelti i principi di base per garantire l'affidabilità.

I requisiti per l'affidabilità del prodotto sviluppato sono specificati in termine di paragone. Nelle prime fasi di sviluppo del prodotto viene elaborato un piano di affidabilità, che viene dettagliato e perfezionato nelle successive fasi di sviluppo. Uno degli elementi di questo piano è il calcolo dell'affidabilità del prodotto progettato. I primi calcoli di affidabilità vengono effettuati nelle prime fasi di sviluppo e, con il perfezionamento delle informazioni sul prodotto, vengono perfezionati anche i calcoli di affidabilità.

Metodi esistenti consentire di ottenere caratteristiche quantitative dell'affidabilità del prodotto sviluppato mediante calcolo e confrontare queste caratteristiche con quelle specificate nelle specifiche tecniche. Tutti i calcoli di affidabilità REA si riducono sostanzialmente a determinare la probabilità di funzionamento senza guasti e il tempo medio al primo guasto basato sui tassi di guasto noti degli elementi del circuito. A seconda della completezza della presa in considerazione dei fattori che influenzano il funzionamento del prodotto e la sua affidabilità, vengono eseguiti tre calcoli di affidabilità: preliminare, approssimativo e definitivo.

Calcolo preliminare dell'affidabilità(stimato) consente di giudicare la possibilità fondamentale di garantire la necessaria affidabilità del prodotto. Questo calcolo viene utilizzato per verificare i requisiti di affidabilità proposti dal cliente nei termini di riferimento, quando si confronta l'affidabilità delle singole opzioni di prodotto. Nel calcolo preliminare, si presume che tutti gli elementi del circuito siano ugualmente affidabili, poiché gli schemi elettrici del prodotto e dei suoi componenti non sono ancora stati sviluppati definitivamente. La connessione degli elementi dal punto di vista dell'affidabilità è tale che il guasto di un elemento porta al guasto dell'intero prodotto (connessione sequenziale dell'elemento per affidabilità, e non deve essere confusa con la connessione elettrica). I tassi di guasto degli elementi sono presi per il periodo di normale funzionamento, vale a dire . Poi

dov'è il tasso di errore del sistema;

– tasso di guasto medio di elementi circuitali ugualmente affidabili;

è il numero totale di elementi del circuito.

Calcolo approssimativo dell'affidabilità viene prodotto quando vengono sviluppati gli schemi elettrici del prodotto e dei suoi componenti. Nel calcolo approssimativo si tiene conto dell'influenza sull'affidabilità del prodotto del numero e dei tipi di elementi utilizzati nel circuito. Durante il calcolo, vengono fatte le seguenti ipotesi: tutti gli elementi del circuito funzionano in modalità normali, previste dalle condizioni tecniche per questi elementi; tutti gli elementi del prodotto funzionano contemporaneamente; i tassi di guasto degli elementi sono presi per il periodo di normale funzionamento, vale a dire . I tassi di guasto degli elementi di ciascun tipo sono tratti dalle tabelle corrispondenti dai libri di riferimento sull'affidabilità o da specifiche. A tavola. 6.5 mostra le caratteristiche medie del tasso di guasto dei singoli elementi dei circuiti elettronici.

Tabella 6.5 - Tasso di guasto degli elementi delle apparecchiature elettroniche

Nome dell'elemento	Tasso di guasto l, ora -1
Resistori
costante di resistenza	0,2×10 -5
Resistenze regolabili (filo)	1,5×10-5
Condensatori
Condensatori	0,4×10 -5
Condensatori variabili	1,8×10-5
Elementi induttivi
Trasformatori e induttanze	1.0×10 -5
Induttori	0,1×10 -5
Relè	2×10 -5
Selsyn e motori elettrici	5×10 -5
Dispositivi
Interruttori di misurazione	5×10 -5
Dispositivi per elettrovuoto	10×10 -5
Diodi a semiconduttore e transistor	0,01×10 -5
Microcircuiti
Microcircuiti di medio grado di integrazione	0,1×10 -5
Grandi circuiti integrati	0,01×10 -5
Elementi di collegamento
contatti a spina	0,05×10 -5
Razioni	0,01×10 -5
Fili di montaggio e stampati	0,001×10 -5

Il tasso di errore REA è determinato dall'espressione

dove è il tasso di fallimento io- quel tipo di elemento (condensatore, resistore, transistor, circuito integrato, ecc.) è selezionato in base ai dati di riferimento;

- quantità io– ty tipi di elementi (condensatori, resistori, transistor, circuiti integrati eccetera.);

è il numero di tipi di elementi.

Un calcolo approssimativo dell'affidabilità consente di determinare la composizione razionale degli elementi nel prodotto e delineare modi per migliorare l'affidabilità.

Calcolo finale dell'affidabilità svolto in fase disegno tecnico e tiene conto dell'impatto sulle caratteristiche di affidabilità delle modalità operative degli elementi del circuito e delle condizioni operative specifiche del prodotto. Nel caso generale, i tassi di guasto degli elementi dipendono dalla modalità elettrica di funzionamento degli elementi nel circuito, dalla temperatura ambiente(in particolare per i dispositivi a semiconduttore, che costituiscono una percentuale significativa di REA), effetti meccanici sotto forma di sovraccarichi, vibrazioni e urti, umidità dell'aria, pressione, radiazioni e una serie di altri fattori. La modalità di funzionamento elettrica viene presa in considerazione utilizzando il fattore di carico, che è determinato dai risultati del calcolo elettrico del circuito per un particolare elemento. Nel caso generale, il fattore di carico è determinato dall'espressione

dove è l'effettiva potenza dissipata sull'elemento (determinata dal calcolo);

- dissipazione di potenza nominale sull'elemento.

Ad esempio, per un resistore del tipo MLT-0,25-1K ± 5%, la potenza nominale \u003d 0,25 W e l'effettiva dissipazione di potenza possono essere determinate mediante calcolo utilizzando le formule

,

dov'è la corrente che scorre attraverso il resistore;

è la tensione attraverso il resistore;

- resistenza del resistore (nel nostro caso 1 Kom).

Se una corrente diversa scorre attraverso il resistore o una tensione diversa lo attraversa, nei calcoli vengono spesso scelti i valori massimi di corrente o tensione, il che semplifica enormemente il calcolo del circuito e gli indicatori di affidabilità effettivi lo faranno essere superiore al valore calcolato.

Per le capacità, il fattore di carico sarà determinato dal rapporto tra la tensione effettiva e la tensione nominale specificata nella scelta di un condensatore. Ad esempio, un condensatore K50-3-200mkf-25V, installato in un circuito con una tensione di 15 V, ha una tensione effettiva = 15 V e una tensione nominale = 25 V. Il fattore di carico, definito come il rapporto di potenza (), sarà

Di conseguenza, per gli induttori (), il fattore di carico è determinato dall'espressione

dov'è la corrente effettiva nell'induttore;

- il valore nominale della corrente nella bobina, che è determinato dall'espressione

dov'è la sezione trasversale del filo della bobina in mm 2;

- densità di corrente consentita (per fili di rame \u003d 10 A / mm 2).

