Процесс эксплуатации средств вычислительной техники
Министерство
образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ
"ЧАЙКОВСКИЙ
ТЕХНИКУМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ"
Курсовой
проект
По дисциплине
"Конструирование, производство и эксплуатация средств вычислительной
техники"
Тема:
"Процесс эксплуатации средств вычислительной техники"
Студентки Лаврухиной А.А./
Руководитель Лушникова Е.С./
2013
Содержание
Введение
1. Анализ эксплуатации средств вычислительной техники
1.1 Факторы, влияющие на работоспособность ВТ
1.2 Условия эксплуатации СВТ
2. Необходимые качества, которыми должно обладать изделие СВТ
2.1 Общие требования к конструкции ЭВМ
2.2 Список необходимых качеств СВТ
2.3 Методы защит СВТ
Заключение
Список используемой литературы
Приложения
Введение
Жизненный Цикл Изделия (ЖЦИ) содержит в себе несколько
стадий:
1 Маркетинговые исследования.
2 Проектирование продукта.
Планирование и разработка процесса.
Закупка.
Производство или обслуживание.
Проверка.
Упаковка и хранение.
Продажа и распределение.
Монтаж и наладка.
Техническая поддержка и обслуживание.
Эксплуатация по назначению.
Послепродажная деятельность.
Утилизация и(или) переработка.
Целью данной курсовой работы является проведение
анализа процесса эксплуатации средств вычислительной техники и составление
списка необходимых качеств, которыми должно обладать изделие для его длительной
и эффективной эксплуатации.
1.
Анализ эксплуатации средств вычислительной техники
1.1 Факторы,
влияющие на работоспособность ВТ
Эксплуатация - стадия жизненного цикла изделия, на
которой реализуется, поддерживается и восстанавливается его качество.
Эксплуатация изделия включает в себя в общем случае использование по
назначению, транспортирование, хранение, техническое обслуживание и ремонт.
Условия эксплуатации ВТ имеют различную физико-химическую природу и
изменяются в широких пределах. Факторы условно разделяют на климатические,
механические и радиационные. Климатические факторы обусловлены изменением
температуры и влажности окружающей среды, тепловым ударом, увеличением или
уменьшением атмосферного давления, наличием движущихся потоков пыли (песка),
присутствием активных веществ в окружающей атмосфере, наличием солнечного
облучения (грибковых образований, микроорганизмов, насекомых, грызунов),
взрывоопасной и воспламеняющейся атмосферы, дождя или брызг.
Механические факторы - это воздействие вибрации,
ударов, линейного ускорения, акустического удара; наличие невесомости.
Радиационные факторы представляют собой космическую
радиацию, ядерную радиацию от реакторов, атомных двигателей, облучение потоком
гамма-фотонов, быстрыми нейтронами, бета-частицами, альфа-частицами, протонами.
Характер и интенсивность воздействия климатических,
механических и радиационных факторов зависят от условий использования и
назначения объекта установки ВТ. Поэтому ВТ разделяют на стационарные и
транспортируемые.
1.2 Условия
эксплуатации СВТ
Стационарные ЭВМ эксплуатируют в помещениях (подвалах,
бункерах, цехах), на открытом воздухе. Это могут быть многомашинные
вычислительные комплексы, большие универсальные, управляющие, настольные и
встраиваемые ЭВМ и микрокалькуляторы. Условия эксплуатации: от -50 до +50 °С,
влажность до 90%, вибрация до 120 Гц при 4-6g, одиночных ударов - до 75g,
воздействие дождя интенсивностью до 3 мм/мин и соляного тумана с дисперсностью
капель до 10 мкм и содержанием воды до 3 г/м3.
Транспортируемые ЭВМ устанавливают и эксплуатируют на
автомобилях, железнодорожном и гусеничном транспорте. Специфика работы этого
вида ЭВМ предопределяет повышенное воздействие механических факторов (вибрации
и ударов). Каждый вид транспорта имеет собственные вибрационные характеристики.
