Чтобы получить прочное паяное соединение, необходимо убрать пленку окисла со спаиваемых поверхностей и защитить метал от дальнейшего окисления при пайке. Для этого существуют флюсы, которые представляют собой, как правило, многокомпонентные системы, выполняющие сразу несколько функций. Это очистка поверхности, удаление окисла, улучшение растекания припоя и, как следствие, увеличение прочности и плотности соединения. При работе со свинцово-оловянными припоями в качестве флюсов применяют соляную кислоту, хлористый цинк, борную кислоту, буру, хлористый аммоний.

Для пайки конденсаторов типа К10-17в выбран припой ПОСК 50-18 (ГОСТ 21930-76), для пайки остальных элементов - припой ПОС-61 (ГОСТ 21931-76).

4.5.2 Выбор клеящих материалов

Клеи представляют собой коллоидные растворы пленкообразующих полимеров, способные при затвердевании образовывать прочные пленки, хорошо прилипающие к различным материалам. Клеевые соединения по сравнению с другими видами неразъемных соединений имеют ряд преимуществ: возможность соединения различных материалов, стойкость к коррозии клеевого шва; герметичность соединения; возможность соединения тонких материалов; снижение стоимости производства; экономия массы и значительное упрощение технологии изготовления изделий. При изготовлении узлов электрорадиоаппаратуры в основном применяют смоляные клеи (Таблица ).

Также для склеивания деталей используются мастики. Мастика - смесь разных веществ, применяется для склеивания, герметизации. Затвердение мастики происходит или вследствие испарения растворителя или химической реакции смешанных веществ. В состав мастик могут входить компоненты: мел, известь, гипс, белила, сера, глина, крахмал, воск. Мастики готовятся на масле со смолами, с каучуком, казеином и клеем, с водою. При изготовлении радиоэлектронной аппаратуры часто используется мастика У-9М (наполнитель - нитрид бора 30%). [9]

Клеи

Тип клея	Марка клея	Свойства
Фенолкаучуковый	ВК-32-200, ВК-3, ВК-4, ВК-13	Клеевые соединения теплостойки, хорошо выдерживают циклические нагрузки, обладают хорошей адгезией к металлам, благодаря эластичности пленки обеспечивается прочность соединения при неравномерном отрыве.
Фенолополивинилацеталевые	БФ-2, БФ-4	Применяют для склеивания металлов, пластмасс, керамики и других твердых материалов. Теплостойкость клеевых соединений невысокая, водостойкость удовлетворительная.
	ВС-10Т	Более теплостоек, отличается высокими характеристиками длительной прочности, выносливости и термостабильности при склеивании металлов и теплостойких неметаллических материалов.
Фенолокремнийорганические	ВК-18, ВК-18М	Содержат в качестве наполнителей асбест, алюминиевый порошок и др. Клеи являются термостойкими, устойчивы к воде и тропическому климату, обладают хорошей вибростойкостью и длительной прочностью. Рабочая температура до 600°С.
Клеи на основе эпоксидных смол, холодного отверждения	Л-4, ВК-9, КЛН-1, ВК-16, ЭПО	Отверждение клеев происходит при помощи отвердителей без выделения побочных продуктов, что почти не дает усадочных явлений в клеевой пленке. В результате полярности эпоксидные смолы обладают высокой адгезией ко всем материалам. Для всех эпоксидных клеев характерна хорошая механическая прочность, атмосферостойкость, устойчивость к топливу и минеральным маслам, высокие диэлектрические свойства.
Полиуретановые клеи горячего холодного отверждения	ПУ-2, ВК-5, ВК-11, лейконат	В состав клея входят полиэфиры, полиизоцианаты и наполнитель (цемент). При смешении компонентов, происходит химическая реакция, в результате которой клей затвердевает. Клеи обладают универсальной адгезией, хорошей вибростойкостью и прочностью при неравномерном отрыве, стойкостью к нефтяным топливам и маслам. Такие клеи токсичны.
Клеи на основе гетероциклических полимеров	ПБИ-1K, СП-6	Полибензимидазольные и полиимидные клеи обладают прочностью, высокой стойкостью к термической, термоокислительной и радиационной деструкции, химически стойки. Клеевые соединения могут работать в течение сотен часов при 300°С, а также при криогенных температурах. Полибензимидазольный клей выпускают под маркой ПБИ-1K, полиимидный - СП-6. Этими клеями можно склеивать коррозионно-стойкие стали, титановые сплавы, стеклопластики и различные композиционные материалы.

Выбран клей ВК-9 в связи с его широким распространением и дешевизной.

4.5.3 Выбор защитных покрытий

Защитные покрытия - это лакокрасочные материалы со специальными свойствами для защиты электронных узлов от вредного воздействия окружающей среды. Защитные покрытия обволакивают каждый элемент электронного узла эластичной пленкой, которая отталкивает влагу, стойка к агрессивным средам, обладает хорошими теплопроводными и диэлектрическими свойствами. По составу лакокрасочные материалы подразделяют на лаки, эмали, грунты. Лаки являются растворами пленкообразующих веществ в растворителях иногда с добавками пластификаторов, ускорителей, стабилизаторов (в составе лака обязательно присутствует смола). Лаки предназначены для защиты поверхности изделия от воздействия внешней среды. Эмали состоят из лака и пигмента. Для получения не глянцевых, а матовых покрытий в эмали вводят наполнитель. Пигменты придают эмали цвет и некоторые специфические свойства. Грунты защищают металл от коррозии и увеличивают адгезию последующих слоев. В состав грунта входят лак и пигмент, обладающий защитными свойствами. [10, 11]

