Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
²Белорусский Государственный Университет Информатики и Радиоэлектроники²
Кафедра:Радиоэлектронных средств
Факультет:Компьютерного проектирования
пояснительная записка
к дипломному проекту
на тему:
ВОСЬМИПОЛОСНЫЙСТЕРЕОФОНИЧЕСКИЙ КОРРЕКТОР
Минск 2002
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙУНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
ФакультетКПКафедраРЭС
Специальность___Проектирование и производство РЭС
Специализация УТВЕРЖДАЮ
Зав. Кафедрой
«_____» г.
ЗАДАНИЕ
по дипломномупроекту студента
Чернецкий ВладимирВикторович
(фамилия, имя, отчество)
1. Тема проектаСтереофонический восьмиполосныйкорректор
утверждена приказом поуниверситету от «_____»г. №
2. Срок сдачи студентом законченногопроекта
3. Исходные данные к проекту
3.1 Схема электрическая принципиальная
3.2 Электрические параметры:
3.2.1 Напряжение источника питания 220 В
3.2.2 Частота сети 50 Гц
3.2.3 Потребляемая мощность не более 30 Вт
3.2.4 Напряжение питания модуля управления±16В
3.3 Условия эксплуатации по ГОСТ 22261-82,группа 2. Требования к климатическим условиям по ГОСТ 15150-69 УХЛ 4.2
3.4 Конструкторскиетребования:
3.4.1 Габаритные размеры, не более, мм 300х300х100
3.4.2 Коэффициент заполнения по объему, неменее 0,5
3.4.3 Масса изделия, не более 5 кг
3.5 Требования к надежности по ГОСТ27.003-90
3.6 Комплексный показательтехнологичности, не менее 0,6
3.7 Годовая программа выпуска, шт. 600
3.8 Специальные технические требованияопределяются конструкцией и назначением устройства
4. Содержание расчётно — пояснительнойзаписки (перечень подлежащих разработке вопросов)
Титульный лист.Задание. Аннотация. Содержание. Введение.
4.1. Техническоезадание
4.2. Анализ исходных данных и основные техническиетребования к разрабатываемой конструкции
4.3. Выбор и обоснование элементной базы,унифицированных узлов, установочных изделий и материалов конструкции
4.4. Выбор и обоснование компоновочной схемы, методови принципа конструирования
4.5. Выбор способов и средств теплозащиты,герметизации, виброзащиты и экранирования
4.6. Расчет конструктивных параметров изделия:
4.6.1. Компоновочный расчет блоков РЭС.
4.6.2. Расчет теплового режима.
4.6.3.Расчет конструктивно-технологическихпараметров печатной платы.Выбор и обоснование метода изготовления печатнойплаты.
4.6.4. Расчет механической прочности и системывиброударной защиты.
4.6.5. Расчет надежности.
4.7. Обоснование выбора средств автоматизированногопроектирования
4.8. Технологическая часть дипломного проекта:
4.8.1. Определение показателей технологичности.
4.8.2. Разработка технологической схемы cборки.
4.8.3.Разработка маршрутного ТП сборки и монтажапечатной платы.
4.9. Технико-экономическое обоснование конструкции
4.10. Охрана труда и экологическая безопасность
Заключение. Список используемых источников.Приложения.
5. Перечень графического материала (сточным указанием обязательных чертежей)
1.Восьмиполосныйстереофонический корректор (Сборочный чертёж) А1
2.Восьмиполосный стереофоническийкорректор
(Схема электрическаяпринципиальная) А1
3. Плата фильтров иусилителей (Сборочный чертёж) А1
4. Плата печатная А1(2формата)
5. Плата управления корректором(Сборочный чертёж) А1
6. Содержание задания потехнико-экономическому обоснованию
Технико-экономическоеобоснование производства и внедрения изделия
Задание выдал:/Сак А.В. /
7. Содержание задания попроизводственной и экологической безопасности
Охрана труда иэкологическая безопасность (проектирование и расчет искусственного освещения вконструкторском бюро)
Задание выдал:/ Михнюк Т.Ф. /
8. Календарный графикработы над проектом на весь период проектирования (с указанием сроковвыполнения и трудоемкости отдельных этапов)
Дата выдачи заданияРуководитель Гришель Р.П.
Задание принял кисполнению
УДК 621.396.6.008.03
Чернецкий В.В.
«Восьмиполосный стереофонический корректор». Дипломный проектпо специальности «Проектирование и производство РЭС».
–Мн.: БГУИР. -___л.
Разработан восьмиполосный стереофонический корректор.Разработан технологический процесс сборки на современном технологическомоборудовании. Установлены требования к климатическим и механическим воздействиям.Разработана технология сборки корректора. Рассчитана экономическаярентабельность инвестиций. В проекте учтены требования по защите воздушной средыот загрязнения при производстве плат селекторов каналов.
Ключевые слова: корректор, установка, контроль.
Ил. 1, табл. 15, список лит. –21 назв;
Графическая часть – 6л. А1.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Техническое задание
2 Анализ исходных данных и основныетехнические требования к разрабатываемой конструкции
2.1 Анализ климатических факторов
2.2 Анализ дестабилизирующих факторов
3 Выбор и обоснование элементнойбазы, унифицированных узлов, установочных изделий и материалов конструкции
4 Выбор и обоснование компоновочнойсхемы, методов и
принципа конструирования
5 Выбор способов и методовтеплозащиты, герметизации, виброзащиты и экранирования
5.1 Выбор способов и методовтеплозащиты
5.2 Выбор способов и методовгерметизации
5.3 Выбор методов виброзащиты
5.4Выбор методов экранирования
6 Расчет конструктивных параметровизделия
6.1 Компоновочный расчет изделия
6.2 Расчет теплового режима восьмиполосного стереофоническогокорректора
6.2.1 Расчет пластинчатого радиатора при естественном воздушномохлаждении для транзистора КТ815Б.
6.2.2 Расчет теплового режима блока в перфорированномкорпусе и режима работы наиболее теплонагруженных элементов.
6.2.3 Расчет температурных режимов наиболее теплонагруженныхэлементов схемы.
6.3 Расчет конструктивно-технологических параметров печатнойплаты.Выбор и обоснование метода изготовления печатной платы
6.3.1 Расчет проводящего рисунка печатной платыэквалайзера
6.3.2. Расчет печатной платыэквалайзера по постоянному току
6.4 Расчет механической прочности и системывиброударной защиты.
6.5 Расчет надежности устройства7 Обоснование выбора средствавтоматизированного проектирования8Технологическая часть
8.1 Анализтехнологичности конструкции изделия.
8.2 Разработка технологической схемы сборки
8.3 Разработка маршрутного ТП сборкии монтажа печатной платы.
9 Технико-экономическое Обоснование Дипломного Проекта
9.1 Цели и задачи технико-экономического обоснования дипломного проекта
9.2 Определение себестоимости товара и рыночной цены
9.3 Расчёт сметной стоимости НИОКР
9.4 Расчет единовременных затрат
9.5 Расчет годового экономического эффекта
10 Охрана труда и экологическаябезопасность10.1 Проектирование и расчетискусственного освещения вконструкторском бюро
Заключение
Список используемых источников
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Качество конструкции РЭС,а так же оптимальность самого процесса конструирования (сроки, трудозатраты)зависят не только от организации процесса конструирования, но и от методологииего проведения. Переход при конструировании РЭС на элементную базу МЭА(микроэлектронные изделия) привел не только к изменению (конкретных)предпосылок (изменению элементной базы, расширение области использования РЭС),но и методов конструирования и показателей качества. Изменение методовконструирования современных РЭС по сравнению с аппаратурой первых поколенийхарактеризуется:
1) более широкимиспользованием системного подхода, что увеличило роль конструктора и технологана всех этапах проектирования изделия;
2) снижением цикла итрудоемкости конструкторских работ благодаря широкому использованию методовавтоматизированного конструкторского проектирования;
3) более широкимиспользованием стандартов.
Целью данного проектаявляется разработка конкретного функционально законченного устройства — восьмиполосногостереофонического корректора, предназначенного для компенсации неравномерностиАЧХ акустических систем, несовершенства акустических свойств помещения,возрастных изменений слуха, осуществлять коррекцию магнитофонных записей дляулучшения их качества. Разработка данного устройства вызвана повышениемтребований к качеству звуковоспроизведения. Различные варианты подобныхустройств, предлагаемые системой торговли, для большинства потребителейявляются слишком дорогими. Людям, не имеющим профессиональной аппаратуры,необходим корректор, сочетающий компромисс между ценой и качеством.Предлагаемый корректор обладает хорошими техническими характеристиками и проств эксплуатации.
В ходе дипломногопроектирования решаются следующие задачи:
1) производитсяанализ технического задания с точки зрения конструктора РЭС;
2) анализируетсясхема электрическая принципиальная;
3) обосновываетсяэлементная база и материалы проектируемого изделия;
4) производственныерасчеты, подтверждающие работоспособность устройства;
5) выбирается методмонтажа РЭА;
6) на этаперазработки печатной платы выполняется расчет проводящего рисунка. Кроме того,оцениваются электрические параметры печатной платы. Детально оцениваетсяпомехоустойчивость;
7) производится выбори обоснование допусков на несущие конструкции;
8) разрабатываетсявнутренняя компоновка устройства.
Министерствообразования РБ
Белорусский Государственный Университет Информатики и Радиоэлектроники
СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ
Руководитель проекта Заведующийкафедрой РЭС
_________ Гришель Р.П. ОбразцовН.С.
"____"_____________2000г."____"______________2000 г. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
на выполнениеопытно-конструкторской работы по теме:
«Восьмиполосный стереофонический корректор „
Представитель заказчика: Представительисполнителя:
______________________ студентгруппы 710201
______________________ ЧернецкийВ.В.
1ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ1 Наименованиеи область применения
1.1 Восьмиполосный стереофонический корректор являетсяфункционально законченным устройством.
1.2 Корректор предназначен для компенсации неравномерностиАЧХ акустических систем, осуществления коррекции магнитофонных записей,повышения качества восприятия звуковой программы.2 Основаниядля разработки
Основанием для разработкиявляется задание на дипломный проект, выданное на кафедре РЭС.
3 Исполнители ОКР
3.1 Белорусский Государственный УниверситетИнформатики и Радиоэлектроники. Кафедра РЭС.
4 Требования к климатическим и механическимвоздействиям
4.1 Устройство управления должно соответствоватьтребованиям ГОСТ 15150-69 и 2 группы ГОСТ 22261-82.
4.2 Изделие должносохранять внешний вид и свои параметры в процессе воздействия следующих видовклиматических и механических факторов, указанных в таблице 1.1, соответствующихклиматическому исполнению УХЛ категории размещения 4.1 по ГОСТ 15150-69.
Таблица 1.1 — Параметры воздействийВлияющие факторы Рабочие условия Предельные условия эксплуатации Температура окружающего воздуха,°С Верхнее значение Нижнее значение Верхнее значение Нижнее значение +25 +10 +40 +1
Относительная влажность,%
(при t= 20°С) 60(20) 80(25) Атмосферное давление, кПа 106,7 86,6 147 84
4.3 Номинальные значения влияющих величин по ГОСТ22261-82;
температура окружающего воздуха 20°С±5%; относительная
влажность воздуха – 40-70%; атмосферное давление –88-104 кПа.
4.4 Устройстводолжно обеспечивать в рабочих условиях требуемые характеристики по истечениивремени установления рабочего режима.
4.5 Время установления рабочего режима не должно бытьболее 10 секунд по ГОСТ 22261-82, устройство должно допускать продолжительностьнепрерывной работы не менее 8 часов.
5 Требования к конструктивному исполнению
5.1 Масса устройства должна быть не более 5 кг.
5.2 Устройство должно иметь габаритные размеры 300х300х100(мм).
6 Требования к надёжности
6.1 По требованиям к надёжности корректор должносоответствовать требованиям ГОСТ 22261-82.
6.2 Время безотказной работы должно быть не менее15000 часов.
6.3 Значение среднего ресурса должно быть не менее5000 часов.
7 Электрические характеристики
7.1 Питание корректора должно осуществлятся от сети напряжением~ 220 В, частота 50 Гц, потребляемая мощность устройства не более 30 Вт.
7.2 Питание корректора двигателями осуществляется напряжением±16В.
8 Эстетические и эргономические требования
8.1 Конструкцияустройства по эргономическим показателям должна обеспечивать удобство работы .
8.2 Органы управления и индикации должны бытьрасположены в местах с достаточным обзором и удобством обслуживания согласноГОСТ 23000-78.
8.3 Конструкция устройства должна обеспечивать удобныйдоступ элементам и составным частям, требующим регулировки, а также возможностизамены сменных элементов и составных частей.
9 Экономические требования
9.1 Тип производства — мелкосерийное.
9.2 Предполагаемая программа выпуска — 600 шт/год.
10 Требования безопасности и требования по охране труда
10.1 Конструкцией корректора должна быть обеспечена безопасностьперсонала при эксплуатации. Общие требования электрической и механическойбезопасности по ГОСТ 12.2.007.0- 75.
10.2 По способу защиты человека от поражения электрическим токомустройство должно быть изготовлено в соответствии с требованиями ГОСТ12.2.007-75. Класс защиты — 2.
10.3 Меры защиты от поражения электрическим током должны соответствоватьтребованиям ГОСТ 25861-83 и ГОСТ 12.1.019-
11 Остальные требования уточняются в процессе проектирования.
2. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХДАННЫХ И ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ
2.1 Анализклиматических факторов
Изделие должно сохранятьсвои параметры в пределах норм, установленных техническим заданием, стандартомили техническими условиями в течение срока службы и срока сохраняемости,указанных в техническом задании после или в процессе воздействия климатическихфакторов, значения которых установлены ГОСТ 15150-69.
Изделие предназначают для эксплуатации водном или нескольких макроклиматических районах и изготавливают в различныхклиматических исполнениях.
Разрабатываемоеустройство предназначено для эксплуатации в районах с умеренным и холоднымклиматом.
К макроклиматическомурайону с умеренным климатом относятся районы, где средняя из абсолютныхмаксимумов температура воздуха равна или ниже плюс 40°С, а средняя из ежегодных абсолютныхминимумов температура воздуха равна или выше минус 45 °С.
К макроклиматическомурайону с холодным климатом относятся районы, в которых средняя из ежегодныхабсолютных минимумов температура воздуха ниже минус 45 °С.
Исходя из вышесказанного,корректор будет изготавливаться в климатическом исполнении УХЛ.
Следует отметить, чтоизделия в исполнении УХЛ могут эксплуатироваться в теплом влажном, жарком сухоми очень жарком сухом климатических районах по ГОСТ 16350-80, в которых средняяиз ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха выше плюс 40°С, и сочетание температуры, равнойили выше О°С, иотносительной влажности, равной или выше 80%, наблюдается более 1 часов в суткиза непрерывный период более двух месяцев в году.
Изделия в различныхклиматических исполнениях в зависимости от места размещения при эксплуатации ввоздушной среде на высотах до 4300 м изготавливают по категориям размещенияизделий.
Разрабатываемый восьмиполосныйстереофонический корректор предназначен для эксплуатации в помещениях (объемах)с искусственно регулируемыми климатическими условиями, например, в закрытыхотапливаемых или охлаждаемых и вентилируемых производственных и другихпомещениях (отсутствие воздействия атмосферных осадков, прямого солнечногоизлучения, ветра, песка, пыли наружного воздуха, отсутствие или существенноеуменьшение воздействия рассеянного солнечного излучения и конденсации влаги), аконкретнее — в лабораторных, капитальных жилых и других подобного типапомещениях. Следовательно, корректор относится к категории исполнения 4.2.
Нормальные значенияклиматических факторов внешней среды при эксплуатации изделий принимают равнымиследующим значениям:
— верхнее рабочеезначение температуры окружающего воздуха при эксплуатации, °С +35;
— нижнее рабочее значение температурыокружающего воздуха при эксплуатации, °С +10;
— верхнее предельноерабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации, °С +40;
— нижнее предельноерабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации, °С +1;
— величина изменениятемпературы окружающего воздуха за 8 ч., °С 40;
— верхнее значениеотносительной влажности при температуре плюс 25 °С, % 80;
— среднегодовое значениеотносительной влажности при температуре плюс 20 °С, % 60;
— среднегодовое значениеабсолютной влажности, г/>м 10;
— верхнее рабочее значение атмосферного
давления, кПа (мм рт.ст.) 106,7 (800);
— нижнее рабочее значениеатмосферного давления,
кПа (мм рт. ст.) 86,6 (650);
— нижнее предельное рабочеезначение атмосферного
давления, кПа (мм рт.ст.) 84,0 (630).
