4. Разработка конструкции рэа

В результате анализа электрической схемы микродозатора водяных капель были выделены следующие функционально и конструктивно закон ченные части:

- электромеханический блок;

- электронный блок управления

4.1.Предварительная разработка устройства. Блоки электронной аппаратуры бывают в форме шара, цилиндра, многогранной призмы, прямоугольного параллепипеда или их частей. Необходимо выбрать форму корпуса и оптимальные габариты.

Для рационального выбора формы, а также габаритных показателей блока рассматривают три параметра:

- Приведенную площадь наружной поверхности;

- Коэффициент приведенной площади;

- Коэффициент заполнения объема.

Рассмотрим два блока. Оба блока имеют форму прямоугольного параллепипеда. Габариты первого варианта блока- 110мм х 90мм х 85мм. Габариты второго варианта блока - 120мм х 80мм х 80мм.

4.1.1. Определим приведенную площадь наружной поверхности обоих вариантов блока, Sпр. Приведенная площадь наружной поверхности есть отношение наружной поверхности к объему блока:

Sпр=S/V, (1)

где,V - объем блока;

S-наружная поверхность.

Приведенная площадь наружней поверхности первого варианта блока, Sпр1:

где V=841500мм³;

Sпр=53800мм².

Sпр=53800/841500=0.064 1/мм,

Приведенная площадь наружней поверхности второго варианта блока, Sпр2:

где,V=768000мм³;

S= 35200 мм².

Sпр2=35800/768000=0,045 1/мм,

Чем меньше Sпр, тем форма блока оптимальнее по массе.

4.1.2. Коэффициент приведенных площадей определяется:

Кпр=Sпр2/Sпр1, (2)

где, Sпр1- приведенная площадь поверхности первого варианта блока;

Sпр2- приведенная площадь поверхности второго варианта блока.

Кпр=0.045/0.064=0.7,

Кпр-показывает во сколько раз приведенная площадь поверхности первого варианта компоновки Sпр1, больше приведенной площади второго варианта,Sпр2.

4.1.3. Коэффициент заполнения объема:

Кзо= Vоб / Vпр 100%, (3)

Vпр- объем корпуса устройства;

где Vоб - объем, занимаемый аппаратурой.

Коэффициент заполнения объема для первого варианта компановки,Кзо1:

Vпр1=841500мм³;

Объем занимаемый аппаратурой определяется по формуле:

V_об=1.15*(V₁+V₂+V₃+V₄₎ , (4)

где V₁ - объем занимаемый печатной платой,мм³, V₁=162000;

V₂- объем занимаемый радиатором, мм³, V₂=25000;

V₃- объем занимаемый трансформатором,мм³, V₃=180000;

V₄- объем занимаемый переключателями,мм³, V₄=8000.

V_об=1.15*(162000+25000+180000+8000)=431250 мм³,

Кзо=431250/841500=0.51,

Коэффициент заполнения объема для второго варианта компановки,Кзо2:

Vпр2=768000мм³;

V_об=431250 мм³.

Кзо=431250/768000=0.56 ,

Коэффициент заполнения объема показывает, сколько процентов от объема Vоб отводимого на объекте, занимает непосредственно аппаратура.

Таким образом, значения компоновочных параметров второго варианта компоновки являются более предпочтительными. Необходимо выбрать форму корпуса - параллепипед, шар, хотя размеры шара более удовлетворительней. Форма шара неудобна в плане закрепления конструкции.

4.2. Описание конструкции электронного блока управления микродозатора водяных капель.Эектронный блок управления микродозатора является вторым конструктивным уровнем, в который входит ячейка.

Корпус блока изготовлен в форме прямоугольного параллепипеда с размерами 120мм х 80мм х 80мм из ударопрочного полистирола УПМ-0612Л ОСТ 6-05-406 методом прессования под давлением и состоит из основания и крышки. Толщина основания 2мм, толщина верхней крышки1.5 мм. По углам верхней крышки, а также с внутренней стороны лицевой панели запрессованны бронзовые резбовые втулки с диаметром резьбы 2.5мм.

Детали корпуса соединяются винтами.

Микродозатор водяных капель необходимо предохранять от поподания пыли и влаги, а также от воздействия электромагнитного поля ,создаваемого высоковольтным источником напряжения. Для этого применяется частичная герметизация устройства с помощью корпуса. Влияние электрической состовляющей электромагнитного поля на качество работы прибора устраняется посредством заземления минусовой шины питания,а также применением высокочастотного фильра в цепи датчика.

Несущей конструкцией для ячейки , входящей в состав блока, является двусторонняя печатная плата, изготовленная из фольгированного стеклотексталита СФ-2Н-50-1.5 ГОСТ 10316-78, толщиной 1.5мм, комбинированным позитивным методом по полуаддетивной технологии. Ячейка в безрамочном исполнении с двусторонним расположением элементов.

При конструировании учтены требования автоматического проектирования и конструирования.

Формовка выводов элементов и их установка выполнены в соответствии с ОСТ 4. 010.030-80.

Внутриблочный монтаж выполнен проводом МПО 0.2

ТУ 16-505.339-79.

Основной способ электрических соединений -пайка.

Материал припоя - ПОС-61

Материал флюса - ФСКп.

Внешние электрические цепи подводятся к блоку с помощью проводов. Органы управления и контроля расположены на лицевой панели . Конструкция электронного блока микродозатора приведена на АУТС.407212.009СБ.

Мощные полупроводниковые приборы ( КР 142 ЕН 5А, КТ 815А ) устанавливаются на алюминиевые радиаторы с вертикальными ребрами охлаждения. Для улучшения теплоотдачи радиатор покрыть черным цветом методом анодирования.

Для защиты материалов от атмосферных воздействий необходимы покрытия. Печатная плата покрывается бесцветным лаком УР-231 по ОСТ 1 80365-82.

Надписи на лицевой панели выполнены краской ТНПФ любого цвета по ОСТ 1 90210-85.

4.3. Тепловой анализ устройства. В элктронном блоке управления микродозатора имеется два теплонагруженных элемента - микросхема

КР 142 ЕН5А и транзистор средней мощности КТ 815А. Для обеспечения стабильной работы устройства и нормального теплового режима, теплонагруженные элементы размещают на радиаторах. Расчет радиаторов приведен в п.5.

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ

В данном дипломном проекте разработана конструкторская документация, изготовлен действующий макет микродозатора воды для ЭГД эмульгатора и проведена его отладка.

При разработке прибора были учтены требования приведенные в разделе “Расширенное техническое задание”, конструкция обладает достаточной механической прочностью, а также иметь защиту от дестабилизирующих факторов. Также обеспечено удобство ремонта и эксплуатации разработанного прибора.

Основными направлениеми дальнейшего совершенствования микродозатора воды являются улучшение его эксплуатационных показателей - массы и габаритов, надежности и долговечности, быстродействия, электромагнитной совместимости с приборами ЭГД- установки.