Лакокрасочные покрытия

	Основные свойства и назначение
Перхлорвиниловые эмали ХВ-124, ХВ-125, (серый, серебристый, красный)	Покрытия негорючие с удовлетворительной адгезией к металлу и дереву. Выдерживают температуру от -60 до +90°С. Предназначены для покрытия загрунтованных поверхностей металлов. Подходят для использования в тропическом климате.
Меламиноалкидные эмали группы МЛ-12 (зеленый, белый, красный, синий, черный, серый, желтый)	Покрытия прочны, тверды хорошо полируются. Выдерживают температуру от -60 до +100°С. Окраска предварительно загрунтованных металлических поверхностей. Подходят для использования в тропическом климате.
Молотковые эмали группы МЛ-25 (серебристый, серый, голубой, салатный)	Покрытия прочны, тверды с хорошей адгезией к металлам. Выдерживают температуру от -60 до +70°С. Предназначены для наружной окраски металлических поверхностей. Подходят для использования в тропическом климате.
Пентафталевые эмали: ПФ-115 (темно-зеленый, черный) МФ-28 (черный)	Покрытия глянцевые, прочные, атмосферостойкие. Выдерживают температуру от -60 до +150°С. Окраска предварительно загрунтованных металлических поверхностей. Подходят для использования в тропическом климате.
Эпоксидные эмали: Э-5 (зеленый) Э-11 (черный)	Покрытия глянцевые, прочные, твердые, с хорошей адгезией. Выдерживают температуру от -60 до +200°С. Подходят для использования в тропическом климате.
Пентафталевые эмали группы ПФ-223 (белый, желтый, голубой, стальной, красный)	Покрытия глянцевые, прочные, эластичные. Выдерживают температуру от -60 до -150°С. Предназначены для покрытия загрунтованных металлических поверхностей. Для использования в умеренном климате.
Лак 170 (бесцветный); Нитроцеллюлозные эмали: НЦ-11 (синий, серый), ЭМ-508 (защитно-зеленый), НЦ-25 (белый, кремовый, бежевый, зеленый, голубой, синий)	Покрытия полуглянцевые, прочные, обладают высокой декоративностью, полируются. Выдерживают температуру от -60 до +60°С. Предназначены для покрытия загрунтованных металлических поверхностей. Для использования в умеренном климате.
Сополимервинилхлоридные эмали ХС-78 (темно-коричневый, красно-коричневый)	Покрытия твердые, прочные. Выдерживают температуру от -60 до +60°С. Предназначены для антикоррозионных покрытий стали и алюминия при воздействии пресной и морской воды.
Кремнийорганические эмали: ЭМ-9 (серебристый), ЭМ К-2 (зеленый, желтый, черный), ЭМ КО-81 (красный)	Покрытия глянцевые, твердые, прочные. Выдерживают температуру от -60 до +230°С (ЭМ-9 - до +400°С). Предназначены для покрытий металлических поверхностей изделия.
Глифталевая эмаль ГФ-820 (серебристый)	Выдерживает температуру от -60 до +300°С. Неустойчива к действию кислот и щелочей, наносится без грунта.
Полиуретановый лак УР-231 (светло-коричневый)	Покрытие твердое, прочное, выдерживает температуру от -60 до +120°С. Предназначен для защиты изделий из металлов и пластмасс. Обеспечивает повышенную электроизоляцию.
Фенольный лак СБ-1с (бесцветный)	Выдерживает температуру от. -60 до +100°С. Предназначен для защиты схем и блоков аппаратуры от влаги.
Бакелитовые лаки А, Б, ЭФ (красно-коричневый)	Покрытие глянцевое, прочное, устойчиво к кислотам, имеет пониженную стойкость к ударам. Выдерживает температуру от -60 до +150°С. Предназначены для влагозащиты гетинакса, стеклотекстолита, обеспечивают повышенную электроизоляцию.
Лаки АК-113 и АК-113Ф	Для защиты изделий из черных, цветных металлов и их сплавов (в том числе алюминиевых), а также неметаллических поверхностей, работающих при температурах до 150 єС и эксплуатируемых в различных климатических районах. Пленки лаков обладают повышенной твердостью, водостойкостью, стойкостью к действию бензина.
Лак ЭП-9114	Электроизоляционный, двухкомпонентный лак, с малым содержанием растворителя предназначен для защиты печатных узлов, эксплуатируемых в интервале температур от -60 до + 25 єС в любом климатическом районе, в т. ч. и в условиях тропического климата.
Лак ЭФ-9179	Для влагозащиты радиодеталей и блоков электрорадиоаппаратуры, изготовленных с применением печатного монтажа, для получения электроизоляционных покрытий различных поверхностей.
Эмаль ЭП-51	Предназначена для окраски предварительно загрунтованных металлических поверхностей изделий, эксплуатируемых под навесом в различных климатических условиях.
Эмаль ЭП-274	Для окраски приборов, эксплуатирующихся в условиях тропического климата.
Эмаль ЭП-572	Для нанесения маркировки на серебро, медь, титан, сталь, аллюминий, полистирол, оргстекло, текстолит, гетинакс, керамику. Покрытие расчитано на рабочую температуру от - 60 до 250° С.
Эмаль ЭП-992, ЭП-992Э, ЭП-992Р (красно-коричневая, салатная, кремовая, голубая)	Для покрытия деталей электрических машин, для окрашивания постоянных непроволочных резисторов и других радиодеталей. Покрытия эмалью ЭП-992Э отличаются повышенной эластичностью, стойкостью к термоциклированию.
Грунтовка АК-070 (желтая)	Для грунтования деталей из алюминиевых, магниевых, титановых сплавов и стали углеродистой и нержавевеющей. Перекрываются материалами типа АК, ПФ, ГФ, ЭФ, ХВ, ХС, ФЛ и другими. Обеспечивают долговечность, противокоррозионную стойкость и водостойкость системы лакокрасочного покрытия.
Грунтовка ЭП-0156 (светло-желтая)	Для антикоррозионной защиты поверхностей магниевых сплавов, сплавов меди, алюминия, углеродистых приборов, эксплуатирующихся во внутренних помещениях судов и нагревающихся до температуры 100С
Грунтовка ЭП-076 (желтая)	Для окраски деталей из магниевых и титановых сплавов, эксплуатируемых в различных климатических условиях
Грунтовка ЭП-09 Т (желтая, красная)	Для окраски изделий из черных (грунт красного цвета) и цветных металлов (грунт желтого цвета), эксплуатируемых в условиях тропического климата.

В радиоэлектронной промышленности нашли широкое применение силоксановые герметики, их ценной особенностью силоксановых материалов является стабильность свойств рабочих характеристик при длительной эксплуатации в условиях резких перепадов температур, повышенных вибраций, тропического климата, УФ-облучения.

Герметики силоксановые

Марка	Свойства
У-1-18	Двухкомпонентный герметик, предназначен для поверхностной герметизации металлических соединений и для герметизации аппаратуры, работающей в среде воздуха при температуре от -60 до +300.
У-2-28	Применяется для герметизации различных изделий радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры в закрытом объёме без доступа воздуха при температуре от -60 до +250.
У-4-21	Применяется в контакте с серебряными и оловянными покрытиями, медью и хромированной бронзой при темпратуре прогрева до +100
ВГО-1	Применяется для поверхностной герметизации конструкций, приборов, резисторов. Не вызывает коррозии алюминиевых сплавов анодированных нелакированных, серебряных покрытий, стали углеродистой.

Исходя из приведенных данных, выбираются:

- Лак АК-113 - для покрытия мест паек,

- Лак ЭП-9114 - для покрытия печатного узла,

- Грунтовка АК-070 - для покрытия металлических крышек элементов,

- Эмаль ЭП-572 - для нанесения надписей,

- Эмаль ЭП-51 - для нанесения обозначений,

- Герметик ВГО-1.

4.5.4 Описание конструкции модуля графического

Сборочный чертеж платы модуля представлен на чертеже ДП.00000.001 СБ.

Элементная база модуля МГ представлена ЭРЭ двух типов: ЭРЭ крепящиеся на печатную плату запайкой ножек деталей в специальные сквозные отверстия в ПП (dip-монтаж), ЭРЭ крепящиеся на печатную плату пайкой элементов на контактные площадки (поверхностный - chip-монтаж). На плате предусмотрены контрольно-проверочные гнезда.

Микросхема LT1084IT поз. 48., является источником повышенного тепловыделения. Микросхема расположена ближе к краю платы. Для отвода тепла от микросхемы, непосредственно в контакте с ней, установлен радиатор поз. 5, сконструированный по индивидуальному чертежу. Остальные источники тепла расположены равномерно на плате, для уменьшения локального перегрева.

На чертеже ДП.00000.002 СБ представлена конструкция модуля МГ.

На плату установлен радиатор поз. 1, для обеспечения теплового режима микросхем поз. 44, 46 (см. сборочный чертеж платы ДП.00000.001 СБ). Радиатор сконструирован по индивидуальному чертежу (ДП.00000.004), крепится к плате поз.1 в центре в 6 точках и к плате поз. 1 и рамке поз. 6 по контуру в 5 точках при помощи винтов, втулок и гаек поз. 39, поз. 42, поз. 55 соответственно.

Рамка сконструирована по индивидуальному чертежу (ДП.00000.005) и обеспечивает надежное закрепление платы по контуру.

Модуль МГ плотно крепится к панели ПУ через рамку в двух точках посредством винтов поз. 26 и шайб поз. 50, поз 54, а также через разъем X6. Таким образом собранные вместе модуль МГ и панель ПУ образуют модуль МИУ, представляющий собой сэндвичную конструкцию

По краям модуля предусмотрены направляющие поз. 12 - поз. 15 с прокладками поз. 21, поз. 22 - для образования «воздушного канала» между одной стороной модуля МГ и панелью ПУ. В нижней части панели ПУ сделана перфорация, и воздух, затягиваемый вентилятором, и проходящий по созданному каналу обдувает внутреннюю сторону модуля МГ, тем самым обеспечивая нормальный тепловой режим.

