книги из ГПНТБ / Поне Ю.П. Расчет и конструирование аппаратуры проводной связи учеб. для техникумов
.pdfЮ.П. Поне, Ю. П. Страздинь
Расчет
иконструирование
аппаратуры
проводной
связи
Допущено |
Министерством |
высшего |
и |
среднего |
специального |
образования |
СССР |
в |
качестве |
|
учебника для |
техникумов |
|
Л Е Н И Н Г Р А Д «МАШИНОСТРОЕНИЕ» 1 9 7 3
П56 У Д К 621.395.34
Ю. П. Поне, Ю. П. Страздинь- Расчет и конструи рование аппаратуры проводной связи. Учебник для учащихся электромеханических техникумов. Л . , «Ма шиностроение», 1973, 272 с.
В учебнике освещены методы расчета и конструиро вания изделий современной аппаратуры проводной связи с учетом конструктивных, технологических и эксплуатационных требований. Рассмотрены условия эксплуатации, вопросы надежности, технологичности конструкции деталей и сборочных единиц. Приведена методика расчета размерныхцепей и электромагнитных механизмов. Рекомендован выбор электроэлементов и изложены способы проектирования блоков на печат ном монтаже, показаны способы компоновки и худо жественного конструирования аппаратуры.
Книга является учебником для средних специаль ных учебных заведений; она может быть полезна также широкому кругу инженерно-технических работников, занятых разработкой, производством и эксплуатацией коммутационной аппаратуры.
Табл. 54. Ил. 137. Список литературы 33 назв.
Гее. |
г.убпа^ялн |
бибЛ/--> |
- Ч ?» |
Рецензенты: канд. техн. наук А. И. Ратниек, А. Б. Паткуль Редактор Б. Н. Храмов
П |
3136 — 304 |
304—73 |
038 (01) — 73 |
© Издательство «Машиностроение», 1973 г.
Предисловие
Задачи, поставленные X X I V съездом КПСС в области создания материально-технической базы коммунизма, требуют резкого увеличения производства аппаратуры проводной связи (АПС) и повышения ее качества. В настоящее время производство АПС выделилось в самостоятельную отрасль промышленности, охваты вающую проектирование и изготовление телефонной или телеграф ной оконечной аппаратуры, аппаратуры дальней связи, коммута ционной аппаратуры, фототелеграфной аппаратуры и т. п. Раз витие этой отрасли невозможно без широкой подготовки для нее кадров специалистов на базе последних достижений науки и пере дового опыта промышленности.
В учебнике освещены вопросы проектирования, расчета и выбора типовых элементов, рассмотрены характеристики основных деталей, условия эксплуатации и способы компоновки коммута ционной аппаратуры проводной связи. Большое внимание уделено определению количественных характеристик надежности и методам ее обеспечения при проектировании, эксплуатации и изготовлении этой аппаратуры. Изложены перспективные вопросы конструи рования АПС на базе микросхем и печатного монтажа.
Поскольку учебник излагает комплексно весь материал по конструированию, механическому и электрическому расчету узлов и блоков АПС, он будет полезен не только учащимся техникумов, но и работникам предприятий, конструкторских бюро и студентам высших учебных заведений.
Книга является первым учебником, в котором рассмотрены вопросы проектирования и расчета коммутационной аппаратуры проводной связи. Главы 1, 2, 4, 5, 6, 9, 11 написаны Ю. П. Поне, главы 3, 7, 8, 10 — Ю. П. Страздинем. При составлении учебника
3
использован опыт конструирования АПС на Рижском государ ственном электротехническом заводе ВЭФ им. В. И. Ленина.
Отзывы на книгу просим направлять по адресу: 191065, Ле нинград, ул. Дзержинского, д. 10, Ленинградское отделение изда тельства «Машиностроение».
