Корпуса радиоэлектронных аппаратов.

Как отмечалось, любое радиоэлектронное изделие состоит из одного или нескольких приборов, каждый из которых заключен в свой корпус. Корпус является важной составной частью изделия и во многом опре­деляет его эксплуатационные и технико-экономические характеристики. Любой корпус должен удовлетворять следующим требованиям.

1. Он должен однозначно определять взаимное расположение всех составных частей изделия.

2. Его конструкция должна обеспечить заданный тепловой режим всех элементов аппаратуры, а также минимальные паразитные связи между отдельными блоками изделия. Уменьшение до допустимого уровня паразитных связей достигается рациональным взаимным расположением блоков, установкой специальных экранов между блоками, а также рациональным выполнением межблочного монтажа.

3. Корпус должен иметь жесткую и прочную конструкцию и обеспечивать защиту всех расположенных в нем элементов от механических повреждений как в процессе эксплуатации, так и в процессе транспортировки изделия.

4. Его конструкция должна обеспечивать минимально возможные массу и габариты аппарата.

5. Стационарно устанавливаемые корпуса должны иметь устройства для закрепления их на объекте. Для аппаратуры, устанавливаемой на подвижных объектах, роль таких устройств выполняют амортизаторы.

6. Корпус должен позволять легко и быстро (по возможности без применения пайки) подключать прибор к источникам питания и другим устройствам, с которыми он электрически связан на объекте. Поэтому непосредственно на корпусах приборов целесообразно устанавливать разъемы, предназначенные для выполнения межприборного монтажа (например, низкочастотные ШР и 2РМ, высокочастотные СР и др.).

7. В ряде случаев конструкция корпуса должна обеспечить защиту изделия от влаги, пыли и брызг. Защита от пыли и брызг достигается уплотнением сварных швов специальными герметиками и установкой резиновых уплотнительных прокладок в местах стыка съемных крышек с основанием корпуса.

Рис. 6.8. Уплотнение крышки корпуса.

На рис. 6.8 показано такое уплотнение. В месте стыка передней па­нели 1 с корпусом 3 к последнему приварен металлический ободок, в ко­торый укладывают резиновую прокладку 2. Передняя панель притяги­вается к корпусу несколькими замками (на рисунке не показаны), в ре­зультате чего отогнутые края панели плотно соприкасаются с проклад­кой.

Рассмотрим, как будет работать такая конструкция в самолетной аппаратуре.

При подъеме самолета с земли на высоту, например, 20 км давление наружного воздуха уменьшится до 30 мм рт. ст., а давление внутри аппа­рата должно оставаться неизменным (760 мм рт. ст.). В результате обра­зуется внутреннее избыточное давление 730 мм рт.ст. или примерно 9,5 Н/см². Если передняя панель имеет размеры 350×250 мм (площадь s = 875 см²), то на нее изнутри действует сила F = 9,5 · 875 = 8300 Н.

Силы такого же порядка действуют на каждую стенку корпуса. Под действием подобных сил произойдет деформация деталей, герметич­ность в месте установки прокладки нарушится и избыточный воздух выйдет из корпуса.

При снижении самолета давление наружного воздуха увеличивается, что приводит к проникновению в аппарат воздуха, который может быть насыщен влагой.

Таким образом, для самолетной радиоаппаратуры рассмотренная конструкция не может обеспечить защиты от влаги.

Корпуса наземной и корабельной аппаратуры эксплуатируются в зна­чительно более легких условиях и при достаточной их механической проч­ности (что достигается применением ребер жесткости, выдавок и т.п.) может быть обеспечена защита аппарата от проникновения в него влаги через место стыка передней панели с корпусом.

Однако даже в этом случае при открывании аппарата для проведения профи-лактических и ремонтных работ в него попадает влажный воздух, который может ухудшать характеристики узлов и приборов, если они не имеют собственной влагозащиты.