Разъемы X2, X10, X13 расположены на планке поз. 11 и соединяются с платой через провод поз. 67. Планка поз. 11 крепится к наружной задней стенке индикатора. Разъемы X2, X10, X13 обеспечивают связь модуля МГ с внешними устройствами.

5. Разработка конструкции индикатора

5.1 Конструктивные требования

Конструкция МФЦИ должна соответствовать конструктивно-технологическим требованиям ГОСТ В 20.39.102-77, ГОСТ В 20.39.308-76.

Масса МФЦИ без ответных частей разъемов не должна превышать 8 кг.

Конструкция МФЦИ должна обеспечивать его размещение на приборной доске кабины. Габаритные размеры должны быть не более 192 х 275 х (173 + 31) мм, где 173 мм - глубина от привалочной плоскости, 31 мм - глубина лицевой панели. Конструкция МФЦИ должна обеспечивать его размещение на приборной доске кабины. Для повышения ремонтопригодности конструкции должна быть предусмотрена доступность всех частей для осмотра и замены без предварительного удаления других частей конструкции.

Конструкция МФЦИ в части эргономических требований и требований к технической эстетике должны соответствовать ГОСТ В20.39.308-76, ГОСТ 21829-76, ОСТ 1 00396-86.

5.2 Обзор типовых конструкций ЭВС

В основу базового метода конструирования ЭВС положен принцип разделения аппаратуры на функционально и конструктивно законченные части. Функциональный принцип компоновки увеличивает возможности использования одних и тех же сборных единиц в новых системах с неоднократно повторяющимися узлами. При этом изменение или модернизация одного узла не повлечет за собой переделку других функциональных сборочных единиц и не вызовет изменения всего устройства и перестройки производства. Согласно функциональному принципу конструирования можно выделить следующие уровни иерархии:

- Уровень I: Неделимые элементы объединяются в схемные сочетания, имеющие более сложный функциональный признак, образуя ячейки, модули, типовые элементы замены.

- Уровень II включает в себя конструктивные единицы, предназначенные для механического и электрического объединения элементов уровня I (панель, субблок, блок).

- Уровень Ш - может быть реализован в виде стойки или шкафа - для стационарных РЭС, для бортовых - это виброизоляционная рама или стеллаж, внутренний объем которых заполняется конструктивными единицами уровня II.

Модуль - структурная единица уровня I, представляет собой прямоугольную печатную плату, на которой с одной или с обеих сторон располагаются микросхемы. Закрепление модуля на блоке осуществляют с помощью штырей, перпендикулярных плоскости платы модуля и монтируемых или на самом модуле, или на базовой плате блока. Блок - конструктивная единица, представляющая собой совокупность функциональных ячеек, реализующая функции преобразования информации. Существует два основных типа конструкций блоков: кассетная и книжная конструкции.

Блоки кассетной конструкции широко используются при создании вычислительной техники. Обычно это печатная плата в металлической литой или штампованной рамке для жесткости с врубным разъемом с одной стороны - каркасный узел, печатная плата без рамки - бескаркасный узел. При установке узла в блок края платы входят в пазы, и она задвигается до соединения разъема. Для исключения ошибочного подключения узлов применяются разного рода ключи на плате или разъеме: набор штырей и соответствующих им отверстий, шипы и вырезы в платах и т.д. Узел может также состоять из двух печатных плат, закрепленных на одной рамке и соединенных плоским кабелем. Преимущества кассетной конструкции в простом наращивании функциональных возможностей устройства. [4, 12, 13]

Рис. 5.1 Типовые конструкции ЭВС: а - книжная конструкция; б - кассетная конструкция.

Блоки книжной конструкции состоят из одной или нескольких печатных плат, которые вращаются вокруг своей оси и могут откидываться как страницы книги. Каркасы узлов книжной конструкции снабжены одним или несколькими шарнирами, обеспечивающими свободный доступ к элементам узла. В рабочем положении все узлы стянуты винтами, благодаря чему вся конструкция имеет достаточную жесткость. Чаще всего узлы не имеют разъемов, а соединены гибкими кабелями. Такие блоки широко используются в том случае, когда имеется необходимость производить профилактику и поиск неисправностей не выключая источника питания устройства.

5.3 Описание конструкции индикатора

Конструкция МФЦИ представлена на чертеже ДП.000000.003 СБ и на рисунке 5.2. Размеры индикатора по лицевой панели: высота 275 мм, ширина 192 мм. Высота панели над монтажной поверхностью на объекте не более 35 мм. Общая глубина изделия 204+45 мм.

Конструкция индикатора состоит из отдельных сборочных единиц (узлов), что обеспечивает высокую технологичность изготовления и обслуживания в эксплуатации. Таким образом, индикатор МФЦИ не имеет единой несущей конструкции. Основными конструктивными узлами МФЦИ являются:

- основание (поз. 1);

- модуль напряжений (Модуль МН поз. 2);

- модуль управления и индикации (Модуль МИУ поз. 4).

Основание - представляет собой сборочный узел. Корпус основания выполнен из листового алюминиевого сплава. Внизу в корпусе основания располагается устройство коммутации УК, состоящее из многослойной печатной платы, врубных соединителей, и соединителей, контакты которых выполнены навесным монтажом и представляющее собой общую плату коммутации, на которую крепятся через разъемы следующие модули: модуль МД (2 шт.) поз. 5, модуль МВ поз. 3, модуль МО поз. 6. Модули имеют клиновые зажимы для крепления в корпусе и передачи выделяемого в них тепла на корпус изделия. На стенках корпуса основания имеются пазы для крепления модулей и приема тепла. Все внутренние связи от интерфейсных разъемов индикатора, установленных на задней стенке, до соответствующих модулей в индикаторе выполнены проводом типа МС витой парой. Заземление индикатора осуществляется специальной клеммой “Корпус”, расположенной на задней стенке МФЦИ. На задней стенке основания установлен электровентилятор типа 0,5ЭВ-0,7-20-4620. В верхней части основания закреплен блок питания вентилятора. При помощи вентилятора через перфорацию, сделанную в стенках корпуса, холодный воздух втягивается внутрь конструкции, нагретый воздух вытягивается наружу, тем самым, обеспечивается нормальный тепловой режим индикатора.

В состав индикатора МФЦИ входит модуль напряжений МН поз. 2, представляющий собой сборочный узел, со встроенным фильтром радиопомех ФРП. Непосредственно на фильтре установлен электрический соединитель питания.

Модуль управления и индикации (Модуль МИУ) - представляет собой сборочный узел, конструкции типа «сэндвич», в его состав входят: ЖК-экран, панель управления ПУ и модуль графический МГ. На лицевой стороне панели ПУ размещены все органы управления изделия и экрана. Кнопки изделия собраны в шесть отдельных групп: верхнее поле из пяти кнопок, два столбцовых поля по восемь кнопок, размещенных слева и справа от экрана, нижнее поле кнопок управления яркостью изображения, нижнее поле кнопок управления контрастностью изображения и отдельно внизу поле из пяти функциональных кнопок. Верхнее, нижнее и столбцовые наборные поля не имеют ночной подсвет. Кнопки управления яркостью и контрастом имеют ночной подсвет, обеспечиваемый миниатюрными светодиодами от системы электроснабжения 5,5 В 400 Гц. Для обеспечения заданных светотехнических характеристик, платы со светодиодами размещены непосредственно на светопроводах. Каждое кнопочное поле имеет свою печатную плату для монтажа микропереключателей мембранного типа. На задней стороне модуля МИУ крепится модуль графический МГ.