Авторы
Введение
Аппаратура проводной связи (АПС) состоит из большого коли чества изделий, весьма различных по назначению, конструкции и способам изготовления. Это требует от конструктора АПС глубоких и разносторонних знаний как по проектированию и конструиро ванию изделий, так и по технологии их производства.
В круг вопросов, решаемых конструктором современной ком мутационной аппаратуры проводной связи, входит конструирова ние новых коммутационных элементов и контактных групп, раз работка новых или модернизация имеющихся электромагнитных механизмов, выбор схемных элементов и их умелое использование с учетом требований надежности и долговечности аппаратуры, конструирование стативного оборудования, конструирование бло ков с использованием печатного монтажа, электро- и радиоизде лий (ЭРИ) и твердых схем.
При конструировании АПС необходимо учитывать условия эксплуатации каждого данного изделия, знать, какие механические и климатические воздействия оно будет испытывать и как защитить его от них. Приходится решать сложные вопросы теплоотвода и теплораспределения, принимать меры по обеспечению ремонто пригодности изделий. Надо учитывать эргономические особен ности обслуживающего персонала при художественном конструи ровании и при оформлении внешнего вида и передних панелей аппаратуры.
Большое внимание конструктор должен уделять технологич ности всех деталей и узлов, их пригодности к автоматизирован ному производству. Надо правильно выбрать материал и покрытие, рассчитать необходимую точность размеров и размерные цепи, выбрать оптимальную посадку и чистоту поверхности. Следует уметь, пользуясь приемами конструирования, добиваться унифи кации и преемственности деталей и узлов, снижения их себестои мости и трудоемкости изготовления.
Все изделия коммутационной аппаратуры, как имеющиеся в эксплуатации, так и вновь создаваемые, можно разделить в за висимости от применяемых коммутационных элементов на ряд основных групп.
К |
п е р в о й группе относится аппаратура с контактом тре |
ния, |
к которой относятся все машинные и шаговые телефонные и |
|
.5 |
телеграфные станции, а также другие изделия связи на базе шаго вого искателя. Серьезным недостатком такой аппаратуры является то, что из-за наличия трущегося контакта изделия чувствительны к износу и обладают низкой надежностью, что затрудняет создание из них крупных узлов связи. Эти изделия нуждаются к тому же в постоянном уходе и обслуживании, требуют для своего размеще ния специальных помещений, потребляют много электроэнергии.
Ко |
в т о р о й |
группе относится аппаратура с открытым кон |
тактом |
давления, |
т. е. с координатным или кодовым соединителем |
и релейным управлением. Замена цветных металлов трущегося контакта благородными металлами (обычно для контакта давления используют серебро—серебро) значительно повышает качество и надежность работы как самих элементов, так и всей коммутацион ной системы, упрощает механическую конструкцию, увеличивает быстродействие и делает возможным благодаря более высокому качеству разговорного тракта переход к многопроводной комму тации. Координатные АТС с их контактами давления нуждаются лишь в периодическом обслуживании и предоставляют абоненту ряд дополнительных услуг. Однако один номер таких станций
обходится в производстве в 3—5 |
раз дороже |
номера |
декадно-ша- |
||
говых |
А Т С |
|
|
|
|
Коммутационные |
изделия т р е т ь е й |
груплы |
характери |
||
зуются |
применением |
магнитоуправляемых |
герметизированных |
||
контактов (герконов). |
|
|
|
||
Квазиэлектронные АТС, разработанные на основе применения |
|||||
магнитоуправляемых |
контактов |
и электронных управляющих |
устройств, обладают меньшими габаритами, большим быстродей ствием, большей надежностью и практически не требуют обслу живания. Производство квазиэлектронной аппаратуры легче ав томатизировать, и при достаточной массовости производства и удешевлении полупроводниковых приборов и интегральных схем стоимость одного номера у квазиэлектронных АТС будет не более чем вдвое выше, нежели у координатных АТС, что экономически допустимо ввиду отсутствия расходов на обслуживающий персо нал при эксплуатации. К преимуществам квазиэлектронных АТС (по сравнению с координатными) относится и то, что они имеют в полтора раза меньше точек коммутации на абонента, потребляют в пять раз меньше электроэнергии, занимают в 2,5 раза меньше площадей, время срабатывания коммутационных элементов у них в 25 раз меньше, а трудоемкость обслуживания в 15 раз ниже.
