Разработка оптимальной технологичной конструкции конкурентоспособного усилителя мощности

b_max = 0,43 + 0,03 = 0,46 мм

Определим минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой по формуле:

S_min = L₀ - (( D_max / 2 + д_р) + ( b_max / 2 + д_l)), (4.18)

где L₀ - расстояние между центрами рассматриваемых элементов;

д_l - допуск на расположение проводников;

д_р - допуск на расположение контактных площадок, мм, определяемый по табл. 4.6 [8].

Подставляя значение L₀ = 1,8 мм в формулу 4.18, получим:

S_1min = 1,8 - ((1,88 /2 + 0,15) + (0,46 / 2 + 0,1)) = 0,38 мм.

Рассчитаем минимальное расстояние между двумя контактными площадками:

S_2min = L₀ - (D_max + 2 д_р), (4.19)

ДляL₀ = 2,5 мм, подставляя в формулу 4.19, получим:

S_2min = 2,5 - (1,88 + 2 • 0,15) = 0,32 мм.

Таким образом, параметры печатного монтажа отвечают требованиям, предъявляемым к платам третьего класса точности.

4.4 Расчет устойчивости конструкции на воздействие ударов

Ударные воздействия характеризуются формой и параметрамиударного импульса. Следует иметь в виду, что максимальное воздействие на механическую систему оказывает импульс прямоугольной формы.

Рассчитаем условную частоту ударного импульса по следующему выражению [8].

=/, (4.20)

где - длительность ударного импульса, с.

Проведем расчет на устойчивость к воздействию прямоугольного импульса длительностью 10 мкс. Определим коэффициент передачи при ударе для прямоугольного импульса по формуле:

, (4.21)

где - коэффициент расстройки, определяемый следующим выражением:

=/2f₀ , (4.22)

где f₀ - частота собственных колебаний механической системы, Гц.

Частоту собственных колебаний равномерно нагруженной пластины вычислим по следующему выражению:



, (4.23)

где aи b - длина и ширина пластины, м;

М - масса пластины с элементами, кг;

D- цилиндрическая жесткость, Нм;

К- коэффициент, зависящий от способа закрепления сторон пластины, определяется по следующей формуле:

, (4.24)

где коэффициенты k,,,-- определяются по таблице 4.14 [12] и в нашем случае равны k=9,87; =1; =0,43; =0.

Цилиндрическая жесткость нагруженной пластины вычисляется по формуле:

D=Eh³/12(1-²), (4.25)

где Е - модуль упругости материала печатной платы, для стеклотекстолита

Е = 4,5• 10¹⁰ Н/м²;

h - толщина печатной платы, м;

- коэффициент Пуансона для стеклотекстолита, равный 0,22.

Подставляя значения в формулу 4.25, определим цилиндрическую жесткость платы при ее толщине, равной 0,0015м.

D=4.5• 10¹⁰• 0,0015³/12• (1 - 0,22²)=13,3 Н•м.

По формуле 4.24, при k = 9,87; = 1; =0,43; = 0, определим коэффициент закрепления сторон пластины:

.

Найдём частоту собственных колебаний печатной платы с радиоэлементами, установленными на ней. В нашем случае масса печатной платы с элементами М = 0,116 кг, длина и ширина печатной платы соответственно равны а = 0,115 м, b= 0,055 м, подставляя значения в формулу 4.23, получим:

Гц.

Учитывая, что длительность ударного импульса равна 10^-5 с, определим условную частоту ударного импульса по формуле 4.20

= /10^-5 = 3,14• 10⁵ Гц.

Подставляя частоту собственных колебаний пластины и условную частоту ударного импульса в формулу 4.22, определим коэффициент расстройки:

= • 10⁵ / 2• • 171 = 292.

Подставим значение расстройки в формулу 4.21, определим коэффициент передачи при ударе:

.

Рассчитаем ударное ускорение:



a_y=H_y• K_y,, (4.26)

где H_y - амплитуда ускорения ударного импульса, м/с², определяемая из условий технического задания.

В нашем случае величина амплитуды ускорения ударного импульса равна 15g=147,2 м/с², подставим значения в формулу 4.26

а_y=147,2• 0,01=1,47 м/с².

Определим максимальное относительное перемещение для прямоугольного импульса по формуле:

(4.27)

Входящие величины в выражение 4.27 определены выше, поэтому подставим их в указанную формулу, получим:

м.

Проверим выполнение условий ударопрочности по следующему критерию, учитывающему ударопрочность применяемой элементной базы[13].

a_y<a_y.доп,(4.28)

где a_y.доп - допустимое ударное ускорение для самого ненадежного элемента в схеме при воздействии удара, определяемое из анализа схемы электрической принципиальной.

В нашей конструкции самым ненадежным элементом при воздействии удара является подстроечный конденсатор КТ4-35 1/5, для которого а_{у. доп}= 20 м/с².

Проверим выполнение условия ударопрочности по выражению 4.28.

1,47 < 20.

Для печатной платы с радиокомпонентами должно выполняться следующее условие:

Z_max<0,003b, (4.29)

где b- размер стороны печатной платы, параллельно которой установлены радиокомпоненты, м.

Проверим выполнение условия (4.29) при b=0,115 м

8,64• 10^-6 <0,003• 0,115 = 3,45• 10^-4.

Таким образом, печатная плата с радиоэлементами будет надежно работать при воздействии удара прямоугольной формы длительностью ф = 10^-5 с.

4.5 Расчет теплового режима

Расчет теплового режима усилителя мощности производится с целью проверки обеспечения нормального теплового режима конструкции при выбранной системе охлаждения. Расчет теплового режима усилителя мощности заключается в определении по конструктивным данным температур нагретой зоны и поверхностей элементов. В ходе расчета определяют так же температуры в других характерных зонах блока (воздух, корпус). Тепловой режим усилителя мощности производим в режиме «Передача», т.к. в этом режиме усилитель мощности потребляет наибольший ток. Расчет произведем по методике, предложенной в [14]

Для выбора охлаждения требуются следующий данные:

- суммарная мощность Р, рассеиваемая в блоке;

- диапазон возможного изменения температуры окружающей среды Тс max, Tcmin;

- пределы изменения давления окружающей среды р_max, р_min;

- время непрерывной работы t;

- допустимые температуры элементов Т_i;

- коэффициент заполнения объема устройства.

L₁, L₂ и L₃ - горизонтальные и вертикальные размеры корпуса РЭА соответственно. Коэффициент заполнения аппарата характеризует степень полезного использования объема и является одним из главных показателей качества конструкции.

Исходные данные для теплового расчета усилителя мощности.

