Проектирование конкурентоспособных изделий

 

Средняя наработка на отказ  определяется из соотношения:

=32 340 час.

Вероятность безотказной  работы устройства рассчитывается по формуле

P_t = e^-λt;         (3.4.3)

где время t выбирается из ряда: 1000, 2000, 4000, 8000, 16 000 часов.

Выберем 16 000 часов, в результате этого получим:

По данному значению наработки  на отказ можно сделать вывод, что изделие является достаточно надежным в эксплуатации.

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Описание конструкции  интеллектуального зарядного устройства с функцией визуального контроля выходных параметров

5.1 Разработка  конструкции корпуса

Корпус устройства выполнен из ударопрочного полистирола марки  УПМ-0508 методом литья под давлением. Этот способ является самым производительным способом изготовления тонкостенных деталей.

УПМ получают привитой сополимеризацией стирола с полибутадиеновыми или бутадиенстирольными каучуками. Структурно УПС представляет собой трехфазную систему, состоящую из полистирола, гельфракции привито. Основные свойства указаны в таблице.

                             Таблица 5.1. Основные свойства полистирола

Относительное удлинение при разрыве, %	1,0-1,5
Ударная вязкость, кДж/м 2	12-20
Твердость по Бринеллю, МПа	150
Теплостойкость по Мартенсу, °С	60-70

 

 Выбор данного материала  значительно сокращает затраты  и облегчает массу прибора.  Корпус черного цвета изготовленный из ударопочного полистирола сохраняет свой эстетический внешний вид длительное время.  Он состоит из основания и крышки , которая крепится винтами и шайбой. Сборка корпуса по ОСТ 92-1310-84.

На крышке не допускается  царапин, утяжины, следы от толкателей и литников.  Корпус имеет следующие размеры: 134x173x71мм.  Внутри корпуса зарядно разрядного устройства крепятся две печатные платы на  крышку заднюю при помощи четырёх винтов.

 

5.2 Выбор конструктива  печатной платы

Определим группу жесткости  по ГОСТ 23752 - 79 и соответствующие  ей требования к конструкции ПП, материалу основания и необходимости  применения дополнительной зашиты от климатических, механических и других воздействий.

Выберем первую группу жесткости  по заданным воздействующим факторам.

При выборе конструкции ПП учтем:

-тип элементной базы - традиционная;

-вариант компоновочной структуры устройства- 1А;

-технико-экономические показатели - низкая стоимость, высокая технологичность;

-возможность автоматизации процессов изготовления, контроля и диагностики - присутствует.

5.2.1 Выбор класса  точности печатной платы

ГОСТ 23751-86 устанавливает  пять классов точности, каждый из которых  характеризуется минимальным допустимым значением номинальной ширины проводника (t), расстоянием между проводниками (S), расстоянием от края просверленного отверстия до края контактной площадки (b), отношением диаметра отверстия к толщине ПП.

Основные критерии при  выборе класса точности:

-конструкторская сложность ФУ – степень насыщенности поверхности ПП  при смешанной элементной базе;

-элементная база (смешанная ЭРЭ);

-тип, число и шаг выводов;

-условия эксплуатации;

-максимальный ток и напряжение.

Выберем третий класс точности. Его характеристики:

t = 0,25 мм;

S = 0,25 мм;

b = 0,05 мм;

Δ t (предельное отклонение ширины печатного проводника, контактной площадки без покрытия) = 0,05 мм;

Δ t (предельное отклонение ширины печатного проводника, контактной площадки с покрытия) = 0,10 мм.

Печатные платы третьего класса – наиболее распространены, поскольку с одной стороны, обеспечивают достаточную точность, высокую плотность  трассировки и монтажа, а с  другой стороны – производство требует  рядовое, хотя бы и традиционное оборудование.

Платы третьего класса применяются  для микросхем со штыревыми и  планарными выводами с шагом не менее  1,25 мм. Исходя из этих условий и элементной базы, выбираем третий класс точности шагом координатной сетки 1.27 мм.

5.2.2 Описание печатной  платы

  Печатные платы зарядно-разрядного  устройства конструктивно выполнены  в виде односторонней печатной  платы  (ПП). Габариты разведённых  плат 120h13×125h13 и 35h13×70h13

 В качестве материала печатной платы используются фольгированный стеклотекстолит СФ2-35-1,5  ГОСТ 10316-78.Согласно ГОСТ  23751-86 допустимая токовая нагрузка (ΔI) на элементы проводящего рисунка  в зависимости от допустимого превышения температуры окружающей среды для фольги составляет 100…250 А/мм². Выбираем максимальное значение 250 А/мм². Толщина фольги стеклотекстолита СФ- 2-35 составляет 35мкм.

Ширину проводников равную рассчитываем значениям, технологически трудно реализовать, поэтому  её необходимо выбрать равной ближайшему технологически возможному значению. Согласно  ГОСТ  23751-86  и с учетом возможностей производства ближайшее значение ширины проводника ПП составляет 0,15мм. Однако для этого, чтобы свести к минимуму влияние наводок и помех на работу устройства, необходимо шины питания  и земли  выполнить как можно  шире. Поэтому выбираем ширину проводников  шины питания  и земли равной 1мм. Поскольку в остальных проводниках  схемы токи значительно меньше, то ширину этих проводников выбираем не менее 0,2мм.

Формирование рисунка  печатного монтажа выполняется  травлением меди в растворе хлорного железа. Растворы на основе хлорного железа отличаются высокой и равномерной  скоростью травления, малыми боковыми подтравлениями, высокой точностью получаемых контуров, незначительным содержанием токсичных веществ и экономичностью.