В 1960 г. около 80% всех АТС в нашей стране были декадношагового типа (остальные — машинные), появилась первая отечественная координатная станция (АТСК 40/80). В соответ ствии с указаниями партии и правительства и благодаря твор ческому труду рабочих, инженеров и техников объем эксплуати руемых номеров АТС вырос к 1970 г. в три раза, причем удель ный вес координатных АТС поднялся до 20% и уже вошла в строй первая отечественная квазиэлектронная станция емкостью
6
в 100 номеров. По перспективным планам |
объем связи возра |
стет к 1980 г. еще в три раза, причем более |
половины суммар |
ной мощности АТС составят координатные и |
до 10% квазиэлек |
тронные станции. Предполагается, что за 12—15 лет будет пущено столько квазиэлектронных АТС, что число номеров в них срав няется с числом номеров во всех эксплуатируемых ныне станциях всех видов.
При разработке новой аппаратуры связи необходимо не только снижать ее себестоимость, но и удешевлять эксплуатацию, т. е. сокращать расходы на помещения, обслуживание, ремонт и элек
троэнергию. Этого можно добиться, |
уменьшая габариты аппара |
|
туры, увеличивая ее живучесть в менее капитальных |
помещениях |
|
и делая ненужным ее обслуживание. |
|
|
Конструирование современной |
коммутационной |
аппаратуры |
должно быть подчинено решению таких задач, как: а) обеспечение автоматизации производства изделий, особенно автоматизации сборочных и регулировочных работ; б) дальнейшее уменьшение объема механической обработки деталей путем снятия с них струж ки, преимущественное применение штамповки, прессовани'я, пласт масс, обработки средой; в) увеличение объема изделий с неполной взаимозаменяемостью и расчет соответствующих размерных цепей; г) всемерное внедрение блочного принципа конструирования, унификация деталей и узлов, обеспечение их взаимозаменяемости; д) широкое применение микромодулей на базе твердых, пленочных и гибридных схем; е) обязательное использование магнитных элементов памяти; ж) уменьшение объема электромагнитных меха низмов; з) повышение надежности отдельных элементов; и) за мена жгутов проводов многослойным печатным монтажом; к) упро щение конструкций и повышение эффективности теплоотвода и тепловыравнивания; л) внедрение методов художественного кон струирования при компоновке аппаратуры и конструировании передних панелей.
1
Глава 1
Общие вопросы конструирования
|
|
|
§ 1.1 |
Виды |
изделий |
|
|
Все понятия об изделии и его видах даны во введенной в дей |
|||||||
ствие с 1 января |
1971 |
г. Единой |
системе |
конструкторской доку |
|||
ментации (ЕСКД), в |
частности в |
ГОСТ |
2.101—68. |
|
|||
И з д е л и е м |
называют любой предмет или набор |
предметов |
|||||
производства, |
подлежащих |
изготовлению на предприятии. Д е - |
|||||
т а л ь — это |
изготовленное |
из однородного материала |
изделие, |
полученное без применения сборочных операций (винт, печатная
плата, отрезок изолированного провода и т. д.), а под |
с б о р о ч |
н о й е д и н и ц е й понимают изделие, полученное |
из двух или |
более составных частей путем свинчивания, сварки, пайки, склейки или какой-либо другой сборочной операции. Примерами сбороч ной единицы могут служить контактная пластина с заклепанными контактами, многослойная печатная плата, сварной каркас, теле
фонный аппарат. |
|
|
К о м п л е к с о м называют два или более |
специфицирован |
|
ных изделия, предназначенных для выполнения |
взаимосвязанных |
|
эксплуатационных |
функций (пример: телефонная станция), а |
|
к о м п л е к т о м |
— набор несоединенных между собой изделий, |
имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера (пример: комплект запасных частей).