Указанное верхнее значение относительнойвлажности воздуха нормируется также при более низких температурах; при болеевысоких температурах относительно влажность ниже.
Так как нормированноеверхнее значение относительной влажности 80%, то конденсация влаги ненаблюдается.
Содержание в атмосфере наоткрытом воздухе коррозионно-активных реагентов:
— сернистый газ, мг/м, неболее 0,025;
— хлориды, мг/м, не более 0,00035.
Содержание коррозионно-активныхреагентов в атмосфере помещений категории 4 в 2-5 раз меньше указанного иустанавливается на основании измерений, но так как данные измеренийотсутствуют, то содержание коррозионно-активных агентов принимаем равным 30 %указанного.
За нормальные значенияфакторов внешней среды при испытаниях изделия (нормальные климатические условияиспытаний) принимаются следующие:
— температура, °С +25±10%;
— относительная влажностьвоздуха, % 45...80;
— атмосферное давление,мм рт. ст. 630...800.
Так как восьмиполосныйстереофонический корректор предназначен для работы в нормальных условиях, вкачестве номинальных значений климатических факторов указанные выше принимаютнормальные значения климатических факторов указанные выше.
За эффективнуютемпературу окружающей среды (при тепловых расчетах) принимается максимальноезначение температуры.
За эффективные значениясочетания влажности и температуры при расчетах параметров изделия, изменениекоторых вызывается сравнительно длительными процессами, принимаютсясреднемесячные значения сочетаний влажности и температуры в наиболее теплый ивлажный период (с учетом продолжительности их воздействия).
За эффективные значенияконцентрации агрессивной среды принимают среднее логарифмическое значениесодержания коррозионно-активных реагентов, соответствующего данному типуатмосферы.
За эффективное значениедавления воздуха принимается среднее значение давления.
Группа условийэксплуатации по коррозионной активности для металлов и сплавов без покрытий, атакже с неметаллическими и неметаллическими неорганическими покрытиями — 1.
Группа условийэксплуатации в зависимости от климатического исполнения к категории размещенияизделия (УХЛ 4.2) — 1.
Условия хранения изделийопределяются местом их размещения, макроклиматическим районом и типом атмосферыи характеризуется совокупностью климатических факторов, воздействующих прихранении на упакованные или законсервированные изделия. Согласно ГОСТ 15150-69,для проектируемого изделия удовлетворительными являются условия хранения вотапливаемых и вентилируемых складах, хранилищах с кондиционированием воздуха,расположенных в любых макроклиматических районах.
Обозначения такого хранилища:основное — 1, буквенное — Л, текстовое “отапливаемое хранилище”. Климатическиефакторы, характерные для данных условий хранения:
— температура воздуха, °С +5...+40;
— максимальное значениеотносительной влажности воздуха при температуре плюс 5 °С, % 80;
— среднегодовое значениеотносительной влажности воздуха при температуре плюс 20 °С, % 60;
— пылевое загрязнениенезначительно;
— действие солнечногоизлучения, дождя, плесневых грибков отсутствует.
Условия транспортированияданного изделия являются такими же, как и условия хранения. Транспортировкаосуществляется в закрытых транспортных средствах, где колебания температуры ивлажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе.
Климатические факторы, характерные дляданных условий транспортировки:
— температура воздуха, °С ±50;
— максимальное значениеотносительной влажности воздуха при температуре минус 50 °С, % 100;
— среднегодовое значениевлажности воздуха при температуре плюс 20 °С, % 60;
— пылевое загрязнениенезначительно.
2.2 Анализдестабилизирующих факторов
По ГОСТ 11478 — 88аппаратуру в зависимости от условий эксплуатации подразделяют на 4 группы.Разрабатываемое устройство относится к группе 1 (условия эксплуатации — влабораторных, капитальных жилых и других подобных помещениях).
На аппаратуру этой группыдействуют следующие дестабилизирующие факторы:
— синусоидальныевибрации;
— различные механическиевоздействия при транспортировке;
— пониженная и повышеннаятемпература среды;
— повышенная влажностьвоздуха;
— воздействие пыли.
Для того чтобы выяснить,как поведет себя аппаратура при воздействии этих факторов, а также для проверкисоответствия её установленным в техническом задании требованиям, проводятиспытания аппаратуры на воздействие внешних механических и климатическихфакторов.
Испытания, проводимые дляданной группы аппаратуры и значения механических и климатических факторов,которые она должна выдерживать, указаны в ГОСТ 11478-88.
При испытании навоздействие пониженной температуры среды и повышенной влажности в ТЗ нааппаратуру допускается по согласованию с заказчиком устанавливать значениярабочей пониженной температуры и относительной влажности, отличное от указанныхв ГОСТ 11478-88.
Испытания рекомендуетсяпроводить на одних и тех же образцах аппаратуры в следующей последовательности:
— механические испытания;
— испытание навоздействие повышенной температуры среды;
— испытание навоздействие повышенной влажности;
— испытание навоздействие пониженной температуры среды.
Испытания на воздействиепыли и на прочность при падении рекомендуется проводить на образцах аппаратуры,которые не подвергались испытаниям других видов.
Испытание включает следующий рядопераций, проводимых последовательно:
— начальная стабилизация(если требуется);
— начальные проверки иначальные измерения (если требуется);
выдержка;
— конечная стабилизация(если требуется);
— заключительные проверкии измерения (если требуется).
До и после испытаниязначения параметров и характеристик должны соответствовать требованиям длянормальных климатических условий, установленных в стандартах на аппаратуру.
Аппаратуру считают выдержавшейиспытание, если после испытания не нарушена сохранность внешнего вида ихарактеристики и параметры аппаратуры соответствуют требованиям, установленнымв стандартах или ТУ на аппаратуру и в ПИ для данного вида.
3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ,УНИФИЦИРОВАННЫХ УЗЛОВ, УСТАНОВОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ И МАТЕРИАЛОВ КОНСТРУКЦИИ
Выбор элементной базыунифицированных узлов необходимо производить исходя из условий эксплуатацииустройства. Ко всем электрорадиоэлементам схемы и конструкционным материалампредъявляются те же требования, что и ко всему устройству в целом.
Выбор ЭРЭ и материаловпроизводится на основе требований к аппаратуре, в частности, кинематических,механических и других воздействий при анализе работы каждого ЭРЭ и каждогоматериала внутри блока, и условий работы каждого блока конструкции [1].
Выбор резисторов будемпроизводить учитывая:
— эксплуатационныефакторы (интервал рабочих температур, относительную влажность окружающей среды,атмосферное давление);
— значение электрическихпараметров и их допустимое отклонение в процессе эксплуатации (номинальноесопротивление, допуск, и др.);
— показатели надежности идолговечности;
— конструкцию резисторов,способ монтажа, массу.
В целях повышениянадежности и долговечности резисторов (и других ЭРЭ), во всех возможных случаяхследует использовать их при менее жестких нагрузках и в облегченных режимах посравнению с допустимыми [1] .
Исходя из схемыэлектрической принципиальной определяем, что постоянные резисторы должныобеспечивать номинальную мощность 0,125 Вт и мощность 0.5Вт, используемые вблоке питания. При этом используются резисторы сопротивлением от 100 Ом до 200кОм.
Учитывая все этихарактеристики (требования по габаритам и массе, требования в областикинематических и механических воздействий), перечисленным требованиямудовлетворяют постоянные непроволочные резисторы общего назначения типа C2-29В и С2-33Н [2] .
Резисторы этих типов имеют характеристики приведенные в таблице3.1.
Таблица 3.1 Эксплуатационныехарактеристики резисторов типа
С2-29В и С2-33НХарактеристика Значение 1 2 Диапазон номинальных сопротивлений при мощности 0,125 Вт
10 Ом … 100 МОм Уровень собственных шумов, мкВ/В 1,5
Температура окружающей среды, 0С от –60 до +70
Относительная влажность воздуха при температуре +35 0С,% до 98 Пониженное атмосферное давление, Па до 133 Предельное рабочее напряжение постоянного и переменного тока, В 200
Минимальная наработка, ч 25000
Срок сохраняемости, лет 25
/> /> /> />
Эксплуатационнаянадежность конденсаторов, так же как и резисторов, во многом определяетсяправильным выбором их типа и возможного использования их в режимах, непревышающих допустимые.
Для правильного выборатипа конденсаторов необходимо, с учетом требований к устройству, принимать вовнимание следующие факторы:
— значение номинальныхпараметров и их допустимые изменения в процессе эксплуатации (номинальнаяемкость, допуск и др.);
— эксплуатационныефакторы;
— показатели надежности идолговечности;
— конструкциюконденсаторов, способы их монтажа, габариты и массу.
С учетом всех выше изложенных требованийпроведем выбор конденсаторов постоянной емкости [2]. В качестве такихконденсаторов выбираем конденсаторы типа КМ-5а, КМ-5б. Эксплуатационные характеристикиконденсаторов этих типов приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 Эксплуатационныехарактеристики конденсаторов типа КМ-5а, КМ-5б, КМ-6а
Характеристика Значение 1 2
Температура окружающей среды, 0С от –60 до +85 Относительная влажность воздуха, % до 98 Атмосферное давление, мм рт. ст.
10-6 до 3атм. Вибрационные нагрузки с ускорением в диапазоне 5 – 200 Гц 10g Многократные удары с ускорением до 35g Линейные нагрузки с ускорением, не более 100g Тангенс угла потерь, не более 0,0012 Минимальная наработка, ч 15000 Срок сохранения, лет 12
Схема электрическая принципиальнаясодержит также и полярные конденсаторы. С учетом всех требований предъявляемыхк ним выберем электролитические конденсаторы типа К50-35, К73-17.
Эксплуатационные характеристики конденсаторов этих типовприведены в табл. 3.3.
Таблица 3.3 Эксплуатационные характеристики конденсаторов типаК50-35, К73-17Характеристика Значение К50-6 К53-1
Температура окружающей среды,0С -10 +85 -80 +85 Относительная влажность воздуха, % 98 98 Атмосферное давление, кПа 1,3 до 2942
6,7.102 3.105 Вибрационные нагрузки с ускорением в диапазоне 1 – 600 Гц до 10 до 10 Многократные удары с ускорением до 15 до 15 Линейные нагрузки с ускорением до 100 до 100 Допустимые отклонения емкости, % -20…+80 -10…+30 Минимальная наработка, ч 5000 15000 Срок сохранения, лет 2 12
Далее приступаем к выборутранзисторов. Их выбор также будем проводить с учетом климатических имеханических факторов, а также исходя из схемы электрической принципиальной, Такимобразом в устройстве применим транзисторы серии КТ815Б, КТ 814Б, КТ315Б,КТ361Б.
Эксплуатационныепараметры транзисторов этого типа приведены в табл. 3.4.
Таблица 3.4 Эксплуатационныепараметры транзисторов КТ814Б Характеристика Значение
Температура окружающей среды, 0С от -45 до +100 Относительная влажность воздуха, % до 98 Ускорение при многократных ударах до 75g Ускорение при линейных нагрузках до 25g Ускорение при вибрации в диапазоне частот 10 – 600 Гц до 10g
При выборе материалов конструкции, такжекак и при выборе элементной базы, необходимо руководствоваться комплексомвзаимосвязанных физико-механических, электрических, технологических,экономических и других требований.
В первую очередь проведемвыбор материала печатных плат.
Основными материалами,применяемыми для изготовления печатных плат, являются слоистые пластики,состоящие из связки и наполнителя. Основные параметры этих материалов приведеныв таблице 3.5.
Таблица 3.5 Основныепараметры слоистых пластиковПараметр Значение Гетинакс Текстолит Стекло-текстолит 1 2 3 4 Относительная диэлектрическая проницаемость 4,5…6 4,5…6 5…6 Тангенс узла потерь (диэлектрических) 0,008…0,02 0,03…0,04 0,005…0,02 Объемное удельное сопротивление 10…1 000 10…1 000 1 000…10 000
Диапазон рабочих температур, 0С от –60 до+80 от –60 до+70 от –60 до+80 Коэффициент теплопроводности 0,25…0,3 0,23…0,3 0,34…0,74 ТКПР 22 22 8…9 Удельная прочность при растяжении 49 70 180 Удельная прочность при сжатии - 105 42
Выбор материалов дляпроизводства печатной платы нашего устройства необходимо производить исходя изусловий его эксплуатации и условий проведения испытаний на прочность.
Материал печатной платыдолжен обладать механической прочностью на изгиб и растяжение. Кроме этогоматериал печатной платы должен иметь диапазон рабочих температур не меньший,чем у всего устройства.
Учитывая эти и другиетребования можно выбрать в качестве материала печатной платы стеклотекстолитмарки СФ1-35-2.0 ГОСТ 10316-78.
При выборе припоя следует учитывать, что припой должен бытьлегкоплавким, недорогим и технологичным. Кроме этого припой должен обладатьхорошей адгезией к меди, а также иметь малое переходное сопротивление. Выберемнаиболее распространенный оловянно-свинцовый припой марки ПОС-61 ГОСТ 21931-76.Характеристики этого припоя приведены в таблице 4.6.
Таблица 3.6 Характеристика припоя марки ПОС – 61 Характеристика Значение
Температура полного расплавления, 0С 190 Электросопротивление, мкОм/м 0,12 Прочность паяемых соединений, Мпа 30…40
Для электрических соединений между платой и другимиэлементами, а также между элементами устройства необходимо использоватьпровода. Они должны быть изолированными, для предотвращения коротких замыканийи коррозии. Выберем в качестве такового провод марки МНВ 7, который являетсястойким к воздействию влаги и повышенной температуры.
Критерием выбора электрорадиоэлементов(ЭРЭ) в любом радиоэлектронном устройстве является соответствие технологическихи эксплуатационных характеристик ЭРЭ заданным условиям работы и условиям эксплуатации.
Основными параметрами при выборе ЭРЭявляются:
а) технические параметры :
· номинальное значение параметровЭРЭ согласно принципиальной электрической схеме устройства;
· допустимые отклонения величин ЭРЭот их номинальных значений;
· допустимые рабочие напряжения ЭРЭ;
· допустимые рассеиваемые мощностиЭРЭ;
· диапазон рабочих частот;
· коэффициент электрической нагрузкиЭРЭ;
б) эксплуатационные параметры:
· диапазон рабочих температур;
· относительная влажность воздуха;
· давление окружающей среды;
· вибрационные нагрузки;
· другие(специальные показатели).
Дополнительными критериями при выборе ЭРЭявляются:
· унификация ЭРЭ;
· минимальная стоимость;
· масса и габариты ЭРЭ;
· надежность.
Выбор элементной базы по вышеназваннымкритериям позволяет обеспечить надежную работу изделия. Применение принциповстандартизации и унификации при выборе ЭРЭ, а также при конструировании изделияв целом позволяет получить следующие преимущества:
1) Значительно сократить сроки истоимость проектирования.
2) Сократить напредприятии-изготовителе номенклатуру применяемых деталей и сборочных единиц,увеличить применяемость и масштаб производства.
3) Исключить разработку специальнойоснастки и специального оборудования для каждого нового варианта РЭА, т.е.упростить подготовку производства.
4) Создать специализированныепроизводства и унифицированных сборочных единиц для централизированногообеспечения предприятий
5) Улучшить производительную иэксплуатационную технологичность.
6) Снизить себестоимость выпускаемогоизделия.
Выбор элементной базы производиться сучетом вышеперечисленных требований.
Сравнительный анализ по использованиюэлементной базы в данном корректоре согласно предложенной схеме электрическойпринципиальной показал соответствие эксплуатационных и техническиххарактеристик ЭРЭ заданным условиям эксплуатации. Этими элементами являются:
— микросхемы DA1-DA12 К174УД2;
— транзисторы VT1 типа КТ815Б, VT2 типа КТ361Б, VT3 типаКТ315Б, VT4 типа КТ3814Б;
— диоды HL1 типа АЛ307Б, VD1,VD2 типа КС156А, VD3 типаКЦ412Б
— конденсаторы типа КМ-5, К10-7В
Переключатели режимов работы данногоприбора выбраны типа П2К, в качестве выключателя служит переключатель типаПКн41. Данные типы переключателей в наибольшей степени соответствуюттребованиям технической эстетики, позволяют разработать планарнуюмалогабаритную конструкцию прибора. В данном приборе в качестве постоянныхрезисторов используются резисторы типа С2-33Н с допуском ±10%. В качествепеременных резисторов применены резисторы типа СП3-23И под печатный монтаж, вкачестве подстроечных — резисторы типаСП3-38б.