Для предупреждения повреждения ВТ необходимо, чтобы
она вся и ее отдельные части имели собственные резонансные частоты, лежащие вне
диапазона частот вибрации транспортного средства, на котором ВТ эксплуатируется
и перевозится. На автомобильных ВТ воздействует вибрация до 200 Гц и удары,
вызванные дорогой. При движении железнодорожного транспорта возможны внезапные
толчки, как следствие изменения скорости движения (до 40g). Биение колес о
стыки рельсов вызывает вибрацию с частотой до 400 Гц при ускорении до 2g. На
гусеничном транспорте во время движения частота вибрации доходит до 7000 Гц.
Удары, вызванные неровностью дороги, отдачей орудия при выстреле, попаданием
снаряда, могут иметь большую силу и сопровождаться вибрацией. Также
воздействует акустический шум (удар) до 150 дБ. Если ВТ находится на орудийной
площадке, то наибольшую опасность для нее представляет ударная волна.
Морские ЭВМ устанавливают на больших и малых судах,
тихих и быстроходных, на подводных лодках и на орудийных площадках береговой
артиллерии. Характерные условия работы - это наличие вибрации, ударных нагрузок
и морской среды. Вибрация на судне возникает от работы винтов, двигателей,
гребного вала, биения волн о борт корабля, качки (до 25 Гц). Амплитуда вибрации
на кораблях зависит от места установки ВТ на борту. Морская среда содержит
большое количество различных активных веществ, постоянно действующих на ее
работоспособность, поэтому ВТ должна обладать высокой коррозионной стойкостью,
плеснестойкостью, водо- и брыз-гозащищенностью.
Бортовую ВТ устанавливают на борту самолетов, ракет,
искусственных спутников Земли (ИСЗ), космических аппаратов. Бортовые ВТ могут
быть управляющими и устанавливаемыми в беспилотные объекты, которые заменяют
оператора, и связаны со всем комплексом технических средств объекта через
систему датчиков и исполнительных механизмов. Получая информацию от датчиков,
ВТ обрабатывает ее и выдает команды исполнительным механизмам. Аппаратура,
устанавливаемая в самолетах, подвергается шуму и вибрации в 130-150 дБ с
частотой 50-10000 Гц (ЭВМ в роли автомата). ВТ на борту ИСЗ входит в систему
управления движением, которая решает задачи ориентации и стабилизации объекта в
пространстве и наведения (навигации) его при перемещении в космическом
пространстве, выхода на околопланетные орбиты, маневрирования с целью сближения
с другими объектами и при посадке на поверхность планет. Бортовая ВТ на ИСЗ в
процессе свободного полета (при неработающем двигателе) не подвергается
воздействию механических нагрузок. Но при выходе на орбиту или при работе
двигателей ВТ подвергается воздействию вибрации, ударов и ускорений. Частота
вибрации может быть от 100 до 3000 Гц при 20g. Шум в момент запуска ракеты
достигает 150 дБ.
Портативные ЭВМ, транспортировку которых осуществляет
человек, эксплуатируют в условиях среды обитания человека. Среда обитания
включает в себя: повышенная влажность воздуха, дождь, статическая и
динамическая пыль, пониженное (от 140 мм рт. ст.) и повышенное (до 1140 мм рт.
ст.) давление, пониженная и повышенная температура (до +55°С), атмосферные
конденсированные осадки (иней и роса), акустический шум (уровень звукового
давления до 150 дБ), солнечное излучение и пр.; в качестве универсального
компьютера в транспортных средствах (колесный, гусеничный и железнодорожный
транспорт, вертолет, самолет, морские и речные суда, подводные лодки и пр.) в
условиях синусоидальной (амплитудой до 6 G) и случайной вибраций, одиночных (до
120 G) и многократных(до 15 G) ударов, качки, брызг, соляного тумана
(концентрация до 5%), плесневых грибов и других внешних воздействующих
факторов.
2.
Необходимые качества, которыми должно обладать изделие СВТ
2.1 Общие
требования к конструкции ЭВМ
ЭВМ создаются на базе конструкций с учётом
предъявляемых к ним технических требований. Многообразие применений и классов
ЭВМ обуславливает большое количество и различие технических требований: к
габаритным размерам, потребляемой мощности, стоимости, защите от внешних
воздействий и т.д. Каждое из требований определённым образом должно учитываться
при разработке конструкций. От выполнения всего комплекса технических
требований зависит качество конструкций.
