Решение задач на тему: Анализ технического задания, электрической схемы и оценка элементной базы

Введение

Конструирование - логический мыслительный процесс (не исключающий элементов интуиции - "озарения").

Основы структуры конструирования как процесса - связь между ТЗ и наилучшим его вариантом (решением) - которая позволяет определять основные положения для подразделения существенных рабочих этапов конструирования:

В ТЗ содержаться (в явной или не явной форме) необходимые и достаточные данные для всех возможных решений;

Каждое отдельное решение является комбинацией функционирующих элементов (ТР), характеризуемых определенным действием;

Каждое решение имеет недостатки (ошибки), число которых возможно минимизировать;

ТР с минимальным числом недостатков является оптимальным.

Эти положения определяют строгую (единственно возможную) последовательность действий при конструировании объектов: повторения (возвраты) допустимы и необходимы.

Отсюда следует основные этапы конструирования как процесса:

1. Проанализировать ТЗ.

2. Выявить ТР, целесообразные комбинации которые дают все возможные решения задачи

3. Найти содержащиеся в каждом решении недостатки и принять меры к уменьшению их количества (ошибки должны быть исключены полностью) или их действия (Улучшенные рабочие принципы).

4. Выявить ТР с минимальным числом недостатков - путем сравнительной оценки (Оптимальный рабочий принцип).

5. Изготовить КД для практической реализации объекта.

Основные требования к объекту, которые должны обеспечивать максимальное его соответствие конкретным условиям применения:

- соответствие своему назначению и высокая производительность; высокое качество, надежность и ремонтопригодность. Результат выполнения этих требований - обеспечение назначенного (гарантийного) ресурса;

- удобство применения, функциональные свойства, необходимые для выполнения нужных операций; (специализация или универсальность)

- соответствие конструкции объекта условиям изготовления его конкретными технологическими способами, на конкретном производстве в конкретном количестве. (Литье, штамповка, сварка и т.д.; - единичное - серийное - массовое; одно - серия (и) - много).

- возможность изготовления объекта на конкретной производственной базе предприятия-изготовителя с минимальными затратами (конструктор должен учитывать имеющиеся оборудование, инструмент, оснастку для изготовления, сборки и контроля; квалификацию персонала и состояние технологической дисциплины и т.п.).

- соответствие конкретным условиям технологической подготовки производства (это - материалы, полуфабрикаты, заготовки их наличие и дефицитность).

- соответствие требованиям СТ (ГОСТ, ОСТ, СТП),ТУ, правил, инструкций, норм, так называемые нормативно-технические материалы

- КД на объект должен соответствовать требованиям ЕСКД.

В процессе изучения и анализа ТЗ конструктор:

- наводит справки;

- знакомится с литературой;

- изучает чертежи, приложенные к ТЗ, и аналогов;

- уточняет ТТ к объекту и выясняет ограничения (условия, которые обязательно должны быть соблюдены при решении задачи).

При Выявлении ТР Рекомендуется руководствоваться следующими соображениями:

- следует идти от необходимого к желаемому, а от желаемого к допустимому.

- качество конструкции объекта зависит от качества идеи или принципа, использованного в ТР объекта. Следует находить побольше ТР для выбора наилучшего; разрабатывать варианты известных ТР ;стремиться выяснить все необходимые детали, способные повлиять на конструируемый объект.

- оценивать сравнительную важность каждого варианта, чтобы облегчить выбор оптимального или создать компромиссный. Избегать поспешных решений и чрезмерного влияния авторитетных решений. Правильно оценивать результаты расчетов и рационально их использовать.

- добиваться простоты конструкции. Например, если предполагается ввести новый узел или изменить уже существующий, надо уточнить, нельзя ли вообще обойтись без них.

- избегать сложных, многодетальных конструкций. Не использовать в конструкции объекта элементы (узлы и механизмы), работоспособность которых сомнительна и требует экспериментальной проверки.

- Улучшение конструкции по некоторым параметрам за счет ухудшения качества, надежности и безопасности работы ее недопустимо.

Требования предъявляемые к конструкции обычно противоречивы. Поэтому, улучшая один параметр объекта, конструктор влияет на др., нередко ухудшая их. Важно оценить эти влияния, принимая компромиссное решение, которое в конкретном случае будет оптимальным.

При оценки требований, предъявляемых к объектам разработки, необходимо учитывать следующее:

- уменьшение массы объекта вызывает уменьшение прочности и жесткости.

- компактная, малогабаритная конструкция влечет за собой улучшение условий сборки, обслуживания, регулировки и ремонта.

- применение дешевых материалов вызывает ухудшение прочности, износостойкости и долговечности.