Трансформатор питания выбран типономиналаТС-6-1-220-50. Он имеет следующие эксплуатационные характеристики:
· температура окружающей среды -60…+85ºС;
· относительная влажность при 40ºСдо 98%;
· атмосферное давление 400…700мм.рт.ст;
· температура перегрева обмоток внормальных
условиях, не более 55ºС;
Держатель сетевого предохранителя типа ДПБвыбран по ГОСТ 6225-73. В качестве разъемов ,, Вход” и ,, Выход” корректораприменены соединители ОНц-КГ-4-5/16-P под печатный монтаж.
В результате сопоставления условийэксплуатации применяемых в нём ЭРЭ произведен выбор элементной базы. Выбраннаяэлементная база является унифицированной.
4. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ, МЕТОДОВ ИПРИНЦИПА КОНСТРУИРОВАНИЯ
Основная компоновочная схема изделияопределяет многие важнейшие характеристики РЭС: габариты, вес, объем монтажныхсоединений, способы защиты от полей, температуры, механических воздействий,ремонтопригодность.
Различают три основныекомпоновочные схемы РЭС [1]:
централизованная;
децентрализованная;
централизованная савтономными пультами управления.
Каждая из этих схемобладает своими достоинствами и недостатками.
При централизованнойкомпоновке все элементы сложной системы располагаются в одном отсеке наспециальных этажерочных конструкциях или шкафах, длина и количество межблочныхсоединений сведены к минимуму, ремонт и демонтаж наиболее удобны, легчевыполнить качественные системы охлаждения и амортизации. Такая компоновочная схематребует более тщательной экранировки, вызывает затрудненность компоновкиизделия, часто требующей доработки его, обладает относительно меньшейнадежностью систем охлаждения, герметизации, виброзащиты.
Децентрализованнаякомпоновочная схема обеспечивает относительно большую легкость размещенияэлементов изделия на объекте, не требуется тщательная экранировка отдельныхблоков, при соответствующих схемных решениях может быть более надежной,сохраняя частичную работоспособность при выходе из строя отдельных элементовизделия. Недостатком является значительная длина межблочных соединений,затруднен полный демонтаж системы, для каждого отдельного блока необходимопредусматривать автономные системы охлаждения, виброзащиты.
Наиболее распространенспособ централизованной компоновки, при котором все элементы сложной РЭС, кромевходных и управляющих устройств, располагают в одном участке или отсеке блока.Однако внутри этого отсека компоновка выполняется в виде совокупности отдельныхблоков и приборов.
На основе проведенногоанализа существующих конструкций выбирается метод конструирования устройства вцелом и его частей.
Рассмотрим кратко методыконструирования РЭС.
Геометрический метод.Воснову метода положена структура геометрических и кинематических связей междудеталями, представляющая собой систему опорных точек, число и размещениекоторых зависит от заданных степеней свободы и геометрических свойств твердоготела [7].
Машиностроительный метод.В основу этого метода конструирования положена структура механических связеймежду элементами, представляющая собой систему опорных поверхностей.Машиностроительный метод используется для конструирования устройств и элементовРЭА, которые несут большие механические нагрузки и в которых неизбежнывследствие этого большие деформации [7].
Топологический метод. Воснову метода положена структура физических связей между ЭРЭ. Топологическийметод, в принципе, может применяться для выявления структуры любых связей,однако конкретное его содержание проявляется там, где связности элементов можетбыть сопоставлен граф [7].
Метод проектированиямоноконструкций. Основан на минимизации числа связей в конструкции, онприменяется для создания функциональных узлов, блоков, РЭА на основеоригинальной несущей конструкции в виде моноузла (моноблока) с оригинальнымиэлементами [7].
Базовый (модульный) методконструирования. В основу метода положен модульный принцип проектирования.Деление базового метода на разновидности связано с ограничениями, схемнойконструкторской унификацией структурных уровней (модулей функциональных узлов,блоков). Базовый метод является основным при проектировании современной РЭА, онимеет много преимуществ по сравнению с методом моноконструкций [7]:
на этапе разработкипозволяет одновременно вести работу над многими узлами и блоками, что сокращаетсроки проведения разработок; упрощает отладку и сопряжение узлов в лаборатории,так как работа любого функционального узла определяется работой известныхмодулей, резко упрощается конструирование и макетирование; сокращает объеморигинальной конструкторской документации, дает возможность непрерывно совершенствоватьаппаратуру без коренных изменений конструкции; упрощает и ускоряет внесениеизменений в схему, конструкцию и конструкторскую документацию;
на этапе производства сокращаетсроки освоения серийного производства аппаратуры; упрощает сборку, монтаж,снижает требования к квалификации сборщиков и монтажников; снижает стоимостьаппаратуры благодаря широкой механизации и автоматизации производства; повышаетстепень специализации производства;
при эксплуатации повышаетэксплуатационную надежность РЭА, облегчает обслуживание, улучшаетремонтопригодность аппаратуры.
При компоновке должныбыть учтены требования оптимальных функциональных связей между модулями, ихустойчивость, стабильность, требования прочности и жесткости,помехозащищенности и нормального теплового режима, требования технологичности,эргономики, удобства эксплуатации и ремонта. Размещение комплектующих элементовв модулях всех уровней должно обеспечивать равномерное и максимальноезаполнение конструктивного объема с удобным доступом для осмотра, ремонта изамены. Замена детали или сборочной единицы не должна приводить к разборке всейконструкции или ее составных частей. Для устойчивого положения изделия в процессеэксплуатации центр тяжести должен находиться, возможно, ближе к опорнойповерхности. При компоновке модулей всех уровней необходимо выделить достаточнопространства для межсоединений.
При проектированиинеобходимо придерживаться следующих рекомендаций [7]:
минимальный внутреннийрадиус изгиба проводника должен быть не менее диаметра провода с изоляцией;
провода питанияпеременного тока следует свивать для уменьшения возможности наводок;
провода, подводящие ксменным элементам должны иметь некоторый запас по длине, допускающий повторнуюзаделку провода;
провода не должныкасаться острых металлических кромок;
монтажные проводацелесообразно связать в жгут, при этом обеспечивается возможность расчленениямонтажных операций на более простые.
Для разъемного вариантаконструкции большое распространение получило использование объединительнойпечатной платы, что позволяет существенно уменьшить габаритные размеры изделия,упростить сборку.
При компоновке РЭСнеобходимо решать вопросы электромагнитной совместимости элементов, вчастности, защиты от электромагнитных, электрических и магнитных помех.
При защите РЭС отвоздействий помех, определяют максимальное значение сигналов помехи на выходахсхем, усложняют схему введением фильтров на линиях входа-выхода, устраняютпомехи по линиям электропитания с помощью радиочастотных фильтров, экранируютвходные цепи чувствительных схем, для элементов РЭС разрабатываюткожухи-экраны.
В качестве методаконструирования выбираем базовый (модульный) метод конструирования.
5. Выбор способов и методов теплозащиты, герметизации, виброзащитыи экранирования
5.1Выбор способов и методов теплозащиты
Теплозащитой называетсясоздание таких условий,при которых количество тепла рассеиваемое РЭА в окружающую среду, будет равно мощности тепловыделенияаппаратуры. Теплозащитанеобходима для того,чтобы аппаратура нормально функционировала в заданном диапазоне температур. Причина отказов аппаратуры приотсутствии теплозащиты заключается в различных физических процессах, которые при повышении температурылибо развиваются лавинообразно, либо приводят к усиленному старению материалов, поэтому при проектированииустройства особое внимание нужно уделять защите его от воздействия тепла, т.е. обеспечить тепловой режим устройства. Для этого выбирают способ охлаждения, элементы и устройства охлаждения, оценивают вероятность обеспечениязаданного теплового режима. Для выбора способа охлаждения рассмотрим, какие виды охлаждения существуют.
Отвод тепла от нагретойповерхности элементов конструкции может производится:
— контактным способом (за счеттеплопроводимости);
— естественным воздушным охлаждением;
— жидкостным охлаждением;
— испарением жидкости;
— за счет использования эффектаПельтье;
— за счет излучения.
Сущность контактногоспособа состоит в том,что от нагретой части конструкции тепло передается через контакт к болеехолодной, которая в свою очередь, может таким же путем передаватьтепло к еще более холодной части или той части конструкции, которая, обладая лучшими условиями отдачитепла в окружающую среду,обеспечит хороший теплообмен. Качество контактного способа теплообмена зависит от ряда факторов. Прежде всего важно качество контактамежду двумя поверхностями частей конструкции, которое определяется его электрическим сопротивлением. Чем меньше электрическоесопротивление контакта,тем меньше его термическое сопротивление и, следовательно, тем лучше осуществляется передача тепла. Если охлаждающая часть конструкциине имеет условий для хорошего теплообмена с окружающей средой, то использовать ее для охлаждениятеплонагруженной части нельзя. Чем меньше теплопроводимость охлаждающей части конструкции, тем больше времени понадобится дляустранения процесса теплообмена.
Охлаждающая частьконструкции обычно выполняется из меди или алюминия. Недостаток этого способа охлаждениязаключается в том,что охлаждающая часть конструкции может сама перегреваться и контакт с нейбудет перегреваться.Этот способ охлаждения можно применять для отвода тепла от наиболеетеплонагруженных элементов схемы (мощных транзисторов и микросхем), но не для охлаждения всей аппаратуры.
К естественномувоздушному охлаждению относится охлаждение внешней средой поверхности прибора, вентиляция естественным проникающимчерез плоскость прибора окружающим воздухом и естественно — испарительное охлаждение испарениями.
Естественное охлаждениеприбора осуществляется за счет свободной конвенции окружающего воздухаомывающего наружные стенки приборного корпуса. Естественная вентиляция осуществляется за счетсвободной конвенции окружающего воздуха, поступающего во внутреннюю полость прибора. Отверстие закрывают стенкой, перфорированным листом или жалюзи. В сравнении с другими видамиохлаждения, естественная вентиляция, благодаря своей простоте, имеет значительное преимущество. Однако возможности такой вентиляцииограниченны рассеиванием тепла с единицы поверхности прибора. Кроме того, этот способ охлаждения применим лишьв том случае, если внешнеедавление окружающей среды не ниже, чем 56000Па.
К принудительномуохлаждению относится принудительная продувка внутренней зоны прибора воздухом, наружный обдув его поверхности, перемешивание воздуха внутригерметичного прибора.Принудительная вентиляция осуществляется потоком холодного воздухах снеобходимым скоростным напором. Напор воздуха создается вентиляторами или встречным потоком воздуха придвижении объекта.Такая вентиляция может быть местной или общей.
Первая осуществляетсявентиляторами, установленнымивнутри прибора в местах наибольшего выделения тепла или непосредственно увходных или выходных вентиляторных отверстий, вторая — при подключении комплекса приборных стоек к общей вентиляционной системе. По характеру работы принудительнаявентиляция делится на приточную, вытяжную и приточно-вытяжную. Приточнаявентиляция осуществляется нагнетанием в прибор охлажденного воздуха, очищенного от пыли и нормальнойвлажности. При этомнагретый воздух вытесняется из прибора естественно через выходные отверстия.
Вытяжная вентиляцияосуществляется вытяжкой нагретого воздуха из прибора со свободным замещениемего более холодным.При этом воздух,поступающий снаружи, должен быть очищен от пыли, для чего входные отверстия покрывают пылезащитнымфильтром. Этот вид вентиляции по сравнению спредыдущей более эффективен, так как вентилятор работает в среде более холодного, а следовательно, более плотного воздуха. Приточно-вытяжная вентиляция осуществляетсянагнетанием в прибор охлажденного воздуха с одновременной вытяжкой из негонагретого воздуха.Этот способ более эффективен, но сложен по исполнению.
Недостатками методовохлаждения (принудительного) является использование вентиляторов, что увеличивает габариты и весконструкции, увеличивает еесложность.
Жидкостное охлаждениеиспользуется в тех случаях, когда необходимо интенсифицировать теплоотвод при одновременном сниженииуровня шума.
Жидкий хладоген имеетболее высокий коэффициент теплоотдачи, т.е. его скорость может быть снижена, что влечет за собой снижение уровняшума. Однако поглощение выделенной теплотыокружающей средой требует применение жидкостно-воздушного теплообмена, создающего шум, но расположенного вне охлаждаемого объекта. Уровень шума можно уменьшить, используя теплообменник типажидкость-жидкость. Хладоген в жидкостных системах можетбыть изолирован от охлаждаемых элементов и транспортироваться с помощьютрубопроводов, либонепосредственно омывать охлаждаемый элемент.
В качестве такихжидкостей в настоящее время применяются фторорганические жидкости. Фреоны позволяют осуществитьтеплоотвод при сравнительно низких температурах. Недостатком жидкостных систем охлаждения является ихвысокая сложность, атакже и стоимость.
В жидкостныхиспарительных системах охлаждения отвод тепла осуществляется за счет циркуляцииохлаждающей жидкости через специальные каналы в шасси блоков, через радиаторы, а также каналы, образованные в корпусах приборов.
Теплоотвод за счетизлучения возможен только в теплопрозрачных средах. В жидкости он практическиотсутствует. При излучениитепловая энергия переносится электромагнитными волнами. Количество энергии, отводимой излучением, пропорционально четвертой степенитемпературы тела.Для увеличения интенсивности теплоотвода излучением можно увеличивать площадьизлучения, степеньчерноты поверхности или температуру поверхности излучающих компонентов.
В соответствии со всем выше сказанным можно сделать вывод отом,что внашем случае наиболее удобно использовать естественное воздушное охлаждение.Таким образом механизм передачитепла от прибора в окружающую среду будет следующим:при работе устройства элементы схемыбудут выделять тепло в пространство,расположенное внутри корпуса блока,нагреваясь,воздух в корпусе будет нагревать всвою очередь и материал корпуса,который в свою очередь будет охлаждаться путемвыделения тепла в окружающую среду.
5.2 Выборспособов и методов герметизации
Герметизация — изоляция от воздействия внешнейсреды. По назначению герметизация делитсяна следующие группы:
-пылезащитная;
-водозащитная;
-влагозащитная;
-вакуумная.
Пылезащитная герметизацияпредназначена для защиты узлов и блоков аппаратуры от проникновения в них пыли.Проникающая способностьмелкодисперсной пыли достаточно большая и швы защищаемой конструкции должныбыть достаточно плотными.
Водозащитная герметизациядля обычных условий эксплуатации выполняется без больших затруднений. Если объект рассчитывается дляработы при повышенном давлении воды, то получение водонепроницаемой конструкции усложняется сувеличением давления.Водонепроницаемая конструкция обладает хорошей теплозащитой.
Влагозащитнаягерметизация рассчитывается на такую плотность швов, при которой они не должны пропускатьвлажного воздуха.
Вакуумная герметизацияпредполагает защиту от влажного воздуха, но и от агрессивных сухих газов. Такая защита является наиболеесложной и дорогостоящей.
Так как наше устройствоимеет климатическое испытание УХЛ 4.2 по ГОСТ 15150-69, то герметизацию от воды и агрессивных сухих газов можно непроизводить. Нам необходимопровести только влагозащитную герметизацию.
Для обеспечениянадежности функционирования РЭА при воздействии влаги требуется применятьвлагозащитные конструкции,которые разделяются на две группы: монолитные и полые [8]. Монолитные пленочные оболочки используются в основном кактехнологическая защита без корпусных элементов, подлежащих герметизации в составе блока, а также компонентов с улучшеннымичастотными свойствами.Монолитные оболочки из органических материалов, выполняющие функции несущих конструкций, изготавливается методом опрессовки, пропитки, обволакивания и заливки.
В нашем же случае ненужно предусматривать применение влагозащитных конструкций, так как все элементы нашей схемы иконструкции выдерживают воздействия относительной влажности до 98 %.
5.3 Выборметодов виброзащиты
В процессе производства, эксплуатации и хранения РЭА могутиспытывать те или иные механические, динамические воздействия, которые качественно делятся на удары, вибрации и линейные ускорения.
Под вибрацией РЭС обычнопонимают длительные знакопеременные процессы в ее конструкции, которые влияют на работу РЭА.
Удар — кратковременное воздействие, сопровождающееся колебанием системына частоте в момент удара, апосле него-на собственнойчастоте конструкции.
