Разновидности несущих конструкций

Все разнообразие НК целесообразно подразделять с двух точек зрения. Они, с одной стороны, различаются отношением конструкции к месту и способу установки блока. Можно выделить, исходя из этого, НК моноблоков, т. е. изделий, применяемых от­дельно и выполняемых, как уже было ранее отмечено, в переносном, настольном и на­польном исполнениях с креплением к месту установки или без него. Такие НК пред­усматривают всегда индивидуальную защиту блока от внешней среды крышками, съемными панелями, амортизаторами и т. п. Это во многом определяет их конструк­тивные особенности. Свои характерные особенности имеют и НК блоков для стоек и шкафов (ловители, приспособления сопряжения разъемов, поворотные кронштейны, направляющие и т. п.).

Рис. 4.1.4. Разновидности несущих конструкций ЭС

С другой стороны, НК характеризуются способом образования пространственно - ограниченного рабочего объема блока или способом взаимного расположения своих деталей. С этой точки зрения можно выделить несколько наиболее употребительных типов НК: 1) каркасный; 2) панельный; 3) коробчатый; 4) типа «шасси-панель»; 5) бес­каркасный.

Каждый из них имеет свою преимущественную сферу применения и соответству­ющую конструкции преимущественную технологию изготовления и сборки. Дадим краткую характеристику каждому типу.

1.Каркасная НК. Преимущественная область применения — блоки для шкафов и стоек врубные, вдвижные, иногда откидные. Основа такой конструкции — жесткий каркас (рис. 4.1.5), крепящийся к лицевой панели. Элементарная защита конструк­тивов от внешних воздействий образуется ребрами каркаса. Способы выполнения раз­личны. Иногда это цельнолитая конструкция из алюминиевых сплавов с последую­щей фрезерной обработкой (применяется для тяжелых блоков мощных устройств с массой 10...20 кг). Иногда — для менее массивных блоков — это каркас из стальных или алюминиевых профилей на сварке, заклепках или винтах. Для облегчения в каче­стве образующих каркаса применяют нередко и гнутые из листового материала уголки с узкими полками. Иногда каркас выполняют из штампованных или литых (прессо­ванных) деталей. Особенно это характерно для блоков, укомплектованных полностью модулями (ячейками на печатных платах).

Способы «наполнения» такого неразъемного каркаса могут быть самыми разно­образными. Важно только, чтобы в любом случае они обеспечивали свободный доступ к конструктивам и элементам блока, к тяжелым несъемным конструктивам за счет свободного пространства около них, для печатных узлов и плат — применение спосо­бов «плотной упаковки» с оперативным выемом их для ремонта и осмотра. Тяжелые элементы можно крепить на вставных или приварных полках (кронштейнах), лапах. Кое-какие тяжелые элементы могут быть вдвижными по направляющим.

Рис. 4.1.5. Каркасная НК

Рис. 4.1.6. Каркас с направляющими планками для печатных узлов

Каркасы блоков, где преобладающим типом конструктивов являются печатные узлы, ориентируются на применение панелей с направляющими планками для печат­ных узлов (рис. 4.1.6) или же на устройство поворотных кронштейнов с рамками для ПП (рис. 4.1.7). Первый из этих способов проще и дешевле, но требует для ремонтов и проверок переходных кабелей или плат. Так называемая «книжная конструкция» (рис. 4.1.8) поворота печатных узлов отличается лишь устройством сложного многосту­пенчатого поворотного устройства. Другими вариантами «плотной упаковки» ПП для размещения в каркасе являются «веерная» (рис. 4.1.9) и «раскладная» (рис. 4.1.10) конструкции.

Надо отметить, что показанные на рис. 4.1.8-4.1.10 кронштейны и рамки кон­структивно достаточно сложны, изготавливаются преимущественно литьем под давле­нием (прессованием) и целесообразны только в крупносерийном производстве.

Рис. 4.1.7. Крепление печатных узлов (модулей)

на поворотных шарнирах: 1 — модуль; 2 — за­дняя панель; 3 — двойной шарнир; 4 — корпус; 5 — ручка

Рис. 4.1.8. «Книжная» НК

2.Панельная НК. Представляет собой чаще всего сборку из литых или штампован­ных панелей-плоскостей, на которые опираются печатные узлы и другие конструк­тивы блока. Не исключается в отдельных случаях не сборка, а сочетание панелей, гну­тых из общего листа или сваренных. При конструировании сборных каркасов следует обращать внимание на достаточность в креплении панелей площадей прилегающих друг к другу мест для обеспечения элементарной жесткости.