- создание простой конструкции объекта накладывает ограничения на технические и технологические возможности его работы.

- увеличение скорости действия механизма приводит к росту инерционных сил и нагрузок на детали и узлы.

- разбивка конструкции на модули (узлы) для облегчения организации их сборки (или транспортировки) ведет к уменьшению жесткости конструкции, повышает трудоемкость сборки.

- создание конструкции для разных режимов работы и разных операций (универсальной) наносит экономический ущерб при эксплуатации объекта на одной операции.

Для нахождения лучшего конструктивного решения конструктор должен создать как можно больше вариантов конструкции, т.к. в каждом варианте возможно решение тех или иных вопросов в разной степени.

Методы, которые активизируют и направляют творческое мышление на пути создания новых, нешаблонных, нестандартных решений:

- инверсия (сделай наоборот) - метод получения нового ТР путем отказа от традиционного взгляда на задачу. При этом взгляд на задачу осуществляется обычно с диаметрально противоположной позиции. Если говорить об элементах объект, то они обычно меняются местами;

- аналогия (метод прецедента) - использование ТР из др. областей науки и техники. Аналогичные решения, используемые для решения инженерных задач, могут быть заимствованы из живой природы как конструкции и элементы биомеханики.

- эмпатия - отождествление личности конструктора с объектом разработки, т.е. элементом или процессом: "вхождение в образ". Этот метод приводит к новому взгляду на задачу;

- комбинирование - использование в конструкции в разном порядке и в разных сочетаниях отдельных ТР, процессов, элементов. При этом можно найти новое качество, дополняющий положительный эффект;

- компенсация - уравновешивание нежелательных и вредных факторов средствами противоположного действия;

намизация - превращение неподвижных и неизменных элементов конструкции в подвижные и изменяемой формы;

- агрегатирование - создание множества объектов или их комплексов, способных выполнять различные функции, либо существовать в различных условиях. Достигается путем изменения состава объекта или структуры его составных частей.

- компаундирование - состоит в том, что для увеличения производительности параллельно соединяются два технических объекта. Соединение производится различными приемами:

а) блочно-модульное конструирование - предусматривает создание изделий на основе модулей и блоков. Модуль - составная часть изделия, состоящая преимущественно из унифицированных или стандартных элементов различного функционального назначения;

б) резервирование (дублирование) - увеличение числа технических объектов для повышения надежности изделия в целом;

в) мультипликация - повышение эффективности за счет использования нескольких рабочих органов, выполняющих одни и те же функции (по местам; многодетальная обработка; многоэтажные конструкции; многослойные конструкции и т.п.);

г) метод расчленения - заключается в мысленном разделении традиционных технических объектов с целью упрощения выполняемых или функций и операций;

д) секционирование предполагает дробление ТО на конструктивно подобные составные части - секции, ячейки, блоки, звенья;

е) ассоциация - использование свойства психики при появлении одних объектов в определенных условиях вызывать активность других, связанных с первыми. Совпадение определенных признаков разных объектов позволяет найти нехарактерные решения;

ж) идеализация - падение реальных объектов нереальными, неосуществимыми свойствами и изучение их как идеальных (точка, линия, абсолютно твердое (черное) тело и др.). Этот метод позволяет значительно упростить сложные системы, обнаружить существенные связи и применить математические методы исследования;

з) перенос свойств (или метод "фокальных" объектов) - конструируемый объект помещают в "фокус" внимания и переносят на него свойства или функции нескольких произвольно выбранных объектов.

Оглавление

- Введение

- Анализ технического задания, электрической схемы и оценка элементной базы

- Расширенное техническое задание

- Разработка конструкции

- Конструкторские расчеты

- Расчет объемно-компоновочных характеристик устройства

- Расчет параметров электрических соединений

- Расчет теплового режима

- Расчет на механические воздействия

- Расчет надежности

- Расчет показателей качества Выводы и заключения

- Литература

Список литературы

1. Tehnium, 1991, N 5, pag. 8-10. "Эквалайзеры" - РАДИО № 12, 1991 г.

2. Арзуманов С. "Электронная обработка гитарного сигнала" - http:/www.guitar.ru

3. "Выдержки из ГОСТа по оформлению текстовых документов ГОСТ 2.105-95" - http:/www.standards.ru

4. КОЗЛОВА. "Графический эквалайзер" - Радио, 1988г.

5. "Несущие конструкции РЭА" - под редакцией Овсищера.

6. "Разработка и оформление конструкторской документации РЭА" - под редакцией Романычевой Э.Т. Москва "Радио и связь" 1989г.

7. Уваров А. "Р-CAD, ACCEL EDA. Конструирование печатных плат. Учебный курс." - Санкт-Петербург "Питер", 2001г.