Рис. 5.2 Конструкция МФЦИ: 1 - Основание; 2 - Модуль МИУ, 3 - Модуль напряжений; 4, 5 - Кнопки регулировки яркости и контраста.

Сверху изделие закрывается крышкой. С лицевой стороны (сторона экрана) при транспортировании и при проведении монтажных работ ЖК-экран изделия предохраняется специальной легкосъемной защитной крышкой.

Изделие размещается на приборной доске кабины самолета. Для надежной фиксации изделия в сочлененном состоянии на лицевой панели предусмотрены четыре невыпадающих крепежных винта, которыми изделие крепится к приборной доске.

6. Расчетная часть

6.1 Расчет вибропрочности печатной платы

Электронная аппаратура в составе самолетного бортового комплекса особенно подвергаются воздействию внешних механических нагрузок, характер и интенсивность которого могут быть разнообразны в зависимости от источника воздействия. Вибрация - периодически сложные колебания, особо опасны вибрации, частота которых близка к собственной частоте узлов и элементов конструкций. В режимах взлета и посадки, а также в полетном режиме величина воздействия вибрационной нагрузки составляет порядка 50-2000 Гц.

Вибропрочность - способность изделия выполнять свои функции и сохранять свои параметры в пределах нормы, установленных стандартом после воздействия механических факторов. Виброустойчивость - способность изделия выполнять заданные функции и сохранять свои параметры в пределах норм, установленных стандартами во время воздействия механических факторов.

Для устранения резонансных колебаний необходимо, чтобы наименьшая собственная частота колебаний превосходила в 2 раза максимальную частоту возмущающих колебаний (правило октавы). Это достигается способом крепления конструкции и установкой дополнительных опор. Влиять на спектр собственных частот можно изменением геометрических размеров плат, способов их крепления, материала, конфигурации и массы конструкции. [14, 15]

Частота собственных колебаний прямоугольной пластины, шарнирно закрепленной в четырех точках в углах:

, Гц (6.1)

где n, m = 1, 2, 3… - число узловых линий колебаний пластины;

с - плотность материала пластины, кг/м3;

h - толщина пластины, м;

D - цилиндрическая жесткость пластины:

, (6.2)

E - модуль упругости, Па

е - коэффициент Пуассона материала пластины.

Печатная плата должна обладать значительной усталостной долговечностью при воздействии вибраций, для этого необходимо, чтобы минимальная частота собственных колебаний платы удовлетворяла условию:

, (6.4)

где b - ширина платы, м;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

J - коэффициент перегрузки в ед. g;

A - эмпирический коэффициент, значения которого зависят от значения частоты собственных колебаний и воздействий ускорений. При ускорении в пределах g от 3 до 10, значение A равно примерно 0,7 для плат с резонансными частотами 50…100 Гц, повышается до 1 для плат с частотой резонанса 100…400 Гц и до 1,4 - для плат с собственной частотой 400…700 Гц.

Исходные данные: Для пластины из стеклотекстолита на основе стеклоткани, пропитанной эпоксидным связующим: E = 33·109 Па; с = 2400 кг/м3; е = 0,279.

Размеры печатной платы:

h = 1,7·10-3 м;

a = 0,155 м; m = 3 (сторона платы закреплена в четырех точках);

b = 0,170 м; n = 2 (сторона платы закреплена в трех точках).

Расчет: Собственная частота колебаний печатной платы:

Гц.

Проверка удовлетворения правилу октавы:

Проверка удовлетворения условию усталостной долговечности:

J =8 g, 3890 Гц

J =9 g, 3985 Гц

Вывод: Собственная частота платы, закрепленная шарнирно в углах и по периметру платы в нескольких точках с помощью рамки, обеспечивает вибропрочность при воздействии вибраций до 2000 Гц и ускорения до 8g, что удовлетворяет требованиям ТЗ.

6.2 Тепловой расчет

Расчет позволяет оценить тепловой режим разработанной конструкции индикатора и эффективность системы охлаждения. Тепловой режим электронно-вычислительного аппарата - распределение совокупности температур всех его элементов. Тепловой режим устройства считается нормальным, если температура всех его элементов находится в допустимых пределах определенных техническим условием, не зависимо от изменения окружающей температуры. [16]



Рис. 6.1 Узлы конструкции МФЦИ

Конструкция индикатора представляет собой сборку из трех узлов, расположенных неупорядочено, каждый из которых является нагреваемой зоной (Рис 6.1). Для каждого узла известны значения рассеиваемой мощности. В конструкции предусмотрена возможность естественной вентиляции с помощью перфорации и принудительной вентиляции, с помощью электровентилятора 0,5ЭВ-0,7-20-4620.

Расчет теплового режима конструкций с неупорядоченным расположением элементов базируется на принципе электротепловой аналогии. Этот принцип заключается в том, что перенос тепловой энергии в конструкциях рассматривается аналогично переносу электроэнергии в электрических цепях. При этом аналогом силы тока выступает мощность нагретой зоны P; аналогом разности потенциалов - разность температур (или перегрев) нагретой зоны и окружающей среды; аналогом электропроводности - тепловая проводимость у. Использование такой аналогии позволяет составлять тепловые схемы и вести их расчет по основным правилам электротехники.

Оценка теплового режима блока состоит в поэтапном определении температур нагретых зон, путем рассмотрения эффективности каждого из механизмов отвода тепла от нагретой зоны по отдельности.

Тепловая схема, определяющая тепловые проводимости отдельных участков конструкции индикатора представлена на рисунке 6.2. [16, 17]



Рис. 6.2 Тепловая схема МФЦИ: P - мощности тепловых зон, R - тепловое сопротивление между соответствующими тепловыми зонами или между тепловыми зонами и средой, t - температуры зон и температура среды

Система уравнений для тепловой схемы имеет вид:

(6.3)

Система уравнений (6.3), приведенная относительно температур зон:

(6.4)

Тепловая проводимость (величина обратная тепловому сопротивлению) между двумя тепловыми зонами определяется с учетом коэффициента теплоотдачи излучением , коэффициента конвекции , а также площадью изотермического взаимодействия , по формуле:

, Вт/К (6.5)

Коэффициент теплоотдачи излучением определяется по формуле:

, Вт/м2К (6.6)

где - приведенный коэффициент черноты пары тел, справочная величина, зависит от свойств данной пары тел, в частности, если и более 0,8, то: ;

- коэффициент облученности i-ого тела j-ым, зависит от взаимного расположения тел;

- функция зависимости от температур пары тел, определяется по формуле:

, (6.7)

Коэффициент конвекции рассчитывается в зависимости от типа конвекции. Различают свободную и вынужденную конвекцию.

Для свободной конвекции в неограниченном пространстве:

, Вт/м2К (6.8)

если для геометрических размеров выполняется условие ,

где ti, tj - температуры нагретой зоны и среды; N - коэффициент, зависящий от ориентации тела в пространстве (для горизонтальной поверхности, рассеивающей потоки вверх - 1,3; вниз - 0,7; для вертикальной поверхности - 1); L - определяющий размер.

Для свободной конвекции в ограниченном пространстве:

, Вт/м2К (6.9)

где д - толщина прослойки, м;

Для вынужденной конвекции:

,Вт/м2К (6.10)

где Nu - число Нуссельта;

- теплопроводность воздуха, Вт/мК;

- длина обтекания тела потоком воздуха, м;

Число Нуссельта определяется в зависимости от числа Рейнольдса и зависит от режима движения потока: при ламинарном режиме, (Re < 5·105): ;

при турбулентном режиме, (Re ? 5·105):

Число Рейнольдса:

, (6.11)

где - скорость движения воздуха, м/с; - вязкость воздуха, м2/с.