        Плата  изготавливается позитивным методом

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Расчет себестоимости  изделия

6.1 Материалы основные

Таблица 6.1 Расчёт стоимости материалов

 

Наименование  и марка материала	Единица измерения	Количество материала	Цена за ед., р.	Сумма, р.
1. Основные
1.1 Стеклотекстолит	м2	0,15	970,83	23,3
1.2 Припой	Кат. 100 г.	0,3	70,48	21,14
1.3 Флюс	Упаковка 25 гр.	1	34,72	34,72
1.4 Спирт	гр.	100	0,1	10
1.5 Эмаль	кг.	0,01	300	3
1.6 Лак	кг.	0,05	113,7	5,7
1.7 Сталь Ст.20	кг.	0,5	18	9
1.8 Алюминиевый сплав АМГ6	кг.	0,04	106	4,24
Итого основных материалов				111

 

6.2 Покупные комплектующие  и изделия

Наименование комплектующих  изделий и полуфабрикатов	Единица измер.	Кол-во на тему	Цена за ед., р.	Сумма, р.
1	2	3	4	5
Конденсаторы К10-73В	шт.	10	0.5	5
Конденсаторы К50-6	шт.	8	0.5	4
Конденсаторы К73-17А	шт.	2	1	2
Конденсаторы C0603C104J8GA	шт.	11	0.5	5.5
Микросхема LM358N	шт.	1	10	10
Микросхема DS18B20	шт.	2	10	20
Микросхема К561КП2	шт.	1	5	5
Микросхема FT232BM	шт.	1	20	20
Микросхема AT93C46	шт.	1	10	10
Микросхема PIC16F876	шт.	1	50	50
Микросхема К555ЛИ1	шт.	1	3	3
Вставки плавкие	шт.	3	1	3
Индикатор символьный LPH7779	шт.	1	60	60
Светодиод АЛ307Б	шт.	4	1	4
Дросель	шт.	6	2	12
Резистор СП5-2	шт.	2	0.5	1
Резистор С2-33H	шт.	44	0,5	22
Резистор С5-16МВ	шт.	2	1	2
Резистор CR1206	шт.	8	1	8
Кнопка тактовая ТС-А1PS-130	шт.	3	5	15
Трансформатор SPI 8TG00171	шт.	1	50	50
Стабилитрон BZX55	шт.	2	1	2
Стабилитрон КС456	шт.	1	2	2
Диод 1N4007	шт.	4	2	8
Диод КД522	шт.	2	2	4
Диод FR105	шт.	1	2	2
Диод 1N4148	шт.	3	2	6
Диод SB360	шт.	3	4	12
Диод TL431	шт.	2	8	16
Оптрон PC817	шт.	1	15	15
Транзистор КТ315Б	шт.	2	1	2
Транзистор IRLR2905	шт.	2	15	30
Транзистор 2SC945	шт.	1	6	6
Транзистор 2SK2624	шт.	1	20	20
Транзистор КТ660Б	шт.	2	5	10
Транзистор BD132	шт.	2	10	20
Вилка МТА-100	шт.	1	20	20
Вилка WF	шт.	6	2	12
Итого затрат				499.5

 

 

 

 

6.3 Расчет зарплаты  рабочих

Наименование технологических  операций	Должность	Кол-во рабочих чел.	Трудоём-кость операции, час.	Часовая ставка руб.	Расходы на оплату труда  руб.
1. Изготовление  печатных  плат	Изготовитель печатных плат	1	3	20	60
2. Изготовление корпуса	Слесарь механических работ 2 разр.	1	5	15	75
3. Монтаж  элементов на  печатные платы	Монтажник РЭА  3 разр.	1	6	15	90
4. Установка печатных  плат в корпус	Слесарь сборщик РЭА 4 разр.	1	2	20	40
5. Настройка	Регулировщик 4 разр.	1	3	25	75
Итого					340

 

6.5 Общая калькуляция  себестоимости изделия

№ пп	Статьи калькуляции.	Сумма затрат, руб.
1.	Основные материалы	111
2.	ПКИ.	499
3.	Расходы  на  оплату  труда	340
	Полная себестоимость	950
4.	Прибыль – 30%	285
5.	НДС – 18%	222
	Цена изделия	1457

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

              В данной курсовой работе было разработано интеллектуальное зарядно-разрядное устройство с функцией визуального контроля выходных параметров.

Требования технического задания были согласованы с показателями, с самыми необходимыми с точки  зрения потенциальных покупателей, с которыми было проведено маркетинговое  исследование с применением методики коммуникации.

Разработана и обоснована конструкция блока и печатного узла. Были произведены расчёт схемы, а также расчет надежности, который показал, что наработка на отказ прибора составила 32 340 часов.

 Также произведён расчёт себестоимости устройства , которая составила 950 рублей, а так же определена отпускная цена 1457 рублей.

             Проведя анализ с аналогами , разработанное мною  устройство многократно уступает  в цене, проще в эксплуатации , обслуживании и ремонте,  что дает мне   возможность надеяться на  востребованность   моего прибора на рынке, благодаря тому что он, обладая широкими функциональными возможностями имеет приемлемую стоимость.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1. Алферов А.С. «Методические рекомендации по выполнению курсового проекта по предмету «Проектирование конкурентоспособных изделий»», Издательство ИжГТУ.
2. Алферов А.С. «Маркетинг для радиоинженеров», Издательство ИжГТУ.
3. Корин. А.П. «Аналоговые интегральные схемы. Справочник», Издательство М. 2007г.
4. Голь. Р.И. «Пластиковые массы», Издательство М. 1996 г.
5. Дьяконов В. П Расчет импульсных устройств на основе микроконтроллеров, Издательство М 2005 г.
6. http://freepower.pro/useful-information/li.html
7. http://souz-element.udm.ru/zaryad.htm
8. http://wahu.ru/goods/i114449.html