1. P = 9 Вт. Суммарная мощность, рассеиваемая в блоке;

2. P = 1,1 Вт. - мощность теплонагруженного элемента (VD9);

3. t_min = минус 25 ^оС, t_max = 55 ^оС - диапазон изменения температуры окружающей среды;

4. Размеры корпуса блока L₁ = 125 мм, L₂ = 65 мм, L₃ = 25 мм.

5. Предельные температуры элементов блока представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 Предельные температуры при эксплуатации радиоэлементов

Наименование	Обозначение на схеме	Минимальная температура корпуса по Т.У., оС	Максимальная температура корпуса по Т.У.,оС
Транзистор	VT8	-40,	+150
Транзистор	VT4, VT12	-55	+175
	VT3,VT11	-60	+150
	VT1,VT2,VT5,VT6,VT7,VT13	-65	+150
Микросхемы	D1	-40	+150
Диоды	VD1	-60	+125
	VD6, VD7	-60	+100
	VD9	-40	+125
	VD2…VD5,VD8,VD10	-65	+150
	H1,H2	-40	+100
Конденсаторы	: С5,С8,С13,С24	-55	+105
	С1…С4,С6,С7,С9…С12,С14…С23,С25…С44	-55	+125
Резисторы	R1…R47	-55	+125

Выбор способа охлаждения РЭА ориентировочно можно выполнить с помощью графиков в соответствии с рисунком 4.1, характеризующих области целесообразного применения различных способов охлаждения. Эти области строятся по результатам обработки статистических данных для реальных конструкций, тепловых расчетов и данных испытания макетов.

Рисунок 4.1- Области целесообразного применения различных способов охлаждения

На рисунке 4.1 области целесообразного применения различных способов охлаждения приведены в координатах ДTс,lgq. Имеется два типа областей. Области, в которых можно рекомендовать применение определенного способа охлаждения, и области, в которых с примерно одинаковым успехом можно применять два или три способа охлаждения. Области первого типа не заштрихованы и относятся к следующим способам охлаждения: 1 - естественное воздушное, 3 - принудительное воздушное, 5 -принудительное жидкостное, 9 - принудительное испарительное. Области второго типа заштрихованы: 2 - возможно применение естественного и принудительного воздушного, 4 - возможно применение принудительного воздушного и жидкостного, 6 - возможно применение принудительного жидкостного и естественного испарительного, 7 - возможно применение принудительного жидкостного, принудительного и естественного испарительного, 8 - возможно применение естественного и принудительного испарительного.

Рассчитаем поверхность не оребренного блока.

Sк= 2 [L1 L2 + (L1 + L2)L3]. (4.30)

где L1- длина, L2- ширина, L3- высота блока,

Подставляя в формулу 4.30 числовые значения, получим

Sк=2 [125 •65 + (125 + 65) 25] = 25750 мм²

Рассчитаем условную величину поверхности теплообмена.

Sз= 2 [L1 L2 + (L1 + L2)L3 Kз]. (4.31)

где Кз - коэффициент заполнения блока (Кз=0,7).

За основной показатель, определяющий области целесообразного применения способа охлаждения, принимается величина плотности теплового потока, проходящего через поверхность теплообмена:

q_З = РК_Р/S_З, (4.32)

где Р - суммарная мощность, рассеиваемая РЭА с поверхности теплообмена (Р = 9 Вт);

К_Р- коэффициент, учитывающий давление воздуха (при нормальном атмосферном давлении К_Р=1).

Вторым показателем может служить допустимый перегревэлементов блока:

?T_C=T_imin-Tc, (4.33)



где Timin - допустимая температура корпуса наименее теплостойкого элемента, т.е. элемента, для которого допустимая температура имеет минимальное значение;

Т_С - температура окружающей среды;для естественного охлаждения;

Тс= Тсmax, т.е. соответствует максимальной температуре окружающей среды, заданной вТЗ;

Подставляя в формулу 4.33 значения температуры, найдем перегрев элементов блока:

?T_C= 100 - 55 = 45^оС,

Подставляя в формулу 4.31числовые значения для нашего блока, получим:

Sз= 2 [125 •65 + (125 + 65) 25• 0,7] = 23020 мм²

Подставим значения в формулу 4.32, получим:

Найдем десятичный логарифм этого числа log391=2,6

На рисунке 4.1 с координатами 2,6 и 45 ^оС расположена граница первой и второй областей, где возможно применение как естественного воздушного охлаждения так и принудительного воздушного охлаждения.

Для лучшего теплообмена блока с естественным воздушным охлаждением желательно уменьшить удельную плотность мощности блока, применив оребренный корпус.

Рассчитаем тепловой режим герметичного блока с оребренным корпусом. Расчет произведем для Тс = 293 К (20 ^оС)[14]

1. Рассчитаем удельную мощность не оребренного корпуса блока:

q_к=Р/S_к, (4.34)

где Р - мощность, рассеиваемая корпусом;

S_к - поверхность не оребренного блока.

Подставляя значения в формулу 4.34, получим:

Вт/м²;

2. Определим коэффициент ?₁ в зависимости от удельной мощности корпуса блока. ?₁=32 К. Рисунок 4.6 [14]

3. Определим коэффициент ?₂ в зависимости от удельной мощности нагретой зоны ?₂=37 К. Рисунок 4.4 [14]

4. Рассчитаем перегрев между нагретой зоной и корпусом не оребренного блока:

?₂₁= ?₂ - ?₁ (4.35)

Подставляя значения, получим:

?₂₁= 37 - 32 = 5 К

5. Рассчитаем поверхность оребренного корпуса блока по формуле [14]

Sкр=Sкн+Sр, (4.36)

где Sнв. - поверхность корпуса, не занятая ребрами;

Sp-поверхность ребер.

6. Рассчитаем поверхность ребер

Sр = L(2 • a) n, (4.37)

где L- длина ребра,

а- высота ребра,

n- количество ребер.

Подставляя значения в формулу 4.37 найдем поверхность ребер:

Sр=125(2 • 4)17 = 17000 мм²

Подставляя значения в формулу 4.36 найдем поверхность оребренного корпуса:

S_КР= 25750 + 17000 = 42750 мм²

7. Рассчитаем удельную мощность оребренного корпуса блока:

q_кр= P/S_кр (4.38)

Для наших числовых значений удельная мощность оребренного корпуса будет равна:

q_кр=9/0,0427 = 210,5 Вт/м²

8. Определим коэффициент ?_1Р в зависимости от удельной мощности оребренного корпуса блока. По рисунку 4.6 [14].

q_кр = 210,5 Вт/ м² соответствует ?_1Р=22 К.