Средняя скорость перемешивания воздуха в блоке рассчитывается:

, м/с (6.12)

где - производительность вентилятора, кг/с; - плотность воздуха, кг/м3; - площадь среднего сечения потока, м2.

, (6.13)

где - площадь сечения пустого корпуса аппарата в направлении, нормальному потоку; - объем пустого корпуса и суммарный объем всех деталей конструкции.

Исходные данные: P1 = 20,5 Вт; P2 = 18 Вт; P3 = 22 Вт; tСР = 35С - при нормальных условиях - Нормальными условиями считаются нормальные климатические условия: температура окружающей среды: от +15 до +35 С; влажность: от 45 до 75%; атмосферное давление: от 8,6·10⁴ до 10,6·10⁴ Па; tСР = 60С - предельная рабочая температура, размеры индикатора (чертеж ДП.00000.003СБ).

1. Расчет теплового сопротивления между нагретыми зонами и средой.

Примем допущение, что разница температур между средой и блоком находится в пределах 20С…40С. Учтем что индикатор - врубной конструкции, должен располагаться на приборной панели. Коэффициент теплоотдачи излучением определяется по формулам 6.6 - 6.7: = 0,81; = 1; = 6,05 ч 6,6; = 6,05 ч 6,6 = 5,12 Вт/м2К - среднее значение. Коэффициент теплоотдачи излучением между нагретыми зонами можно считать также равным найденному значению. Расчет коэффициента конвекции и теплового сопротивления проведен по формулам 6.8 - 6.9 и занесен в таблицу 6.1.

Таблица 6.1

Расчет теплового сопротивления между нагретыми зонами и средой

Взаимодействие тепловых зон	, м2	, Вт/м2К	, Вт/м2К	, Вт/м2К	, Вт/К
1-Среда	0,075418	5,12	13,34767	18,47012	1,39298
2-Среда	0,066414	5,12	14,36151	19,48135	1,293825
3-Среда	0,091061	5,12	14,36151	19,48135	1,773981

2. Расчет теплового режима при нормальных условиях работы МФЦИ. Расчет коэффициента конвекции и теплового сопротивления проведен по формуле 6.9 и занесен в таблицу 6.2.

Таблица 6.2

Расчет теплового сопротивления между нагретыми зонами при tСР = 35 С при естественной вентиляции

Взаимодействие тепловых зон	дij, м	бЛij, Вт/м2К	бКij, Вт/м2К	бij, Вт/м2К	Sij м2	уij, Вт/К
1-2	0,0083	5,12	6,196066	11,31607	0,016194	0,183247
2-3	0,0183	5,12	6,068506	11,18851	0,029125	0,325865
3-1	0,0183	5,12	6,132811	11,25281	0,027611	0,310696

Температуры нагретых зон рассчитываются по системе уравнений 6.4.

t1 = 50 С; t2 = 49 С; t3 = 48 С - температуры лежат в пределах допустимых.

3. Расчет теплового режима оптимальных условиях работы МФЦИ. Расчет коэффициента конвекции и теплового сопротивления проведен по формулам 6.10-6.13 и занесен в таблицу 6.3.

Таблица 6.3

Расчет теплового сопротивления между нагретыми зонами при tСР = 60 С при естественной вентиляции

Взаимодействие тепловых зон	дij, м	бЛij, Вт/м2К	бКij, Вт/м2К	бij, Вт/м2К	Sij м2	уij, Вт/К
1-2	0,0083	5,12	3,489179	8,609179	0,016194	0,139417
2-3	0,0183	5,12	2,863387	7,983387	0,029125	0,232516
3-1	0,0183	5,12	2,863387	7,983387	0,027611	0,220429

Температуры нагретых зон рассчитываются по системе уравнений 6.4.

t1 = 60 С; t2 = 59 С; t3 = 57 С - перегрев первой температурной зоны.

4. Расчет теплового режима при оптимальных условиях работы МФЦИ, при включенном вентиляторе. Расчет коэффициента конвекции и теплового сопротивления проведен по формулам 6.10-6.13 и занесен в таблицу 6.4.

= 0,0438 м2; =0,6; = 1,060 кг/м3; =0,01752 м2;

1,2 м/с; = 0,368 м; = 18,97·10-6 м2/с; = 0,233·105 < 5·105

= 87; = 2,90·10-2 Вт/мК; = 6,86

Таблица 6.4

Расчет теплового сопротивления между нагретыми зонами при tСР = 60С при принудительной вентиляции

Взаимодействие тепловых зон	Sij	бЛij, Вт/м2К	бКij, Вт/м2К	бij, Вт/м2К	уij, Вт/К
1-2	0,016194	5,12	6,86	11,98	0,194004
2-3	0,029125	5,12	6,86	11,98	0,348918
3-1	0,027611	5,12	6,86	11,98	0,33078

Температуры нагретых зон рассчитываются по системе уравнений 6.4.

t1 = 43 С; t2 = 40 С; t3 = 41 С - температуры лежат в пределах допустимых.

Вывод: Результаты расчетов показывают, что нормальный тепловой режим МФЦИ обеспечивается при температуре среды до 35С - без включения вентилятора, и при температуре среды до 60С - при включенном вентиляторе.

6.3 Расчет надежности

Данный расчет позволяет оценить правильность выбранных принципов разработки МФЦИ (структуры, элементной базы, конструкции) в интересах обеспечения требуемого по ТЗ показателя надежности: средняя наработка на отказ - не менее 6000 часов.

Надежность - свойство изделия сохранять свои параметры в заданных пределах и в заданных условиях эксплуатации в течение определенного промежутка времени. Общую надежность можно принимать как совокупность трех свойств: безотказность, восстанавливаемость, долговечность.

Безотказность - свойство системы непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени в определенных условиях эксплуатации. Восстанавливаемость - это приспособленность системы к обнаружению и устранению отказов с учетом качества технического обслуживания. Долговечность - свойство системы длительно сохранять работоспособность в определенных условиях. Количественно характеризуется продолжительностью периода практического использования системы от начала эксплуатации до момента технической и экономической целесообразности дальнейшей эксплуатации.

Под отказом МФЦИ понимается несоответствие п. ТЗ, приводящее к потере работоспособности. Под повреждением понимается несоответствие п. ТЗ, не приводящее к потере работоспособности, обусловленное выходом из строя любого элемента и требующее восстановления при техническом обслуживании. [18]

Анализ структуры МФЦИ и его функционирования показывает, что отказ любой из составных частей приводит к отказу МФЦИ в целом, при этом каждая из составных частей отказывает при отказе любого из большинства входящих в нее элементов. Таким образом, методика расчета показателей надежности соответствует случаю нерезервированных изделий. События отказа объектов являются случайными и количественные характеристики процессов появления отказов носят вероятностный характер. При этом принимается экспоненциальный закон распределения времени работы элементов до отказа, при котором параметр потока отказов оп каждого из модулей, МФЦИ в целом определяются по формулам:

(6.14)

где эi - интенсивность отказов i-го элемента;

Ni - число одинаковых типов элементов с одинаковыми условиями эксплуатации;

m - число типов элементов узла, приводящих к его отказу и отказу МФЦИ в целом.

Второе слагаемое в формуле (6.3) учитывает интенсивность отказов паек и монтажа в целом, которая, в соответствии с данными статистики, принята равной 15% от параметра потока отказов элементов.

Расчетная интенсивность отказов отечественного элемента в конкретных условиях эксплуатации МФЦИ определяется по формуле:

(6.15)

где бi - исходная базовая интенсивность отказов элемента при номинальной электрической нагрузке и температуре окружающей среды, равной 25С, или для усредненных условий эксплуатации наземной стационарной аппаратуры;

Кj - коэффициенты, учитывающие изменения интенсивности отказов от различных конструктивно-технологических и эксплуатационных факторов (j=1,n).