Снизить влажность воздуха внутри корпуса можно специальными влагопоглощающими веществами, например силикагелем SiО₂, ко­торый может поглощать влагу до 30% от собственной массы. Силикагель, обработанный кобальтовой солью, при поглощении влаги меняет свой цвет с синего на розовый, что является индикацией окончания его влагопоглощающих свойств. Патроны с силикагелем целесообразно поме­щать внутрь корпусов, имеющих уплотнение. Места выхода из корпуса валов для органов управления могут уплот­няться сальниками из промасленного фетра, как это показано на рис. 6.9, а.

а) б)

Рис. 6.9. Уплотнение вала и разъема.

а – выход вращающегося вала; б – установка разъема; 1 – корпус; 2 – ось;

3 – уплотняющая прокладка; 4 – вкладыши, сжимающие прокладку 3;

5 – контргайка; 6 – винт; 7 – разъем; 8 – резиновая прокладка.

Чтобы исключить проникновение влаги внутрь корпуса через кабель­ные разъемы, следует применять герметичные разъемы (например, ШРГ или 2РМГ); между фланцем разъема и передней панелью обычно устанавливают резиновую прокладку, как показано на рис. 6.9, б.

Следует отметить, что уплотнение футляра ухудшает тепловой режим аппарата, так как при этом исключается обмен воздуха между внутрен­ней полостью футляра и внешней средой.

8. Корпус должен обеспечивать возможность электрического подключения располо-женных в нем блоков без применения пайки.

Чтобы обеспечить выполнение этого требования, блоки с корпусом соединяют с помощью разъемов врубного типа. Одну половину разъема размещают на корпусе, другую - на блоке. Из-за разброса допусков деталей трудно обеспечить сочленение двух половин разъема с требуе­мой точностью. Если не предпринять специальных мер, то при сочлене­нии штырь разъема может не попасть в гнездо, что приведет к поломке разъема. Поэтому закрепление разъема обычно делают плавающим, обеспечивая возможность перемещения одной половины разъема от­носительно другой в направлениях, перпендикулярных направлению сочленения. Одновременно одну половину разъема жестко соединяют со штырем-ловителем, а другую – со втулкой, имеющей отверстие. Благодаря наличию ловителей обеспечивается сочленение разъемов с тре­буемой точностью.

9. В конструкции корпуса должны быть предусмотрены специальные места для укладки жгутов, соединяющих отдельные блоки. Жгуты должны быть надежно закреплены скобами, хомутами и другими аналогичными средствами. Если отдельные блоки в корпусе откидываются на шарнирах, то жгуты должны иметь необходимую слабину, обеспечивающую требуемую подвижность блоков. Слабина должна быть также у частей жгута, подходящих к плавающим разъемам.

10. Корпус должен обеспечивать легкий доступ к расположенным в нем блокам для замены, осмотра и ремонта.

11. Корпус должен обеспечивать безопасность человека, обслуживающего изделие. Корпуса приборов, расположенных на подвижных объектах, не должны иметь острых граней, выступающих частей и других элементов конструкции, при ударе о которые оператор может нанести себе травму при качке корабля, резкой остановке автомашины и т. п. Корпус должен надежно защищать обслуживающий персонал от возможности
прикосновения к токонесущим и подвижным частям. Корпуса приборов, имеющих высоковольтные цепи, в которых запрещается выполнять какие-либо работы при открытых крышках, должны иметь блокировку, надежно обесточивающую аппарат при открытых крышках. В необходимых случаях корпус должен иметь шильдики с предупредительными
надписями.

Корпус должен иметь земляную клемму, обеспечивающую надеж­ное его заземление. Выполнение этого требования необходимо для за­щиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током при прикосновении к корпусу в случае появления случайных замыканий токонесущих частей аппарата на корпус.

12. Органы управления и контроля должны быть разработаны и скомпонованы с учетом психофизических особенностей человека-оператора.

13. Корпуса переносной аппаратуры должны иметь ручки или другие устройства.

14. Корпуса всех приборов должны иметь место, удобное для захвата прибора руками при переноске в процессе упаковки, монтажа на объекте, демонтажа и других подобных операциях.

Корпуса тяжелых приборов (весом более 800 Н) должны иметь спе­циальные скобы для подъема их механизмами в процессе выполнения тех же операций.

15. Габариты корпуса должны позволять легко проносить его через дверные проемы и люки, имеющиеся на объекте, где прибор будет установлен.

16. Конфигурация корпуса должна позволять экономично размещать аппарат в помещении, где он будет эксплуатироваться.

17. Корпус должен удовлетворять комплексу технико-экономических требований, которые предъявляются к любому радиотехническому изделию.

18. Корпус должен удовлетворять требованиям технической эстетики.

По конструктивно-технологическим признакам корпуса можно под­разделить на три группы:

– литые;

– сварные каркасные;

– сварные бескаркасные.

Литые корпуса обеспечивают большую монолитность и жесткость конструкции. Их изготовляют главным образом из алюминиевых и маг­ниевых сплавов, имеющих малую плотность и хорошие литейные свойст­ва. Литые корпуса широко использовались раньше при конструировании морской аппаратуры, однако в настоящее время применяются редко. Связано это, главным образом, с тем, что стоимость их значительно выше, чем стоимость сварных корпусов: сварные корпуса, обеспечивая достаточную жесткость и прочность конструкции, обладают лучшими технико-экономическими показателями.

Каркасные корпуса применяют большей частью для крупногабарит­ных приборов, состоящих из нескольких тяжелых блоков. Каркас варят из стандартного алюминиевого или стального уголка. Боковую, верх­нюю и нижнюю крышки обычно приваривают к каркасу; задняя крышка может быть съемной (крепится на винтах) или приваренной, в зависи­мости от необходимости доступа к прибору в процессе его изготовления и эксплуатации. Со стороны передней стенки каркас разделяет корпус на отдельные секции, каждая из которых предназначается для установки отдельного блока.

Блоки, устанавливаемые в такой корпус, должны иметь самостоятель­ные шасси. Для этих шасси в каркасе делают направляющие, обеспечи­вающие однозначную установку блока в соответствующую секцию кар­каса. При такой конструкции каждый блок имеет переднюю панель, которая при установке блока перекрывает окно в передней стенке корпуса.

Переднюю панель крепят к каркасу корпуса винтами. Чтобы обеспечить жесткое крепление задней части шасси, на каркасе устанавливают шты­ри-ловители, а на шасси делают втулки, в которые входят штыри при вдвигании блока в корпус. Иногда блоки снабжают телескопическими направляющими, которые, раздвигаясь, поддерживают блок даже тог­да, когда он полностью выдвинут из проема корпуса. Это дает возмож­ность при необходимости производить осмотр и ремонт блока, не сни­мая его с корпуса полностью. Иногда блок закрепляют к корпусу перед­ней панели с помощью петель. Это также обеспечивает доступ к блоку без его снятия, когда он откинут на петлях.

Для современных изделий, в которых широко применяют микросхе­мы, полупроводниковые приборы и другие малогабаритные детали, часто прибор компонуют из отдельных субблоков, конструкция которых была рассмотрена ранее. Для таких изделий обычно делают цельно­сварные бескаркасные корпуса. Например, если основой конструкции является легкосъемный субблок, показанный на рис.6.3, то блок раз­деляют на секции, в которых имеются направляющие устройства для каждого субблока. Элементы конструкции, разделяющие корпус на сек­ции, вместе с наружными стенками обеспечивают такой конструкции хорошую прочность и жесткость; при этом и масса корпуса получается малой. Обычно усиления приходится делать только в местах, где дейст­вуют местные повышенные нагрузки. Например, места крепления амор­тизаторов усиливают гнутыми угольниками из листового материала.

Для изготовления сварных корпусов можно использовать углеродис­тую сталь 10КП, алюминиевые сплавы АМцА, АМг, Д16, нержавеющую сталь 1Х18Н9Т, титановый сплав ВТ1 и др. Выбор конкретной марки материала определяется требованиями к стоимости, массе, коррозион­ной устойчивости, механической прочности, магнитным свойствам и другим параметрам корпуса.

7. ЗАЩИТА РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ ОТ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