9. Находим коэффициенты К_Н1 и К_Н2 в зависимости от атмосферного давления вне и внутри корпуса блока - Н₁ и Н₂. Для нормального давления по рисунку 4.7 [14]находим К_Н1=1,0 , а по рисунку 4.8 [14]К_Н2=1,0

10. Рассчитаем перегрев оребренного корпуса блока:

?_К=?_1Р • К_Н1 (4.39)

Подставляя значения в формулу 4.39, находим:

?_К = 22 • 1 = 22 К

11. Рассчитаем перегрев нагретой зоны с оребренным корпусом:

?_З= ?_К+ (?₂- ?₁) К_Н2 (4.40)

Для наших числовых значений:

?з = 22 К + 5 • 1= 27 К

12. Рассчитаем средний перегрев воздуха в блоке:



?в = 0,5• (?з + ?_К) (4.41)

Подставляя значения в формулу 4.41, получим:

?в = 0,5 • (27 + 22) = 24,5 К

13. Определим удельную мощность теплонагруженного элемента:

q_эл = P_эл/S_эл, (4.42)

где P_эл- мощность, рассеиваемая элементом (1,1 Вт)

S_эл- площадь радиатора элемента (S_эл= 1,2 • 10^-3 м²)

Подставляя значения в формулу 4.42, получим:

q_эл = 1,1/1,2 • 10^-3 = 916 Вт/м²

14. Рассчитаем перегрев окружающей элемент среды:

(4.43)

Подставляя числовые значения в формулу 4.43, получим:

15. Рассчитаем перегрев поверхности теплонагруженного элемента:

(4.44)

Подставляя значения в формулу 4.44, получим:

16. Определим температуру корпуса блока:

T_к =?_к+ T_с, (4.45)



где Т_с - температура окружающей блок среды.

Подставляя значения в формулу 4.45, получим:

Т_к = 22 + 293 = 315 К

Для Тс_max = 328 К, (55 ^оС)

Т_к = 22 + 328 = 350 К

17. Определим температуру нагретой зоны:

T_з= ?_з+T_с (4.46)

Подставим числовые значения в формулу 4.46

T_з = 27+ 293 = 320 К

18. Находим температуру поверхности теплонагруженного элемента:

T_эл= ?_эл+T_с (4.47)

Подставим числовые значения в формулу 4.47, получим

T_эл = 36 + 293 = 359 К

Для Тс_max = 328К

Т_эл = 36 + 328 = 364 К

19. Находим среднюю температуру воздуха в блоке:

T_в= ?_в+T_с (4.48)

Подставим числовые значения в формулу 4.48, получим

Т_в = 24,5 + 293= 317,5 К

Для Тс_max = 328 К

Т_в = 24,5 + 328 = 352,5 К

20. Находим температуру окружающей элемент среды:

T_эс = ?_эс+T_с (4.49)

Подставим числовые значения в формулу 4.49, получим

Т_эс = 32,7 + 293 = 325,7 К

Таким образом, для максимальной температуры среды t_с =55^оС температура корпуса равна 77 ^оС, температура нагрева зоны в блоке равна t_в = 79,5 ^оС, а температура поверхности элемента t_эл = 91 ^оС (КД238АС).

Обеспечение теплового режима работы полупроводниковых приборов предполагает, что величина температуры перехода t_п должна быть не выше t_max- предельно допустимой температуры перехода, которая находится из справочников по полупроводниковым приборам.

Найдем температуру переходов всех теплонагруженных элементов усилителя мощности:

t_п= t_р + P₀ (R_пк + R_кр), (4.50)

где P₀- мощность, выделяемая полупроводниковым прибором,

t_р- температура радиатора,

R_пк- тепловое сопротивление между переходом и корпусом,

R_кр- тепловое сопротивление между корпусом полупроводникового прибора и радиатором. R_кр = (0,2 - 0,4) - для изоляторов на основе кремнийорганических соединений.

Подставляя числовые значения в формулу 4.50, найдем температуру переходов теплонагруженных элементов

1. (RD15HVF1)t_п = 350 + 2,5 (2,6 + 0,4) = 357,2 К (84,5 ^оС)

2. (IRF9540) t_п = 350 + 1,8 (1,1 + 0,4) = 352,7 К (79,7 ^оС)

3. (TDA 2003) t_п = 350 + 0,72 (3,0 + 0,4) = 352,5 К (79,5 ^оС)

4. (КД 238АС) t_п = 364 + 1,1 (6 + 0,5) = 371 К (98 ^оС)

Таким образом, применяя оребренный герметичный корпус с естественной воздушной вентиляцией, мы обеспечиваем необходимые температурные режимы для всех элементов, установленных в этом корпусе.



4.6 Расчет надежности

Расчет надежности усилителя мощности заключается в вычислении показателей надежности аппаратуры по известным показателям надежности ее элементов.

Количество элементов и компонентов, составляющих конструкцию проектируемого устройства достаточно велико. Поэтому для сокращения объема расчета и компактного представления полученных результатов все m элементов устройства разбиваются на L групп, каждая из которых (с номером N) объединяет элементы одного типа с одинаковыми номинальными интенсивностями отказов, а также работающих в одинаковых условиях эксплуатации и одинаковых режимах. Допускается объединять в группу элементы и компоненты, у которых параметры различаются не более чем на 10 %. При расчете надежности усилителя мощности предполагаем, что отказы всех элементов схемы независимы и элементы схемы могут находиться в одном из двух состояний: работоспособном или неработоспособном. Расчет отказов усилителя мощности произведем как для устройства, не имеющего структурной избыточности и схем резервирования, поэтому интенсивность отказов усилителя мощности равна сумме интенсивности отказов всех комплектующих схемы.

Определяем интенсивность отказов элементов и компонентов с учетом условий эксплуатации устройства по формуле[10].

л_i=л_oiK₁K₂K₃K₄a_i(t_K ,K_H), (4.51)

где л_oi- номинальная интенсивность отказов i - го элемента или компонента (элемента расчета надежности);

К₁и К₂- поправочные коэффициенты на воздействие механических факторов;

К₃- поправочный коэффициент на воздействие влажности;

К₄- поправочный коэффициент на давление воздуха;

а_i (t_K, K_H) - поправочный коэффициент на температуру поверхности компонента (t_K) и коэффициент нагрузки K_H.

Значения номинальных интенсивностей отказов компонентов берем из справочников, содержащих такие сведения. Допускается использовать усредненные значения интенсивностей для определенных групп компонентов. Значения номинальных интенсивностей отказов элементов берем из приложения [10] Поправочные коэффициенты К1…К4 а так же поправочные коэффициенты a (t_к, К_н берем так же из того же приложения).