Per diodi raddrizzatori il fattore di carico può essere determinato dall'espressione

dove è la tensione inversa effettiva ai capi del diodo (di solito la tensione di alimentazione);

è la corrente diretta effettiva nel diodo (solitamente la corrente di carico);

- tensione di breakdown inversa del diodo (ricavata dai dati di riferimento per un diodo specifico);

- la massima corrente diretta ammissibile del diodo (dati di riferimento).

Per i transistor, il fattore di carico è determinato dall'espressione

,

dov'è la tensione di alimentazione del transistor;

- corrente nel circuito del collettore (corrente massima nel circuito del collettore con un transistor aperto);

- la tensione massima consentita alla giunzione collettore-emettitore di un particolare transistor (dati di riferimento);

- la corrente massima consentita nel collettore del transistor (dati di riferimento).

Per i circuiti integrati con una tensione di alimentazione nominale (ad esempio 5 V), il fattore di carico è determinato dal carico all'uscita del microcircuito, ad es. corrente nel circuito di uscita del microcircuito, secondo la formula

dov'è la corrente effettiva all'uscita del microcircuito;

- il valore nominale della corrente all'uscita del microcircuito (dati di riferimento).

Se il microcircuito ha più uscite, vengono determinati i fattori di carico per ciascuna uscita. Nei calcoli per un microcircuito, possono prendere il valore medio dei fattori di carico o valore più alto di tutti i fattori di carico. In questo caso, il fattore di carico sul microcircuito non dovrebbe essere superiore a 1.

Per i connettori, il fattore di carico è definito come il rapporto tra la corrente effettiva attraverso il contatto e la corrente massima consentita per il contatto di questo connettore (dati di riferimento per connettore).

Nel calcolo finale degli indicatori di affidabilità, una condizione importante è la conoscenza della dipendenza del tasso di guasto degli elementi dall'impatto di fattori esterni. Il più significativo fattori esterni sono temperatura ambiente, stress meccanico, umidità e pressione atmosferica. L'impatto sul tasso di guasto di ciascuno dei fattori elencati viene preso in considerazione utilizzando i fattori di correzione e . Il fattore di correzione tiene conto dell'impatto sull'affidabilità del carico elettrico e della temperatura, mentre i fattori di correzione tengono conto degli effetti meccanici, dell'umidità, della pressione. Questi coefficienti sono definiti come il rapporto tra il tasso di guasto di un dato elemento sotto uno specifico fattore di influenza e altre condizioni nominali e il tasso di guasto nominale di un elemento in condizioni normali funzionamento in assenza di sovraccarichi meccanici e nel modo elettrico nominale (=1). I valori dei tassi di guasto nominali degli elementi principali di REA (Tabella 6.5) e dei coefficienti sono inseriti nei libri di riferimento sull'affidabilità sotto forma di tabelle.

I fattori di correzione sono determinati dai dati di riferimento, che sono forniti sotto forma di tabelle o sotto forma di grafici delle dipendenze

dove è la temperatura ambiente, °С.

La temperatura è uno dei fattori destabilizzanti per gli elementi semiconduttori. Sulla fig. 6.6 mostra una tipica dipendenza del fattore di correzione dalla temperatura e dal fattore di carico per un transistor. Si può vedere dal grafico che con una diminuzione del fattore di carico, il fattore di correzione diminuisce, ad es. facilitando il funzionamento dell'elemento nel circuito, è possibile aumentare l'affidabilità di questo elemento e, di conseguenza, migliorare le caratteristiche del prodotto nel suo complesso. Tuttavia, un valore troppo basso del fattore di carico comporta un aumento ingiustificato del costo del prodotto. Pertanto, l'area dei parametri consigliati è compresa tra 0,1 e 0,9.

Il valore del tasso di guasto dell'elemento, tenendo conto del fattore di carico e della temperatura, è determinato dall'espressione

dov'è il tasso di guasto dell'elemento, tenendo conto del carico e della temperatura;

– tasso di guasto degli elementi nelle modalità operative nominali (dati di riferimento).

Figura 6.6 - Tipica dipendenza dalla temperatura e dal fattore di carico per i semiconduttori

Quando si forniscono regimi di temperatura per elementi di apparecchiature elettroniche (in particolare per semiconduttori) nell'intervallo fino a 50 ° C (installazione di radiatori, soffiaggio, raffreddamento) e bassi carichi (<0,5) в расчетах можно приближенно считать = .

Quando si eseguono i calcoli, viene determinato il valore numerico dei tassi di guasto degli elementi REE, da cui vengono identificati gli elementi con il tasso di guasto più elevato. Questi elementi determinano sostanzialmente il tasso di fallimento di REA nel suo complesso. I seguenti metodi sono utilizzati per migliorare gli indicatori di progettazione dell'affidabilità REA (riduzione dei guasti parametrici):

– minimizzazione del numero di elementi circuitali;

– scelta dell'elemento base con tasso di guasto inferiore;

– selezione delle modalità operative di risparmio (decremento);

- prenotazione.

Prenotazione- si tratta di un metodo per aumentare l'affidabilità mediante l'introduzione di elementi di ricambio (di riserva) ridondanti rispetto alla struttura funzionale delle apparecchiature elettroniche necessarie per svolgere le funzioni specificate. In caso di ridondanza, l'errore si verifica quando gli elementi principale e di backup falliscono.

È ovvio che i tassi di guasto degli elementi principali e di riserva devono essere gli stessi. Non ha senso riservare un elemento affidabile che non è affidabile, poiché il costo del REA aumenta e l'effetto di tale prenotazione risulta essere basso. Allo stesso modo, non ha senso riservare un elemento inaffidabile a uno affidabile, poiché è più opportuno installare subito un elemento affidabile. Pertanto, di norma, l'elemento principale e quello di riserva hanno lo stesso tasso di guasto.

La molteplicità della ridondanza è intesa come il rapporto tra il numero dei prodotti (elementi) di riserva e il numero di quelli principali. Ci sono riserve con molteplicità intera e frazionaria. Ad esempio, se =3, il numero di elementi di riserva è tre e quello principale è uno. Se \u003d 4/2, il numero di elementi di riserva è quattro e quelli principali sono due (la riduzione della frazione non è consentita qui).

,

In caso di ridondanza con righe (elementi) scariche o sostituzione, l'elemento di riserva viene attivato dopo il guasto dell'elemento principale. Si presume che la probabilità di funzionamento senza guasti degli interruttori sia molto più alta di quella degli elementi del circuito ed è vicina all'unità. Per un caso del genere

,

dove è l'orario di lavoro del sistema.

Ad esempio, in caso di ridondanza con elementi scaricati con =1, sarà il tempo medio tra i guasti

che è maggiore rispetto a quando ridondante con elementi caricati.

Sopra, sono stati considerati metodi per migliorare l'affidabilità dei guasti parametrici di REA. Per migliorare l'affidabilità contro i guasti improvvisi, la maggior parte dei quali compaiono nella fase iniziale del funzionamento di REA e sono causati da errori di progettazione e di circuito, nonché deviazioni dai processi di produzione, vengono utilizzati i seguenti metodi:

– controllo in ingresso dei componenti;

- controllo dell'uscita del prodotto;

– test sui prodotti (su cavalletti vibranti, in camere climatiche, ecc.);

– manutenzione (dopo lo stoccaggio o il trasporto e per i sistemi di veicoli spaziali con equipaggio durante il funzionamento).

