CC BY
28
УДК 621.397
Китаев В.Н., Дремков М.А., Уралев А.А.
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ им. академика Е.И. Забабахина», Снежинск, Россия
РОЗЕТКА ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПРИБОРА К ВНЕШНИМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ЦЕПЯМ
Применение унифицированных электрических соединителей в малогабаритных приборах приводит к значительному увеличению их габаритов, так как требуется объем для монтажных проводов электрических цепей к соединителям, объем для размещения самих соединителей. Также требуется решение вопросов герметизации мест установки соединителей в обычно герметичных приборах. Указанная техническая проблема особенно обостряется при использовании приборов в малогабаритных автономных объектах применения ответственного назначения.
Один из путей решения указанной проблемы -имитация конструкции герметичной вилки электрического соединителя в конструкции токовыводов прибора. При этом обеспечивается сочленение непосредственно токовыводов прибора с унифицированной розеткой без промежуточной вилки.
Однако токовыводы, наряду с их основной функцией по обеспечению вывода внутренних электрических цепей из прибора, обычно используются, например, в инерционных включателях, для размещения контактирующих элементов, требующих строго определенных пространственных расположений и углового (линейного) шага взаимного расположения выводов.
При таком техническом решении может достигаться значительное уменьшение габаритов прибора, однако из-за увеличенного шага расположения выводов прибора требуется использование ответных вилок с увеличенным количеством цепей, а, следовательно, и значительными габаритами. В результате достигнутое уменьшение объема прибора сводится на нет габаритами ответной розетки.
Проведенный анализ технической проблемы все же позволил найти эффективный инженерный путь ее решения.
По результатам проработок предложена оригинальная розетка, обеспечивающая разъемное электрическое соединение прибора с внешними электрическими цепями малогабаритного автономного объекта применения без значительного увеличения требуемого для размещения прибора и соединительных жгутов к нему объема.
Конструкция розетки, сочлененной с прибором, приведена на рисунке 1.
Розетка состоит из армированного в цилиндрический корпус изолятора с размещенными в нем вы-
водами. На выводах установлены и закреплены лазерной сваркой пружинные контактные элементы, изготовленные из ленты с хорошими упругими свойствами и высокой проводимостью. В качестве материала рекомендуется лента из бериллиевой бронзы с последующим гальваническим покрытием серебром или золотом. В корпусе также установлен дополнительный изолятор, разделяющий пружинные контактные элементы друг от друга. Снаружи корпуса установлена накидная гайки, обеспечивающая закрепление вилки на приборе. Угловая ориентация розетки обеспечивается смещенным от ее продольной оси пазом.
Конструкция упругого контактного элемента в расчлененном и сочлененном состояниях показана на рисунке 2.
Рисунок 1 - Конструкция розетки
В расчлененном состоянии В сочлененном состоянии
Рисунок 2 - Конструкция контактного элемента
Розетка требует незначительный объем для ее размещения. При установке вилки на прибор увеличение требуемого для размещения прибора с розеткой объема в объекте применения не превысило 3 см3 при 12 сильноточных токовыводах прибора.
Сокращение высоты розетки достигается конструкцией упругих контактирующих элементов - гнезд и расположением выходных штырей (выводов) розетки со смещением относительно заход-ной части упругих контактирующих элементов (гнезд).
Розетка, наряду с уменьшением требуемого осевого пространства, обеспечивает небольшие усилия сочленения-расчленения при достаточном межконтактном давлении в местах электрического контакта, а, следовательно, и малом и стабильном переходном сопротивлении в зоне контактирования.
Недостаток разработанного технического решения - привязка к конкретному расположению токо-выводов прибора, а также диаметру и шагу резьбы для закрепления розетки на приборе.
Конструкции контактных систем, а, следовательно, и токовыводов в приборах могут быть унифицированы, что в значительной мере компенсирует указанный недостаток. Кроме того, предложенное техническое решение розетки может быть базовым для розеток аналогичного назначения. Отработанная для одного прибора конструкция и технология изготовления упругих контактных элементов и выводов розетки может быть применена в розетках других типоразмеров с прогнозируемым положительным результатом.
Приведенный пример создания специальной розетки для подключения прибора к внешним электрическим цепям малогабаритного автономного объекта применения свидетельствует о необходимости комплексного подхода при создании аналогичного приборного обеспечения [1, 2]. Необходима тщательная конструкторская проработка, как самого прибора, так и способов его связи с внешними электрическими цепями. Соблюдение указанных рекомендаций позволит создавать надежное приборное обеспечение для разрабатываемых и перспективных автономных технических объектов ответственного назначения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Китаев В.Н., Китаева Е.Н. Обеспечение надежности электромеханических приборов на стадии конструирования. Надежность и качество - 2012: в 2 т. - Пенза: Изд-во ПГУ, 2012. - 1 т. - 508 с. С.