К₁• К₂= 1,46 (условие эксплуатации - автофургон).

К₃= 2,0 (влажность 90 - 98% при t = 25 ^оС).

К₄ = 1,0 (80…100 кПа)

Электрическая нагрузка характеризуется коэффициентом Кэн.

Для резисторов:

где Р₌; Р_?; Р_имп - рассеиваемые в резисторе мощности постоянного, переменного и импульсного токов;

Р_доп - допустимая мощность рассеивания по техническим условиям на данный элемент.

Для конденсаторов:

где U₌; U_?; U_имп - приложенные к конденсатору постоянное, переменное иимпульсное напряжения;

U_доп - допустимое напряжение для данного элемента по техническим условиям.

Для полупроводниковых диодов в зависимости от режима работы:

Где I_пр - прямой ток диода;

I_пр.доп- допустимый максимальный ток диода

где U_обр - обратное напряжение в рабочем режиме;

U_{обр.доп.} - допустимые значения обратного напряжения по техническим условиям.

Для транзисторов:

где Р_к - мощность, рассеиваемая коллектором в рабочем режиме;

Р_к.доп- допустимая мощность рассеивания на коллекторе по техническим условиям.

Для аналоговых микросхем:

где I_вых - выходной ток ИМС в анализируемой принципиальной схеме;

I_{вых.доп}- допустимый выходной ток по техническим условиям.

Все результаты по определению интенсивности отказов элементов усилителя мощности произведены для максимальной рабочей температуры среды (tс_max= 55 ^оС) и сведены в две таблицы 4.4 и 4.5.

В таблице 4.4 сведены интенсивности отказов элементов, разделенных на группы, их обозначения в соответствии с электрической принципиальной схемой. В таблице 4.5 сведены результаты расчетов интенсивности отказов групп элементов с учетом соответствующих им коэффициентам (л_oiK₁K₂K₃K₄a_i(t_K ,K_H)

Таблица 4.4 - Интенсивность отказов элементов, разделенных по группам

№гр.	Наименование элементов	Обозначение по схеме	Кол-во эл-тов	Интенсивность отказов
1	Конденсаторы керамические	С1,С4,С6,С7,С8…С12,С14…С23,С25…С36,С38…С44	39	0,15
2	Конденсаторы алюминиевые	С5,С8,С13,С24	4	0,035
3	Конденсатор подстроечный	С37	1	0,01
4	Резисторы пленочный	R1…R8,R10…R23,R25…R45,R47	44	0,03
5	Резистор подстроечный	R9,R24,R46	3	0,04
6	Индикатор светодиодный	H1,H2	2	0,22
7	Микросхема TDA2003	D1	1	0,05
8	Диод кремниевый КД243	VD1	1	0,02
9	Диод кремниевый КД922В	VD6,VD7	2	0,035
10	Диодная сборка КД 238АС	VD9	1	0,02
11	Стабилитрон	VD4,VD10	2	0,01
12	Диод СВЧ	VD2,VD3,VD5,VD8	4	0,3
13	Транзистор кремниевый	VT1,VT2,VT5…VT7,VT10,VT13	7	0,2
14	Транзистор кремниевый	VT3,VT11	2	0,19
15	Транзистор полевой	VT4,VT12	2	0,12
16	Транзистор полевой	VT8	1	0,1
17	Катушка индуктивности	L1…L10	10	0,02
18	Разъем	XS1,XS2	10конт	0,02
19	Пайка волной		400	0,00007

Таблица 4.5 - Интенсивность отказов элементов с учетом их условий эксплуатации

№гр.	Температура корп. tкоC	К-т нагрузки КN	Поправочный к-т aN (t,KH)	Интенсивность отказов лON•K1K2K3K4•10-6, 1/час	Интенсивность отказов эл. группы в рабочем реж. лN•10-6, 1/час	Интенсивность отказов в гр. эл-тов лN•nN•10-6, 1/час
1	80	0,5	0,5	0,438	0,219	8,541
2	80	0,5	0,5	0,102	0,051	0,204
3	80	0,5	0,5	0,029	0,0145	0,0145
4	80	0,4	1,0	0,088	0,088	3,872
5	80	0,4	1,0	0,117	0,117	0,351
6	80	0,5	2,5	0,642	1,605	3,21
7	80	0,4	2,0	0,146	0,292	0,292
8	80	0,5	2,5	0,584	1,46	1,46
9	80	0,6	3,0	0,102	0,306	0,612
10	90	0,3	2,1	0,058	0,1218	0,1218
11	80	0,4	2,0	0,029	0,058	0,116
12	80	0,4	2,0	0,876	1,752	7,008
13	80	0,3	2,0	0,584	1,168	8,176
14	80	0,1	1,7	0,555	0,9435	1,887
15	80	0,1	1,7	0,350	0,595	1,19
16	80	0,2	1,8	0,292	0,5256	0,5256
17	80	0,2	1,0	0,058	0,058	0,58
18	80	0,5	1,0	0,058	0,058	0,58
19	80	1,0	1,0	0,0002044	0,0002044	0,08176

Находим интенсивность отказов усилителя мощности.

где л_N- интенсивность отказов N- ой группы.

После установки всех числовых значений интенсивностей отказов в формулу 4.58, получим:

л_?=38,82•10^-61/час.

Определяем наработку на отказ:

T₀ = 1 /л_? (4.59)

После установки числовых значений в формулу 4.59, получим:

Найдем время наработки на отказ усилителя мощности с вероятностью 0,9

Подставляя числовые значения в формулу 4.60, получим:

Рассчитанное время наработки на отказ усилителя мощности с вероятностью 0,9 составляет 2714 ч. что гораздо больше, чем требуется по Т.З. (1000 ч.)

5. Разработка технологии изготовления усилителя мощности

5.1 Анализ технологичности конструкции

Проведём количественный и качественный анализ технологичности конструкции усилителя мощности. При количественном и качественном анализе оценивается технологичность деталей, входящих в изделие сборочных единиц и технологичность в целом [15].

Чтобы изделие было технологичным оно должно иметь следующие количественные показатели:

малую трудоёмкость изготовления деталей;

низкую технологическую себестоимость деталей;

высокие коэффициенты использования материалов, затрачиваемых на изготовление деталей;

высокий коэффициент применяемости;

высокий коэффициент применяемости типовых технологических процессов операций;

по возможности меньший класс точности геометрических параметров деталей и коэффициент шероховатости поверхностей;

высокий коэффициент взаимозаменяемости деталей, характеризующий полную или неполную взаимозаменяемость деталей в сборке.