Metodi di controllo apparecchiature elettroniche radio in produzione

La produzione di moderne apparecchiature radioelettroniche è impensabile senza un controllo tecnico altamente qualificato. Tale controllo nello stabilimento dovrebbe essere soggetto sia a parti e blocchi della propria produzione, sia a parti provenienti da imprese di industrie correlate.

L'affidabilità dei prodotti fabbricati dipende dai mezzi, dai metodi e dai sistemi di controllo del prodotto.

Il controllo ideale è un controllo al 100% di tutti i parametri dei pezzi in tutte le operazioni di produzione. Tuttavia, in questo caso ci sono grandi difficoltà economiche e tecniche legate alla necessità di utilizzare un gran numero di controllori e costose apparecchiature di misura. Pertanto, nel processo produttivo, tutti i prodotti acquistati vengono controllati per la conformità alle specifiche tecniche, verifica interoperativa secondo mappe e disegni tecnologici e verifica dei prodotti finiti (controllo dell'output).

Nella produzione di apparecchiature radioelettroniche vengono utilizzati i seguenti tipi di controllo:

controllo di lavoro (RK);

controllo preventivo (PC);

controllo di regolazione (KN);

controllo della modalità (CR);

controllo selettivo (VC);

controllo statistico (art. K).

Considera i principali tipi di controllo effettuati presso l'impresa.

Controllo di lavoro prevede il controllo qualità dei manufatti direttamente sul posto di lavoro (macchina, pressa, banco da lavoro). Il controllo può essere effettuato sia dal lavoratore stesso, sia da un addetto al controllo tecnico (QCD). Il controllo viene effettuato visivamente o con l'ausilio di strumenti e dispositivi specificati nella mappa tecnologica. Il controllo può essere al 100% o selettivo. Nel processo di controllo, è possibile effettuare le necessarie regolazioni di attrezzature o strumenti. Solo le parti e gli assiemi idonei, controllati dall'appaltatore stesso, devono essere presentati per l'accettazione da parte del QCD. In caso di rifiuto di parti o assiemi, vengono restituiti per la revisione.

Controllo preventivo prevede la verifica del rispetto del processo tecnologico e della qualità dei prodotti, nonché la prevenzione dei vizi di massa. La necessità di un controllo preventivo e la scelta del suo metodo sono determinate dal risultato della precedente analisi statistica del processo di fabbricazione delle apparecchiature. L'analisi statistica non solo aiuta a identificare ed eliminare le principali cause di difetti, ma consente anche di identificare i fattori tecnologici a cui è necessario prestare particolare attenzione durante il controllo preventivo per garantire il rilascio di prodotti di alta qualità. Questo tipo di controllo dovrebbe essere effettuato da lavoratori qualificati, capisquadra di produzione e tecnologi, rappresentanti del QCD. L'attenzione principale del personale tecnico dell'officina dovrebbe essere rivolta al controllo delle condizioni delle principali attrezzature e attrezzature, nonché al controllo del rispetto dei regimi tecnologici. Le misurazioni di verifica vengono effettuate con accurati strumenti universali e di controllo, dispositivi e dispositivi di controllo.

Tutti i difetti nei prodotti e nei mezzi di produzione identificati durante l'ispezione delle violazioni del processo tecnologico sono redatti in un rapporto di ispezione e analizzati. Sulla base dei risultati dell'ispezione, vengono prese decisioni appropriate e vengono sviluppate misure per eliminare i difetti. Durante le ispezioni ripetute, si dovrebbe prestare attenzione all'attuazione delle misure precedentemente approvate. In caso di difetto di massa, così come quando vengono apportate modifiche importanti alla documentazione progettuale e ai processi tecnologici, viene effettuato un controllo preventivo straordinario. I responsabili delle officine e il capo del dipartimento di controllo qualità dello stabilimento sono responsabili dell'organizzazione e della conduzione del controllo preventivo.

Controllo dell'installazione consiste in apparecchiature di collaudo e viene eseguito quando si utilizzano nuove apparecchiature o un complesso di misurazione nel processo di fabbricazione di un prodotto. Dopo il lavoro di regolazione, il regolatore è obbligato a produrre un piccolo lotto di parti e presentarle al reparto controllo qualità. A volte questo tipo di controllo è combinato con altri tipi di controllo per migliorare la qualità dei prodotti (ad esempio, controllo preventivo, controllo della modalità).

controllo selettivo, E controllo statistico, di norma vengono eseguiti solo con produzione su larga scala e in serie. Con controllo selettivo (o statistico), basato sui risultati del controllo di una parte dei prodotti, giudicano l'idoneità di tutti i prodotti presentati. Questo tipo di controllo viene effettuato con metodi di campionamento singolo e analisi sequenziale.

Il metodo di campionamento singolo è il seguente. Estratto casualmente da un lotto di prodotti finiti N prodotti. Le specifiche tecniche del prodotto prevedono una dimensione del campione N e la norma del numero di buoni prodotti C nel numero totale di campioni. Nel caso in cui da N prodotti usciti M difettoso o fuori specifica, se M> C batch non è accettato e rifiutato, e quando M< La parte C è riconosciuta idonea. Dopo il test, viene presa una delle tre decisioni:

1) accettare il lotto;

2) continuare il controllo (prelevare uno o più campioni);

3) rifiutare l'intero lotto. Un lotto rifiutato può essere sottoposto a un'ispezione completa o completamente ritirato e restituito all'appaltatore per lo smistamento e la correzione.

I principali fattori che determinano l'affidabilità del controllo a campione sono il numero di prodotti da controllare e le condizioni di controllo in base alle quali viene presa una decisione sull'idoneità del lotto. Il controllo selettivo è registrato nei diagrammi di flusso del processo come un'operazione speciale che indica le dimensioni ei parametri da controllare, nonché i mezzi di controllo.

Il controllo selettivo non può garantire la completa esclusione dei casi di mancato matrimonio.

Una garanzia completa della qualità del prodotto può essere data solo da un controllo completo (100%) dei prodotti. L'ispezione selettiva con un controllo approfondito e completo dei prodotti aumenta l'affidabilità del controllo.

Con un ben organizzato processo tecnologico il controllo selettivo può essere effettuato sia nelle operazioni intermedie che finali (controllo dell'uscita). La scelta del metodo di controllo della produzione è determinata dalla natura dei motivi che portano al matrimonio, dalla completezza delle misure per impedire il matrimonio e da altri motivi.

L'affidabilità di REA dipende da molti fattori. I principali sono discussi nel capitolo precedente. Οʜᴎ si suddividono in costruttivo-produttivo e operativo.

L'elevata affidabilità dell'impianto in fase di progettazione è assicurata da:

§ scelta delle soluzioni circuitali e progettuali;

§ sostituzione dell'elaborazione analogica con quella digitale;

§ scelta degli elementi e dei materiali;

§ sostituzione di interruttori e dispositivi di comando meccanici con elettronici;

§ scelta delle modalità operative dei vari elementi e dispositivi;

§ sviluppo di misure per la comodità della manutenzione e del funzionamento;

§ tenendo conto delle capacità dell'operatore (consumatore) e dei requisiti di ergonomia.