Линейные ускоренияхарактерны для всех объектов, движущихся с переменной скоростью.
Защита РЭА отмеханических воздействий осуществляется следующими группами методов:
— уменьшается интенсивность источниковмеханических воздействий (путем балансировки, виброизоляции самого источника механических воздействий);
— уменьшение величены передаваемых РЭАвоздействий (путем его виброизоляции, демпфирования, устранения резонанса);
— использование более прочных и жесткихкомпонентов и узлов.
Методы первой группыприменяют специалисты по транспортным средствам.
Методы второй и третьейгруппы используют конструкторы РЭА, но методы активной виброзащиты имеют ограниченное применениепри высокой сложности технических решений.
Виброизоляцияосуществляется путем установки между РЭА и основанием упругих опор, образующих вместе с конструкцией РЭАсложную колебательную систему, которая обладает свойствами демпфирования, которое заключается в погашении механическихколебаний за счет трения в материале конструкции упругой опоры (резине, поролоне, вибропоглащающем покрытии), сочленение амортизатора (сухомдемпфере). Частотнаяселекция механических колебаний заключается в том, что система виброизоляции в за резонансной областиявляется фильтром нижних частот, а при совпадении собственной частоты системы и частоты внешнихвоздействий приходит в резонансный режим.
Наиболее перспективным и распространенным способомдемпфирования конструкций РЭА является одно или двухсторонняя заливка иливведение высокоэффективных вибропоглащающих материалов в структуру несущихоснований.Эти способы основаны на способности материалов этого вида рассеиватьбольшое количество энергии при растяжении,изгибе или сдвиге за счет упругихсвойств.Кнедостаткам данных способов относятся следующие факторы:худшая ремонтопригодность призаливке,худшийтеплоотвод от залитых элементов,сильная зависимость демпфирующих свойств оттемпературы,возможность возникновения больших внутренних напряжений в компаунде приизменении температуры,изменение свойств полимеров при воздействии радиации.
С учетом выше изложенногои того, что данное устройство относится кстационарной аппаратуре делаем вывод о том, что для данного устройства применять защиту от вибраций нетнеобходимости.
5.4 Выборметодов экранирования
Между двумяэлектрическими цепями находящимися на некотором расстоянии друг от друга, могут возникнуть электромагнитныесвязи через:
— электрическое поле;
— магнитное поле;
— электромагнитное поле излучения;
— провода, соединяющие эти цепи.
Поэтому при конструированииРЭА возникают следующие задачи:
— разрабатываемая аппаратура не должнамешать нормальному действию окружающей ее аппаратуры, за исключением случаев принципиальнойневозможности осуществления этого;
— в разрабатываемой аппаратуре должныбыть приняты меры к тому,чтобы окружающая аппаратура ей не мешала.
Для решения первых двухзадач необходимо встраивать помехоподавляющие элементы (экраны, фильтры, развязывающие цепи) во все вероятныеисточники наводки.Это гарантирует отсутствие наводок не только на данное устройство, но и на все остальные.
Подавление паразитныхнаводок сводится к полному устранению или устранению до допустимых величинпаразитных связей между источниками и приемниками наводок.
Способы такого ослабленияэлементарны:
— размещение вероятных источников иприемников наводок на максимально возможном расстоянии друг от друга;
— правильная взаимная ориентация ихдеталей и контуров;
— сведение к минимуму их сопротивлений, которые могут оказаться в цепях;
— изъятие посторонних проводов, которые могут связать источник иприемник и т.д.
При недостаточности всехэтих средств и мер приходится прибегать к экранированию.
Экранированием называетсялокализация электромагнитной энергии в пределах определенного пространства, достигаемая путем прегражденияраспространения ее всеми возможными способами и средствами.
Различаютмагнитостатическое и электромагнитное экранирование и экранирование от электрическихполей. Магнитостатическое экранированиепредназначено для защиты от постоянного тока и медленно изменяющегосяпеременного магнитного поля с помощью экранов, изготовленных из ферромагнитных материалов (пермоллояили стали) с большой относительной магнитной проницаемостью. При наличии такого экрана линиимагнитной индукции проходят в основном по его стенкам, которые обладают малым магнитнымсопротивлением по сравнению с воздушным пространством внутри экрана. Качество экранирования зависит отмагнитной проницаемости экрана. Этот вид экранирования используется редко.
Электромагнитное экранированиеприменяется для защиты от переменного высокочастотного магнитного поля ипроизводится с помощью экранов, изготовленных из немагнитных и ферромагнитных металлов. Оно основано на использовании тогоже явления магнитной индукции, которое приводит к возбуждению наведенных ЭДС и токов.
Экранирование полей выполняется спомощью листового металлического экрана,соединенного с корпусом прибора.Физический смысл этого вида экранирования заключается в создании короткогозамыкания на корпус для большей части паразитной ёмкости, имеющейся между экранируемыми другот друга точками. Качество экранированиясильно зависит от качества соединения экрана с корпусом прибора и частей экранадруг с другом.
Особенно важно не иметь соединительныхпроводов между частями экрана и корпусом.Эффективность экранирования электрического поля не зависит от толщены иматериала экрана. Причиной этогоявляется незначительная величина токов,текущих по экрану.
6. РАСЧЕТКОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИЗДЕЛИЯ
6.1Компоновочный расчет изделияИсходными данными длярасчета являются перечень элементов схемы электрической принципиальной,необходимые типоразмеры и установочные размеры ЭРЭ: установочный объем Vуст, установочная площадь Sуст.
Необходимые данныесведены в таблице 6.1.1
Таблица 6.1.1 Установочныезначения Vуст и массы ЭРЭ проектируемой конструкциивосьмиполосного стереофонического корректора.
Вид элемента и основные
характеристики Тип, типономи-нал
Кол.
ni
Установочный
объем,
Vуст, см3
n× Vуст,
см3
Масса m,
гр.
m×n,
гр. 1 2 3 4 5 6 7 Диоды КС 156А 2 0,44 0,88 0,3 0,6 АЛ 307Б 1 0,75 0,75 0,8 0,8 КЦ 405Б 1 4,0 4,0 6,0 6,0 Конденсаторы 100пФ КМ-5-Н30 4 0,22 0,88 0,5 2,0 1,5…18пФ К10-7В 2 0,22 0,44 0,5 1,0 330…5600пФ К10-7В 14 0,44 6,16 0,6 8,4 0,01…0,47мкф К10-7В 42 0,45 18,9 0,67 28,1 2200мкФ К50-35 4 2,5 1 6,0 24,0 Микросхемы Корпус
201.14-1 К157УД2 12 0,8 9,6 1,5 18,0 Резисторы С2-33Н-0,125 126 0,1 12,6 0,17 21,42 С2-33Н-0,25 4 0,17 0,68 0,25 1 СП3-23И 16 4,14 66,24 12,5 200,0 СП3-38б 2 0,8 1,6 1,5 3,0 Транзисторы КТ815Б 1 5 5 5 5 КТ814Б 1 5 5 5 5 КТ315Б 1 0,55 0,55 1,0 1,0 КТ361Б 1 0,55 0,55 1,0 1,0 1 2 3 4 5 6 7 Трансформатор ТС-6-1-220-50 1 180,5 180,5 490,0 490,0 Переключатели П2К 2 10 10 10 10 ПКн41 1 15 15 15 15 Держатель вставки плавкой ДВП-2-0,3А 1 5,3 5,3 10,0 10,0 Разъемы Онц-КГ-4-5/16-P 2 5 10 13,0 26,0
Vå=385,88 см3 må=973,29 гр. /> /> /> /> /> /> /> />
Суммарный объем,занимаемый ЭРЭ равен 385,88 см3. Из конструктивных соображенийвыбираем коэффициент заполнения объема корпуса корректора равным 0,5.Ориентировочно определяем реальный объем Vреал разрабатываемой конструкции по формуле:
Vреал=/> (6.1.1)
Vреал=1929,4 см3
6.2 Расчет теплового режима восьмиполосного стереофоническогокорректора
Расчет теплового режима РЭА заключается вопределении по исходным данным температур нагретой зоны и температурповерхностей и теплонагруженных радиоэлементов и сравнения полученных значенийс допустимыми для каждого радиоэлемента в заданных условиях эксплуатации.
Наиболее теплонагруженными элементамиявляются сетевой трансформатор, транзисторы VT1 и VT4типа КТ815Б и КТ814Б соответственно. Рассеиваемая мощность трансформатора врабочем режиме равна 3,9 Вт, номинальная мощность рассеяния транзисторов врабочем режиме равна 2,8 ВТ, а допустимая для транзисторов мощность рассеяния10 Вт при температуре не более 50°С.
Так как нагрузка транзистора VT1равна нагрузке транзистора VT4 и параметры этих транзисторов равны, то расчет будемпроизводить лишь для одного транзистора VT1, я расчетвторого транзистора будет аналогичен.
6.2.1 Расчет пластинчатого радиятора при естественном воздушномохлаждении для транзистора КТ815Б
Таблица 6.2.1 Исходные данные для расчетатеплового режима пластинчатого радиатораМощность рассеиваемая транзистором в рабочем режиме Р, Вт 2,8
Температура окружающей среды То.с.,°С +30
Тепловое сопротивление переход-корпус Rп-k, .,°С/Вт 2,3
Контактное сопротивление корпус-теплоотвод Rк-т, .,°С/Вт 0.5 Толщина пластины d, м
2×10-3 Максимальная температура перехода Тп, °С +125 Высота пластины h, м
30×10-3 /> /> /> /> />
Рассчитываем среднюю поверхностнуютемпературу теплоотвода
Тср=0.96[Тп-Р(Rп-k+ Rк-т)]=0.96[125-2,8/2,3+0,5)]=112,47ºC (6.2.1)
Определяем перепад между среднейповерхностной температурой теплоотвода и окружающей средой:
∆Т=Тср-Тос=112,47-30=82,47 ºC (6.2.2)
Рассчитываем вспомогательные коэффициенты:
tm=0,5·∆Т=0,5∆·82,47=41,23ºC (6.2.3)
A1=1,423-2,51·10-3·tm-1,3·10-8·tm3=1,423-2,51·10-3·41,23-1,3·
·10-8·41,233=1,319 (6.2.4)
Определяем коэффициент теплоотдачиконвенцией для вертикально-ориентированной пластины:
αк=A1(∆Т/n)0.25=9,55Вт/м²·град (6.2.5)
Рассчитываем коэффициент теплоотдачиизлучением:
αл=Е·φ·f(Тср, Тос) (6.2.6)
где Е=0.05- степень черноты дляалюминиевой пластины;
φ=1- значение коэффициентаоблученности для гладкой пластины;
f(Тср, Тос)= численное значение функции, зависящей от среднеповерхностнойтемпературы теплоотвода и температуры окружающей среды, определяемое поформуле:
f(Тср, Тос)=5,67·10-8·(Тср+273)4/∆Т=9,384 (6.2.7)
Тогда коэффициент теплоотдачи излученияравен
αл=Е·φ·f(Тср, Тос)=0.469 Вт/м²·град
Определяем суммарный коэффициенттеплоотдачи:
αсумм. = αл+ αк=9,55+0,469=10,019Вт/м²·град (6.2.8)
Рассчитываем площадь Fтеплообменной поверхности:
F=P/ αсумм. ·∆Т=2,8/ 10,019·82,47= 3,38·10-3м² (6.2.9)
Определим длину l пластины поформуле:
L=F-2h·d/2(h+d) (6.2.10)
L=0,0526=5,2·10-2
Расчет окончен.
В результате имеем следующие габаритныеразмеры пластинчатого радиатора:
Таблица 6.2.2 Результаты расчетапластинчатого радиатораДлина, м 0,053 Высота, м 0,030 Толщина, м 0,002
6.2.2 Расчет теплового режима блокав перфорированном корпусе и режима работы наиболее теплонагруженных элементов
Расчет поверхности корпуса
Sk=2[L1 L2+( L1+ L2)L3], (6.2.2.1)
где L1и L2-горизонтальные размеры корпуса, м
L3- вертикальный размер корпуса
Sk=2[210·10-3·0,25+(0,21+0,25) ·0,07]= 0,137м²
Расчет условной поверхности нагретой зоны
S3=2[L1 L2+( L1+ L2)L3Kз], (6.2.2.2)
где Kз-коэффициентзаполнения корпуса аппарата по объему, принимаем Kз=0,5
S3=2[0,21·0,25+(0,21+0,25)·0,07·0,5]= 0,111 м³
Определение удельной мощности корпуса
qk=P/ Sk (6.2.2.3)
qk=3,9/0,137=28,46 Вт/м²
Определение удельной мощности нагретойзоны
qз=P/ S3 (6.2.2.4)
qз=3,9/0,111=35,13 Вт/м²
Определение коэффициента Q1 взависимости от удельноймощности нагретой зоны
Q1=0,1472qk+ 0,2962·10-3 qk²+0,3127·10-6qk³ (6.2.2.5)
Q1=0,1472·28,46+0,2962·10-3·28,46²+0,3127·10-6·28,46³=4,4ºC
Определение коэффициента Q2 взависимости от удельной мощности нагретой зоны
Q2=0,139qз-0,1233·10-3 qз²+0,0698·10-6qз³ (6.2.2.6)
Q2=0,139·35,13-0,1233·10-3·35,132 +0.0698·10-6·35,133=4,73ºC
Определение коэффициента Кн1 в зависимостиот давления среды вне корпуса
Кн1=0,82+1/0,925+4,6·10-5·H1 (6.2.2.7)
где H1-давлениеокружающей среды 1,01·105 Па
Кн1=082+1/0,925+4,6·10-5 ·1,01·105=0,99
Определение коэффициента Кн2 в зависимостиот давления среды вне корпуса
Кн2=0,8+1/1,25+3,8·10-5·H2 (6.2.2.8)
Кн2=0,8+1/1,25+3,8·10-5·1,01·105=0,993
Рассчитывается суммарная площадьперфорационных отверстий
Sп=∑S (6.2.2.9)
Sп= 32·0,00015+18·0,00012=6,96·10-3м²
Расчет коэффициента перфорации
П= Sп/2L1 L2 (6.2.2.10)
П=6,96·10-3 /2·0,21·0,25=0,066
Расчет коэффициента, являющегося функциейкоэффициентаперфорации
Кп=0,29+1/1,41+ 4,95· П (6.2.2.11)
Кп=0,29+1/1,41+ 4,95 · 0,066=0,865
Расчет перегрева корпуса
Qk= 0,93 Q1 Кн1 Кн2 (6.2.2.12)
Qk= 0,93·4,4·0,99·0,983=3,98ºC
Расчет перегрева нагретой зоны
Q3= 0,93 Кп[Q1Кн1+( Q2/0,93- Q1) Кн2 (6.2.2.13)
Q3=0,93·0,865[4,4·0,99+(4,73/0.93-4,4) ·0.983]= 4,04ºC
Определение среднего перегрева воздуха
Qв= 0,6·Q3 (6.2.2.14)
Qв= 0,6·4,04=2,424ºC
6.2.3 Расчет температурных режимовнаиболее теплонагруженных элементов схемы
Таковыми являются трансформатор ТС-6-1,транзисторы КТ814Б и КТ815Б. Кроме того, определим температурный режиммикросхем К174УД2, как наиболее ответственных элементов схемы.
Определяем тепловой режим трансформатора
Определяем удельную мощность элемента
qэл=Pэл/Sэл (6.2.3.1)
где Pэл- мощностьтрансформатора
Sэл- площадь поверхности трансформатора
qэл= 3,9/ 0,018= 216,6 Вт/м²
Рассчитываем перегрев поверхности
Qэл= Q3( 0,75+ 0,25 qэл/qз) (6.2.3.2)
Qэл=4,04( 0,75+ 0,25·216,6/35,13)=9,25ºC
Рассчитываем перегрев среды, окружающейтрансформатор
Qэс= Qв(0,75+ 0,25 qэл/qз) (6.2.3.3)
Qэс=2,424(0,75+ 0,25·216,6/35,13)=5,55ºC
Находим температуру поверхности элемента
Тэл = Qэл+Тс (6.2.3.4)
Тэл=9,25+ 30= 39,25ºC
Находим температуру среды, окружающейэлемент
Тэс= Qэс+Тс (6.2.3.5)
Тэс=5,55+30=35,55ºC
Расчет теплового режима микросхем типаК157УД2
Расчет производиться по той же методике,что и расчет теплового режима трансформатора
Мощность рассеиваемая микросхемой Pэл=0,024Вт
Площадь поверхности микросхемы Sэл=5,62·10-4м²
qэл= Pэл/Sэл=0,024/5.6·10-4= 42,7 Вт/м²
Рассчитываем перегрев поверхности
Qэл= Q3( 0,75+ 0,25 qэл/qз)=4,04(0,75+0,25·42,7/35,13)=4,25ºC
Рассчитываем перегрев среды, окружающеймикросхему
Qэл= Q3( 0,75+ 0,25 qэл/qз)=2,424(0,75+0,25·42,7/35,13)=2,55ºC
Находим температуру поверхности элемента
Тэл = Qэл+Тс=4,25+30=34,25ºC
Находим температуру среды, окружающуюэлемент
Тэс= Qэс+Тс=2,55+30=32,55ºC
Расчет теплового режима транзисторов типаКТ815Б и КТ814Б
Так как электрические и эксплуатационныепараметры этих транзисторов одинаковы, то расчет будем производить лишь дляодного транзистора КТ815Б, а для КТ814Б результаты расчета будут аналогичны.