Для некоторых импортных микросхем значение эi определяется по формуле:

(6.16)

где С1, С2 - исходные, аналогичные б формулы (6.4), но применяемые раздельно для кристалла и корпуса;

Пi - коэффициенты, аналогичные Кj формулы (6.4) и относящиеся к микросхеме в целом (качество и степень освоения) или отдельно к кристаллу (тепловой режим в сочетании с видом технологии и электрическая нагрузка) и к корпусу (применение объекта по внешним воздействующим факторам).

Наработка на отказ определяется:

(6.17)

Расчет показателей надежности элементов, узлов МФЦИ приведен последовательно по формулам (6.15-6.17) изложенной выше методики, результаты расчета представлены в таблицах 6.5 - 6.6.

Расчет интенсивности отказов каждого из элементов приведен для внешних воздействующих факторов соответствующих условиям группы применения 3.3 по ГОСТ В20.39.304-76.

Кпр - коэффициент приемки, отражает два уровня качества изготовления изделий: общего военного применения (ОВП) - приемка «5»;

Кэ - коэффициент эксплуатации учитывает степень жесткости условий эксплуатации и показывает, во сколько раз интенсивность отказов ЭРИ в аппаратуре конкретного класса выше при всех прочих равных условиях, чем в наземной стационарной аппаратуре;

Ккорп - коэффициент влияния типа корпуса;

Кст - коэффициент влияния сложности элемента;

Кр, - коэффициент влияния электрической нагрузки и температуры окружающей среды;

КR - коэффициент влияния величины номинального сопротивления;

Кs1- коэффициент влияния рабочего напряжения;

Кc- коэффициент влияния величины номинальной емкости;

Кkc- коэффициент влияния количества сочленений-расчленений;

Кkk- коэффициент влияния количества контактов;

Pq - коэффициент влияния уровня качества;

Pe - коэффициент влияния жесткости условий эксплуатации;

Pt - коэффициент влияния температуры;

Ps - коэффициент влияния электрической нагрузки.

Таблица 6.5

Расчет интенсивности отказов модуля МГ

Тип ЭРИ	Кол-во, шт.	б, 1/ч	Коэффициенты моделей	э, 1/ч	э*n, 1/ч
Интегральные микросхемы
XC4052XLA	2	-	Pq=1; Pe=4; Pt=0,162	3,58E-07	7,15E-07
AS7C34096А-12TI	16	-	Pq=1; Pe=4; Pt=0,23	1,50E-07	2,40E-06
ADV7123KST50	1	-	Pq=1; Pe=4; Pt=0,239	8,28E-08	8,28E-08
AD9057BRS-40	3	-	Pq=1; Pe=4; Pt=0,819	6,12E-08	1,84E-07
AD7233BN	1	-	Pq=1; Pe=4; Pt=5,16	6,22E-08	6,22E-08
AD8400AR10	1	-	Pq=1; Pe=4; Pt=0,277	3,05E-08	3,05E-08
AD8041AR	3	-	Pq=1; Pe=4; Pt=0,255	2,08E-08	6,23E-08
AD7811YR	1	-	Pq=1; Pe=4; Pt=5,91	1,41E-07	1,41E-07
AM29F200ВВ-70SI	1	-	Pq=1; Pe=4; Pt=0,329	1,03E-07	1,03E-07
AT17LV002-10JI	3	-	Pq=1; Pe=4; Pt=54,4	1,13E-07	3,38E-07
EL4583CS	1	-	Pq=1; Pe=4; Pt=3,23	5,47E-08	5,47E-08
SG-8002DB	1	-	Pq=1; Pe=4; Pt=0,665	6,67E-09	6,67E-09
DS90CF363MTD	1	-	Pq=1; Pe=4; Pt=0,213	7,75E-08	7,75E-08
LT1084IT	1	-	Pq=1; Pe=4; Pt=1,01	1,51E-08	1,51E-08
1533АП5	2	1,90E-08	Кпр=1; Кэ=1,7; Ккорп=1; Кст=1,23	3,98E-08	7,96E-08
1533АП6	2	1,90E-08	Кпр=1; Кэ=1,7; Ккорп=1; Кст=1,23	3,98E-08	7,96E-08
1533ЛН1	2	1,90E-08	Кпр=1; Кэ=1,7; Ккорп=1; Кст=1,23	3,98E-08	7,96E-08
1533ЛА3	1	1,90E-08	Кпр=1; Кэ=1,7; Ккорп=1; Кст=0,985	3,18E-08	3,18E-08
ПП40	1	4,40E-08	Кпр=1; Кэ=1,7; Ккорп=1; Кст=1,52	1,14E-07	1,14E-07
Дроссели
ДМ-2,4-5	1	2,00E-09	Кпр=1; Кэ=24; Кр=0,49	2,35E-08	2,35E-08
Оптоэлектронные полупроводниковые приборы
Оптопара 3ОТ126А	3	6,00E-08	Кпр=1; Кэ=6; Кр=0,0174	6,27E-09	1,88E-08
Трансформаторы
ТИЛ3В	1	4,00E-10	Кпр=1; Кэ=10; Кt=1,04	4,16E-09	4,16E-09
Резисторы
С2-33Н	6	6,50E-08	Кпр=1; Кэ=6; Кp=0,562; КR=1; Кстаб=1	1,53E-07	9,21E-07
С2-33Н	1	6,50E-08	Кпр=1; Кэ=6; Кp=0,358; КR=1; Кстаб=1	1,53E-07	9,21E-07
С2-33Н	3	6,50E-08	Кпр=1; Кэ=6; Кp=0,337; КR=1; Кстаб=1	9,78E-08	9,78E-08
СП3-19а	6	2,80E-08	Кпр=1; Кэ=8; Кp=0,715; КR=1; Кs1=1	9,20E-08	2,76E-07
СП3-19а	2	2,80E-08	Кпр=1; Кэ=8; Кp=0,779; КR=1,6; Кs1=1	1,60E-07	9,61E-07
P1-12	14	3,70E-09	Pq=1; Pe=18; Pt=1,11 Pp=0,166; Ps=0,775	9,48E-09	1,33E-07
P1-12	30	3,70E-09	Pq=1; Pe=18; Pt=1,11 Pp=0,166; Ps=0,848	1,04E-08	3,11E-07
P1-12	6	3,70E-09	Pq=1; Pe=18; Pt=1,11 Pp=0,166; Ps=0,726	8.88E-09	5,33E-08
P1-12	18	3,70E-09	Pq=1; Pe=18; Pt=1,11 Pp=0,166; Ps=0,742	9,07E-09	1,63E-07
P1-12	5	3,70E-09	Pq=1; Pe=18; Pt=1,11; Pp=0,237; Ps=0,885	1,55E-08	7,73E-08
P1-12	5	3,70E-09	Pq=1; Pe=18; Pt=1,11; Pp=0,166; Ps=0,793	9,69E-09	4,85E-08
Конденсаторы
К10-17в	22	3,00E-08	Кпр=1; Кэ=4; Кp=0,0386; Кc=1,59	7,38E-09	1,62E-07
К10-17в	20	3,00E-08	Кпр=1; Кэ=4; Кp=0,0405; Кc=1,59	7,75E-09	1,55E-07
К10-17в	2	3,00E-08	Кпр=1; Кэ=4; Кp=0,0382; Кc=1,59	7,29E-09	1,46E-08
К10-17в	7	3,00E-08	Кпр=1; Кэ=4; Кp=0,0378; Кc=1,59	7,23E-09	5,06E-08
К10-17в	6	3,00E-08	Кпр=1; Кэ=4; Кp=0,038; Кc=1,59	7,26E-09	4,35E-08
К10-17в	2	3.00E-08	Кпр=1; Кэ=4; Кp=0,112; Кc=1,59	2,13E-08	4,27E-08
К53-46	22	6,00E-08	Кпр=1; Кэ=4; Кp=0,1928; Кпc=1	4,60E-08	1,01E-06
К53-46	11	6,00E-08	Кпр=1; Кэ=4; Кp=0,195; Кпc=1	4,67E-08	5,14E-07
К53-46	2	6,00E-08	Кпр=1; Кэ=4; Кp=0,308; Кпc=1	7,40E-08	1,48E-07
К53-46	1	6,00E-08	Кпр=1; Кэ=4; Кp=0,193; Кпc=1	4,62E-08	4,62E-08
Соединители
PLD12	2	4,60E-08	Pq=1; Pe=3; Pt=1,19; Pk=1	1,65E-07	3,29E-07
PLS6	2	4,60E-08	Pq=1; Pe=3; Pt=1,19; Pk=1	1,65E-07	3,29E-07
PLS4	1	4,60E-08	Pq=1; Pe=3; Pt=1,19; Pk=1	1,65E-07	1,65E-07
PLDR10	3	4,60E-08	Pq=1; Pe=3; Pt=1,19; Pk=1	1,65E-07	4,94E-07
СНП59	1	1,03E-09	Кпр=1; Кэ=3; Кp=0,293; Кkc=0,329; Кkk=15,8	4,70E-09	4,70E-09
ОНЦ-БС-2	1	2,30E-09	Кпр=1; Кэ=3; Кp=0,578; Кkc=0,329; Кkk=1,72	2,25E-09	2,25E-09
PLS2	7	4,60E-08	Pq=1; Pe=3; Pt=1,19; Pk=1	1,65E-07	1,15E-06
СНЦ23	1	1,00E-09	Кпр=1; Кэ=3; Кp=0.115; Кkc=0.329; Кkk=2,58	2,94E-10	2,94E-10
M80-866	3	4,60E-08	Pq=1; Pe=3; Pt=1,19; Pk=1	1.65E-07	4,94E-07
PLS18	2	4,60E-08	Pq=1; Pe=3; Pt=1,19; Pk=1	1,65E-07	3,29E-07
Итого (при отказе всех ЭРИ):	1,38E-05
Монтаж (15% от интенсивности отказов ЭРИ):	2,07E-06
Итого:	1,59E-05