Quando si sceglie schemi circuitali La preferenza è data ai circuiti con il minor numero di elementi, circuiti con un numero minimo di elementi di controllo che operano stabilmente in un'ampia gamma di fattori destabilizzanti. Allo stesso tempo, la soddisfazione di tutte queste condizioni è impossibile e il progettista deve cercare una soluzione di compromesso.

La cosa principale nell'apparecchiatura progettata è utilizzare elementi la cui affidabilità soddisfi i requisiti per l'affidabilità dell'apparecchiatura stessa.

Poiché i requisiti per l'affidabilità delle apparecchiature sono in costante crescita, vengono posti requisiti sempre più elevati per l'affidabilità dei componenti.

Le soluzioni strutturali influenzano anche l'affidabilità di REA. Il design a blocchi di grandi dimensioni è tecnologicamente complesso e scomodo per la riparazione. Le soluzioni progettuali dovrebbero anche fornire le necessarie condizioni termiche degli elementi REA, il funzionamento senza guasti in condizioni di elevata umidità e in condizioni di carichi da impatto e vibrazione.

Migliora notevolmente l'affidabilità giusta scelta modalità di funzionamento degli elementi. In precedenza è stato affermato che i carichi elettrici ottimali degli elementi non devono superare il 40-60% di quelli nominali.

La manutenzione è un insieme di lavori per mantenere la salute o solo l'operatività di un oggetto durante la preparazione e l'uso per lo scopo previsto, durante lo stoccaggio e il trasporto.

Manutenzione REA comprende i seguenti componenti:

§ controllo dello stato tecnico;

§ manutenzione preventiva;

§ fornitura;

§ raccolta ed elaborazione dei risultati delle operazioni.

Il controllo delle condizioni tecniche viene effettuato per valutare le condizioni dell'apparecchiatura, ᴛ.ᴇ. confronto dei valori reali dei parametri di una particolare apparecchiatura con i loro valori nominali, tenendo conto delle tolleranze.

Le manutenzioni preventive, per la cui attuazione sono fissate scadenze e tempi, sono chiamate manutenzioni programmate.

La fornitura prevede il ricevimento di materiali, attrezzature, strumenti, utensili per la manutenzione preventiva.

La raccolta e l'elaborazione dei risultati dell'operazione vengono effettuate per quantificare le prestazioni e gli indicatori tecnici per un determinato periodo di funzionamento.

Il lavoro preventivo comprende:

§ esame esterno e pulizia delle attrezzature;

§ lavori di controllo e adeguamento;

§ previsione del guasto;

§ lavori stagionali, di lubrificazione e fissaggio;

§ sopralluoghi tecnici;

§ verifiche tecniche.

Ispezione visuale l'apparecchiatura viene eseguita per rilevare segni esterni eventuali guasti, controllando la corretta installazione dei comandi, controllando lo stato degli elementi e l'installazione. Le attrezzature per la pulizia comportano la rimozione di polvere, umidità e corrosione.

La parte più dispendiosa in termini di tempo della manutenzione preventiva è il lavoro di controllo e regolazione e il lavoro strettamente correlato sulla previsione dei guasti. I lavori di controllo comprendono il controllo dei parametri REA in relazione alle tolleranze stabilite.

Vengono eseguiti lavori di regolazione per ripristinare le proprietà o le prestazioni perse dall'apparecchiatura. Per le apparecchiature elettroniche domestiche, in questa fase, vengono eseguiti lavori per ridurre il rischio di incendio dei televisori e ripristinare le prestazioni dei cinescopi che hanno perso l'emissione catodica dopo un funzionamento a lungo termine.

La previsione dei guasti è un metodo per prevedere i guasti, che si basa sul presupposto che il verificarsi dei guasti sia preceduto da un cambiamento graduale nei parametri di un oggetto o di elementi. La previsione viene effettuata per guasti graduali ai fini della tempestiva sostituzione (riparazione e adeguamento) degli elementi pertinenti, blocchi.

I lavori stagionali, di lubrificazione e di fissaggio vengono eseguiti al fine di preparare l'apparecchiatura elettronica per il funzionamento in un determinato periodo dell'anno, per garantire le prestazioni delle parti interessate. A lavoro stagionale ah, vengono prese misure per ridurre la penetrazione dell'umidità nelle apparecchiature, per isolare (in inverno) e raffreddare (in estate) le apparecchiature, utilizzare oli speciali per le diverse stagioni, ecc. Dopo aver svolto il lavoro stagionale presso l'apparecchiatura elettronica, vengono eseguiti i lavori di controllo e regolazione. È importante notare che per controllare sistematicamente condizione tecnica gli strumenti effettuano ispezioni tecniche e ispezioni tecniche delle apparecchiature.

L'affidabilità di REA dipende da molti fattori. I principali sono discussi nel capitolo precedente. Sono divisi in costruttivi-produttivi e operativi.

L'elevata affidabilità dell'impianto in fase di progettazione è assicurata da:

§ scelta delle soluzioni circuitali e progettuali;

§ sostituzione dell'elaborazione analogica con quella digitale;

§ scelta degli elementi e dei materiali;

§ sostituzione di interruttori e dispositivi di comando meccanici con elettronici;

§ scelta delle modalità operative dei vari elementi e dispositivi;

§ sviluppo di misure per la comodità della manutenzione e del funzionamento;

§ tenendo conto delle capacità dell'operatore (consumatore) e dei requisiti di ergonomia.

Nella scelta degli schemi elettrici, viene data preferenza ai circuiti con il minor numero di elementi, circuiti con un numero minimo di elementi di regolazione, che operano stabilmente in un'ampia gamma di fattori destabilizzanti. Tuttavia, la soddisfazione di tutte queste condizioni è impossibile e il progettista deve cercare una soluzione di compromesso.

La cosa principale nell'apparecchiatura progettata è utilizzare elementi la cui affidabilità soddisfi i requisiti per l'affidabilità dell'apparecchiatura stessa.

Poiché i requisiti per l'affidabilità delle apparecchiature sono in costante crescita, vengono posti requisiti sempre più elevati sull'affidabilità dei componenti.

Le soluzioni strutturali influenzano anche l'affidabilità di REA. Il design a blocchi di grandi dimensioni è tecnologicamente complesso e scomodo per la riparazione. Le soluzioni progettuali dovrebbero anche fornire le necessarie condizioni termiche degli elementi REA, il funzionamento senza guasti in condizioni di elevata umidità e in condizioni di carichi da impatto e vibrazione.

La corretta scelta delle modalità operative degli elementi influisce in modo significativo sull'aumento dell'affidabilità. In precedenza è stato affermato che i carichi elettrici ottimali degli elementi non devono superare il 40-60% di quelli nominali.

La manutenzione è un insieme di lavori per mantenere la salute o solo l'operatività di un oggetto durante la preparazione e l'uso per lo scopo previsto, durante lo stoccaggio e il trasporto.