Технические требования принято делить на частные,
относящиеся только к конкретной ЭВМ и её составным частям, и общие.
Общие технические требования к ЭВМ и их техническим
средствам определяются ГОСТ 16325 - 76, ГОСТ 21552 - 84, ГОСТ 20397 - 82 и др.
Общие технические требования подразделяются на несколько взаимосвязанных групп:
1 К функциональным характеристикам.
2 По устойчивости к внешним воздействующим
факторам.
К радиопомехам.
К электропитанию, электрической прочности,
сопротивлению изоляции и безопасности.
По обеспечению удобства эксплуатации.
По использованию комплектующих элементов.
К конструкции.
К маркировке, упаковке, транспортированию и
хранению.
К патентной чистоте.
В зависимости от особенностей разрабатываемых изделий
содержание и номенклатура групп требований могут уточняться. Наибольшее влияние
на конструкцию ЭВМ оказывают следующие группы требований.
Требования к функциональным характеристикам.
В эту группу входят требования по показателям
назначения и параметрам, характеризующим основные функции (например,
производительность ЭВМ, время выполнения операции, разрядность, объём
оперативной памяти, точность и др.). Конструкции технических средств,
предназначенных для построения комплексов, сетей ЭВМ, должны также обладать
технической, программной, информационной и эксплуатационной совместимостью, что
определяет соответствующей элементной и конструктивной базы.
Требования по устойчивости к внешним факторам.
Влияние внешних факторов во многом определяет
возможности нормального функционирования ЭВМ. Так, изменение температуры влияет
на параметры ИМС и ЭРЭ: при определённых граничных значениях температуры
(плюсовом и минусовом) работоспособность ЭВМ может быть нарушена. Кроме того,
повышение рабочей температуры снижает их надёжность. Колебания температуры
могут привести в механических узлах конструкции к изменению типа посадок,
вызвать ослабление крепления, температурные напряжения. Воздействие низких
температур ухудшает прочностные характеристики материалов, эластичность упругих
элементов.
Понижение атмосферного давления отрицательно влияет на
условия теплоотвода в конструкциях ЭВМ, что связано со многими нарушениями
нормального функционирования ЭВМ, к которым приводит рост температуры.
Повышенная влажность может вызвать коррозию деталей и несущих конструкций,
которой особо способствуют наличие активных веществ в атмосфере, солнечная
радиация, пыль и песок. Снижается сопротивление изоляции между гальванически не
связанными цепями вследствие чего также нарушается работоспособность ЭВМ.
Поскольку существует опасность выхода из строя
аппаратуры при воздействии вышеперечисленных факторов, процесс разработки ЭВМ
направлен на выбор такой элементной базы, материалов и конструкций, которые в
совокупности обеспечили бы устойчивость технических средств ЭВМ к внешним
воздействиям заданной интенсивности.
Обычно по устойчивости к внешним воздействующим
факторам технические средства ЭВМ делятся на группы или категории.
Нормальными климатическими условиями эксплуатации
технических средств в ЭВМ считаются: температура окружающего воздуха (293’5)К,
относительная влажность (60’15)%, атмосферное давление от 84 до 107 кПа (от 630
до 800 мм рт. ст.). Допустимый перегрев воздуха внутри изделий не должен
превышать более чем на 20 К верхнее значение температуры воздуха, поступающего
для охлаждения.
Изделия вычислительной техники предназначены для
эксплуатации на различных объектах, используемых в одном или нескольких
макроклиматических районах. Климатические воздействия в таких районах различны,
поэтому климатическое исполнение изделий осуществляют в соответствии с ГОСТ
15150 - 69.
Различают десять основных климатических исполнений изделий :
1 У - для умеренного климата со среднегодовым
максимумом и минимумом рабочих температур 313 и 228 К.
2 УХЛ - для умеренного и холодного климата,
когда абсолютные минимумы температуры воздуха ниже 228 К.
ТВ - для влажного тропического климата, где
сочетание температуры, равной или выше 293 К, и относительной влажности, равной
или выше 80%, наблюдается примерно 12 ч или более в сутки за непрерывный период
от 2 до 12 месяцев в году.