Таблица 6.6

Расчет надежности многофункционального цветного индикатора МФЦИ

№ п.п.	Наименование изделия	Кол-во Ni, шт.	Интенсивность отказов одного изд. лi·106, 1/ч	Интенсивность отказов N изделий Ni·лi ·106, 1/ч
1	Модуль МВ	1	9,97	9,97
2	Модуль МД	2	7,42	14,84
3	Модуль МО	1	6,39	6,39
4	Модуль МН	1	34,85	34,85
5	Основание	1	1,47	1,47
6.1	Модуль МГ	1	15,9	15,9
6.2	Экран ЖК	1	10,05	10,05
6.3	Панель ПУ	1	29,3	29,3
6.4	Жгуты	1	35,02	35,02
Итого:	157,79

Вывод: Расчетные значения параметра потока отказов и наработки на отказ в полете МФЦИ соответственно составляют: оп=157,8·10-6 1/ч, Топ=6338ч, что удовлетворяет требованиям ТЗ

7. Экономическое обоснование проекта

Разработка изделия выполняется с коммерческой целью для косвенной реализации, имеет рыночный аналог. Для анализа показателей экономической эффективности должны выполняться следующие виды расчетов:

- расчет сметы затрат на разработку;

- расчет себестоимости;

- расчет нормативной цены;

- расчет экономических результатов.

7.1 Расчет сметы затрат на разработку

Сметная стоимость определяется методом сметного калькулирования, основанном на прямом определении затрат по следующим статьям:

- материалы, покупные изделия и полуфабрикаты;

- специальное оборудование для проведения разработки;

- основная заработная плата разработчиков;

- дополнительная заработная плата;

- отчисления в социальные фонды;

- затраты на электроэнергию для технологических целей;

- прочие затраты;

- накладные расходы.

Стоимость материалов, покупных изделий и полуфабрикатов оценивается по действующим рыночным ценам с учетом величины транспортно-заготовительных расходов по формуле:

 (7.1)

где КТЗ - величина транспортно-заготовительных расходов (КТЗ=1,03);

n - число позиций применяемых материалов;

m - номенклатура примененных покупных изделий и полуфабрикатов;

Hmi - норма расхода материала, кг;

Цmi - цена материала, руб.;

Nnj - количество покупных изделий, полуфабрикатов j-того вида, шт.;

Цnj - цена покупного изделия, полуфабриката j-того вида руб.

В смете стоимости оборудования для проведения разработки учитываются только амортизационные отчисления за имеющееся оборудование по нормативам. Амортизационные отчисления рассчитываются по формуле:

(7.2)

где HA - годовая норма армотизационных отчислений;

Цоб - общая цена оборудования;

tm - время использования оборудования для работы, лет;

Основная заработная плата рабочих определяется по формуле:

(7.3)

где k - количество категорий рабочих;

Пmj - количество рабочих данной категории;

Зmj - среднечасовая заработная плата j-й категории рабочих, руб.;

Р - продолжительность работы, час.

Затраты на электроэнергию для технологических целей определяются по формуле:

(7.4)

где l - номенклатура оборудования, используемого для разработки;

Wi - мощность оборудования по паспорту, кВт;

Ti - время использования для проведения разработки, час.;

Ckr - стоимость 1 кВт/час электроэнергии, руб.;

Kwi - коэффициент использования мощности (Kwi).

Дополнительная заработная плата определяется по нормативу, 10% от основной заработной платы. Отчисления в социальные внебюджетные фонды определяются по нормативу, 26,2% (на 01.12.2005) от суммы основной и дополнительной заработной платы. Затраты на экспертизы, платные консультации, получение патентной информации, аренду недвижимости и оборудования составляют 6,5 % от суммы предыдущих статей расходов. Накладные расходы начисляются в виде процентов к основной заработной плате (70%). Общая сметная стоимость разработки определяется суммированием ее составляющих. [19]

Расчеты затрат по статьям, расчет общей сметной стоимости, а также полученные результаты сведены в таблицы 7.1 - 7.5.

Таблица 7.1

Расчет затрат на покупные изделия и полуфабрикаты

№ п.п.	Номенклатура	Ед. измерения	Кол-во	Цена единицы, руб.	Сумма, руб.
1	Бумага (А4)	упак.	3	120	360
2	Бумага (А1)	рулон	1	1400	1400
3	Канцелярские принадлежности	шт.	25	2	50
Суммарное значение:	1810
Итого, с учетом Ктз=1,03:	1864,3

Таблица 7.2

Расчет основной заработной платы разработчиков

№ п.п.	Вид операции	Кол-во рабочих	Трудоемкость операции на единицу изделия, час	Часовая тарифная ставка, руб.	Основная заработная плата рабочих, руб.
1	Проектирование	2	1500	60	180000
Итого:	180000

Таблица 7.3

Расчет затрат на оборудование

№ п.п.	Номенклатура	Ед. измерения	Кол-во	Цена, руб.	Время использ., год	Годов. норма амортизационных отчислений	Сумма, руб.
1	ПЭВМ	шт.	2	25000	0,18	0,1	900
2	Плоттер	шт.	1	50000	0,0001	0,1	0,5
3	Принтер	шт.	1	4000	0,0002	0,1	0,08
Итого:	900,58