La manutenzione di REA comprende i seguenti componenti:

§ controllo dello stato tecnico;

§ manutenzione preventiva;

§ fornitura;

§ raccolta ed elaborazione dei risultati delle operazioni.

Il controllo delle condizioni tecniche viene eseguito per valutare le condizioni dell'apparecchiatura, ad es. confronto dei valori reali dei parametri di una particolare apparecchiatura con i loro valori nominali, tenendo conto delle tolleranze.

Le manutenzioni preventive, per la cui attuazione sono fissate scadenze e tempi, sono chiamate manutenzioni programmate.

La fornitura prevede il ricevimento di materiali, attrezzature, strumenti, utensili per la manutenzione preventiva.

La raccolta e l'elaborazione dei risultati dell'operazione vengono effettuate per quantificare gli indicatori operativi e tecnici per un determinato periodo di funzionamento.

Il lavoro preventivo comprende:

§ esame esterno e pulizia delle attrezzature;

§ lavori di controllo e adeguamento;

§ previsione del guasto;

§ lavori stagionali, di lubrificazione e fissaggio;

§ sopralluoghi tecnici;

§ verifiche tecniche.

Viene eseguita un'ispezione esterna dell'apparecchiatura per identificare segni esterni di possibili malfunzionamenti, verificare la corretta installazione dei controlli, verificare le condizioni degli elementi e l'installazione. Le attrezzature per la pulizia comportano la rimozione di polvere, umidità e corrosione.

La parte più dispendiosa in termini di tempo della manutenzione preventiva è il lavoro di controllo e regolazione e il lavoro strettamente correlato sulla previsione dei guasti. I lavori di controllo comprendono il controllo dei parametri REA in relazione alle tolleranze stabilite.

Vengono eseguiti lavori di regolazione per ripristinare le proprietà o le prestazioni perse dall'apparecchiatura. Per le apparecchiature elettroniche domestiche, in questa fase, vengono eseguiti lavori per ridurre il rischio di incendio dei televisori e ripristinare le prestazioni dei cinescopi che hanno perso l'emissione catodica dopo un funzionamento a lungo termine.

La previsione dei guasti è un metodo per prevedere i guasti, che si basa sul presupposto che il verificarsi dei guasti sia preceduto da un cambiamento graduale nei parametri di un oggetto o di elementi. La previsione viene effettuata per guasti graduali ai fini della sostituzione tempestiva (riparazione, adeguamento) degli elementi pertinenti, blocchi.

I lavori stagionali, di lubrificazione e di fissaggio vengono eseguiti al fine di preparare l'apparecchiatura elettronica per il funzionamento in un determinato periodo dell'anno, per garantire le prestazioni delle parti interessate. Durante il lavoro stagionale, vengono prese misure per ridurre la penetrazione dell'umidità nell'attrezzatura, per isolare (in inverno) e raffreddare (in estate) l'attrezzatura, utilizzare oli speciali per le diverse stagioni, ecc. Dopo aver svolto il lavoro stagionale presso l'apparecchiatura elettronica, vengono eseguiti i lavori di controllo e regolazione. Per il monitoraggio sistematico delle condizioni tecniche dell'apparecchiatura, vengono eseguite ispezioni tecniche e ispezioni tecniche dell'apparecchiatura.

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11.5. Protezione dalla polvere

La polvere è una miscela di particelle solide di piccola massa, che è sospesa nell'aria. Distinguere tra polvere naturale o naturale, che è sempre presente nell'aria, e polvere tecnica, che è una conseguenza dell'usura delle apparecchiature, della lavorazione dei materiali, della combustione del carburante, ecc.

Con un'umidità relativa dell'aria superiore al 75% e una temperatura normale, si osserva un aumento del numero di particelle di polvere, la loro coagulazione e aumenta la probabilità di attrazione della polvere su superfici fisse. A bassa umidità, le particelle di polvere sono caricate elettricamente, non metalliche - positivamente, metalliche - negativamente. La carica delle particelle si verifica più spesso a causa dell'attrito.

L'inquinamento atmosferico con la polvere riduce l'affidabilità del funzionamento di REA. La polvere, penetrando nei lubrificanti e attaccandosi alle superfici di scorrimento delle parti delle unità elettromeccaniche, porta alla loro usura accelerata. Sotto l'influenza della polvere, i parametri e le caratteristiche di nastri magnetici, dischetti, testine magnetiche cambiano, lo strato magnetico si graffia e diventa inutilizzabile. La polvere negli spazi dei contatti impedisce la chiusura dei contatti del relè.

La polvere depositata sulla superficie di alcuni metalli è pericolosa a causa della sua igroscopicità, poiché la polvere aumenta notevolmente la velocità di corrosione anche a umidità relativamente bassa. La polvere con soluzioni acide da essa assorbite si distrugge abbastanza rapidamente anche molto buone vernici. Nei paesi tropicali, la polvere è spesso la causa della crescita della muffa.

La polvere accumulata sulla superficie dei componenti durante il funzionamento a lungo termine riduce la resistenza di isolamento, soprattutto in condizioni di elevata umidità, porta alla comparsa di correnti di dispersione tra i terminali, molto pericolose per i microcircuiti. La costante dielettrica della polvere è superiore alla costante dielettrica dell'aria, il che determina la sovrastima della capacità tra i terminali dei componenti e, di conseguenza, un aumento del rumore capacitivo. La polvere di sedimentazione riduce l'efficienza di raffreddamento del prodotto, si forma sulle superfici dei circuiti stampati non protetti da un rivestimento di vernice, ponticelli conduttivi tra i conduttori.

La tenuta alla polvere di REA o dei suoi singoli dispositivi può essere ottenuta installandoli in custodie ermetiche. Tuttavia, ciò aumenta il costo del REA e peggiora il regime di temperatura di funzionamento. Se l'alloggiamento del REA è forato, la polvere e l'aria penetreranno all'interno del REA naturalmente o insieme ai flussi d'aria dei ventilatori. È possibile ridurre l'ingresso di polvere nelle apparecchiature elettroniche installando reti a maglia fine e filtri antipolvere sulle aperture di ventilazione.

11.5.1. Sigillatura dell'attrezzatura

La sigillatura CEA è un mezzo affidabile di protezione contro l'esposizione a polvere, umidità e sostanze ambientali dannose.

I moduli della costruzione di primo livello sono protetti da verniciatura, colata resina epossidica, impregnazione, in particolare prodotti per avvolgimento, aggraffatura con composti sigillanti a base di sostanze organiche (resine, bitumi) o inorganiche (fosfati di alluminio, metafosfati metallici). La sigillatura con compound migliora le caratteristiche elettriche e meccaniche del modulo. Tuttavia, la bassa conduttività termica della maggior parte dei composti compromette la dissipazione del calore e rende impossibile la riparazione.

La sigillatura completa racchiudendo il prodotto in un involucro sigillato è il metodo di protezione più efficace, ma anche costoso. In questo caso, è necessario sviluppare casi speciali, metodi per sigillare connettori elettrici esterni, elementi di controllo e indicazione. Le pareti dei prodotti da sigillare devono resistere a forze significative dovute alla differenza di pressione all'interno e all'esterno del prodotto. Come risultato dell'aumento della rigidità della struttura, la sua massa e le sue dimensioni aumentano.

