Модернизация конструкции блока аппаратуры записи внутристанционной информации (ВСИ) боевой машины (БМ)9А331

 

 

Исходя из вышеприведенных данных и учитывая технологическую оснащенность предприятия оптимальным выбором для пайки ЭРИ на ПП будет припой ПОСК50-18 ГОСТ 21931-76. Припой ПОСК50-18 обладает лучшей текучестью чем например ПОС-61, затекание припоя под выводы поверхностно монтируемых элементов является необходимым условием. Поэтому для пайки элементов выберем припой ПОСК50-18. Для штырьковых выводов выберем припой ПОС 40.

 

9.6. Выбор флюса

Наличие окисной пленки на поверхности основного металла и расплавленного припоя препятствует взаимодействию между ними. Для удаления окисной пленки в процессе пайки применяют флюсы и самофлюсирующие припои. Перед пайкой на соединяемые поверхности наносится флюс в виде водного, спиртового и глицеринового растворов или имеющий порошкообразное состояние. В предельном интервале температур он проявляет флюсирующие свойства.

Флюсы различаются по универсальности, то есть одни могут применяться для ряда металлов и сплавов, другие имеют узкоспециализированное назначение.

Для изготовления платы адаптера ВСИ применен флюс ФКСП – флюс канифольно-спиртовый. Этот флюс применяется как для лужения, так и для пайки по меди, серебряному, оловянному, оловянно-свинцовому покрытиям как при ручной, так и при механизированной пайке и лужению.

Одновременно с удалением пленки с поверхности взаимодействующих металлов, флюс должен обеспечивать и другие условия, необходимые для протекания процесса пайки:

• иметь температуру плавления на 50–100 ºС ниже температуры плавления припоя;
• хорошо растекаться по поверхности металла и припоя;
• уменьшать поверхностное натяжение расплавленного припоя, обеспечивая наиболее полное смачивание;
• не вызывать коррозии и не изменять электросопротивление изоляции платы.
• быть инертным и легиростойким.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Расчет надежности конструкции

 

Надежность является одной из основных характеристик электронной аппаратуры, оказывает влияние на ее массогабаритные и экономические показатели и определяет выбор элементной базы, схемотехнических и конструктивных решений. Поэтому определение показателей надежности рассматривается как одна из основных частей разработки электронной аппаратуры. Расчет и прогнозирование  надежности целесообразно проводить на этапах рассмотрения технического задания, эскизного и технического проектов, изготовления опытных образцов и выпуска опытной партии, на этапе серийного производства и в условиях эксплуатации. На каждом из этапов жизненного цикла аппаратуры, цели прогнозирования надежности и исходные данные различны, поэтому различны и методы прогнозирования. В основу определения показателей надежности электронной аппаратуры положены статистические, физико-статистические и физические методы, которые отражают реальные процессы, связанные с отказами конструктивно-топологических и схемных элементов.

Надежностью изделия называют его свойство сохранять во времени значения установленных параметров функционирования в определенных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям эксплуатации, хранения и транспортирования.

Надежность любого устройства характеризуется свойствами безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Надежность изделия закладывается в процессе его проектирования и конструирования, обеспечивается в процессе изготовления, а сохраняется –соблюдением заданных условий хранения изделий и правильной эксплуатацией. []

Поэтому свойство надежности не может быть охарактеризовано одним показателем. Выбор комплекса характеристик (показателей надежности конкретного радиоэлектронного средства) определяется особенностями его назначения, электрической схемы, условий применения и обслуживания и должен основываться на анализе этих особенностей временных диаграмм эксплуатации РЭС.

Под расчетом понимают определение количественных показателей надежности изделия по тем или иным исходным данным. Полученные значения показателей надежности позволяют оценить эксплуатационные свойства изделия на этапе его проектирования. Расчет позволяет определить соответствие разрабатываемого изделия заданным нормам надежности и при необходимости принять меры к  их повышению.

Как правило при расчете показателей надежности изделия определяют показатели его безотказности:

• вероятность безотказной работы (P(t)) – вероятность того, что в заданном интервале времени (или в пределах заданной наработки) отказ объекта не возникнет;
• интенсивность отказов  l(t) - условная плотность вероятности возник-новения отказа невосстанавливаемого изделия, определяемая для рассматри-ваемого момента времени, при условии, что до этого момента отказ не возник;
• параметр потока отказов w(t) - отношение среднего числа отказов восстанавливаемого объекта за произвольно малую его наработку к значе-нию этой наработки;
• среднюю наработку до отказа Т - математическое ожидание наработки до первого отказа, либо среднюю наработку на отказ;
• ТО - отношение наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки. [9]

Расчет параметров надежности произведен для непрерывного режима работы. За критерий отказа изделия принят отказ любого элемента, приводящий к потере работоспособности изделия. Результаты расчетов эксплуатационной интенсивности отказов элементов изделия приводятся в таблице.

При проведении расчета надежности учитывают режим работы каждого элемента, входящего в электрическую принципиальную схему РЭС. При основном соединении элементов по надежности указанные характеристики определяют по следующим формулам [6]:

 

       λ =  крlоi кэ1 ,                                                   

,                                                 

 

Для расчета надежности импортной элементной базы были взяты табличные значения приведенные в зарубежной литературе.