Рис. 4.1.9. «Веерная» НК

Рис. 4.1.10. «Раскладная» НК

При весьма плотном заполнении объема блока конструкции выполняются раскры­вающимися, например, как показано на рис. 4.1.11. Менее заполненные блоки допу­скают открытые нераскрывающиеся НК, жесткость которых обеспечивается угловыми косынками или стяжными стержнями (рис. 4.1.12). Не исключается также примене­ние боковых стенок и рамок (рис. 4.1.13).

Литье применяется, в основном, тонкостенное из легких алюминиевых сплавов с большим числом облегчающих отверстий и ребрами жесткости. При мелкосерийном или опытном производстве панели изготавливаются из листовых материалов слесар­ным путем. НК панельного типа применяются для моноблоков, в частности, для из­мерительной аппаратуры.

3.Коробчатая НК представляет собой подобие «чемодана» или «кейса-дипломата», внутри которого располагаются конструктивы блока (рис. 4.1.14). Форма такой «ко­робки» может быть, конечно, усложнена. Возможно широкое варьирование применяе­мых материалов (листовые стали и листовые алюминиевые сплавы, литьевые сплавы, пластмассы), а также способов изготовления; штамповка, прессование, слесарное из­готовление. Преимущественная область применения — переносная аппаратура малых и средних габаритов.

Рис. 4.1.11. Раскрывающаяся НК

Рис. 4.1.12. НК со стяжными стержнями

Рис. 4.1.13. Рамочная НК

4.НК типа «шасси-панель» отличается наличием в составе деталей так называе­мого шасси, представляющего собой коробок без дна. Внутренность такого коробка — «подвала шасси» — используется для объемного монтажа деталей, крепления, выхода выводов конструктивов и их разъемов. Жесткое сопряжение шасси с лицевой панелью достигается с помощью косынок (рис. 4.1.15); могут применяться и боковые стенки. Глубина шасси, а также его расположение относительно панели могут варьироваться в зависимости от требований компоновки.

Рис. 4.1.14. Пример коробчатой НК

Рис. 4.1.15. НК комбинированного типа «шасси—панель»:

1 — шасси; 2 — панель лицевая; 3 — косынки

При малом числе выводных разъемов местом их установки, а также и ловителей, является задний торец шасси. При большом числе выводов можно ввести заднюю стенку. Для крепления системы печатных узлов применяют направляющие стойки. Конструкция удобна как для установки крупных конструктивов неодинаковых габа­ритов, так и для размещения модулей, вынимающихся вверх или со стороны лицевой панели (рис. 4.1.16). Область применения — некрупные врубные конструкции, моно­блоки приборной аппаратуры. НК с шасси пригодна как для серийного, так и для ин­дивидуального производства.

5.Бескаркасные НК ориентированы на соединение друг с другом конструктивно законченных модулей (т.е. несущая конструкция у них, как таковая, отсутствует). Модули стягиваются общими винтами или защелками, закрываются общим кожухом.

Модули должны быть так подогнаны друг к другу, чтобы получилась жесткая единая конструкция (рис. 4.1.17). Область применения — измерительная бытовая аппаратура. Бескаркасные комбинации печатных узлов могут быть также использованы в рамках какой-либо панельной конструкции. Лицевая панель как конструктив здесь, как пра­вило, отсутствует. Она входит либо в состав одного из конструктивов, либо заменя­ется «фальш-панелью», т. е. планкой с надписями, поясняющими названия органов управления, закрепленных в разных конструктивах, но при сборке оказывающихся в одной передней плоскости. Тип кассетной конструкции (КК) по месту установки блока задается, тип НК по способу образования объема выбирается.

Рис. 4.1.16. НК с выемными модулями

Рис. 4.1.174. Бескаркасная конструкция

6. Унифицированные НК. В ряде отраслей отечественной промышленности в целях улучшения отраслевой организации производства, его специализации, сокращения сроков проектирования ЭС и освоения их в серийном производстве предложены так называемые унифицированные несущие конструкции (УНК). Они же называются базовыми (БНК), если на базе типового решения изготавливается целый типоразмерный ряд разновидностей. В рамках отрасли организуется централизованное изготовление и поставка заготовок. В качестве унифицированной обычно выбирают хорошо продуманную, высокотехнологичную и экономичную конструкцию, например, показанную на рис. 4.1.18.

Рис. 4.1.18. Пример унифицированной ( базовой ) НК

Каждая отрасль имеет свою систему УНК (БНК). Материал по УНК, а также прин­ципы составления типоразмерных рядов даются в лекционном курсе на примере одной из отраслей. В учебном практикуме БНК находят ограниченное применение, так как ограничивают творческую инициативу конструктора (студента), развитие которой и является основной задачей учебного процесса. В рабочем проектировании на произ­водстве применение БНК сложностей не вызывает и регламентируется отраслевыми или государственными стандартами.