Esiste un'ampia varietà di metodi di sigillatura. Le guarnizioni elastiche di tenuta trovano largo impiego per tutti gli elementi strutturali lungo il perimetro del manufatto. Il passaggio dell'aria attraverso le guarnizioni quando la guarnizione è compressa del 25...30% della sua altezza originaria avviene solo per diffusione. Come materiale delle guarnizioni viene utilizzata la gomma, che ha un'elevata elasticità, flessibilità e capacità di penetrare nelle più piccole depressioni e irregolarità. L'umidità penetra nel tempo in tutti i materiali organici, quindi i prodotti con guarnizioni organiche forniscono protezione dal vapore acqueo solo per poche settimane.

La costanza dell'umidità relativa entro certi limiti all'interno dell'apparecchio sigillato può essere ottenuta introducendo nel prodotto sostanze che assorbono attivamente l'umidità. Sostanze simili sono gel di silice, cloruro di calcio, anidride fosforica. Assorbono l'umidità fino a un certo limite. Ad esempio, il gel di silice assorbe circa il 10% di umidità del suo peso secco.

In casi speciali, come materiali per guarnizioni vengono utilizzati rame e acciaio inossidabile con rivestimento in alluminio o indio. Tali guarnizioni sono spesso realizzate tubolari con un diametro esterno di 2-3 mm con uno spessore della parete di 0,1-...0,15 mm. La forza di pressione durante la sigillatura con guarnizioni metalliche è di 20…30 kg per 1 cm di lunghezza della guarnizione.

Con severi requisiti per la tenuta del corpo del prodotto, la sigillatura viene eseguita mediante saldatura o brasatura lungo l'intero perimetro del corpo. Il design del corpo del prodotto deve consentire ripetute operazioni di depressurizzazione/sigillatura. Nell'incavo del corpo è installata una guarnizione in gomma resistente al calore, sulla quale è posato del filo di acciaio stagnato, che viene saldato al corpo formando una cucitura. Quando il prodotto viene depressurizzato, la cucitura viene riscaldata e la saldatura viene rimossa insieme al filo.

Durante la sigillatura, il volume interno dell'apparecchiatura sigillata viene riempito con un gas inerte (argon o azoto) con una leggera sovrapressione. Il gas viene pompato nell'alloggiamento attraverso valvole-tubi con successiva sigillatura. Lo spurgo dell'azoto assicura che la cavità del corpo sia priva di vapore acqueo.

Gli elementi di controllo e indicazione sono sigillati con coperture in gomma, membrane, connettori elettrici sono installati su guarnizioni, riempiti con composti.

La scelta del metodo di tenuta è determinata dalle condizioni operative, dai materiali e dai rivestimenti utilizzati e dai requisiti per l'installazione elettrica. La decisione finale sulla scelta del metodo di sigillatura viene presa dopo i test su vasta scala di REA in camere umide.

Domande di controllo

1. Influenza dei fattori climatici sulla progettazione.

2. Elencare i tipi di protezione RES.

3. Modalità termica di funzionamento dell'apparecchiatura.

4. Modi per proteggere dall'esposizione alla polvere.

5. A cosa serve la sigillatura delle apparecchiature?

Capitolo 12 Protezione contro le influenze meccaniche

12.1. Tipi di effetti meccanici su REA

Gli impatti meccanici su REA compaiono sotto l'azione di carichi esterni (vibrazioni, urti, accelerazioni, rumore acustico) e possono verificarsi sia in un REA funzionante, se installato su un oggetto in movimento, sia durante il suo trasporto in uno stato non funzionante.

Gli impatti meccanici si verificano in un REA funzionante se installato su un oggetto mobile, o solo quando viene trasportato in uno stato non funzionante, come nel caso di REA fissi e di alcuni tipi di REA portatili. La quantità di energia trasferita determina il livello e la natura della modifica del progetto. I livelli consentiti di modifica meccanica nel progetto sono determinati dalla sua forza e resistenza alle sollecitazioni meccaniche.

Sotto forza il design è inteso come la capacità dell'apparecchiatura di eseguire funzioni e mantenere i parametri dopo l'applicazione di influenze meccaniche. Sostenibilità design: la capacità di REA di mantenere funzioni e parametri nel processo di influenze meccaniche.

La risposta, o reazione, di una struttura alle influenze meccaniche è la trasformazione e la trasformazione dell'energia dell'eccitazione meccanica. Questi includono sollecitazioni meccaniche negli elementi strutturali, spostamento di elementi strutturali e loro collisione, deformazione e distruzione di elementi strutturali, modifiche delle proprietà e dei parametri di progettazione.

Gli effetti meccanici possono portare a movimenti reciproci di parti e assiemi, deformazione di elementi di fissaggio, portanti e altri elementi strutturali e alla loro collisione. Con impatti meccanici insignificanti, si verificano deformazioni elastiche negli elementi strutturali che non influiscono sulle prestazioni dell'apparecchiatura. Un aumento del carico porta alla comparsa di deformazioni permanenti e, in determinate condizioni, alla distruzione della struttura. La distruzione può avvenire anche a carichi molto inferiori ai valori ultimi della resistenza statica dei materiali se la struttura è soggetta a carichi alternati.

I guasti alle apparecchiature sono recuperabile dopo aver rimosso o indebolito l'impatto meccanico (modifica dei parametri dei componenti, il verificarsi di rumore elettrico) e irrecuperabile(interruzioni e cortocircuiti di collegamenti elettrici, pelatura di conduttori di circuiti stampati, violazione di elementi di fissaggio e distruzione di strutture portanti).

CEA installato su oggetti mobili è soggetto a vibrazioni, carichi d'urto e accelerazioni lineari. Vibrazioni armoniche caratterizzato da frequenza, ampiezza, accelerazione. Carichi d'urto sono caratterizzati dal numero di colpi singoli o dalla loro serie (di solito viene specificato il numero massimo di colpi), dalla durata dell'impulso d'urto e dalla sua forma, dalla velocità istantanea all'impatto e dal movimento dei corpi in collisione. Accelerazioni lineari caratterizzato da accelerazione, durata, segno dell'impatto dell'accelerazione. I sovraccarichi derivanti da vibrazioni, urti e accelerazioni sono valutati dai corrispondenti coefficienti. Per ridurre l'impatto delle vibrazioni e degli urti, l'apparecchiatura è montata su ammortizzatori o vengono utilizzati materiali di smorzamento.

L'impatto delle accelerazioni lineari equivale ad un aumento della massa dell'attrezzatura e, con una durata significativa dell'esposizione, richiede un aumento della resistenza della struttura.

Come dimostra l'esperienza operativa delle apparecchiature elettroniche trasportate, le vibrazioni hanno il massimo effetto distruttivo sulla struttura. Di norma, il design dell'apparato, che ha resistito all'impatto dei carichi di vibrazione in un determinato intervallo di frequenza, resiste a carichi d'urto e accelerazioni lineari con valori elevati dei parametri corrispondenti (per lo spazio REE - fino a 12 g, g - accelerazione in caduta libera).

12.2. Il concetto di resistenza alle vibrazioni e resistenza alle vibrazioni

Per quanto riguarda la progettazione di REA, si distinguono due concetti: stabilità alle vibrazioni e resistenza alle vibrazioni.