Интенсивность отказов всей элементной базы зарубежного производства проводилась при усредненных условиях.

Интенсивность отказов рассчитанная для класса наземной подвижной аппаратуры производилась при температурном режиме +45°С.

Уровни электрических нагрузок принимались равными 0,5, коэффициенты уровней качества и отработанности технологического процесса- равными 1. Значения базовой интенсивности отказов выбирались из соответствующих таблиц справочника MIL HDBK-217F. 

 

Расчет надежности

Адаптер ВСИ

Тип ЭРИ	Кол-во	lэ*106	lЭ*N*106
Чип резисторы	53	0,0071	0,3763
Чип конденсаторы	44	0,033	1,452
Чип конденсаторы танталовые	6	0,023	0,138
Кварцевые резонаторы	2	0,32	0,64
Чип дроссели	6	0,023	0,138
Переключатель SWD1-3	1	0,018	0,018
Штыри на плату PLD	3	0,055	0,165
Разъем питания LD-0223	1	0,11	0,11
Розетка на плату RJ45	1	0,11	0,11
Микросхемы
LM2675M-3,3	1	0,0095	0,95
IN74AC14D	7	0,027	0,189
IN74АС05D	7	0,027	0,189
ATXMEGA128A1	1	0,24	0,24
MAX3232ESE	1	0,024	0,024
IN74AC373DW	1	0,027	0,027
W5300	1	0,49	0,49
16PT8510LF	1	0,027	0,027
IN74AC299DW	5	0,027	0,135
Пайки	893	0.00098	0,875

 

 

Интенсивность отказа для выше приведенных данных в таблице расчитывается по формуле:

Sl= N* l0*106

Суммарная интенсивность отказа (1 /час),                    Sl = 4,4*10-6 
С учетом коэффициента устаревания (Ку = 0,85), (1 /час)   Sl = 3,7*10-6

Наработка на отказ (час.)                                        Т0 = 2,7*105ч

Наработка на отказ составляет примерно 30 астрономических лет.

Таким образом, расчеты показывают, что адаптер ВСИ имеет наработку на отказ 2.7*105ч., что значительно превосходит требования технического задания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.Оценка технологичности изделия

 

Под технологичностью конструкций аппаратуры следует понимать совокупность свойств конструкции, проявляющихся в возможности оптимальных затрат труда, материалов и времени при технологической подготовке производства, изготовления, эксплуатации и ремонте, по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения при обеспечении установленных значений показателей качества и принятых условиях изготовления, эксплуатации и ремонте [ ].

Для оценки технологичности конструкций аппаратуры используют относительные частные показатели и комплексный показатель , рассчитываемый по средневзвешенному значению относительно частных показателей с учетом коэффициентов , характеризующих весовую значимость частных показателей, то есть степень их влияния на трудоемкость изготовления изделия. Значения относительно частных показателей находятся в пределах , при этом рост показателя соответствует более высокой технологичности изделия. Коэффициент зависит от порядкового номера основных показателей технологичности, ранжированная последовательность которых устанавливается экспертно [3].

Базовый показатель технологичности конструкций – показатель технологичности конструкции, принятый за исходный при сравнительной оценке технологичности конструкции изделия.

Состав базовых показателей, их ранжированная последовательность по значимости, коэффициенты значимости приведены в таблицах.

В нашей проектируемой системе выделим изделия двух классов:

- электромеханические и механические;

- электронные и радиотехнические;

Для расчета комплексного показателя технологичности конструкции для каждого класса изделий выбирается несколько дополнительных, относительных показателей, которые оказывают наибольшее влияние на технологичность конструкции. Состав таких показателей, их ранжированная последовательность по значимости и весовые коэффициенты приведены в таблицах.

Основным показателем, используемым для оценки технологичности конструкции, является комплексный показатель, под которым понимается показатель технологичности конструкции, характеризующий несколько ее признаков. Комплексный показатель определяется на основе базовых показателей по формуле:

где - показатель, определяемый по таблице базовых показателей;

- функция, нормирующая весовую  значимость показателей;

i – порядковый номер показателя в ранжированной последовательности;

g – общее число относительных частных показателей.

Расчет технологичности конструкции будет состоять из состава показателей технологичности конструкции радиотехнических изделий и состава показателей технологичности конструкции механических изделий.

 

 

 

 

 

 

11.1 Расчет технологичности функционального узла

 

Состав показателей технологичности конструкции для электронных и радиотехнических изделий.

№ п/п	Показатель технологичности
1	Коэффициент использования микросхем и микросборок, Kисп мс	1,000
2	Коэффициент автоматизации и механизации монтажа, Kам	1,000
3	Коэффициент механизации подготовки электрорадиоэлементов,	0,750
4	Коэффициент механизации настройки, контроля,	0,500
5	Коэффициент повторяемости электрорадиоэлементов,	0,310
6	Коэффициент применяемости электрорадиоэлементов,	0,187
7	Kоэффициент применения типовых технологических процессов, КQ	0,110

 

1. Коэффициент использования микросхем

  

где - общее число микросхем

 - общее число электрорадиоэлементов.

 

2. Коэффициент автоматизации и  механизации монтажа

где - число монтажных соединений, которые могут осуществляться  механическим или автоматическим способом.