Кроме того, технологическое изделие должно удовлетворять следующим основным требованиям:

реальность формы деталей (цилиндрические, плоские);

используемые материалы должны обеспечивать низкую себестоимость как исходной заготовки, так и детали;

соответствие защитных и других покрытий требованиям эксплуатации и высоким показателям технологии.

При конструировании литых деталей необходимо:

предусмотреть технологические уклоны;

обеспечить минимальную разно толщинность и рациональный выбор толщины стенок;

использовать ребра жесткости;

устранить острые углы (предусмотреть радиусы скруглений);

правильно оформить и распределить отверстия, резьбу, рифления и надписи;

выбрать материал и конструкцию армирующих элементов (если они необходимы);

назначить допуски на размеры с учетом возможности их обеспечения.

При этом необходимо учитывать производственные возможности данного предприятия и используемого на нем оборудования.

Выше перечисленные требования определяются конструкцией изделия, его назначением и серийностью производства.

В соответствии с заданием на проект программа выпуска усилителя мощности составляет 1000 штук в год.

Произведём, сначала, качественный анализ технологичности конструкции изделия (ТКИ).

В разрабатываемую конструкцию усилителя мощности входят следующие составные части: корпус- радиатор поз. 8; экран поз. 6; панель лицевая поз. 11; соединитель поз. 2; кабель поз.3; шнур поз.22; кабель питания поз.23; плата печатная поз.1.

Стандартные изделия: винты поз. 13 - 15, 28,шайба поз. 16; лепесток поз. 17.

Корпус - радиатор выполнен из стандартного профиля (сплав АД 31 ГОСТ 4784 - 74).Крышка - лицевая панель выполнена из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества(Ст3 ГОСТ 380-50),формовка выполняются холодно-листовой штамповкой. Этот способ наиболее приемлем с точки зрения материалоемкости, затрат труда, а также нет необходимости для изготовления сложных штампов.

Крепеж крышки к корпусу производится двумя винтами.

В конструкции имеется крепежные отверстие для крепления изделия на объекте установки.

Рассмотрим конструкцию печатной платы (ПП).

Элементы печатных плат: диэлектрическое основание, металлическое покрытие в виде рисунка печатных проводников и контактных площадок, монтажные и фиксирующие отверстия соответствуют требованиям ГОСТ23752-86.

Размеры разработанной печатной платы отвечают требованиям ГОСТ10317-79 «Платы печатные. Основные размеры». Формы и размеры печатной платы позволяют применять автоматизированную сборку. Диэлектрическое основание печатной платы должно быть однородным, монолитным.

Проводящий рисунок должен быть четким, ровным, без вздутий и отслоений, подтравливаний и остатков технологических материалов.

Монтажные и фиксирующие отверстия должны располагаться в соответствии с требованиями чертежа. Должны выполняться требования по качеству металлизации. Площадь контактных площадок должна обеспечивать гарантийный поясок не менее 0,1 мм для третьего класса точности.

Технологический процесс изготовления печатной платы не должен ухудшать электрические и механические свойства, применяемых материалов. Печатная плата изготавливается из стеклотекстолита марки СФ-2-1,5-35.

Учитывая программу выпуска усилителя мощности, применим для изготовления двухсторонней печатной платы комбинированный позитивный метод. Этот метод обеспечивает соответствие параметров печатной платы требованиям ТКИ. А получение печатных проводников будем осуществлять сеточно-графическом способом, так как этот метод является наиболее рациональным при изготовлении плат по третьему классу точности. При данной программе выпуска усилителя мощности выбранный метод изготовления печатной платы является наиболее эффективным и оправдываемым с точки зрения ТКИ. Конструкция разрабатываемой печатной платы позволяют применять при производстве типовые технологические процессы. Все это позволяет считать разрабатываемую печатную плату технологичной в производстве.

Конструкция корпуса предусматривает быструю установку розетки поз. 37, кабеля питания поз. 41, шнура поз. 29 и печатной платы поз. 3 в корпус с последующим креплением. Используемые компоненты устанавливаются автоматизированным способом. Однако элементная база разрабатываемого устройства разнообразна и часть радиоэлементов устанавливается ручным способом, что снижает общую технологичность конструкции.

Корпус блока усилителя мощности можно считать технологичным, он обеспечивает рациональное размещение в нем сборочных единиц и стандартных изделий. При этом конструкцией предусмотрен доступ к регулировочным элементам при регулировке и ремонте.

Печатная плата, фиксируется в корпусе усилителя мощности с помощью четырех винтов.

Проведенный качественный анализ свидетельствует о технологичности разрабатываемой конструкции.

При количественном анализе производится оценка следующих показателей: трудоемкости и себестоимости, а также оценка дополнительных показателей технологичности: относительных технико-экономических показателей трудоемкости; относительных технико-экономических показателей себестоимости и дополнительных технических показателей.

В связи с отсутствием полных данных по трудоемкости и себестоимости, анализ технологичности проведем, только, с учетом таких технических показателей ТКИ, которые характерны для проектируемых изделий.

Оценку ТКИ для конструкции усилителя мощности произведем по методике, изложенной в [15].

Коэффициент унификации сборочных единиц (СЕ) изделия определим по формуле:

, (5.1)

где Е_У - количество унифицированных СЕ;

Е - общее количество СЕ.

Подставляя значения в формулу 5.1, получим:

.

Коэффициент унификации деталей (ДТ) изделия определим по формуле[15]

, (5.2)

где Д_У - количество унифицированных ДТ, не вошедших в ЕУ;

Д - общее количество ДТ , не вошедших в ЕУ.

Подставляя значения в формулу 5.2, получим:

.

Коэффициент унификации конструктивных элементов изделия определим по формуле [15]

, (5.3)

где Q_УЭ - количество унифицированных типоразмеров конструктивных элементов;

Q_Э - количество типоразмеров конструктивных элементов изделия.

Подставляя значения в формулу 5.3, получим:

.

Коэффициент стандартизации СЕ определим по формуле [15]

, (5.4)

где Е_СТ - количество стандартных СЕ;

Подставляя значения в формулу 5.4, получим:

.

Коэффициент стандартизации деталей определим по формуле [15]

, (5.5)

где Д_СТ - количество стандартных ДТ, не вошедших в Е_СТ (стандартные крепежные ДТ не учитываются);

Подставляя значения в формулу 5.5, получим:

Коэффициент повторяемости составных частей изделия определим по формуле [15]

, (5.6)

где Q - количество наименований составных частей изделия;

Подставляя значения в формулу 5.6, получим:

.