63-65.
2. Китаев В.Н., Китаева Е.Н. Совершенствование базовых конструкций - эффективный путь разработки новых электромеханических приборов системы автоматики. НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО - 2013: тр. Международного симпозиума: в 2 т.\ под ред. Н.К. Юркова. - Пенза: Изд-во ПГУ, 2013. - 2 т. - 418 с., с. 126-128.
УДК 378.147
Кузнецов М.Д., Шуваев П.В., Лысенко А.В, , Анисимов А.Г., Емашкина Т.С.
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
АНАЛИЗ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛОВ КОНСТРУКЦИИ РЭС
ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ
Одной из важных задач инженера-конструктора при создании радиоэлектронных средств является анализ разрабатываемой конструкции, определение ее уязвимых мест и обеспечение требуемого уровня защиты от внешних воздействующих факторов. В настоящее время существует множество универсальных программ, позволяющих на раннем этапе разработки провести моделирование и определить оптимальные режимы функционирования радиоэлектронных средств. В данной статье проведен анализ программных средств, позволяющих проводить моделирование внешних воздействующих факторов на конструкцию радиоэлектронных средств, для определения усталостной прочности материалов конструкции. В результате работы были выявлены их достоинства и недостатки
Ключевые слова:
программные средства, внешние воздействующие факторы, отказ системы, режимы, моделирование, уязвимые места
Введение
Радиоэлектронные средства (РЭС) в процессе своей эксплуатации подвергаются влияниям внешних воздействующих факторов (ВВФ). Известно, что при этом в РЭС возникает множество дефектов, наличие которых приводит к нарушению рабочего состояния электрорадиоэлементов (ЭРЭ) и приводит к отказу всей системы в целом. Вновь создаваемые РЭС проходят испытания после создания опытного образца, при этом контролируется их работоспособность после механических воздействий (ударные, вибрационные), но ускорения и остаточные напряжения на каждом ЭРЭ не отслеживаются. Как показывает анализ механических испытаний, причиной 80% отказов ЭРЭ является усталость материала, вызванная вибрационным воздействием.
В настоящее время все большее применение находят «умные» программные системы. Существует множество программ, благодаря которым можно с легкостью обнаружить дефекты в конструкции РЭС. Проведем анализ существующих универсальных программ, которые помогут выявить недостатки и показать на слабые места конструкции РЭС при проведении инженерного анализа на усталостную прочность материала.
1. АЫБУБ
Программа АЫЗУЗ разработана американской компанией в начале 70-х годов ХХ века. Компания имеет широкий спектр программных продуктов для решения инженерных задач [1-3]. Также АЫЗУЗ занимается перспективной, в наше время, 3Б-печатью из различных материалов, включая лазерную печать £ЪМ из мелкодисперсных металлических порошков.
Возможности и сферы применения универсальной программы:
Вычислительная гидродинамика. Решает задачи в самых различных отраслях, от внешней аэродинамики и моделирования горения, до биомедицины и изготовления полупроводников.
Механика деформируемого твердого тела. Разрабатывает более прочные и легкие изделия, учитывая кинематику, усталостную долговечность (УД). УД позволяет произвести расчет количества циклов до разрушения конструкции при различных
видах стационарных и не стационарных нагружений, оценка влияния вибрации, моделирование роста трещин, расчет усталостной долговечности точечной и шовной сварки, решение вопросов увеличения срока службы изделия.
Электромагнетизм. Решает задачи в области высокочастотного и низкочастотного анализа цифровых устройств.
Тепловой анализ. Применяется во всех целях промышленности. От охлаждения электроники до теплового комфорта в помещении.
Многодисциплинарный анализ. Обладает передовыми технологиями, применение которых позволяет предсказывать поведение разрабатываемых изделий в условиях близких к реальному миру.
Системное моделирование и встроенное программное обеспечение. На ранних стадиях помогут предсказать характеристики изделий на системном уровне, а затем проработать улучшение отдельных компонентов и подсистем с учетом физики.
Расчетная платформа. Позволяет провести многодисциплинированные расчеты и импорт геометрии из сторонних САБ-пакетов.
Высокопроизводительные вычисления. Решает задачи большой размерности (учитывая все геометрические подробности реального изделия).
Программа АЫЗУЗ имеет огромное количество сфер применения и является передовой программой у инженеров.
2. МАТНСАБ
Система компьютерной алгебры из класса систем автоматизированного проектирования, ориентированная на подготовку интерактивных документов с вычислениями и визуальным сопровождением, отличается лёгкостью использования и применения для коллективной работы [4,5]. МАТНСАБ был написан Алленом Раздовом в 1986 году [6].
Основные возможности:
Решение дифференциальных уравнений, в том числе и численными методами.
Построение двумерных и трёхмерных графиков функций.
Использование греческого алфавита как в уравнениях, так и в тексте.