Resistenza alle vibrazioni- la proprietà di un oggetto con una data vibrazione per eseguire le funzioni specificate e mantenere i valori dei suoi parametri entro il range normale. Forza di vibrazione- forza ad una data vibrazione e dopo la sua cessazione.

L'impatto dello scuotimento durante il trasporto è costituito da urti e vibrazioni. L'introduzione di ammortizzatori tra l'apparecchiatura elettronica e l'oggetto come mezzo che riduce l'ampiezza delle vibrazioni e degli urti trasmessi riduce le forze meccaniche che agiscono sull'apparecchiatura elettronica, ma non le distrugge completamente. In alcuni casi, il sistema risonante formato con l'introduzione di ammortizzatori comporta il verificarsi di risonanza meccanica a bassa frequenza, che porta ad un aumento dell'ampiezza delle oscillazioni CEA.

Il concetto di rigidità e resistenza meccanica della struttura. Quando si sviluppa il progetto REA, è necessario garantire la rigidità e la resistenza meccanica richieste dei suoi elementi.

Rigidità strutturaleè il rapporto tra la forza agente e la deformazione della struttura causata da questa forza. Sotto robustezza strutturale comprendere il carico che una struttura può sopportare senza deformazioni o cedimenti permanenti. L'aumento della resistenza del progetto REA è associato al rafforzamento della sua base strutturale, all'uso di irrigidimenti, connessioni bullonate di bloccaggio, ecc. Di particolare importanza è l'aumento della resistenza delle strutture portanti e dei loro componenti mediante colata e avvolgimento. Il riempimento con schiuma consente di rendere monolitico l'assemblaggio con un leggero aumento di massa.

Il design come sistema oscillatorio. In tutti i casi, non dovrebbe essere consentita la formazione di un sistema oscillatorio meccanico. Questo vale per il fissaggio di cavi di montaggio, microcircuiti, schermi e altre parti incluse nell'apparecchiatura elettronica.

Riso. 12. Modello vibrazionale di un sistema meccanico

I principali parametri di qualsiasi struttura in termini di risposta agli impatti meccanici sono la massa, la rigidezza e la resistenza meccanica (smorzamento). Quando si analizza l'influenza delle vibrazioni sulla progettazione dei moduli, questi ultimi sono rappresentati come un sistema a parametri concentrati, in cui la massa del prodotto m, l'elemento di rigidità sotto forma di una molla e l'elemento di resistenza meccanica nella forma di uno smorzatore, caratterizzati dai parametri k e r, rispettivamente , .

Quando la frequenza delle oscillazioni naturali del sistema è vicina alla frequenza delle oscillazioni forzate, nel sistema oscillatorio si verifica il fenomeno della risonanza meccanica, che può portare a danni alla struttura.

Ammortamento del progetto REA. Uno di metodi efficaci aumentare la stabilità della struttura, sia trasportabile che fissa, agli effetti delle vibrazioni, nonché agli urti e ai carichi lineari - l'uso di ammortizzatori. L'azione degli ammortizzatori si basa sullo smorzamento delle frequenze di risonanza, cioè sull'assorbimento di parte dell'energia vibrazionale. L'attrezzatura montata sugli ammortizzatori può essere generalmente rappresentata come un sistema oscillatorio meccanico con sei gradi di libertà: un insieme di oscillazioni accoppiate costituite da spostamenti lineari e oscillazioni rotazionali lungo ciascuno dei tre assi coordinati.

L'efficienza di smorzamento è caratterizzata da un coefficiente dinamico o di trasmissione, il cui valore numerico dipende dal rapporto tra la frequenza delle vibrazioni attive f e la frequenza del sistema ammortizzato f o .

Quando si sviluppa uno schema di smorzamento, è necessario sforzarsi di garantire che il sistema abbia un numero minimo di frequenze naturali e che siano 2-3 volte inferiori alla frequenza più bassa della forza di disturbo.

Per le apparecchiature ammortizzate, la frequenza naturale dovrebbe essere ridotta il più possibile e per le apparecchiature non ammortizzate, al contrario, dovrebbe essere aumentata, avvicinandola al limite superiore delle influenze perturbatrici o superandolo.

Schemi ammortizzatori. La progettazione di un sistema ammortizzante REA solitamente inizia con la scelta del tipo di ammortizzatori e della loro disposizione. La scelta degli ammortizzatori viene effettuata sulla base del carico ammissibile e dei valori limite dei parametri caratterizzanti le condizioni operative. Questi parametri includono: temperatura ambiente, umidità, stress meccanico, presenza di vapori d'olio nell'atmosfera, Carburante diesel eccetera.

Riso. 13. Schemi ammortizzatori

La scelta della disposizione degli ammortizzatori dipende dalla posizione dell'attrezzatura sul supporto e dalle condizioni di impatto dinamico. Sulla fig. 13 mostra la disposizione di base degli ammortizzatori.

Opzione " UN " è abbastanza spesso utilizzato per smorzare blocchi di dimensioni relativamente piccole. Una tale disposizione di ammortizzatori è conveniente dal punto di vista della disposizione complessiva dei blocchi nell'impianto. Tuttavia, con questa disposizione di ammortizzatori, è fondamentalmente impossibile ottenere il baricentro (CG) per coincidere con il centro di massa (CM) e non per ottenere un sistema razionale. Lo stesso si può dire per l'opzione di alloggio " B ". Opzione di alloggio " v " consente di ottenere un sistema razionale, tuttavia, una tale disposizione degli ammortizzatori non è sempre conveniente quando viene posizionata su un oggetto. Tipo di posizionamento " G " E " D "è una specie di variante" v " e viene utilizzato se il pannello frontale dell'unità è posizionato vicino all'ammortizzatore posto sotto. Posizionamento degli ammortizzatori del " e "viene utilizzato nelle apparecchiature montate su rack, quando l'altezza del REA è molto maggiore della profondità e della larghezza del rack. Per smorzare le oscillazioni del rack attorno agli assi x e y, vengono posizionati due ammortizzatori aggiuntivi sulla parte superiore del rack.

Resistenza degli elementi strutturali. La resistenza meccanica degli elementi strutturali è verificata dai metodi di resistenza dei materiali e dalla teoria dell'elasticità per le strutture più semplici a carico distribuito e misto. Nella maggior parte dei casi pratici, i progetti delle parti delle apparecchiature elettroniche hanno una configurazione più complessa, che rende difficile determinarne le sollecitazioni. Nei calcoli, una parte complessa viene sostituita dal suo modello semplificato: una trave, una piastra, un telaio.

Le travi comprendono corpi di forma prismatica, le cui lunghezze superano significativamente tutte le altre dimensioni geometriche della struttura. Le estremità delle travi sono pizzicate (mediante saldatura, brasatura), supportate incernierate (installate in guide) o fissate incernierate (collegamento a vite singola). I piatti sono corpi rettangolari, il cui spessore è piccolo rispetto alle dimensioni della base. Tali strutture includono circuiti stampati, pareti di custodie per strumenti, rack, pannelli e altre strutture simili. Il fissaggio rigido del bordo delle piastre viene effettuato mediante saldatura, saldatura, serraggio, collegamento a vite; fissaggio a cerniera - installando piastre nelle guide, connettore femmina. I componenti multi-output sono modellati da strutture di frame: microcircuiti, relè, microprocessori, FPGA.