Коэффициент повторяемости материалов рассчитывается по формуле [15]

, (5.7)

где Н_М - количество микро сортаментов материалов, применяемых для изготовления оригинальных деталей;

Д_М - количество типоразмеров этих деталей.

Подставляя значения в формулу 5.7, получим:

.

Коэффициент освоенности деталей определим по формуле [15]

, (5.8)

где Д_ТЗ - количество типоразмеров заимствованных деталей (без учета стандартных и крепежных);

Д_Т - количество типоразмеров этих деталей.

Подставляя значения в формулу 5.8, получим:

.

Коэффициент материалоемкости оригинальных деталей изделия определим по формуле:

, (5.9)

где М_МОД- масса оригинальных деталей;

М_И - масса изделия.

Подставляя значения в формулу 5.9, получим:

.

Коэффициент повторяемости ЭРЭ рассчитывается по следующей формуле:

, (5.10)

где Н_м.ЗРЭ- количество типоразмеров ЭРЭ;

Н_ЭРЭ- общее количество ЭРЭ.

Подставляя значения в формулу 5.10, получим:

.

Коэффициент автоматизации подготовки ЭРЭ к монтажу рассчитывается по формуле:

, (5.11)

где Н_а.п.ЭРЭ-количество ЭРЭ, подготавливаемых к монтажу автоматизированным способом.

Подставляя значения в формулу 5.11, получим:

.

Коэффициент автоматизации установки ЭРЭ рассчитывается по формуле:

, (5.12)

где Н_ау.ЭРЭ-количество ЭРЭ, устанавливаемых на ПП автоматизированным способом.

Подставляя значения в формулу 5.12, получим:

.

Коэффициент автоматизации монтажа рассчитывается по формуле:

, (5.13)

где Н_ам-количество монтажных соединений, выполняемых автоматизированным способом;

Н_м- общее количество монтажных соединений.

Подставляя значения в формулу (5.13), получим:

.

Коэффициент пригодности печатной платы для автоматизированной сборки рассчитывается по следующей, ниже приведенной формуле:

, (5.14)

где Н_ппа-количество ПП, геометрические параметры которых удовлетворяют требованиям автоматизированной сборки;

Н_пп- общее количество ПП в изделии.

Подставляя значения в формулу 5.14, получим:

Комплексный технический показатель рассчитывается по формуле:

(5.15)

где k_i- i-ый дополнительный технический показатель;

- коэффициент значимости i-го технического показателя;

n- число показателей.

Коэффициенты значимости технических показателей определяются по таблице 8.1[15].

Подставляя значения в формулу 5.15, получим: К_ТЕХ = 0,75.

Уровень технологичности оценим по комплексному техническому показателю, который рассчитывается по следующей формуле:

, (5.16)

где К_техБ- базовый технический показатель ТКИ.

Базовый технический показатель ТКИ для изделия аналога составляет 0,7.

Подставляя значения в формулу 5.16, получим:

.

Полученное значение К_уотех больше единицы, а это значит, что разрабатываемое изделие является более технологичным, чем базовое.

Таким образом, разрабатываемое изделие является технологичным как по количественным так и качественным показателям ТКИ.

Общий вес конструкции усилителя мощности определяется как сумма всех её составляющих элементов.

Таблица 5.1 - Вес составляющих элементов усилителя мощности

Наименование	Вес, г.
корпус усилителя	250
печатная плата с радиоэлементами	116
крышка корпуса	91
радиатор	16,5
соединитель	49,5
жгут c аудио разъемом	29,5
жгут	21
втулки	20
винты крепления	30
Итого	623,5

В соответствии с техническим заданием вес изделия не должен превышать 650 г.

5.2 Разработка технологии сборки

Для организации производства необходимо применение как ручных операций установки и формовки выводов элементов, так и автоматизированных операций установки, пайки расплавлением дозированного припоя с инфракрасным (ИК) нагревом.

Структурная схема технологического процесса изготовления сборочной единицы на печатной плате представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Структурная схема технологического процесса

Выбранному конструктивному исполнению РМ соответствует схема ТП в виде множества последовательно выполняемых технологических операций [16].

В соответствии с указанным конструктивным исполнением радиоэлектронного модуля воспользуемся следующей моделью технологического процесса, соответствующей схеме ТП в виде множества последовательно выполняемых технологических операций О = {0₁ ... О₂₀}:

ТП₆ = {О₁, О₁₈, О₁₂, О₁₅, О₁₆, О₁₇, О₁₃, О₁₉, О₂₀, О₄, О₅, О₆, О₇, О₈, О₉, О₁₀}

О₁ - входной контроль ПП, компонентов и материалов;

О₁₈ - нанесение клея на поверхность П₂;

О₁₂ - установка компонентов множества Н на поверхность П₂;

О₁₅ - полимеризация клея;

О₁₆ - нанесение паяльной пасты на электромонтажные эл-ты поверхности П₁;

О₁₇ - установка компонентов множества Н на поверхность П₁;

О₁₃ - оплавление припоя;

О₁₉ - установка компонентов множества Э на поверхность П₁;

О₂₀ - пайка выводов компонентов множеств Э и Н.

Для обрезки, формовки, а так же автоматизированной установки ЭРЭ выберем автомат CHAD IQs , он предназначен для монтажа на ПП различных компонентов, монтируемых в отверстия, таких как: аксиальные, радиальные, соединители, микросхемы, компоненты сложной формы и др. и используется в условиях серийного производства. CHAD IQs оснащен одной универсальной установочной головкой, производительность до 2000 компонентов/ час, роботизированной системой перемещения головки, видео системой центрирования компонентов и конвейерной системой для перемещения ПП. Подача компонентов в зону захвата осуществляется из питателей, устанавливаемых с тыловой стороны автомата. На автомате максимально может быть установлено до 10 ленточных/пенальных питателей. Обрезка и формовка выводов компонентов осуществляется перед захватом компонента непосредственно в питателе.

Для установки SMD компонентов на печатную плату применяем автомат- установщик PLM-2000. Скорость установки 4200 компонентов в час. Автомат PLM-2000 обеспечивает минимум брака и потерь при установке компонентов с мелким шагом, он работает с ленточными, пенальными и матричными питателями интеллектуального типа. При заправке ленты захват осуществляется с первых компонентов в ленте, что снижает потери компонентов и, следовательно, эксплуатационные расходы. Одновременно на автомате может быть размещено до 210 ленточных питателей, что особенно важно для многономенклатурного производства.

Для оплавления припоя используем печь настольную "Радуга-10" с постоянной конвекцией. Размеры обрабатываемых изделий, макс. 250 х 350 мм. Производительность (по площади ПП) 160 дм² / час. Тип пайки - экспоненциальный.