ТС - для районов сухого тропического климата,
в которых средняя ежегодная абсолютная максимальная температура воздуха выше
313 К и которые не отнесены к макроклиматическому району с влажным тропическим
климатом.
Т - как для сухого, так и для влажного
тропического климата.
О - для любого климата (общеклиматическая).
М - для умеренно холодного климата (в районах
морей, океанов или непосредственно на морском берегу, если эти районы
расположены севернее 30" северной широты и южнее 30" южной широты).
ТМ - для тропического морского климата при
нахождении изделия в морях и океанах между 30" северной широты и 30"
южной широты.
ОМ - общеклиматическое морское исполнение для
кораблей с неограниченным районом плаванием.
В - всеклиматическое исполнение для суши и
моря (кроме Антарктиды).
Применение климатического исполнения для технических
средств ЭВМ даёт возможность количественно оценить весь комплекс требований к
конструкциям ЭВМ по устойчивости к внешним климатическим воздействиям. Изделия
вычислительной техники различных климатических исполнений в зависимости от
места размещения при эксплуатации в воздушной среде до высоты 4,3 км, а также
под землёй и водой изготавливают по соответствующим категориям размещения.
Данные категории размещения не распространяются на летательные и космические
аппараты.
Кроме требований по устойчивости к климатическим
воздействиям, к конструкции технических средств ЭВМ предъявляются также
требования по устойчивости воздействия механическим, радиационным и др.
Численные значения этих требований устанавливаются стандарты либо в технических
условиях на конкретные изделия ЭВМ. Например, нормирование факторов может быть
произведено по ГОСТ 16962 - 71 с указанием степени жёсткости. Воздействие
большинства механических и некоторых климатических факторов (тепловые удары,
пыль, песок, насекомые и др.) может привести к механическим нарушениям
отдельных ЭРЭ и деталей, резьбовых соединений, а следовательно, к нарушению
работоспособности аппаратуры. В связи с этим изделия ЭВМ в упакованном виде
должны сохранять работоспособность и внешний вид после ударных нагрузок
многократного действия с пиковым ударным ускорением не более 15 g при длительности
ударного импульса 10...15 мс.
Требования по использованию комплектующих элементов.
В конструкциях ЭВМ необходимо, например, использовать
элементную базу (ИМС, ЭРЭ и др.), материалы и покрытия, разрешённые к
применению соответствующими перечнями. Элементная база не должна
эксплуатироваться в режимах и условиях, более тяжёлых по сравнению с
оговорёнными в технической документации на эти элементы
Требования к конструкции.
Эта группа требований определяет наиболее рациональные
решения конструктивной базы. Основные из них заключаются в следующем.
Технические средства ЭВМ желательно выполнять на
основе определённых систем базовых конструкций с учётом заданного
конструктивного исполнения основных типоразмеров, применяя модульный либо
блочно-агрегатный принцип. Следует максимально использовать унифицированные
конструкции.
Конструктивная база призвана обеспечивать: единство
внешнего оформления изделий ЭВМ с учётом требований эргономики и технической
эстетики, единство конструкции разъёмных соединений; надёжность в работе.
Конструкция изделия ЭВМ должна гарантировать: удобство эксплуатации, доступ ко
всем сменным и регулируемым элементам, возможность ремонта.
Количественные значения показателей надёжности
технических средств ЭВМ устанавливаются для нормальных климатических условий
эксплуатации в соответствии с табл. 4. Средний срок службы современных изделий
ЭВМ должен быть не менее 10 лет.
В группу требований конструкции включаются также
требования: по способам крепления монтажных деталей, несущих конструкций и
сборочных единиц, по конструкциям органов управления, к массе изделий и др. В
частности, конструкции и расположение разъёмных резьбовых соединений обязаны
допускать возможность удобного пользования слесарно-монтажным инструментам.
Номенклатура применяемых резьб должна быть минимальной, а резьбовые соединения
предохранены от самоотвинчивания. Не рекомендуется разрабатывать отдельные
сменные блоки массой свыше 30 кг.
