Общие сведения о несущих конструкциях

Несущей конструкцией (НК) принято называть элемент конструкции или совокуп­ность элементов, предназначенные для размещения составных частей электронных средств (ЭС) и обеспечения их устойчивости и прочности в заданных условиях эксплуа­тации [39]. НК является одной из основных частей электронного блока, определяющей не только его форму и механические характеристики, но и такие важнейшие показа­тели качества ЭС, как надежность, ремонтопригодность, технологичность, удобство эксплуатации. Для блока несущая конструкция, образно говоря, является его «скеле­том» [40]. В процессе создания электронного блока работа над несущей конструкцией следует непосредственно за этапом его компонования [40] и предшествует разработке лицевой панели сборочного и электромонтажного чертежей, оценке качественных ха­рактеристик.

Исходным пунктом для разработки НК является компоновочная схема блока, по­лучаемая предварительно в процессе компонования. Вместе с компоновочной схемой студенту надо иметь (или получить) принципиальную схему блока и техническое за­дание, определяющее условия его эксплуатации.

Электронный блок — конструкция второго уровня — представляет собой радиоэ­лектронное средство или его часть, имеющее определенную функциональную, схем­ную и конструктивную завершенность, свое четкое назначение и состав выполняемых задач, органов управления и информации и, как правило, свою лицевую панель. Блок должен иметь свою принципиальную электрическую схему с обозначением (номером), соответствующим его сборочному чертежу. Конструкция блока — пространственно - ограниченная, защищающая составные части блока от внешних воздействий.

По исполнению блок может быть рассчитан на автономное использование. Тогда у него имеются кожух, футляр, крышки, приспособление для переноски. Для обозначе­ния такой конструкции используется термин «моноблок». Исполнение также может быть носимое (в руках, сумках, ранцах), настольное и напольное (в том числе и в под­вижных средствах). В других случаях блок заранее рассчитывается на использование в составе конструкции следующего (высшего) уровня. Он может входить в стойку (шкаф) и быть вдвижным, «врубным» (рис. 4.1.1), откидным (рис. 4.1.2), может крепиться на какой-то общей раме с другими блоками, может входить в общий контейнер.

При разработке НК исполнение блока и внешние воздействия должны быть задан­ными. При вхождении блока в шкаф, стойку, контейнер задаются также установоч­ные размеры посадочного гнезда.

Все крупные пространственно-ограниченные составные части блока будем назы­вать конструктивами. В качестве конструктивов могут выступать: модули (конструк­ции первого уровня), печатные узлы (конструкции нулевого уровня), а также крупные ЭРИ (например, трансформаторы, конденсаторы, вариометры, электронно-лучевые трубки, полупроводниковые изделия с радиаторами, электронные лампы со своими панелями), различные механизмы. Специфическим конструктивом можно считать ли­цевую панель. Ее минимально необходимые габариты будут обуславливаться суммар­ной площадью, необходимой для удобного размещения всех выносимых на нее элемен­тов схемы. Глубина такого конструктива определяется по наибольшему его элементу, например, переключателю, кнопке и т. п.

Рис. 4.1.1. Пример «врубного» блока (т.е. врубающегося своими ловителями и соединителями в соответствующие гнезда шкафа, стойки)

Рис. 4.1.2. Пример «откидного» блока (открывающегося в шкафу, стойке на шарнирах)

Все конструктивы имеют свои габариты, массу, определенный способ крепления и подсоединения к схеме. При проектировании НК эти сведения, как и перечень кон­структивов, считаются заданными.

Конструктивы блока имеют между собой не только механические, но и электриче­ские (электромагнитные) связи, как функциональные, так и паразитные (вредные, ме­шающие). В результате процесса компонования находится так называемое наилучшее (или предпочтительное) взаимное размещение конструктивов, т. е. компоновочная схема, максимизирующая функциональные связи и минимизирующая паразитные. Примерный вид компоновочной схемы приведен на рис. 4.1.3. Здесь конструктивы изображаются в изометрии параллелепипедами по своим габаритам в масштабе пока еще без учета конкретного способа крепления друг относительно друга.

Несущая конструкция (НК) обеспечивает возможность жесткого закрепления кон­структивов друг относительно друга согласно заданной компоновочной схеме, т. е. реализует идеи, заложенные при компоновке блока. Компоновочная схема при разра­ботке НК является заданной.

Рис. 4.1.3. Компоновочная схема видеокамеры: а 1 — видеоматрица; а 2 — блок формирования сигналов; а 3 — предварительный усилитель; а 4 — узел автоматической регулировки режимов видеоматрицы; а 5 — усилитель- формирователь; а 6 — генератор 1; а 7 — генератор 2; а 8 — источник пита­ния; а 9 — батарея

Одновременно НК должна обеспечить защиту конструктивов блока от внешних воз­действий (в основном, механических), а также обеспечить раскрываемость всей кон­струкции в целях ремонтопригодности, т. е. свободный доступ для осмотра и ремонта к любому конструктиву, креплениям, к пайкам любого разъема. НК должна созда­ваться с ориентацией на наименьший вес, простоту, технологичность, оптимальную жесткость и оптимальные запасы прочности.

НК в электронном блоке выполняет также еще одну весьма специфическую роль, а именно, «общей массы», т. е. заземления. Это предопределяет в качестве матери­ала для НК хорошо проводящий металл или же применение металлизирующих по­крытий для НК из изоляционных материалов. Разнообразие типов НК показано на рис. 4.1.4 [39].