Для пайки двойной волной припоя будем использовать установку ATF 33/33 - наилучшее решение для производственных участков с небольшими объемами выпускаемой продукции. Позволяет использовать как свинцовые, так и бессвинцовые технологии. Также в данной модели имеется две зоны предварительного подогрева. Подогрев осуществляется с помощью ИК-нагревателей с возможностью добавления модуля конвекции. Зона флюсователя представляет из себя пенный флюсователь. Скорость движения конвейера - 0,2- 2,5 м/мин.

После пайки элементов на печатной плате производим отмывку печатной платы, применяем настольную ультразвуковую ванну IC-1216E-25, которая предназначена для отмывки печатных узлов в условиях лабораторного, опытного и мелкосерийного производства. Установка имеет встроенный нагреватель и ультразвуковой генератор. На дне ванны установлены пьезоэлементы, преобразующие подводимую от генератора электроэнергию ультразвуковой частоты в механические колебания дна и стенок ванны и кавитацию в моющем растворе, что значительно повышает качество отмывки.

Далее проводим контроль пайки, используя систему визуального контроля Lynx VS8. Она оснащена трансфокатором с увеличением от 7х до 40х и проекционной системой кругового обзора под углом.

Для ремонта РМ используем ремонтный центр PRC-2000.

Влагозащиту производят погружением РМ в ванну с полимерным материалом. Выбираем установку влагозащиты погружением DS 102:

- скорость погружения/ извлечения,min = 25 мм/ мин;

- глубина погружения = 195 мм.

Сушку печатных плат производим в сушильном шкафу «Радуга 61П»

Определим количество оборудования для каждого технологического процесса по формуле:

, (5.17)

где -количество ПП в изделии i-го типоразмера обрабатываемых с помощью этого оборудования;

N_З - годовая программа запуска изделий, шт./год;

- количество типоразмеров ПП;

F-действительный годовой фонд рабочего времени, (F=2016 часов);

n₀- производительность оборудования.

Годовая программа выпуска изделий определяется по формуле

N_З=N*, (5.18)

где N - годовая программа выпуска изделий, шт./год;

- коэффициент, учитывающий технологические потери (1,01…1,03).

Подставляя значения в формулу (5.18), получим

N_З = 1000 1,02 = 1020.

Коэффициент загрузки оборудования определяется по следующей формуле

, (5.19)

где Q_оп- принятое количество оборудования, шт.

Действительный годовой фонд рабочего времени равен в нашем случае 2016 часов, так как производство осуществляется в одну смену.

Подставив в формулы 5.17 и 5.19 необходимые для расчета величины, рассчитаем количество единиц оборудования и коэффициент загрузки оборудования.

Результаты расчетов сведем в таблицу 5.2.

Таблица 5.2 - Результаты расчетов количества единиц оборудования и коэффициента загрузки

Наименование оборудования	n0, шт/час	Q0, шт.	QОП, шт.
1. Автомат CHAD IQs	15	0,03	1	0,03
2.Автомат PLM-2000	45	0,011	1	0,011
3. Радуга 10	40	0,01	1	0,01
4. Автомат ATF 33/33	150	0,003	1	0,003
5. Система IC-1216E-25	40	0,01	1	0,01
6. Система Lynx VS8	20	0,02	1	0,02
7. Система DS 102	10	0,05	1	0,05

В связи с низкой загрузкой оборудования, целесообразно осуществить догрузку оборудования, используя его в технологических процессах производства других изделий.

Определяем время, необходимое для выполнения технологических операций. Используя эмпирические выражения и таблицы [12], определяем оперативное время на элементарную работуTопi. Время на технологическую операцию T_штi определяется как сумма Tопi на каждый переход с учетом коэффициентов К и К₁.

где n - число элементарных операций (переходов);

К- коэффициент, учитывающий подготовительно- заключительную работу, организационно- техническое обслуживание рабочего места, время на отдых и личные нужды, зависит от типа производства, для мелкосерийного производства К = 0,125. Значения К₁ выбираем с учетом типа производства и группы сложности изделия. К₁ = 1,1

Подставляя значения в формулу 5.20, получим:

Т_штi = 0,1 • (1 + 0,125) • 1,1 = 0,124 ч.

Определяем тип производства по значению коэффициента серийности, который рассчитывается по формуле:

где F - действительный годовой фонд рабочего времени, ч;

n - количество технологических операций;

N - годовая программа выпуска.

Подставляя в формулу 5.21 значения, получим

Рассчитанныйкоэффициент серийности соответствует мелкосерийному производству.

Для поточной сборки усилителя мощности рассчитываем организационно- производственные параметры поточной линии. Формируются рабочие технологические операции и обеспечивается их синхронизация с тактом сборки. Общее количество рабочих мест вычисляется по формуле:

l_общ = l_расч. + l_рез. + l_рег. +l_рем. + l_контр (5.22)

где l_расч. - расчетное число рабочих мест для выполнения сборочно- монтажных работ, определяется по формуле:

где T_шт. - штучное время, мин.;

К_вн - коэффициент выполнения норм, принимается равным единице;

l_рез - количество резервных рабочих мест, составляет от 0,1 до 0,15 l_расч;

l_рег - количество рабочих мест регулировщиков, рассчитывается в соответствии с трудоемкостью ремонтных работ;

l_рем - количество рабочих мест для ремонта изделий, рассчитывается в соответствии с трудоемкостью ремонтных работ;

l_контр - количество рабочих мест контролеров. При укрупненных расчетах принимается от 5 до 7% от числа производственных рабочих.

Подставляя в формулу 5.23 числовые значения, получим:

Принимаем l_расч. = 1 (одно рабочее место).

Общее количество рабочих мест найдем из формулы 5.22

l_общ= 1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 5

Таким образом, общее количество рабочих мест равно пяти.

5.3 Технология влагозащиты усилителя мощности

Влагозащитное покрытие модулей осуществляем методом погружения, который обеспечивает более высокую грибостойкость, нежели методом распыления. Для влагозащиты применяется лак ЭП-730. Технологический процесс получения влагозащитного покрытия на основе этого лака выглядит следующим образом:

1. Очистка РМ от пыли сжатым воздухом, подаваемым под давлением 0,2 - 0,3 МПа.

2. Изоляция мест, не подлежащих покрытию, путем нанесения анти агдезионного лака ХВ-5196 методом распыления его при помощи дозаторов.

3. Получение слоев покрытий погружением РМ в ванну с лаком. Для этого используются установкаDS 102, оснащенная устройством вытяжки паров растворителя.

4. Удаление изоляции пинцетом.