Мощность рассеиваемая на транзисторе Pэл=2,8Вт
Площадь поверхности транзистора срадиатором Sэл=3,34 ·10-3 м²
Определяем удельную мощность транзистора
qэл= Pэл/Sэл=2,8/3,34 ·10-3= 838,32 Вт/м²
Рассчитываем перегрев поверхности
Qэл= Q3( 0,75+ 0,25 qэл/qз)=4,04(0,75+0,25·838,32/35,13)=27,13ºC
Рассчитываем перегрев среды, окружающеймикросхему
Qэл= Q3( 0,75+ 0,25 qэл/qз)=2,424(0,75+0,25·838,32/35,13)=16,28ºC
Находим температуру поверхности элемента
Тэл = Qэл+Тс=23,13+30=57,13ºC
Находим температуру среды, окружающуюэлемент
Тэс= Qэс+Тс=16,28+30=46,28 ºC
Температура трансформатора равна39,25ºC. Полученное значение не превышает значениятемпературы перегрева обмоток выбранного трансформатора, равного 55ºC.
Температура микросхем К157УД2 равна34,25ºC и не превышает допустимую +70ºC.
Максимальная температура транзисторов типаКТ815Б и КТ814Б равна 53,13ºC, что не превышаетэксплуатационных пределов транзисторов, у которых максимальная температураравна +100ºC.
Температура воздуха в приборе равна32,4ºC.
Средняя температура всего корпуса равна32,4ºC.
Из анализа полученных результатовзаключаем. Что при заданных условиях эксплуатации разрабатываемого прибораобеспечивается нормальный тепловой режим применяемых в нем радиоэлементов впроцессе эксплуатации.
Таким образом, выбранная конструкцияперфорированного корпуса и естественного способа охлаждения путем конвенции воздухане нуждается в изменении и применении в ней других способов охлаждения.Учитывая вышеуказанное, окончательно выбираем перфорированный корпус дляразрабатываемого изделия.
6.3 Расчет конструктивно-технологическихпараметров печатной платы. Выбор и обоснование метода изготовления печатнойплаты
Схема электрическаяпринципиальная разделена на три функциональных узла: блок питания, блокуправления и плата фильтров и усилителей. Блок питания (стабилизатор ивыпрямитель) и фильтры размещены на одной плате, а блок управления—на другой.Выбор печатного монтажа радиоэлементов в эквалайзере обусловлен заданнойпрограммой выпуска изделия—600шт в год. Печатный монтаж в этом случае являетсянаиболее экономически целесообразным.
Наиболее трудоемкой приразработке топологии печатных плат является разработка печатной платы блокапитания и фильтров, т.к. в ней содержится наибольшее количество радиоэлементовпо сравнению с другими узлами прибора. При разработке печатных плат необходиморуководствоваться следующими документами:
ГОСТ23751-86,ГОСТ10317-79, ОСТ4ГО.010.009, ОСТ4ГО.010.011, ОСТ4ГО.064.089 и рядом другихдокументов. Исходными при разработке топологий печатной платы являются:
1) схема электрическая принципиальная;
2) установочные размеры радиоэлементовузла;
3) рекомендации по разработке монтажадля выбранной схемы микросхем.
Проводим расчет печатнойплаты стабилизатора и фильтров. В данный узел входят микросхемы серии К157 УД2,резисторы типа С2-33Н-0.125, С2-33Н-0.25, СП3-38б, диоды типа КС156А, КЦ412б,конденсаторы типа К50-35, КМ-5, К10-7В, переключатели типа П2К, транзисторытипа КТ815Б, КТ814Б, КТ315Б, КТ361Б, разъемы ОНц-КГ-4-5/16-Р. Класс точностиданной платы выбираем второй, а платы блока управления — первый.
6.3.1Расчет проводящего рисунка печатной платы эквалайзера
Исходные данные:
размеры платы, мм190х150;
проводники на плате имеютпокрытие сплавом «Розе».
Определим минимальныйдиаметр контактной площади для отверстия под микросхемы серии К157УД2.
D=(d+Δdb0)+2b+Δtb0+(Td2+T02+Δtn0)1/2, (10.1)
где d—номинальный диаметрметаллизированного отверстия, равный 0.8мм;
Δdb0—верхнее отклонение диаметра отверстия, равное 0.05мм;
b—величина гарантийного поиска, равная0.15мм
Δtb0— верхнее отклонение ширины проводника, равное 0.15мм;
Td—диаметральное значение позиционногодопуска расположения центра отверстия относительно номинального положения узлакоординатной сетки, равное 0.1мм;
Т0—диаметральноезначение позиционного допускарасположения контактной площадки относительно егономинального положения, равное 0.25мм;
Δtn0—нижнее предельное отклонение ширины проводника,равное 0.1мм
Подставляя численныезначения в формулу (10.1), имеем:
D=(d+Δdb0)+2b+Δtb0+(Td2+T02+Δtn0)1/2=(0.8+0.05)+0.3*0.2+0.15+(0.152+
0.252+0.12)1/2=1.61
Таким образом,минимальный диаметр контактных площадок для отверстий диаметром 0.8мм подвыводы радиоэлементов равен 1.61мм.
Определим минимальныйдиаметр контактной площадки для отверстий диаметром 1.5мм под переключателитипа П2К.Расчетная формула аналогична формуле (10.1):
D=(1.5+0.1)+2+0.2+0.15+(0.152+0.252+0.122)1/2=2.46мм.
6.3.2Расчет печатной платы эквалайзера по постоянному току
В результате расчетанеобходимо оценить наиболее важные электрические свойства печатной платы:нагрузочную спосоюность проводников, сопротивление изоляции, диэлектрическуюпрочность основания платы.
исходные данные длярасчета:
номинальное напряжениепитания Uпит, В ±16В±5%;
топустимое падениенапряжения в цепях питания Uп.д., В 5х1012В;
ток, потребляемый всемирадиоэлементами, установленными на плате I, A 0.274;
максимальная длинапечатного проводника для данной серии микросхем,ln, м 0.13;
толщина фольги печатнойплаты hф, м 3.5х10-5;
удельное сопротивлениепроводника на печатной плате ρ, Ом·м 1.7х10-8;
Определим минимальнуюширину проводника для выбранных выше значений по формуле:
/>, (6.3.2.1)
где tn—минимальная ширина проводника.
/>
Таким образом, длянормальной работы устройства ширина проводника в цепях питания и «земли» должнабыть не менее 3.15х10-4м, т.е. 0.3мм. Указанные цепи целесообразновыбрать шириной порядка одного миллиметра.
Сечение печатного проводникацепей питания и остальных цепей определяется по формуле:
/>, (6.3.2.2)
где Snn-сечение печатного проводника наплате.
Подставим в формулу(10.3) численные значения, будем иметь:
/> или 3.45х10-3 мм2
Одновременно сечениепечатного проводника определяется формулой:
Snn=hфtn, откуда определим толщину фольги:
/>
Результаты расчетасвидетельствуют о правильности выбора толщины фольги 35мкм. Толщина фольгивыбиралась также с учетом максимальной адгезионной прочности печатной платы.При расстояниях между проводниками порядка 0.3…0.5мм максимально допускаетсянапряжение для стеклотекстолита, из которого изготовлена плата, составляет неменее 50В. В разрабатываемой конструкции печатной платы, таким образом,обеспечивается с трехкратным запасом диэлектрическая прочность основания платы.
6.4 Расчет механической прочности и системывиброударной защиты
Так как создаваемыйэквалайзер может быть отнесен к наземной РЭС, то при транспортировке, случайныхпадениях и т.д., он может подвергаться динамическим воздействиям. Изменениеобобщенных параметров механических воздействий на наземную РЭА находятся впределах:
вибрация, Гц 10…70
виброперегрузка n=(1…4)g
ударные сотрясения ny=(10…15)g
длительность τ=(5…10)мс
линейные перегрузки n=(2…4)g
Используя эти данные,проведем проверочный расчет платы эквалайзера на виброустойчивость. Печатнаяплата должна обладать значительной усталостной долговечностью при воздействиивибрации. Для этого необходимо, чтобы минимальная частота собственных колебанийплаты удовлетворяла условию:
/> (6.4.1)
где nB—вибрационные перегрузки в единицах g;
в—размер короткой стороныплаты, мм;
γf0—безразмерная постоянная, числовое значение которойзависит от значения частоты собственных колебаний и воздействующих ускорений.
Собственную частоту платы(первую гармонику) f0вычислим по формуле Рэлея-Ритца:
/> (6.4.2)
где />--поправочный коэффициентна материал
(Ес=2.1*1011Па—модульЮнга для стали,
ρс=7.85кг/м3—плотностьстали;
Е—модуль упругостиматериала ,
ρ—плотность материалаплаты);
/>-поправочный коэффициент намассу
(mэ—масса элементов, равномерно размещенных на плате; mn—масса платы);
В—частотный коэффициент;
h—толщина платы, см;
а—длина платы, см.
Конструктивные параметрыплаты:
а=190мм; в=150мм; h=1.2кг/м3;
материал: стеклотекстолитСФ-1;
Е=0.325*1011Па;ρ=2.18кг/м3;
масса платы:
mn=а*в*h*ρ=19*15*0.12*2.18=74.556≈74.6г;
масса ЭРЭ, размещенных наплате mэ=246.85г.
Вычисляем поправочныйкоэффициент:
/>
/>
Согласно соотношению /> , находим коэффициентВ=98.02.
Подставив найденныезначения величин в (), получим:
f=104*0.746*0.481*98.02*0.12*1/192=116.91Гц
Для проверки условия(6.4.1) выбираем значение γf0=25при nB=(3…10)g, f0=(100…400)Гц. Тогда:
/>
Следовательно, условие(9.1) не выполняется:
/>
Необходимо изменитьсобственную частоту платы. С этой целью увеличим высоту платы до h=2мм. С учетом:
mn= а*в*h*ρ=19*15*0.2*2.18=124.26г,
/> получим
f0=104*0.746*0.578*98.02*1/192*0.2=234.15Гц
т.е. 234.15>138.78.Таким образом, условие (9.1) выполнено. Это значит, что плата эквалайзера будетобладать достаточной усталостной долговечностью при воздействии вибраций.
6.5 Расчетнадежности устройства
Исходными данными для расчета являются значения интенсивностейотказов и элементов конструкции (см. табл. 11.1)
Расчет надежностиустройства состоит из следующих этапов:
1) Определяемзначение суммарной интенсивности отказов по формуле:
/>, час-1 /> (6.4.1)
где n- число наименований радиоэлементов иэлементов конструкции устройства;
/> — величина интенсивности отказа i-горадиоэлемента,
элемента конструкции сучетом заданных для него условий эксплуатации: коэффициента электрическойнагрузки, температуры, влажности, технических нагрузок и т.п.;
Ni — количество радиоэлементов,элементов конструкции i-гонаименования.
2) Определяем значение величинынаработки на отказ Т по формуле:
Т= I//>å, час (6.4.2)
3) Определяемзначение вероятности безотказной работы P(t) по формуле:
P(t)=е-låt, (6.4.3)
где t- заданное значение вероятностибезотказной работы устройства в часах.
4) Полученные результатысравниваются с заданными.
Таблица 11.1 Справочные ирасчетные данные об элементах конструкции
Наименование,
тип элемента
/>,
час-1
Кнi
a1,2 i
a3,4 i
/> час
Ni Конденсаторы КМ-5 0,05 0,006 0,05 2,0 0,05 2 К10-7В 0,05 0,05 0,05 2,0 0,15 70 К50-35 0,045 0,625 0,55 2,0 0,49 2 Микросхемы К157УД2 0,08 0,687 1,25 2,0 2,0 12 Резисторы С2-33H 0,01 0,03 0,4 2,0 0,08 122 CП3-38б 0,05 0.026 0,4 2,0 0,4 2 СП-23И 0,05 0,02 0,4 2,0 0,45 16 Переключатели П2К-41 0,03 0,03 0.01 2,0 0.01 3 Трансформатор ТС-6-1 0,03 0,6 - 2,0 0.6 1 Диоды КС156А 0,09 0,5 1,0 2,0 0,48 2 КЦ412Б 0,04 0,5 1,0 2,0 0,8 1 АЛ307Б 0,07 0,35 0,8 2,0 1,12 1 Транзисторы КТ815Б 0,1 0,04 0,2 2,0 0,6 1 КТ814Б 0,1 0,04 0,2 2,0 0,6 1 КТ315Б 0,12 0,04 0,2 2,0 0,48 1 КТ361Б 0,12 0,04 0,2 2,0 0,48 1 Прочие изделия Провод монтажный 0,03 0,001 - - 0,3 1 Соединения пайкой 0,04 0,001 3,0 2,0 0,24 54 Плата печатная 0,02 - - - 0,2 2 Шнур питания Несущая конструкция 0,3 - - - 3,0 1 Держатель предохранителя 0,02 0,001 - - 0,2 1 Разъемы 0.07 0,001 - - 0,5 2
lå=8,129×10-6 час-1
Примечания:loi — априорная номинальная интенсивностьотказов при температуре окружающей среды 20оС и коэффициенте нагрузкеКнi= 1;
l1,2 i — коэффициент, зависящий оттемпературы и коэффициента нагрузки Кнi= 1;
l3,4 i — коэффициент, учитывающийклиматические и механические нагрузки;
lI — расчетная величина интенсивностиотказов i- му радиоэлементу, элементуконструкции, час –1;
Ni — число элементов i-ой группы.
Расчетная величинаинтенсивности отказов i-гоэлемента, приведенная в табл. 11.1, определяется по формуле:
/>, час-1
Расчет выполняется для периода нормальной эксплуатации приследующих основных допущениях:
1) Отказы элементовслучайны и независимы.
2) Учитываютсятолько внезапные отказы.
3) Имеет местоэкспоненциальный на отказ согласно (11.2) составляет
Т=/>
Вероятность безотказной работы на отказ 123016 час. Превышаетзаданное 5000 часов, что гарантирует надежную работу разрабатываемого прибора.
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
7.1 Цели и задачитехнико-экономического обоснования дипломного проекта
Разрабатываемоеустройство – стереофонический корректор. Технико-экономическое обоснованиедипломного проекта осуществляет переход от многочисленных отдельных техническихпараметров к оценке конструкции в целом. Дается обобщенная оценка в денежномвыражении разнообразных достоинств и недостатков каждого из вариантов новой техники.
Новая техникадолжна быть современной не только в техническом отношении, но и экономически выгодна.На основе экономической оценки новой техники принимается решение об инвестицияхна данный проект. Для начала производства проектируемого прибора огромноезначение имеет ожидаемая прибыль или экономический эффект. Его значениеопределяется на этапе разработки в качестве приблизительного.
Экономическийэффект (/>) за расчётный периодвремени рассчитывается по следующей формуле:
/>, (7.1)
где /> — стоимостная оценкарезультата от мероприятий НТП;
/> — стоимостнаяоценка затрат на реализацию мероприятий НТП;
/> — расчётный периодвремени.
Под расчётнымпериодом понимается время, в течение которого капиталовложение оказываетвоздействие на производственный процесс. В качестве расчётного периодапредприятие-производитель новой техники может принять прогнозируемый срок производствановой техники, а предприятие-потребитель — срок службы нового оборудования сучётом морального старения.