Необходимо, чтобы конструктивное исполнение ЭВМ
обеспечивало также организацию серийного производства, а их элементная и
конструктивная база была технологичной. Особые требования предъявляются к
показателям, характеризующим технологическую рациональность конструктивных
решений, а также к показателям преемственности конструкции.
2.2 Список необходимых качеств СВТ
Стационарные СВТ.
Должны обладать:
1 Термоустойчивостью при температурах от -50 до
+50 °С.
2 Влагоустойчивостью при влажности до 90%,
воздействии дождя интенсивностью до 3 мм/мин и соляного тумана с дисперсностью
капель до 10 мкм и содержанием воды до 3 г/м3.
Виброустойчивостью при воздействиях до 120 Гц
при 4-6g, одиночных ударов - до 75g.
Транспортируемые СВТ.
Для предупреждения повреждения ВТ необходимо, чтобы
она вся и ее отдельные части имели собственные резонансные частоты, лежащие вне
диапазона частот вибрации транспортного средства, на котором ВТ эксплуатируется
и перевозится. Также СВТ должны обладать достаточной шумоизоляцией, так как
воздействует акустический шум (удар) до 150 дБ. Если ВТ находится на орудийной
площадке, то наибольшую опасность для нее представляет ударная волна,
соответственно, транспортируемые СВТ должны обладать устойчивостью к внешним
повреждениям, что может быть достигнуто путем усиления корпусной оболочки.
Морские СВТ.
Характерные для условия работы свойства данных СВТ -
это наличие защиты от вибрации, ударных нагрузок и морской среды. Вибрация на
судне возникает от работы винтов, двигателей, гребного вала, биения волн о борт
корабля, качки (до 25 Гц). Морская среда содержит большое количество различных активных
веществ, постоянно действующих на ее работоспособность, поэтому ВТ должна
обладать высокой коррозионной стойкостью, плеснестойкостью, водо- и
брызго-защищенностью.
Бортовые СВТ.
Аппаратура, устанавливаемая в самолетах, должна быть
защищенной от шума и вибрации в 130-150 дБ с частотой 50-10000 Гц (ЭВМ в роли
автомата). Бортовая ВТ на ИСЗ в процессе свободного полета (при неработающем
двигателе) не подвергается воздействию механических нагрузок.
Портативные СВТ.
Так как данный тип СВТ используется напрямую в среде
обитания человека, то ВТ должна обладать защитой от следующих моментов
воздействия окружающей среды:
4 Повышенная влажность воздуха, дождь,
атмосферные конденсированные осадки (иней и роса), брызг (влагоустойчивость).
5 Статическая и динамическая пыль (пылезащита).
Пониженное (от 140 мм рт. ст.) и повышенное
(до 1140 мм рт. ст.) давление (защита от воздействия повышенного/пониженного
давления).
Пониженная и повышенная температура (до
+55°С) (охлаждение либо условия защиты от пониженных температур).
Акустический шум (уровень звукового давления
до 150 дБ) (шумоизоляция).
Солнечное и прочие излучения (защита от
соответствующих излучений).
Одиночных (до 120 G) и многократных(до 15 G)
ударов, в условиях синусоидальной (амплитудой до 6 G) и случайной вибрации,
качки (виброустойчивость).
Соляного тумана (концентрация до 5%),
плесневых грибков (соответствующая защита посредством обработки корпусов,
использованием специальных конструкций, использованием специальных устойчивых
сплавов при изготовлении СВТ).
.3 Методы защит СВТ
вычислительный техника
потративный бортовой
Защита от механических воздействий
Для защиты от вибрации и ударов применяют амортизаторы
или демпферы. Амортизаторы от линейных перегрузок не защищают.
Вибрации характеризуются частотой, амплитудой,
ускорением. Ударные перегрузки характеризуются числом одиночных ударов,
длительностью ударного импульса, перемещением соударяющихся тел. Линейные
ускорения характеризуются ускорением, длительностью, знаком воздействия
ускорения.
В общем случае конструкция ВТ представляет собой
сложную колебательную систему, состоящую из конечного числа простых
механических узлов, обладающих массой 
, закрепленных на пружинах с
жесткостью 
(рис. 1 в Приложениях).