Quando si progetta una struttura, viene eseguita la modellazione, in cui vengono eseguite le seguenti operazioni:

- calcoli di verifica, quando la forma e le dimensioni del pezzo sono note (rivelate in fase di progettazione);

- calcoli di progetto, quando le dimensioni delle sezioni pericolose non sono note e sono determinate sulla base delle sollecitazioni ammissibili selezionate;

– calcoli dei carichi ammissibili per sezioni pericolose note e sollecitazioni ammissibili.

Quando si eseguono i calcoli di verifica per le vibrazioni elastiche, tenendo conto della direzione dell'impatto delle vibrazioni, vengono selezionate le parti e gli assiemi con le deformazioni maggiori, vengono selezionati i modelli di calcolo, vengono calcolate le frequenze naturali, vengono determinati i carichi e vengono confrontati i valori ottenuti con i limiti di resistenza dei materiali selezionati, se necessario, si decide di aumentare la resistenza della struttura.

Per aumentare la resistenza alle vibrazioni, nella progettazione dei singoli elementi vengono introdotti ulteriori fissaggi, nervature e rilievi di irrigidimento, flange, estrusioni, vengono utilizzati materiali con elevate proprietà di smorzamento, rivestimenti di smorzamento.

Le influenze vibrazionali esterne sono spesso specificate da una gamma di frequenze piuttosto ristretta. In apparecchiature adeguatamente progettate, la frequenza naturale f o della struttura non dovrebbe trovarsi nello spettro di frequenza delle influenze esterne. Sebbene qualsiasi struttura abbia diversi valori di frequenze naturali, tuttavia, il calcolo viene eseguito solo per i valori più bassi di f o , poiché le deformazioni delle strutture in questo caso saranno massime. Se il valore più basso della frequenza naturale è incluso nell'intervallo di influenze esterne, il progetto viene finalizzato per aumentare fo ed uscire dallo spettro di frequenza delle influenze esterne.

La rigidità strutturale è intesa come la capacità di un sistema (elemento, parte) di resistere all'azione di carichi esterni con deformazioni che non consentono una violazione delle sue prestazioni. Quantitativamente, la rigidità è stimata dal coefficiente di rigidità

dove Р è la forza agente; δ è la deformazione massima.

La rigidità della struttura dipende dalla lunghezza, dalla forma e dalle dimensioni della sezione trasversale della trave.

Vibrazioni dirette ortogonalmente al piano scheda a circuito stampato, alternativamente piegarlo e influire sulla resistenza meccanica dei microcircuiti e dei componenti installati su di esso. Se i componenti sono considerati rigidi, i loro terminali si piegheranno. La maggior parte dei guasti dei componenti è dovuta a connessioni di saldatura interrotte tra i pin e la scheda. Gli urti più violenti si verificano al centro della tavola, e per le tavole rettangolari anche quando il corpo dell'elemento è orientato lungo il lato corto della tavola. L'incollaggio di componenti alla scheda migliora notevolmente l'affidabilità dei giunti di saldatura. Un rivestimento protettivo di vernice spessa 0,1…0,25 mm fissa saldamente i componenti e aumenta l'affidabilità delle apparecchiature elettroniche.

Le sollecitazioni meccaniche sui giunti di saldatura causate dalle vibrazioni possono essere ridotte: aumentando le frequenze di risonanza, che riducono la flessione della scheda; un aumento del diametro delle piazzole di contatto, che aumenta la forza di adesione della piazzola di contatto alla scheda; piegare e posare i conduttori degli elementi sulla piazzola di contatto, che aumenta la lunghezza e la forza di adesione del giunto di saldatura; riducendo il fattore di qualità della tavola alla risonanza smorzandola con un rivestimento di vernice multistrato.

Elementi di fissaggio. Se esposto a vibrazioni, è possibile svitare gli elementi di fissaggio, per evitare che i fissatori vengano introdotti, le forze di attrito aumentano, gli elementi di fissaggio vengono montati sulla vernice, ecc. Quando si scelgono i metodi per fissare gli elementi di fissaggio, è necessario tenere conto delle seguenti considerazioni: garantire la forza della connessione sotto determinati carichi e influenze climatiche; la velocità della connessione, il suo costo; le conseguenze di un errore di connessione; tutta la vita.

Si tenga conto della possibilità di sostituire le parti usurate o danneggiate, al posto delle coppie di viti si devono utilizzare elementi di innesto rapido: cerniere, chiavistelli, cani, ecc. i bulloni sono nel luogo di installazione. Si consiglia di utilizzare pochi elementi di fissaggio grandi invece di un gran numero di elementi di fissaggio piccoli. Il numero di giri necessari per serrare o allentare la vite deve essere almeno 10.

Vita utile della struttura. Le vibrazioni nelle strutture provocano sollecitazioni alternate e le strutture possono collassare sotto carichi molto inferiori alla resistenza statica ultima dei materiali a causa della comparsa di microfratture, la cui crescita è influenzata dalle caratteristiche della struttura cristallina dei materiali, dalla concentrazione delle sollecitazioni alla angoli di microfessure e condizioni ambientali. Man mano che si sviluppano microcricche sezione trasversale le parti si indeboliscono e ad un certo punto raggiungono un valore critico: la struttura viene distrutta.

Se la massa del prodotto non è un fattore critico, allora la struttura viene rinforzata, utilizzando materiali con un margine, evitando l'introduzione di fori, tacche, saldature, eseguire i calcoli delle strutture con il metodo del caso peggiore.

La protezione contro le influenze meccaniche è fornita dal materiale strutturale, che deve soddisfare i requisiti meccanici e Proprietà fisiche, avere facilità di lavorazione, resistenza alla corrosione, basso costo, avere un massimo rapporto forza-peso, ecc. A seconda della complessità, la struttura portante è realizzata sotto forma di una singola parte o composita, comprese più parti combinate in un'unica struttura mediante connessioni staccabili o permanenti. Il modo principale per ridurre la massa dei prodotti è quello di alleggerire le strutture portanti soddisfacendo contemporaneamente i requisiti di resistenza e rigidità.

La vita utile di una struttura esposta alle vibrazioni è determinata dal numero di cicli fino alla distruzione che la struttura può sopportare a un dato livello di carico meccanico. Le caratteristiche di fatica dei materiali vengono rivelate su un gruppo di provini sottoposti a un carico ripetitivo variabile nel segno.

I problemi di aumento della resistenza meccanica delle strutture dovrebbero essere risolti tenendo conto dell'ottimizzazione del posizionamento delle apparecchiature elettroniche nei compartimenti portanti.

Domande di controllo

1. Elencare i tipi di effetti meccanici su REA.

2. Fornire i concetti di resistenza alle vibrazioni e intensità delle vibrazioni.

3. Il concetto di rigidità e resistenza meccanica della struttura.

4. Ammortamento del progetto REA.

5. Elencare i tipi di ammortizzatori.