7.2 Определение себестоимости товара и рыночной цены
Себестоимостьпродукции — это выраженная в денежной форме сумма затрат на производство и реализациюпродукции. В самом общем виде в состав затрат включают материалы, комплектующиеизделия и полуфабрикаты, заработная плата (основная и дополнительная)персонала, износ инструментов и приспособлений, расходы по содержанию иэксплуатации оборудования, цеховые, общезаводские расходы, прочиепроизводственные и внепроизводственные расходы. В состав себестоимостивключаются также некоторые налоги и отчисления, определяемые согласнодействующему законодательству. Все эти затраты разнообразны по своему составу.Это вызывает необходимость их классифицировать по статьям расходов. Каждаястатья расходов указывает целевое назначение затрат, их связь с процессомпроизводства изделия.
Себестоимостьспроектированного изделия можно определить различными методами (прямым счетомпо статьям калькуляции, укрупненным методом по ограниченному числу статей,методом удельных весов, агрегатным методом и др.). Выбор метода расчета зависитот степени новизны конструкции изделия, его сложности и от наличия исходныхданных для расчета.
Выполним расчётсебестоимости и рыночной цены нашей установки по методике, изложенной в [ ].Расчёт будем выполнять по статьям затрат, предложенным в таблице 7.4. Для этогонеобходимо определить затраты на материалы, которые используются при изготовленииизделия. Они рассчитываются по следующей формуле:
/>М/>, (7.2)
где />количество видовматериалов;
/> норма расходаматериала на одно изделие;
/> цена за одинкилограмм i -го материала;
/> коэффициент,учитывающий транспортно-заготовительные расходы.
Расчёт затрат наматериалы, используемые при изготовлении устройства приведён в таблице 7.1.
Таблица 7.1 — Затраты на основные и вспомогательные материалыНаименование материала, марка Ед. изм. Норма расхода Оптовая цена, руб. Сумма, руб. 1. Стеклотекстолит СФ-50-2,0
м2 0,06524 40000 2610 2. Припой ПОС-61 кг 0,09 30000 2700 3. Лак УР-231.02.3 кг 0,06 16000 900 4. Краска БМКЧ кг 0,01 20000 2000 Итого: 8210 Всего с транспортно заготовительными расходами(5%): 8620
В статье“Покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты» учитываются затраты(/>К), связанные сприобретением со стороны готовых комплектующих изделий, подвергающихся наданном предприятии монтажу и обработке, транспортно заготовительные расходы наих приобретение и доставку сторонним транспортом, а также стоимость услугсторонних предприятий.
Нормы расходакомплектующих изделий и полуфабрикатов на стадии проектирования нового изделияпринимаются по спецификациям и электрическим схемам, на стадии изготовления — по ведомостям комплектующих покупных изделий и полуфабрикатов; цены за единицу комплектующегопокупного изделия и полуфабриката — по действующим прейскурантам оптовых цен.
Затраты напокупные полуфабрикаты и комплектующие изделия определяются по формуле:
/>, (7.3)
где /> — количество /> — ых полуфабрикатов икомплектующих изделий, необходимых для сборки единицы изготавливаемой продукции;
/> — оптоваяцена />-го полуфабриката,комплектующего изделия;
/> /> — коэффициент, учитывающийтранспортно-заготовительные расходы.
Расчет затрат напокупные полуфабрикаты и комплектующие изделия приведен в таблице 7.2.
Таблица 7.2 — Расчет затрат на покупные полуфабрикаты и комплектующие изделия Наименование изделия Ед. изм. Норма расхода Оптовая цена, руб. Сумма, руб. 1 2 3 4 5 1. Стабилитрон КС156А шт 2 150 300 2. Резистор СПЗ-23И шт 16 500 9000 3. Резистор 38Б шт 2 300 600 4. Конденсатор КМ5-НО3 шт 2 100 200 5. Конденсатор К50-24 шт 2 500 1000 6. Конденсатор К10-78 шт 44 100 4400 7. Конденсатор К50-16 шт 2 100 200 8. Конденсатор КТ-1 шт 16 100 1600 9. Резистор МЛТ шт 150 100 15000 10. Транзистор КТ315Б шт 1 300 300 11. Транзистор КТ361Б шт 1 300 300 12. Транзистор КТ814Г шт 1 500 500 13. Транзистор КТ815Б шт 1 500 500 14. Диодный мост КЦ412Б шт 1 300 300 15. Светодиод АЛ307Б шт 1 200 200 16. Трансформатор ТС6-1 шт 1 2000 2000 17. Переключатель ПК41 шт 1 300 300 18. Переключатель П2К шт 2 300 600 19. Разъём ОНц-КГ-5/К-Р шт 2 250 500 20. Держатель предохранителя шт 1 250 250 21. Предохранитель шт 1 100 100 22. Корпус шт 1 2000 2000 Итого: 40150 Итого с учетом т.-з.р.: 42158
В статье«Основная заработная плата основных производственных рабочих»учитывается основная заработная плата основных производственных рабочих,непосредственно связанных с технологическим процессом по изготовлению проектируемогоизделия.
В эту калькуляционную статью включаются расходы на оплатутруда производственных рабочих, непосредственно связанных с изготовлениемпродукции, выполнением работ и услуг. Для рабочих-сдельщиков она рассчитываетсяследующим образом
/>, (7.4)
где КПР – коэффициент премий, установленный завыполнение определённых показателей;
ТЧI – часовая тарифная, соответствующая разряду работ по i-й операции, ден. ед./ч;
tI–норма времени на изготовление единицы продукции по i-й операции, н.-ч/шт.;
к – количество операций при производстве изделия.
Месячная тарифная ставкакаждого специалиста (Тм) определяется по формуле
Тм=Тм1*Тк,
где: Тм1 — месячная тарифнаяставка 1-го разряда (рублей), в нашем случае тарифная ставка равна 19500.
Тк — тарифныйкоэффициент, соответствующий установленному тарифному разряду.
Часовая тарифная ставка(Тч) рассчитывается по формуле
Тч=Тм/173,1,
где: Тм — месячная тарифная ставка (руб.) 173,1 — часовой фонд рабочего времени.Результаты приведены в таблице 7.3
Таблица 7.3
Расчет основной заработной платы основных производственныхрабочих по видам работНаименование операции Разряд работ
Норма времени tшт, ч/опер Часовая тарифная ставка Сумма, руб. 1. Подготовительная 3 1,75 112 196 2. Установочная 3 1,02 112 114 3. Монтажная 4 1,38 150 207 4. Контрольная 4 0,59 150 89 5. Сборочная 4 3,54 150 531 Итого: 1137 С учетом премии(40%): 455 Всего: 1592
Результаты расчёта себестоимости и отпускной цены единицыизделия приведены в таблице 7.4.
Таблица 7.4 — Результаты расчёта себестоимости и отпускной цены Наименование статей затрат Условное обозначение Расчетная формула или источник информации Сумма, руб. 1 2 3 4 1.Сырье и материалы за вычетом отходов
/> См. табл. 7.1 8620 2.Покупные комплектующие изделия и услуги кооперированных поставок
/> См. табл. 7.2 42158 3.Основная заработная плата производственных рабочих
/> См. табл. 7.3 1592 4.Дополнитель-ная заработная плата производственных рабочих
/>
/>,
где /> = 20% — процент дополнительной заработной платы; 318 5.Отчисления органам социальной защиты и в фонд занятости
/>
/>/>
где/> процент отчислений в фонд социальной защиты населения 668 6.Чрезвычайный чернобыльский налог и отчис-ления в фонд занятости
/>
/>,
/> 96 7.Износ инструментов и приспособлений целевого назначения
/>
/>
/> 191 8.Общепроизводственные расходы
/>
/>
/> 1990 9.Общехозяйственные расходы
/>
/>
/> 2388 10. Прочие производственные расходы
/>
/>
/> 24 11. Производственная себестоимость
/>
/>/>
/> 58045 12. Коммерческие расходы
/>
/>
/> 1161 13. Полная себестоимость
/>
/> 59206 14.Плановая прибыль на единицу продукции
/>
/>
/> 17762 15. Налог в местный бюджет единым платежом (2,5 %)
Рмб
Рмб=(Сп+Пр)*2,5
/ (100-2,5) 1974 16.Налог в республиканский бюджет единым платежом (2 %)
Ррб
Ррб=(Рмб.+Сп+Пр)*2 / (100-2) 1611 17. Цена без НДС
С(без ндс)
С(безНДС)=Сп+Пр+ Рмб+Ррб 80553 18.Налог на добавленную стоимость
/>
/>
/> 16111 19. Отпускная (свободная) цена
/>
/>
/> 96664
Итак, имеем:
— отпускная ценамодуля: /> = 96664 руб.;
— себестоимостьего: />= 59206 руб.
7.3 Расчёт сметной стоимости НИОКР
Смета затрат напроведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работрассчитывается по следующим статьям:
— материалы икомплектующие;
— расходы наоплату труда;
— отчисления вфонд социальной защиты;
— расходы наслужебные командировки;
— услугисторонних организаций;
— прочие прямыерасходы;
— налогивключаемые в себестоимость;
— плановая(нормативная) прибыль;
— добавленнаястоимость;
— налог надобавленную стоимость;
— отчисления насодержание ведомственного жилого фонда и аграрный налог.
Расчёт сметнойстоимости материалов приведён в таблице 7.5.
Таблица 7.5 –Расчёт стоимости материалов и комплектующих Наименование единица измерения количество, ед. Цена, руб/шт Сумма, руб. Бумага писчая шт. 250 12 3000 Ватман (ф.А1) шт. 7 260 1820 Вывод чертежей шт. 7 1000 7000 Бумага масштабная шт. 7 50 350
Итого
Транспортно-заготовительные расходы (5%)
Всего
12170
608
12778
Расчёт основнойзаработной платы участников НИОКР приведён в таблице 7.6.
Таблица 7.6 — Расчёт основной заработной платы научно-технического персонала Должность Количество месяцев работы Месячный оклад, руб. Сумма ОЗП, руб.
Руководитель проекта
Научный технический сотрудник
4
4
300000
200000
1200000
800000 Итого основная заработная плата всех работников 2000000 С учетом премий (40 %) 2800000
Полная сметазатрат на НИОКР приведена в таблице 7.7
Таблица 7.7 — Полная смета затрат на НИОКР № Статьи затрат
Условное
обозначение
Сумма,
Руб. 1 2 3 4 1 Материалы и комплектующие (таблица 7.5)
/> 10785 2 Основная заработная плата (таблица 7.6)
/> 2800000 3
Дополнительная заработная плата научно-технического персонала (20% от />)
/> 560000 4
Отчисления в фонд социальной защиты: />
/> 1176000 5 Чрезвычайный чернобыльский налог и отчисления в фонд занятости
/>, />
/> 226800 6
Износ инструментов и приспособлений целевого назначения
/> />
/> 336000 7
Общепроизводственные расходы
/> />
/> 3500000 8
Общехозяйственные расходы
/> />
/> 4200000 9
Прочие прямые расходы: />
/> 28000 10
Итого, себестоимость:/>(п.1-п.9)
/> 12837585 11
Коммерческие расходы
/>/>
/> 256752 12
Полная себестоимость
/>
/> 347770 13 Плановая прибыль единицы продукции (30% от себестоимости)
/> 104331 14
Оптовая цена: />
/> 452101 15
Отчисления в местный бюджет: />
/> 11592 16 Налог в республиканский бюджет единым платежом (2 %)
Орб 231 16
Налог на добавленную стоимость
/>
/> 92785 17
Отпускная цена: />+Орб
/> 556709
Таким образом,сметная стоимость НИОКР составила: 556709 руб.
7.4 Расчет единовременных затрат
К единовременнымзатратам в сфере производства относятся: предпроизводственные затраты (/>), в нашем случае />=16689342 и капитальныевложения в производственные фонды завода изготовителя (/>):
/> (7.5)
Расчет стоимостиоборудования приведён в таблице 7.8.
Таблица 7.8Расчет стоимости оборудованияТип и мо-дель обору-дования.
Кол-во
единиц. Цена, тыс.Руб/ед
Площадь, занимаемая единицей оборудова-ния, м2
Сумма затрат
тыс.руб.
1
2
3
4
5 ЭВМ 1 500 4 500 ГТС 1 100 4 100 Осциллограф 1 150 4 150 Стол 2 50 6 100 Итого для всех видов оборудования 850
Капитальные вложения в здания определяютсяна основании расчёта производственных площадей.
Площадь, занимаемая технологическимоборудованием, равна
SОБ = 4*1 +4*1 +4*1 +6*2 = 24 кв. м.
Площадь, занимаемая служащими,специалистами и руководителями, равна
SA= 24 * 0,5 = 12 кв. м.
Площадь под складские помещения равна
SСК = 24 *0,4 = 9,6 кв.м.
Площадь под санитарно-бытовыми помещениямиравна
SБЫТ = 24 *0,3 = 7,2 кв. м.
Общая площадь зданий проектируемогопредприятия включает следующие составляющие
SЗД =24+12+9,6+7,2 = 42,8 кв. м.Величина капитальныхвложений в здания равнаКЗД= 42,8 *330000 = 14124000 р.Инвестиции в основнойкапитал
Наименование
Инвестиций
Капитальные вложения,
р. 1. Здания и сооружения 14124000 2. Технологическое оборудование 850000 3. Прочие основные фонды 4492200 Итого 19466200
Расчеткапитальных вложений в оборотный капитал
В состав оборотных средств (оборотного капитала)включаются денежные средства, необходимые для создания оборотных производственныхфондов и фондов обращения.
Капитальные вложения воборотный капитал определяются в процентах от основного капитала и будут равны
КОС = 0,3 *19466200 = 5839860 р.
Результаты расчета инвестиций в производственные фонды(единовременные затраты) приведены свести в таблице.
Инвестиции в основной и оборотныйкапитал (единовременные затраты)Единовременные капитальные вложения Сумма, р. 1. Инвестиции в основной капитал 19466200 2. Инвестиции в оборотный капитал 5839860 Всего 25306060
Расчет стоимостнойоценки результата
Результатом в сфере производства нового изделия являетсяабсолютная величина чистой прибыли, полученная от реализации продукции, иамортизационные отчисления, которые являются источником компенсации инвестиций.
Расчёт амортизационных отчисленийосновного капитала
Годовая сумма амортизационных отчисленийопределяется на основе типовых единых норм амортизационных отчислений на полноевосстановление основных фондов.
Расчёт амортизационных отчислений по годампредставлен в таблице.
Расчёт амортизации основных фондовНаименование видов основных фондов Первоначальная стоимость, ден. ед. Средняя норма амортизации, % Годовая сумма амортизационных отчислений, р. 1. Здания и сооружения 14124000 2,3 324852 2. Технологическое оборудование 850000 14,4 122400 7. Прочие основные фонды 4492200 24,4 1096097 Итого
1543349
Расчет чистой прибылиот реализации продукции
Расчет чистой прибыли(прибыль, остающаяся в распоряжении предприятия) представлен в таблице.
Расчет чистой прибылиот реализации продукции Вид доходов Годы, р. 1-й 2-й 3-й 4-й 1.Чистая прибыль (Пч) 17610264 17610264 17610264 17610264 2. Амортизация 1543349 1543349 1543349 1543349 Чистый доход (п.1 + п.2) 19153613 19153613 19153613 19153613
7.5 Расчет годового экономического эффекта
На основерасчётов, приведенных ранее определим целесообразность внедрения инженерногопроекта. Чистую прибыль будем определять по формуле:
/>, (7.7)
где /> — чистая прибыль в году;
/> — прогнозируемаяцена изделия в году />;
/>-полнаясебестоимость изделия;
/> — объём выпускав году />;
/> — процент налогана прибыль (24%).
Для определениявеличины чистой прибыли в последующие годы необходимо учитывать коэффициентприведения. Приведение осуществляется путём умножения разновременных затрат ирезультатов за каждый год на коэффициент приведения />,вычисляемый по формуле:
/>, (7.8)
где /> — год, накоторый осуществляется расчёт прибыли;
/> — текущий год.
Расчёт чистойприбыли и определение экономического эффекта приведены в таблице 7.10.