5. Контроль качества влагозащиты. Дефекты покрытия контролируем визуальным осмотром, или же при помощи установки оптического контроля Lynx VS8.

Температурные режимы сушки лака ЭП-730 следующие:

1. Первый и второй слои - 30 минут при температуре 23± 5 °С каждый.

2. Третий слой - 8 часов при температуре 65 ± 5°С.

Сушку печатных плат производим в сушильном шкафу «Радуга 61П».

5.4 Технология выходного контроля

5.4.1 Подключите к усилителю мощности средства измерения и контроля согласно рисунку 5.2.

5.4.2 Установите на выходе источника питания напряжение 13,6±0,2 В.

5.4.3 Подключите источник питания к усилителю мощности соблюдая полярность

5.4.4 Установите частоту генератора Г4-154 40,00±0,01 МГц, а выходное напряжение генератора 10 ±0,3 В, отключите сигнал генератора

5.4.5 Проверьте ток, потребляемый усилителем мощности при отключенном генераторе, он не должен превышать 5 мА.

5.4.6 Подайте сигнал с генератора на вход усилителя мощности и проконтролируйте ток источника питания, он не должен превышать 3 А.

5.4.7 Проконтролируйте состояние светодиодов H1 и H2. Светодиод «передача» должен быть включен, светодиод «КСВ» выключен.

5.4.8Измерьте напряжение на эквиваленте нагрузки с помощью В7-26. Напряжение на эквиваленте нагрузки должно быть не менее 22,4 В. При пониженном напряжении на эквиваленте нагрузки проконтролируйте с помощью осциллографа С1-79 входное напряжение.

5.4.9 Отключите генератор сигналов и измените сопротивление эквивалента нагрузки (установите75 Ом).

5.4.10 Включите генератор сигналов и проконтролируйте включение светодиода «КСВ». В этом режиме усилитель мощности не должен работать более 1 мин., т.к. этот режим является аварийным.

Рисунок 5.2 - Схема проверки параметров усилителя

Приборы, с помощью которых осуществляется выходной контроль усилителя мощности: мощности.

Г4-154 - высокочастотный генератор сигналов;

HY 3005-3 -источник питания с регулируемым напряжение от 0 до 30 В и максимальным током до 5 А;

В7-26 - высокочастотный вольтметр;

Э9-77/1 - эквивалент высокочастотной нагрузки 50 Ом;

С1-79 - осциллограф; УМ - проверяемый усилитель мощности.

6. Технико-экономическое обоснование и расчеты

6.1 Предварительная оценка планируемой к выполнению проектно-конструкторской работы

Для предварительной оценки планируемой к выполнению ОКР следует использовать одно из направлений эвристического прогнозирования - метод экспертных оценок, который базируется на выборе смысловых характеристик (частных критериев), количественно измеряемых по определенной балльной системе. За базовый индекс принят «+1», соответствующий удовлетворительной оценке [17].

К основным задачам организации и планирования ОКР относят:

расчёт трудоёмкости работ, этапов, стадий и разработки в целом;

установление на её основе затрат времени каждого из разработчиков;

установление договорной цены;

расчет годовых издержек потребителя РЭА в условиях эксплуатации.

Критерии оценки планируемой разработки ОКР приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Критерии оценки планируемой разработки ОКР

Шкала критериев	Оценка критериев, балл
1. В данной области проектирования имеется некоторый опыт	+1
2. Получение патентов в данной области проблематично	-1
3. Результаты могут быть широко внедрены в будущем, но потребуется реклама и информационная работа	+1
4. Привлекательность проектируемой РЭА сохраняет большинство старых покупателей	+1
5. Умеренные требования к сервисному обслуживанию	-1
6. Требования по расширению рынка - значительная реклама	-1
7. Наличие конкурирующих товаров - несколько конкурентов	+1
Всего:	+1

Так как сумма бальных оценок оказалась положительной, то можно сделать вывод, что разработка перспективна.

6.2 Организация и планирование опытно-конструкторских работ

Организация и планирование опытно-конструкторской работы предполагает определение трудоемкости разработки, распределение затрат времени по исполнителям, расчет договорной цены научно-технической продукции. Одним из распространённых методов расчета затрат времени на разработку конструкции изделия является метод типовых этапов, а также типовых элементов работ[18]. Объектом нормирования является этап разработки рабочих чертежей. В этом случае затраты на проведение опытно-конструкторских работ определяются путем расчета общей трудоемкости, которая получается исходя из доли стадии разработки рабочих чертежей в общих затратах труда при подробном расчете по нормативам.

Расчет трудоемкости этапа разработки рабочих чертежейпредставлен в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Расчет трудоемкости разработки рабочих чертежей

Виды работ	Кол-во чертежей	Норма времени на 1 чертеж, чел.-ч.	Трудоемкость разработки рабочих чертежей, чел.-ч.
1.Структурная схема	1 (формат А1)	6,1	6,1
2.Принципиальная электрическая схема	1 (формат А1)	8,5	8,5
3.Чертеж печатной платы (монтаж и разводка)	1 (формат А1)	12,5	12,5
4.Перечень элементов	5 (формат А4)	2,1	10
5.Конструкция и детали корпуса	3 (формат А1)	9,0	27
Итого:	64,1

Величина трудоемкости этапа находится по формуле:

Т = Т_п • К_ки, (6.1)

где К_ки - корректирующий интегральный коэффициент;

Т_п- первоначальная трудоемкость этапа разработки рабочих чертежей, рассчитанная по нормативам.

К_ки = К_у • К_с • К_п • К_н, (6.2)

где К_у=0,65- коэффициент, учитывающий долю заимствованных и унифицированных узлов и деталей;

К_с=1,2- коэффициент серийности;

К_п=1,0- коэффициент, учитывающий условия применения РЭА;

К_н=0,8- коэффициент новизны конструкции (3 гр. новизны-К_н= 0,8)

В нашем случае корректирующий интегральный коэффициент равен:

К_ки=0,65 • 1,2 • 1,0•0,8 = 0,62

Тогда трудоемкость разработки чертежей составит:

Т = 64,1 • 0,62 = 39,7 (чел.-ч)

В соответствии с данными о соотношении этапов и стадий разработки изделия, по трудоемкости и рассчитанной величиной трудоемкости разработки рабочих чертежей произведем расчет общей трудоемкости. Использованные в таблице коэффициенты были выбраны, с учетом того, что разрабатываемое изделие относится к третьей группе сложности. Коэффициент серийности выбирался с учетом того, что тип производства является мелкосерийным. Коэффициент условий применения РЭА выбирался с учетом того, что изделие относится к виду общих изделий. Общая трудоемкость составляет: