Ремонтопригодность и взаимозаменяемость при эксплуатации ЭА.
Большая часть РЭА в процессе эксплуатации подвергается ремонту. От быстрого и качественного ремонта зависит ее дальнейшая эксплуатация. Особенно большое значение имеет ремонт для длительно эксплуатируемой стационарной РЭА. Для радиоаппаратуры проводятся два вида ремонта: профилактический и аварийный.
Профилактический ремонт проводится по плану и время его ограничено запланированным перерывом в работе аппаратуры. Такой ремонт производится без нарушения нормального функционирования аппаратуры. При профилактическом ремонте заменяются изношенные части, устраняются обнаруженные в процессе эксплуатации дефекты, которые в дальнейшем могли бы привести к отказу в работе.
Аварийный ремонт проводится в случае выхода из строя аппаратуры в процессе эксплуатации. Время аварийного ремонта должно быть минимальным. Если имеются запасные узлы или блоки, то они включаются для работы, а в это время проводится ремонт вышедших из строя устройств. Для оценки ремонтных качеств конструкции вводится понятие ремонтопригодности.
Ремонтопригодность РЭА – это приспособленность конструкции к восстановлению исправности и поддержанию заданной долговечности.
Долговечность – это свойство конструкции сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Предельное состояние определяется возможность дальнейшего использования устройства по назначению. Для повышения ремонтопригодности в конструкции необходимо предусмотреть:
– доступность всех входящих в конструкцию частей осмотру, ремонту и замене без предварительного удаления других частей конструкции;
– наличие контрольных точек для подсоединения измерительных приборов при контроле за работой РЭА;
– исключение возможности неправильного соединения разъемных частей;
– возможность установки извлекаемых частей на столе во время ремонта в удобных положениях;
– применение невыпадающих винтов, быстросъемных пружинных фиксаторов и т.п. с целью ускорения сборки и разборки конструкции;
– при конструировании массу крупных узлов и блоков следует выбирать такой, чтобы их мог свободно перемещать один человек.
Наиболее сложно обеспечить выполнение первого требования. Характерными конструкциями с обеспечением доступа к внутренним частям устройства являются книжная, веерная и кассетная (разъемная) конструкции блоков.
Блок книжной конструкции (рис.2.2, а, б) состоит из нескольких субблоков, которые могут откидываться, как страницы книги, вращаясь вокруг оси.
Рис.2.2. Блок книжной конструк ции:
а – с вертикальной осью раскрытия; б – с горизонтальной осью раскрытия; 1 – общая трассировочная плата;
2 – шарниры; 3 – функциональная ячейка; 4– отверстие для стягивания ячеек в секцию; 5 – передняя панель; 6 – стянутая секция.
Каждая страница может представлять собой печатную плату с установленными на ней интегральными микросхемами и другими навесными объемными элементами, установленную в металлическую рамку. Монтаж осуществляется с помощью жгута из объемного провода, проходящего вдоль корешка книги. Смежные страницы могут иметь общий корешок, тогда монтаж между страницами удобно производить печатными шлейфами. Доступ ко всем частям конструкции можно обеспечить при включенном состоянии блока. В рабочем положении книга как бы закрыта, т.е. все субблоки стянуты винтами в плотный пакет, имеющий большую жесткость и хорошо выдерживающий механические перегрузки.
Блок веерной конструкции напоминает книжную конструкцию, но платы в нем поочередно могут подниматься для осуществления осмотра и ремонта.
Рис.2.3. Блок веерной конструкции.
1 – функциональная ячейка;
2 – корпус блока;
3 – шарнир
Электромонтаж в веерной конструкции осуществляется жгутом вдоль оси поворота ячеек, и осмотр плат может производиться во включенном состоянии.
Блок кассетной (разъемной) конструкции представляет собой каркас, на котором устанавливаются легкосъемные субблоки или кассеты.
Рис.2.4. Блок кассетной конструкции
а – с выдвижением функциональных ячеек в горизонтальной плоскости; б – с выдвижением функциональ- ных ячеек в вертикальной плос- кости;
1 – функциональная ячейка;
2 – корпус блока
Каждая кассета устанавливается с помощью разъемов и фиксаторов, что очень удобно при замене отдельных кассет. Межкассетная коммутация осуществляется объемным проводом или печатным монтажом. Проверка кассет во включенном состоянии производится с помощью специального удлинителя, представляющего собой кассету с перемычками и разъемами для подсоединения к блоку и основной кассете. Блоки кассетной конструкции, устанавливаемые на подвижных объектах, обычно имеют специальные ловители для обеспечения совмещения частей разъема на кассете и блоке и специальные узлы для механического закрепления кассет.
Если доступ к аппаратуре возможен только с одной стороны (отсек самолета, корабля), можно применять откидные блоки. В откинутом состоянии блок поддерживается одной или двумя шарнирными тягами и может проверяться во включенном состоянии.
Рис.2.5. Конструкция откидных бло-ков.
а – откинут весь блок;
б–откинута лицевая панель;
1 – блок;
2 – лицевая панель;
3 – шарнирные тяги;
4 – корпус.
Для блоков, размещенных в стойках, используют выдвигание блоков. Блок выдвигается из стойки по специальным направляющим, которые обеспечивают поступательное движение блока с поворотом его на 90˚. Межблочные соединения внутри стоек проходят по металлической арматуре каркаса и заканчиваются гибкой петлей с разъемом на конце. Такое включение позволяет выдвигать блоки стойки для осмотра, не отключая его от всей системы.
Рис.2.6. Конструкция выдвижного блока:
1 – шасси блока с передней панелью; 2 – корпус;
3 – направляющая
Одним из средств повышения ремонтопригодности является взаимозаменяемость узлов и блоков конструкции.
Взаимозаменяемость – это возможность замены одного узла или блока другим без дополнительной подгонки и регулировки.
Для осуществлении взаимозаменяемости необходимо, чтобы заменяемые узлы и блоки имели одинаковые конструктивные размеры и присоединительные разъемы, а также одинаковые входные и выходные электрические характеристики. Для выполнения условия взаимозаменяемости задаются допустимые отклонения размеров и параметров, не нарушающие сочленения элементов конструкции и заданных электрических характеристик устройства. Каждое изделие РЭА обеспечивается комплектом запасных деталей, узлов, блоков. Взаимозаменяемость при эксплуатации можно обеспечить заменой отдельных элементов (микросхем, резисторов, транзисторов), узлов (печатные платы, кассеты, модульные узлы) или блоков в целом. Выбор типа замены определяется стоимостью ремонта, квалификацией обслуживающего персонала, инструментами и измерительными приборами, которые имеются на месте ремонта.
При конструировании не следует забывать, что стремление к уменьшению массы и габаритов аппаратуры необходимо согласовывать с задачами ремонтопригодности и взаимозаменяемости. В случае миниатюризации аппаратуры задачи взаимозаменяемости и удобства ремонта решать значительно труднее. Чем выше миниатюризация аппаратуры, тем сложнее уход за ней.
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУЫ С УЧЕТОМ
ТРЕБОВАНИЙ НАДЕЖНОСТИ