Структура конструкций приборных систем

Задачи конструирования приборной аппаратуры и этапы разработки конструкции

Эффективность конструкторского решения оказывает определяющее воздействие на качество функционирования приборной аппаратуры (ПА), эксплуатационные показатели и обеспечение автоматизации производства.

В процессе конструирования любого технического объекта (машины, прибора и др.) должны быть решены задачи максимизации основных характеристик изделия – унификация конструкции, модульности, технологичности, надежности, экономичности.

Собственно процесс конструирования ПА можно представить последовательностью решения следующих групп задач:

- анализ исходных данных ТЗ на разработку изделия;

- выбор направления конструирования по комплексному показателю качества;

- разбиение схемы на функционально законченные конструктивно-технологические модули;

- выбор метода конструирования;

- выбор элементной базы по условиям эксплуатации и критерию предпочтения;

- выбор прототипа, анализ альтернативных вариантов конструкции, предварительная оценка массы и габаритов;

- декомпозиция конструкции на конструктивные уровни;

- разработка компоновочных схем;

- разработка эскизной документации;

- проведение конструкторских расчетов (вибро - и ударопрочности, теплового, массогабаритного, надежности и др.);

- оптимизация (синтез) конструкции;

- разработка рабочей документации.

Процесс конструирования имеет много итерационную структуру. Такие итерации могут возникать на этапах предварительной оценки массы и габаритов, проведения конструкторских расчетов и др. Выполняемые расчеты должны подтвердить соответствие разработанной конструкции требованиям ТЗ. В противном случае необходимы изменения конструкторских решений на предшествующих этапах конструирования.

Структура конструкций приборных систем

Любую приборную систему можно изучать с двух позиций: извне и изнутри. Этим подходам соответствует внешняя и внутренняя области проектного задания и, естественно, внешняя и внутренняя области конструкторских решений.

Формально внешнее рассмотрение системы определяет область ее взаимодействия с окружающей средой и в проектном задании выражается

исходным множеством целевых задач, формулируемых как требования по назначению ПА.

В соответствии с рассмотренными в разд. 2.2 условиями системности, процесс конструирования внутрисистемной области означает, что в результате должно быть найдено и отражено в конструкторской документации новое структурное образование – конструкция прибора (комплекса), составленное из входящих в него унифицированных и вновь спроектированных (оригинальных) частей, причем это структурное образование должно обладать новыми качествами, не равными сумме свойств входящих в него частей.

Иерархичность системы проявляется в разделении конструкции на структурные уровни, или уровни входимости. Это значит, что высокий уровень структуры конструкции составляется из ее частей, относящихся к более низким уровням, или выражаясь терминами конструкторской документации: составная часть, относящаяся к более низкому уровню входимости, входит в спецификацию части более высокого структурного уровня.

Структурное дробление конструкции дает положительный эффект при разработке, производстве и эксплуатации ПА и преследует три цели:

1) параллельное конструирование составных частей; 2) параллельное изготовление составных частей; 3) повышение ремонтопригодности.

Каждая конструкция ПА в зависимости от назначения имеет свою, присущую ей конкретную структуру. Однако требования стандартизации налагают ограничительные рамки на это разнообразие и на рис. 2.4 представлена типовая обобщенная структура приборной системы. Нулевой структурный уровень составляют: навесные компоненты электронных узлов, микросхемы, электрорадиоизделия (ЭРИ), которые являются исходным функциональным материалом – элементной базой, входящей в перечень элементов принципиальной схемы прибора. В этот структурный уровень входят также изделия электропривода, электротехнические намоточные изделия, элементы автоматики, коммутационные и индикационные изделия, микропроцессорные комплекты, различные микроэлектронные узлы (в том числе микросборки) и детали конструкций различных структурных уровней.

Собственно конструкция прибора начинается с функционального узла.

Функциональный узел представляет собой первичное структурное образование и относится к первому структурному уровню [27,41].

Вхождение низших уровней в высшие не обязательно должно осуществляться строго по порядку номеров уровней. Функциональные узлы первого уровня непосредственно входят во второй уровень (блоки), но могут входить в третий уровень (пульты, стойки), как вставной конструктивный элемент, минуя второй уровень. Отдельные ЭРИ и детали из нулевого уровня могут входить во второй и третий, минуя второй (навесные ЭРИ лицевых панелей, соединители, детали конструкций и т.п.).

Низшие уровни конструкций (нулевой и первый) наиболее универсальны. Унификация конструкции достигается в основном за счет оптимального конструктивного решения первого структурного уровня.

Высшие структурные уровни конструкции более специализированы, особенно третий, в значительной степени зависящий от специфики назначения и использования изделия.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 2

1. Стадии разработки приборной аппаратуры

2. Выбор направления и метода конструирования

Дата добавления: 2015-11-16