Таблица 7.4

Расчет затрат на электроэнергию для технологических целей

№ п.п.	Номенклатура	Кол-во	Мощность, кВт	Коэффициент использования мощности	Время использ., час	Стоимость эл. эн. 1 кВт/час, руб	Сумма, руб.
1	ПЭВМ	2	0,5	0,8	1500	0,8	960
2	Плоттер	1	0,4	0,7	1	0,8	0,224
3	Принтер	1	0,4	0,7	1	0,8	0,224
Итого:	960,448

Таблица 7.5

Расчет общей сметной стоимости разработки

№	Статья	Норматив	Итого, руб.
1.	Затраты на материалы, покупные изделия	-	1864,3
2.	Затраты на оборудование	-	900,58
3.	Основная заработная плата разработчиков	-	180000
4.	Дополнительная заработная плата	10% от ст. 3	18000
5.	Отчисления в социальные фонды	26,2% от ст. 3 и 4	51876
6.	Затраты на электроэнергию	-	960,448
7.	Прочие затраты	6,5 % от ст. 1 - 6	16484,08
8.	Накладные расходы	70% от ст. 3	126000
9	Общая сметная стоимость разработки	сумма ст. 1 - 8	396085

7.2 Расчет себестоимости изделия

Калькуляция себестоимости - расчет текущих затрат предприятия на единицу продукции, основан на прямом определении затрат по следующим статьям:

- затраты на сырье и материалы;

- затраты на покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты;

- основная заработная плата рабочих;

- дополнительная заработная плата рабочих;

- отчисления в социальные внебюджетные фонды;

- расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;

- общецеховые расходы;

- затраты на электроэнергию;

- цеховая себестоимость изделия; общепроизводственные расходы;

- общепроизводственная себестоимость изделия;

- внепроизводственные расходы. [19]

Расчеты затрат по статьям, расчет себестоимости изделия, полученные результаты сведены в таблицы 7.6 - 7.9.

Таблица 7.6

Затраты на покупные изделия и полуфабрикаты модуля МГ

№ п.п.	Наименование материалов, покупных изделий	Ед. измерения	Кол-во	Цена единицы, руб.	Сумма, руб.
1	Покупные материалы модуля МГ
1.1	Припой ПОС-61	кг	0,07	370,00	25,90
1.2	Припой ПОСК 50-18	кг	0,01	400,00	4,00
1.3	Герметик ВГО-1	кг	0,05	450,00	22,50
1.4	Лак АК-113	кг	0,02	70,52	1,41
1.5	Лак ЭП-9114	кг	0,02	120,00	2,40
1.6	Грунтовка АК-070	кг	0,02	60,78	1,22
1.7	Эмаль ЭП-572	кг	0,02	97,56	1,95
1.8	Эмаль ЭП-51	кг	0,02	50,00	1,00
1.9	Клей ВК-9	кг	0,05	150,00	7,50
1.10	Мастика У-9М	кг	0,05	88,10	4,41
1.11	Кабель	м.п.	1,5	96,00	144,00
1.12	Проволока	м.п.	0,1	1,40	0,14
1.13	Провод	м.п.	0,4	67,20	26,88
1.14	Плетенка	м.п.	0,3	7,50	2,25
1.15	Трубка	м.п.	1,9	17,89	33,99
2	Покупные изделия модуля МГ
2.1	Микросхема XC4052XLA-0,9HQ304I	шт.	2	3000,00	6000,00
2.2	Микросхема AS7C34096А-12TI	шт.	16	211,59	3385,44
2.3	Микросхема ADV7123KST50	шт.	1	420,40	420,40
2.4	Микросхема AD9057BRS-40	шт.	3	157,77	473,30
2.5	Микросхема AD7233BN	шт.	1	623,40	623,40
2.6	Микросхема AD8400AR10	шт.	1	55,80	55,80
2.7	Микросхема AD8041AR	шт.	3	85,00	255,00
2.8	Микросхема AD7811YR	шт.	1	224,50	224,50
2.9	Микросхема AM29F200ВВ-70SI	шт.	1	480,50	480,50
2.10	Микросхема AT17LV002-10JI	шт.	3	570,10	1710,30
2.11	Микросхема EL4583CS	шт.	1	180,00	180,00
2.12	Микросхема SG-8002DB-59МГц	шт.	1	55,90	55,90
2.13	Микросхема DS90CF363MTD	шт.	1	280,00	280,00
2.14	Микросхема LT1084IT	шт.	1	69,96	69,96
2.15	Микросхема 1533АП5	шт.	2	285,00	570,00
2.16	Микросхема 1533АП6	шт.	2	285,00	570,00
2.17	Микросхема 1533ЛН1	шт.	2	135,00	270,00
2.18	Микросхема 1533ЛА3	шт.	1	135,00	135,00
2.19	Микросборка ПП40	шт.	1	340,00	340,00
2.20	Дроссель высокочастотный ДМ-2,4-5	шт.	1	40,00	40,00
2.21	Оптопара транзисторная 3ОТ126А	шт.	3	22,00	66,00
2.22	Конденсатор К10-17*	шт.	61	3,00	183,00
2.23	Конденсатор К53-46*	шт.	40	5,20	208,00
2.24	Резистор С2-33*	шт.	10	5,40	54,00
2.25	Резистор СП3-19а2*	шт.	8	10,20	81,60
2.26	Резистор Р1-12*	шт.	79	1,50	118,50
2.27	Трансформатор ТИЛ3 В	шт.	1	99,00	99,00
2.28	Розетка СНЦ23-10	шт.	1	179,50	179,50
2.29	Вилка PLS*	шт.	12	20,00	240,00
2.30	Вилка PLD*	шт.	2	25,80	51,60
2.31	Вилка PLDR*	шт.	3	32,00	96,00
2.32	Вилка СНП59-96*	шт.	1	39,00	39,00
2.33	Вилка M80-8662622*	шт.	3	45,00	135,00
2.34	Вилка СНЦ23-10*	шт.	1	180,50	180,50
2.35	Вилка ОНЦ-БС-2-10*	шт.	1	150,00	150,00
2.36	Радиатор**	шт.	1	28,00	28,00
2.37	Радиатор**	шт.	1	97,00	97,00
2.38	Прокладка	шт.	34	9,00	306,00
2.39	Крышка**	шт.	1	19,00	19,00
2.40	Рамка**	шт.	1	130,00	130,00
2.41	Планка**	шт.	6	34,00	204,00
2.42	Направляющая**	шт.	4	25,00	100,00
2.43	Кронштейн**	шт.	2	13,50	27,00
2.44	Втулка**	шт.	22	9,00	198,00
2.45	МПП**	шт.	1	3500,00	3500,00
2.46	Крепежные детали (винты, шайбы)*	кг	0,1	40	4,00
Суммарное значение:	22914
Итого, с учетом КТЗ = 1,03:	23601
Примечания: * - указана средняя цена для группы номиналов; ** - изготовление деталей выполняется по заказу на заводе.

Таблица 7.7

Затраты на составные узлы индикатора МФЦИ

1	Составные узлы и детали индикатора МФЦИ
1.1	Модуль вычислителя МВ	шт.	1	14550	14550
1.2	Модуль данных МД	шт.	2	15500	31100
1.3	Модуль обработки данных МО	шт.	1	16240	16240
1.4	Модуль напряжений МН	шт.	1	14400	14400
1.5	Основание	шт.	1	15000	15000
1.6.	Модуль МИУ
1.6.1	Модуль графический МГ	шт.	1	23601	23601
1.6.2	Экран ЖК	шт.	1	9000	9000
1.6.3	Панель управления	шт.	1	10450	10450
1.7	Крепежные детали (винты, шайбы)	кг	0,5	150	75
Итого:	134416

Таблица 7.8

Расчёт основной заработной платы рабочих