Таблица 7.10 — Расчётприбыли и экономического эффекта Показатель Ед.изм. 2002 2003 2004 2005 результат 1. Прогнозируемый объем шт. 1000 1000 1000 1000
2. Прогнозируемая
цена руб. 96664 96664 96664 96664 3. Себестоимость руб. 59206 59206 59206 59206 4. Чистая прибыль руб. 17762000 17762000 17762000 17762000 6. Производственные затраты руб. 5839860 - - - затраты 7. Единовременные затраты руб. 19466200 - - - 8. Всего затрат руб. 25306060 - - - 9. ЧДД руб. 17762000 11101250 6927180 4333928 10. ЧДД с нарастающим этогом руб. -7544060 3557190 10484370 14818298 11. Коэффициенты дисконтирования 1 0.625 0.39 0.244
В результатеэкономических расчётов получили:
— себестоимость59206 руб.;
— рыночную ценуизделия 96664 руб.;
— сметнуюстоимость НИОКР 556709;
Анализируятаблицу 7.10 можно сказать, что затраты на производство окупятся уже на второмгоду его производства, а точнее
Ток=1,68года что является хорошим экономическим результатом.
Произведёмрасчёт рентабельности предприятия :
Ур=(ЧП+Ам)*100%/Зоб;
Ур=(17762000+1543349)100/25306060=76(%);
Разрабатываемыйинженерный проект имеет высокую экономическую эффективность, а значит,экономически целесообразен.
Обоснование выборасредств автоматизированного проектирования
САПР – наилучшая форма организациипроцесса проектирования‚ основными частями которой являются техническиесредства, общее и специальное программное и математическое обеспечения,информационное обеспечение – банк данных, справочные каталоги, значенияпараметров, сведения о типовых решениях. Проектирование РЭА и созданиеоптимального технического решения в сжатые сроки связано с большимитрудностями. Один из путей преодоления этих трудностей без существенногоувеличения численности работающих — использование возможностей современных ЭВМ.
Под проектированием в широком смыслепонимают использование имеющихся средств для достижения требуемой цели,координацию составных частей или отдельных действий для получения нужногорезультата. Процесс проектирования сложного РЭУ включает следующие основныеэтапы: эскизное проектирование, техническое проектирование, разработка КД наопытные образцы и их изготовление, испытания, освоение в производстве.
В связи с совершенствованием элементнойбазы РЭА, а также конструктивно-технологических характеристик проектируемыхмодулей всех типов, в несколько раз увеличивается трудоемкость составлениятехнической документации. Все это приводит к необходимости совершенствования методовконструкторского проектирования РЭА, основой которых является автоматизация процессаконструирования.
Количественный и качественный выигрыш отприменения ЭВМ состоит в следующем:
— полностью или частичноотпадает необходимость: в затратах на комплектующие изделия, материалы иконструктивные элементы, необходимые для изготовления макета; в измерительныхприборах для определения характеристик конструкции; в оборудовании дляиспытаний конструкций;
— значительно сокращается время определения характеристик, аследовательно, и доводки конструкции;
— появляется возможность:разрабатывать конструкции, содержащие элементы, характеристики которыхизвестны, а самих элементов нет у разработчика; имитировать воздействия,воспроизведение которых при натурных испытаниях затруднено, требует сложногооборудования, сопряжено с опасностью для экспериментатора, а иногда и вообщеневозможно; проводить анализ конструкции на разных частотах или в областивысоких или низких температур, где применение измерительных приборов становитсязатруднительным.
Типовые задачи, решаемые с помощью САПРпри разработке радиоэлектронной аппаратуры, связаны с вводом-выводомграфической информации и выполнением расчетных задач незначительного объема.
В данной работе с помощьюпакета PCAD были решены следующие задачи:
— выполнениеэлектрической принципиальной схемы;
— размещение элементовпроизвольной конфигурации на поле печатной платы;
— разводка иредактирование топологии печатной платы;
- выпускконструкторской документации касающейся печатной платы.
- выполнениечертежей
С помощью текстовогоредактора Microsoft Word осуществлялся выпуск, корректировка и редактированиевсех текстовых документов в данном дипломном проекте.
8ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
8.1Анализтехнологичности конструкции изделия
Блок обработки информацииявляется радиотехническим блоком и его коэффициенты технологичности находятсяпо следующим выражениям.
1. Коэффициент использования микросхеми микросборок определяется по формуле:
/>, (8.1.1)
где НМС — общее количество микросхем и микросборок в изделии в штуках;
НЭРЭ — общее количество ЭРЭ в штуках.
/>
2. Коэффициент автоматизации имеханизации монтажа определяется по формуле:
/>, (8.1.2)
гдеНА.М. — количество монтажных соединений, которые осуществляются механизированным илиавтоматизированным способом;
НМ — общее количество монтажных соединений.
/>
3. Коэффициентмеханизации и автоматизации подготовки ЭРЭ к монтажу определяется по формуле:
/>, (8.1.3)
гдеНМ.П.ЭРЭ — количество ЭРЭ в штуках, подготовка которых осуществляется механизированнымили автоматизированным способом;
/>
4. Коэффициент механизации контроля инастройки определяется по формуле:
/>, (8.1.4)
где НМ.К.Н. — количество операций контроля и настройки, которые осуществляются механизированнымили автоматизированным способом;
НК.Н. — общее количество операций контроля и настройки.
/>
5. Коэффициент повторяемости ЭРЭопределяется по формуле:
/>, (8.1.5)
где НТ.ЭРЭ — количество типоразмеров ЭРЭ в изделии, определяемое габаритными размером ЭРЭ.
/>
6. Коэффициент применяемости ЭРЭопределяется по формуле:
/> (8.1.6)
где НТ.ОР.ЭРЭ — количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в изделии.
/>
7. Коэффициент прогрессивностиформообразования деталей определяется по формуле:
/>/>, (8.1.7)
где ДПР — количество деталей в штуках, которые получены прогрессивными методамиформообразования;
Д — общее количество деталей в изделиив штуках.
/>
Расчет комплексногопоказателя технологичности производится по формуле:
/> (8.1.8)
где Ki — частный показательтехнологичности;
ji — коэффициент веса, показывающийвлияние частного показателя на комплексный.
S— общее количество относительных частных показателей.
/>
Поскольку данное устройство являетсярадиотехническим и комплексный показатель технологичности К=0,61 можно сделатьвывод, что БОИ достаточно технологичен для серийного производства.
8.2Разработка технологической схемы сборки
Технологическим процессом сборки называют совокупностьопераций, в результате которых детали соединяются в сборочные единицы, блоки,стойки, системы и изделия. Совокупность операций, в результате которыхосуществляют электрическое соединение элементов, входящих в состав изделия всоответствии с электрической принципиальной схемой, называют электрическиммонтажом. Разработка технологического маршрута сборки и монтажа РЭА начинаетсяс расчленения изделия или его части на сборочные элементы путем построения схемсборочного состава и технологических схем сборки.
Простейшимсборочно-монтажным элементом является деталь, которая характеризуетсяотсутствием разъемных и неразъемных соединений. Сборочная единица являетсяболее сложным сборочно-монтажным элементом, состоящим из двух или болеедеталей, соединенных разъемным или неразъемным соединением. Характернымпризнаком сборочной единицы является возможность ее сборки отдельно от другихсборочных единиц.
Построение таких схем позволяетустановить последовательность сборки, взаимную связь между элементами инаглядно представить проект ТП.
Расчленение изделия насборочные элементы проводят в соответствии со схемой сборочного состава. Онаслужит затем основой для разработки технологической схемы сборки, в которойформируется структура операций сборки, устанавливается их оптимальнаяпоследовательность, вносятся указания по особенностям выполнения операций.
Наиболее широкоприменяются схемы сборки «веерного» типа и с базовой деталью. Насхеме сборки «веерного» типа стрелками показывается направлениесборки деталей и сборочных единиц. Достоинством схемы является простота и наглядность,однако схема не отображает последовательность сборки во времени.
Схема сборки с базовойдеталью указывает временную последовательность сборочного процесса. При такойсборке необходимо выделить базовый элемент, т.е. базовую деталь или сборочнуюединицу. В качестве базовой обычно выбирают ту деталь, поверхности которой будутвпоследствии использованы при установке в готовое изделие. В большинствеслучаев базовой деталью служит плата, панель, шасси и др. Направление движениядеталей и сборочных единиц на схеме показывается стрелками, а прямая линия,соединяющая базовую деталь и изделие, называется главной осью сборки.
Технологическая схемасборки является одним из основных документов, составляемых при разработкетехнологического процесса сборки.
Состав операций сборки определяютисходя из оптимальной дифференциации монтажно-сборочного производства.Требования точности, предъявляемые к сборке РЭА, в большинстве своем ведут кнеобходимости концентрации процесса на основе программируемогомеханизированного и автоматизированного сборочного оборудования, что снижаетпогрешности сборки при существенном повышении производительности процесса.
Исходя из всеговышеизложенного, выбираем в качестве технологической схемы сборки схему сбазовой деталью.
В качестве базовой деталибудет использована плата дискриминатора амплитудного. Разработаннаятехнологическая схема сборки приведена в приложении 1
8.3 Разработкамаршрутного ТП сборки и монтажа печатной платы
Разработанный вариант маршрутногоТП сборки и монтажа печатной платы приведен в приложении 1.
9ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
9.1 Цели и задачитехнико-экономического обоснования дипломного проекта
Разрабатываемоеустройство – восьмиполосный стереофонический корректор. Технико-экономическоеобоснование дипломного проекта осуществляет переход от многочисленных отдельныхтехнических параметров к оценке конструкции в целом. Дается обобщенная оценка вденежном выражении разнообразных достоинств и недостатков каждого из вариантовновой техники.
Новая техникадолжна быть современной не только в техническом отношении, но и экономическивыгодна. На основе экономической оценки новой техники принимается решение обинвестициях на данный проект. Для начала производства проектируемого прибораогромное значение имеет ожидаемая прибыль или экономический эффект. Егозначение определяется на этапе разработки в качестве приблизительного.
Экономическийэффект (/>) за расчётный периодвремени рассчитывается по следующей формуле:
/>, (9.1)
где /> — стоимостная оценкарезультата от мероприятий НТП;
/> — стоимостнаяоценка затрат на реализацию мероприятий НТП;
/> — расчётныйпериод времени.
Под расчётнымпериодом понимается время, в течение которого капиталовложение оказываетвоздействие на производственный процесс. В качестве расчётного периода предприятие-производительновой техники может принять прогнозируемый срок производства новой техники, апредприятие-потребитель — срок службы нового оборудования с учётом моральногостарения.
9.2 Определение себестоимости товара и рыночной цены
Себестоимостьпродукции — это выраженная в денежной форме сумма затрат на производство иреализацию продукции. В самом общем виде в состав затрат включают материалы, комплектующиеизделия и полуфабрикаты, заработная плата (основная и дополнительная)персонала, износ инструментов и приспособлений, расходы по содержанию иэксплуатации оборудования, цеховые, общезаводские расходы, прочиепроизводственные и внепроизводственные расходы. В состав себестоимостивключаются также некоторые налоги и отчисления, определяемые согласнодействующему законодательству. Все эти затраты разнообразны по своему составу.Это вызывает необходимость их классифицировать по статьям расходов. Каждаястатья расходов указывает целевое назначение затрат, их связь с процессомпроизводства изделия.
Себестоимостьспроектированного изделия можно определить различными методами (прямым счетомпо статьям калькуляции, укрупненным методом по ограниченному числу статей,методом удельных весов, агрегатным методом и др.). Выбор метода расчета зависитот степени новизны конструкции изделия, его сложности и от наличия исходныхданных для расчета.
Выполним расчётсебестоимости и рыночной цены нашей установки по методике, изложенной в [ ].Расчёт будем выполнять по статьям затрат, предложенным в таблице 9.4. Для этогонеобходимо определить затраты на материалы, которые используются приизготовлении изделия. Они рассчитываются по следующей формуле:
/>М/>, (9.2)
где />количество видовматериалов;
/> норма расходаматериала на одно изделие;
/> цена за одинкилограмм i -го материала;
/> коэффициент,учитывающий транспортно-заготовительные расходы.
Расчёт затрат наматериалы, используемые при изготовлении устройства приведён в таблице 9.1.
Таблица 9.1 — Затраты на основные и вспомогательные материалыНаименование материала, марка Ед. изм. Норма расхода Оптовая цена, руб. Сумма, руб. 5. Стеклотекстолит СФ-50-2,0
м2 0,06524 40000 2610 6. Припой ПОС-61 кг 0,09 30000 2700 7. Лак УР-231.02.3 кг 0,06 16000 900 8. Краска БМКЧ кг 0,01 20000 2000 Итого: 8210 Всего с транспортно заготовительными расходами(5%): 8620
В статье«Покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты» учитываются затраты(/>К), связанные сприобретением со стороны готовых комплектующих изделий, подвергающихся наданном предприятии монтажу и обработке, транспортно заготовительные расходы наих приобретение и доставку сторонним транспортом, а также стоимость услугсторонних предприятий.
Нормы расходакомплектующих изделий и полуфабрикатов на стадии проектирования нового изделияпринимаются по спецификациям и электрическим схемам, на стадии изготовления — по ведомостям комплектующих покупных изделий и полуфабрикатов; цены за единицу комплектующегопокупного изделия и полуфабриката — по действующим прейскурантам оптовых цен.
Затраты напокупные полуфабрикаты и комплектующие изделия определяются по формуле:
/>, (9.3)
где /> — количество /> — ых полуфабрикатов икомплектующих изделий, необходимых для сборки единицы изготавливаемой продукции;
/> — оптоваяцена />-го полуфабриката,комплектующего изделия;
/> /> — коэффициент, учитывающийтранспортно-заготовительные расходы.
Расчет затрат напокупные полуфабрикаты и комплектующие изделия приведен в таблице 9.2.
Таблица 9.2 — Расчет затрат на покупные полуфабрикаты и комплектующие изделия Наименование изделия Ед. изм. Норма расхода Оптовая цена, руб. Сумма, руб. 1 2 3 4 5 17. Стабилитрон КС156А шт 2 150 300 18. Резистор СПЗ-23И шт 16 500 9000 19. Резистор 38Б шт 2 300 600 20. Конденсатор КМ5-НО3 шт 2 100 200 21. Конденсатор К50-24 шт 2 500 1000 22. Конденсатор К10-78 шт 44 100 4400 23. Конденсатор К50-16 шт 2 100 200 24. Конденсатор КТ-1 шт 16 100 1600 25. Резистор МЛТ шт 150 100 15000 26. Транзистор КТ315Б шт 1 300 300 27. Транзистор КТ361Б шт 1 300 300 28. Транзистор КТ814Г шт 1 500 500 29. Транзистор КТ815Б шт 1 500 500 30. Диодный мост КЦ412Б шт 1 300 300 31. Светодиод АЛ307Б шт 1 200 200 32. Трансформатор ТС6-1 шт 1 2000 2000 17. Переключатель ПК41 шт 1 300 300 18. Переключатель П2К шт 2 300 600 19. Разъём ОНц-КГ-5/К-Р шт 2 250 500 20. Держатель предохранителя шт 1 250 250 21. Предохранитель шт 1 100 100 22. Корпус шт 1 2000 2000 Итого: 40150 Итого с учетом т.-з.р.: 42158
В статье«Основная заработная плата основных производственных рабочих»учитывается основная заработная плата основных производственных рабочих,непосредственно связанных с технологическим процессом по изготовлениюпроектируемого изделия.
В эту калькуляционную статью включаются расходы на оплатутруда производственных рабочих, непосредственно связанных с изготовлениемпродукции, выполнением работ и услуг. Для рабочих-сдельщиков она рассчитываетсяследующим образом
/>, (7.4)
где КПР – коэффициент премий, установленный завыполнение определённых показателей;
ТЧI – часовая тарифная, соответствующая разряду работ по i-й операции, ден. ед./ч;
tI– норма времени на изготовление единицы продукции по i-й операции, н.-ч/шт.;
к – количество операций при производстве изделия.
Месячная тарифная ставкакаждого специалиста (Тм) определяется по формуле
Тм=Тм1*Тк,
где: Тм1 — месячная тарифнаяставка 1-го разряда (рублей), в нашем случае тарифная ставка равна 19500.
Тк — тарифныйкоэффициент, соответствующий установленному тарифному разряду.
Часовая тарифная ставка(Тч) рассчитывается по формуле
Тч=Тм/173,1,
где: Тм — месячная тарифная ставка (руб.) 173,1 — часовой фонд рабочего времени.Результаты приведены в таблице 9.3
Таблица 9.3
Расчет основной заработной платы основных производственныхрабочих по видам работНаименование операции Разряд работ
Норма времени tшт, ч/опер Часовая тарифная ставка Сумма, руб. 6. Подготовительная 3 1,75 112 196 7. Установочная 3 1,02 112 114 8. Монтажная 4 1,38 150 207 9. Контрольная 4 0,59 150 89 10. Сборочная 4 3,54 150 531 Итого: 1137 С учетом премии(40%): 455 Всего: 1592
Результаты расчёта себестоимости и отпускной цены единицыизделия приведены в таблице 9.4.