Изделия могут быть оригинальными, заимствованными, уни фицированными и стандартизованными. Если разработано новое
изделие, его следует считать о р и г и н а л ь н ы м |
и присвоить |
||
ему децимальный |
номер. |
|
|
Производство |
нового изделия |
тем легче, освоить, |
чем больше |
в нем з а и м с т в о в а н н ы х |
изделий, которые |
ранее выпу |
скались или еще выпускаются на данном предприятии в качестве составных частей других изделий и уже имеют отработанную кон струкцию, стабильную технологию и проверенную оснастку.
Если |
полное заимствование невозможно, то прибегают к у н и |
ф и к а ц |
и и , которая предусматривает составление определен |
ного ряда типоразмеров изделий. При этом каждое вновь разра батываемое изделие может иметь размеры только из этого ряда. В аппаратуре связи унификации подлежат размеры и конструкции каркасов, стативов, релейных плат, кожухов приборов, разъемов, реле, рамок со штифтами, планок для элементов и др. В унифи цированных изделиях допускается наличие «лишних» деталей,
8
выводов, отверстий, вырезов и т. п., которые не нужны для данной сборочной единицы, но необходимы при каком-либо другом ва
рианте |
ее использования. |
|
|
|
|
Дальнейший |
шаг — применение |
с т а н д а р т и з о в а н |
|||
н ы х |
изделий, |
все параметры |
которых полностью |
определены |
|
соответствующими стандартами. |
Стандартизация |
ограничивает |
|||
разнообразие изделий и служит |
гарантией их высокого качества. |
Несоблюдение стандартов преследуется законом. Наряду с госу дарственными стандартами (ГОСТ) существуют стандарты предприятий(СТП), отраслевые стандарты (ОСТ) и руководящие тех нические материалы (РТМ) по различным вопросам конструи рования, технологии производства, контролю, транспорту, эксплуатации и ремонту изделий, а также рекомендации различ ных международных комиссий, в частности международной электротехнической комиссии (МЭК).
§ 1.2. Конструкторская документация
Стадии разработки изделия. Опытно-конструкторской раз работке (ОКР) конкретного изделия могут предшествовать научноисследовательские работы (НИР), носящие поисковый и исследо вательский характер.
Единой системой конструкторской документации (ГОСТ 2.103—68) определены следующие стадии разработки промышлен ных изделий: а) техническое задание (ТЗ); б) техническое предло жение; в) эскизный проект; г) технический проект; д) рабочая документация, разработка которой осуществляется в три этапа (для опытного образца, для установочной серии и для установив шегося серийного или массового производства).
Конструкторские документы. Так называют графические и текстовые документы, определяющие состав и устройство изделия и содержащие все необходимые сведения для его изготовления, контроля, эксплуатации и ремонта. Единая система конструктор ской документации (ГОСТ 2.102—68) подразделяет конструктор ские документы на оригиналы, подлинники, дубликаты и копии.
О р и г и н а л — это выполненный на любом материале кон структорский документ, оформленный в соответствии с требова ниями ЕСКД- П о д л и н н и к о м называют конструкторский документ, выполненный на любом материале, позволяющем много кратное снятие с него копий, и оформленный подлинными под писями ответственных разработчиков. Обычно это — чертежи, схемы и текстовые документы, выполненные черной тушью на прозрачной бумаге (кальке). Д у б л и к а т — копия подлинника, обеспечивающая идентичность его воспроизведения. К о п и е й называют документ, на котором обеспечена полная идентичность всего рисунка и текста с подлинником (или дубликатом). Копии могут быть изготовлены светокопировальным или электрографи ческим путем, фотопечатанием или каким-либо другим способом.
9