Таблица 9.4 — Результаты расчёта себестоимости и отпускной цены Наименование статей затрат Условное обозначение Расчетная формула или источник информации Сумма, руб. 1 2 3 4 1.Сырье и материалы за вычетом отходов
/> См. табл. 7.1 8620 2.Покупные комплектующие изделия и услуги кооперированных поставок
/> См. табл. 7.2 42158 3.Основная заработная плата производственных рабочих
/> См. табл. 7.3 1592 4.Дополнительная заработная плата производственных рабочих
/>
/>,
где /> = 20% — процент дополнительной заработной платы; 318 5.Отчисления органам социальной защиты и в фонд занятости
/>
/>/>
где/> процент отчислений в фонд социальной защиты населения 668 6.Чрезвычайный чернобыльский налог и отчисления в фонд занятости
/>
/>,
/> 96 7.Износ инструментов и приспособлений целевого назначения
/>
/>
/> 191 8.Общепроизводственные расходы
/>
/>
/> 1990 9.Общехозяйственные расходы
/>
/>
/> 2388 10. Прочие производственные расходы
/>
/>
/> 24 11. Производственная себестоимость
/>
/>/>
/> 58045 12. Коммерческие расходы
/>
/>
/> 1161 13. Полная себестоимость
/>
/> 59206 14.Плановая прибыль на единицу продукции
/>
/>
/> 17762 15. Налог в местный бюджет единым платежом (2,5 %)
Рмб
Рмб=(Сп+Пр)*2,5
/ (100-2,5) 1974 16.Налог в республиканский бюджет единым платежом (2 %)
Ррб
Ррб=(Рмб.+Сп+Пр)*2 / (100-2) 1611 17. Цена без НДС
С(без ндс)
С(безНДС)=Сп+Пр+ Рмб+Ррб 80553 18.Налог на добавленную стоимость
/>
/>
/> 16111 19. Отпускная (свободная) цена
/>
/>
/> 96664
Итак, имеем:
— отпускная ценамодуля: /> = 96664 руб.;
— себестоимостьего: />= 59206 руб.
9.3 Расчёт сметной стоимости НИОКР
Смета затрат напроведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работрассчитывается по следующим статьям:
— материалы икомплектующие;
— расходы наоплату труда;
— отчисления вфонд социальной защиты;
— расходы наслужебные командировки;
— услугисторонних организаций;
— прочие прямыерасходы;
— налогивключаемые в себестоимость;
— плановая(нормативная) прибыль;
— добавленнаястоимость;
— налог надобавленную стоимость;
— отчисления насодержание ведомственного жилого фонда и аграрный налог.
Расчёт сметнойстоимости материалов приведён в таблице 7.5.
Таблица 9.5 –Расчёт стоимости материалов и комплектующих Наименование единица измерения количество, ед. Цена, руб/шт Сумма, руб. Бумага писчая шт. 250 12 3000 Ватман (ф.А1) шт. 7 260 1820 Вывод чертежей шт. 7 1000 7000 Бумага масштабная шт. 7 50 350
Итого
Транспортно-заготовительные расходы (5%)
Всего
12170
608
12778
Расчёт основнойзаработной платы участников НИОКР приведён в таблице 9.6.
Таблица 9.6 — Расчёт основной заработной платы научно-технического персонала Должность Количество месяцев работы Месячный оклад, руб. Сумма ОЗП, руб.
Руководитель проекта
Научный технический сотрудник
4
4
300000
200000
1200000
800000 Итого основная заработная плата всех работников 2000000 С учетом премий (40 %) 2800000
Полная сметазатрат на НИОКР приведена в таблице 9.7
Таблица 9.7 — Полная смета затрат на НИОКР № Статьи затрат
Условное
обозначение
Сумма,
Руб. 1 2 3 4 1 Материалы и комплектующие (таблица 7.5)
/> 10785 2 Основная заработная плата (таблица 7.6)
/> 2800000 3
Дополнительная заработная плата научно-технического персонала (20% от />)
/> 560000 4
Отчисления в фонд социальной защиты: />
/> 1176000 5 Чрезвычайный чернобыльский налог и отчисления в фонд занятости
/>, />
/> 226800 6
Износ инструментов и приспособлений целевого назначения
/> />
/> 336000 7
Общепроизводственные расходы
/> />
/> 3500000 8
Общехозяйственные расходы
/> />
/> 4200000 9
Прочие прямые расходы: />
/> 28000 10
Итого, себестоимость:/>(п.1-п.9)
/> 12837585 11
Коммерческие расходы
/>/>
/> 256752 12
Полная себестоимость
/>
/> 347770 13 Плановая прибыль единицы продукции (30% от себестоимости)
/> 104331 14
Оптовая цена: />
/> 452101 15
Отчисления в местный бюджет: />
/> 11592 16 Налог в республиканский бюджет единым платежом (2 %)
Орб 231 16
Налог на добавленную стоимость
/>
/> 92785 17
Отпускная цена: />+Орб
/> 556709
Таким образом,сметная стоимость НИОКР составила: 556709 руб.
9.4 Расчет единовременных затрат
К единовременнымзатратам в сфере производства относятся: предпроизводственные затраты (/>), в нашем случае />=16689342 и капитальныевложения в производственные фонды завода изготовителя (/>):
/> (9.5)
Расчет стоимостиоборудования приведён в таблице 9.8.
Таблица 9.8Расчет стоимости оборудованияТип и модель оборудования.
Кол-во
единиц. Цена, тыс.Руб/ед
Площадь, занимаемая единицей оборудования, м2
Сумма затрат
тыс.руб.
1
2
3
4
5 ЭВМ 1 500 4 500 ГТС 1 100 4 100 Осциллограф 1 150 4 150 Стол 2 50 6 100 Итого для всех видов оборудования 850
Капитальные вложения в здания определяютсяна основании расчёта производственных площадей.
Площадь, занимаемая технологическимоборудованием, равна
SОБ = 4*1 +4*1 +4*1 +6*2 = 24 кв. м.
Площадь, занимаемая служащими,специалистами и руководителями, равна
SA= 24 * 0,5 = 12 кв. м.
Площадь под складские помещения равна
SСК = 24 *0,4 = 9,6 кв.м.
Площадь под санитарно-бытовыми помещениямиравна
SБЫТ = 24 *0,3 = 7,2 кв. м.
Общая площадь зданий проектируемогопредприятия включает следующие составляющие
SЗД =24+12+9,6+7,2 = 42,8 кв. м.Величина капитальныхвложений в здания равнаКЗД= 42,8 *330000 = 14124000 р.Инвестиции в основнойкапитал
Наименование
Инвестиций
Капитальные вложения,
р. 1. Здания и сооружения 14124000 2. Технологическое оборудование 850000 3. Прочие основные фонды 4492200 Итого 19466200
Расчет капитальных вложений воборотный капитал.
В состав оборотных средств (оборотного капитала)включаются денежные средства, необходимые для создания оборотных производственныхфондов и фондов обращения.
Капитальные вложения воборотный капитал определяются в процентах от основного капитала и будут равны
КОС = 0,3 *19466200 = 5839860 р.
Результаты расчета инвестиций в производственные фонды(единовременные затраты) приведены свести в таблице.
Инвестиции в основной и оборотныйкапитал (единовременные затраты)Единовременные капитальные вложения Сумма, р. 1. Инвестиции в основной капитал 19466200 2. Инвестиции в оборотный капитал 5839860 Всего 25306060
Расчет стоимостнойоценки результата
Результатом в сфере производства нового изделия являетсяабсолютная величина чистой прибыли, полученная от реализации продукции, иамортизационные отчисления, которые являются источником компенсации инвестиций.
Расчёт амортизационных отчисленийосновного капитала
Годовая сумма амортизационных отчисленийопределяется на основе типовых единых норм амортизационных отчислений на полноевосстановление основных фондов.
Расчёт амортизационных отчислений по годампредставлен в таблице.
Расчёт амортизации основных фондовНаименование видов основных фондов Первоначальная стоимость, ден. ед. Средняя норма амортизации, % Годовая сумма амортизационных отчислений, р. 1. Здания и сооружения 14124000 2,3 324852 2. Технологическое оборудование 850000 14,4 122400 7. Прочие основные фонды 4492200 24,4 1096097 Итого
1543349
Расчет чистой прибылиот реализации продукции
Расчет чистой прибыли(прибыль, остающаяся в распоряжении предприятия) представлен в таблице.
Расчет чистой прибылиот реализации продукции Вид доходов Годы, млн. р. 1-й 2-й 3-й 4-й 1.Чистая прибыль (Пч) 17610264 17610264 17610264 17610264 2. Амортизация 1543349 1543349 1543349 1543349 Чистый доход (п.1 + п.2) 19153613 19153613 19153613 19153613
9.5 Расчет годового экономического эффекта
На основерасчётов, приведенных ранее определим целесообразность внедрения инженерногопроекта. Чистую прибыль будем определять по формуле:
/>, (9.7)
где /> — чистая прибыль в году;
/> — прогнозируемаяцена изделия в году />;
/>-полнаясебестоимость изделия;
/> — объём выпускав году />;
/> — процент налогана прибыль (24%).
Для определениявеличины чистой прибыли в последующие годы необходимо учитывать коэффициентприведения. Приведение осуществляется путём умножения разновременных затрат ирезультатов за каждый год на коэффициент приведения />,вычисляемый по формуле:
/>, (9.8)
где /> — год, накоторый осуществляется расчёт прибыли;
/> — текущий год.
Расчёт чистойприбыли и определение экономического эффекта приведены в таблице 7.10.
Таблица 9.10 — Расчётприбыли и экономического эффекта Показатель Ед.изм. 2002 2003 2004 2005 результат 1. Прогнозируемый объем шт. 600 800 800 800
2. Прогнозируемая
цена руб. 96664 96664 96664 96664 3. Себестоимость руб. 59206 59206 59206 59206 4. Чистая прибыль руб. 10657200 14209600 14209600 14209600 5. Чистая прибыль с учетом времени руб. 10657200 11793968 9804624 8227358 затраты 6. Производственные затраты руб. 5839860 - - - 7. Единовременные затраты руб. 19466200 - - - 8. Всего затрат руб. 25306060 - - - 9. Превышение результата над затратами с наростающим итогом руб. -14648860 -2854892 6949732 15177090 10. Коэффициенты приведения 1 0.83 0.69 0.579
В результатеэкономических расчётов получили:
— себестоимость59206 руб.;
— рыночную ценуизделия 96664 руб.;
— сметнуюстоимость НИОКР 556709;
Анализируятаблицу 7.10 можно сказать, что затраты на производство окупятся уже на второмгоду его производства.
Разрабатываемыйинженерный проект имеет высокую экономическую эффективность, а значит,экономически целесообразен.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе дипломного проектирования на тему«Восьмиполосный стереофонический корректор» было разработано специализированноеустройство — восьмиполосный стереофонический корректор.
Разработка данногоустройства велась по исходным данным в качестве которых являлись: техническоезадание на проектирование и электрическая принципиальная схема.
Основываясь на этиисходные данные провели анализ технического задания, в результате которогоокончательно выяснили назначение и общую характеристику прибора, а такжеопределили требования, которые будут предъявляться к устройству входе егоэксплуатации.
Из анализа электрическойпринципиальной схемы выяснили, что при таком ее построении будут обеспечиватьсянеобходимые параметры точности и работоспособности проектируемого устройства.
В ходе конструкторскихрасчетов определили, что:
разработанное устройствоявляется функционально законченным устройством;
его размеры прикоэффициенте заполнения по объему К=0.5 на основании компоновочного расчета,следующие: 250х225х75 (мм).
СПИСОКИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Ненашев А.П. Конструирование РЭС.М.: Высшая школа. 1990.
2. Справочник: резисторы,конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА /под ред.Н.Н. Акимова и др./ Мн.: Беларусь, 1994.
3. Справочник: полупроводниковыеприборы /под ред. Н.Н. Горюнова. М.: Энергоатомиздат, 1985.
4. Справочник по интегральным схемам/под ред. Б.В. Тарабрина/. М.: Энергия, 1981.5.Парфенов Е.М. Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры. М.: Радиои связь. 1989.
6. Варламов Р.Г. Компоновка РЭА. М.:Сов. радио., 1975.7.Роткоп Л.Л., Спокойный Ю.Е. Обеспечение тепловых режимов при конструированиирадиоэлектронной аппаратуры. -М.: Сов. радио, 1976. 8.Г.Д. Фрумкин Расчет и конструирование радиоаппаратуры. ‑ М.: Высшаяшкола, 1989.
9. А.Г. Алексенко«Микросхемотехника». Радио и связь, Москва, 1982
10. Л.Г. Шерстнев «Электроннаяоптика и электроннолучевые приборы». Энергия, Москва, 1980.
11. Дж. Ленк «Электронныесхемы». Мир, Москва, 1985.
12. Конструирование радиоэлектронныхсредств: Учеб. Пособ. для студентов специальности ”Конструирование и технологиярадиоэлектронных средств”, под. ред. Н.С. Образцова. — Мн. БГУИР,1994.
13. И.Н. Мигулин «Интегральныемикросхемы в устройствах автоматики». Техника, Киев, 1985.
14. Технология и автоматизацияпроизводства радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов /под ред.А.П. Достанко, Ш.М. Чабдарова./ М.: Радио и связь, 1989.
15. Боровиков С.М. Надежностьрадиоэлектронных устройств: Учеб. пособие для студентов радиоэлектронныхспециальностей. — Мн.: БГУИР, 1997.16.Справочник по электротехническим материалам. В 2 т. Т. 2 / Под ред. Ю.В.Карицкого и др. 3 изд. перераб. — М.: Энергоатомиздат, 1987.
17. Преснухин Л.Н., Шахнов В.А.Конструирование электронно-вычислительных машин и систем. — М.: Высш. школа,1986.
18. Проектирование приборных панелейрадиоэлектронной аппаратуры. Методическое пособие по курсу “Конструирование имикроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры” для спец. “Конструирование ипроизводство радиоаппаратуры” / Ю.В. Шамгин и др. – Мн.: БГУИР, 1986.
19. Воробьева Ж.С., Образцов Н.С. идр. Конструкторская документация: обеспечение влагозащиты конструкцийРЭС/Методическое пособие по курсу “Конструирование и производстворадиоэлектронных средств” по специальности Т.08.01 для всех форм обучения. — Мн.: БГУИР, 1996.
20. Методические указания потехнико-экономическому обоснованию дипломных проектов. Сост. Т.В. Елецких, Э.А.Афитов, В.А. Палицин, А.К. Феденя. — Мн.: БГУИР, 1995.21.Р.С Шакиров и др. Методическое пособие по курсу ”Охрана труда” дляспециальностей 0701, 0705, 0608. Организация производственного освещения.Минск, МРТИ, 1980.22.СНиП- А.9-71. Строительные нормы и правила. Часть 2, раздел А, гл. 9.Искусственное освещение. М., Стройиздат, 1971.23.СНиП-А.8-72. Строительные нормы и правила. Естественное освещение. М., Стройиздат,1972.
РЕЦЕНЗИЯ
на дипломный проект студента факультета компьютерного проектирования Белорусского государственного университета информатикии радиоэлектроникип Чернецкого Владимира Викторовича на тему: Восьмиполосный стереофонический корректор.
Студент Чернецкий В.В. выполнил дипломныйпроект на 6 листах графического материала с расчетно-пояснительной запиской.
Разработанный дипломный проект выполнен навысоком инженерно-техническом уровне и полностью соответствует заданию надипломное проектирование.
В расчетно-пояснительной записке выполненобзор литературы, проведены основные конструкторские расчеты, подтверждающиесяправильность принятых решений и работоспособность конструкции, сделаныаргументированные выводы по результатам проектирования.
Раздел по экономике и охране трудаотвечает задачам проектирования и требованиям соответствующих кафедруниверситета.
Графическая часть и расчетно-пояснительнаязаписка выполнены аккуратно и в основном с соблюдением требований действующихстандартов.
К недостаткам можно отнести следующее:
1 В некоторых разделах пояснительнойзаписки мало ссылок на литературные источники.
Работу дипломника Чернецкого В.В. оцениваю _______________________Митюхин А.И.