Эффективный способ повышения надежности ВТ,
функционирующей в условиях интенсивных механических воздействий, -
виброизоляция. Энергия механических колебаний поглощается или отражается
специальными приспособлениями - амортизаторами. Энергия в амортизаторах
поглощается за счет трения, отражение части механической энергии происходит в
случае, если частота собственных колебаний амортизированной механической
системы меньше нижней границы диапазона воздействующих колебаний (амортизатор
работает как механический фильтр нижних частот).
При выполнении этого расчета конструкцию ВТ
целесообразно считать твердым телом (рис. 2 в Приложениях), которое имеет шесть
степеней свободы, столько же связных колебаний и собственных частот ω1,
ω2. …, ω3. В
общем случае необходимо исследовать шесть расчетных моделей. Рассмотрим
линейную систему амортизации однонаправленного нагружения, в которой действие
возмущающих сил и перемещение ВТ возможно вдоль оси амортизатора.
К основным параметрам амортизаторов относят:
жесткость, номинальную нагрузку, диапазон собственных частот, коэффициент
виброизоляции в диапазоне собственных частот и вне его, относительный
коэффициент демпфирования, допустимые условия эксплуатации, гарантированную
наработку, габариты и массу. Отметим, что не все параметры указаны в паспортных
данных. Длительность надежной работы амортизаторов колеблется в пределах
500-2000 часов.
Амортизаторы резинометаллические просты в
изготовлении, защищают от вибрации в любом направлении. Они имеют довольно
низкий относительный коэффициент демпфирования и требуют защиты от разрушающих
резину воздействий (солнечной радиации, масла, бензина). При понижении
температуры упругость амортизаторов ухудшается, жесткость и собственная частота
возрастают.
Амортизаторы пружинные защищают от вибрации только в
основном направлении. Они хорошо противостоят внешним воздействиям. Диапазон
частот воздействующих виброускорений в общем случае равен 5-5000 Гц, при
использовании рассмотренных амортизаторов может возникать явление резонанса.
Для исключения резонанса необходимы амортизаторы с
собственными частотами не более 3 Гц. Это обеспечивают пневмогидравлические
амортизаторы. Наиболее распространенная задача расчета амортизации -
определение типа и числа амортизаторов, выбор схемы их расположения (рис. 3 в
Приложениях) при заданных кинематических и геометрических параметрах ВТ и при
действующем виброускорении.
Охлаждение ВТ
Использование больших мощностей при сравнительно малых
объемах приводит к резкому увеличению плотности мощности рассеяния и плотности
рассеиваемой теплоты. Тепловой режим блока ВТ характеризуется совокупностью
температур отдельных его точек, т. е. температурным полем в °С (рис. 4 в
Приложениях).
Для описания теплообмена (теплопроводности, конвекции,
излучения) используют следующее соотношение:
,
где Ф - тепловой поток, Вт;
a- коэффициент теплоотдачи Вт/(м2К);- площадь
поверхности теплообмена, м2;
Δt- перепад температур между двумя
изотермическими поверхностями (в теле или между двумя телами, К).
Техническая реализация системы охлаждения
микроэлектронной аппаратуры выполняется одним из способов:
1 Охлаждением теплопроводностью (рис. 5 в
Приложениях).
2 Естественным воздушным охлаждением в
герметичном корпусе (рис. 6 в Приложениях).
Естественным воздушным охлаждением в
негерметичном корпусе (рис. 7 в Приложениях).
Принудительным воздушным охлаждением в
герметичном корпусе (рис. 8 в Приложениях).
Принудительным воздушным охлаждением в
негерметичном корпусе (рис. 9 в Приложениях).
Принудительным жидкостным охлаждением (рис.
11 в Приложениях).
Охлаждением испарением (рис. 12 в
Приложениях).
Охлаждением излучением (рис. 13 в
Приложениях).
Защита от атмосферных воздействий
Защита конструкций от атмосферных воздействий
предполагает защиту от влаги, солнечной радиации, биологической среды, пыли,
атмосферного давления. Уменьшение влияния указанных воздействий на ВТ, его
блоки, сборочные единицы и детали может быть обеспечено следующими
мероприятиями:
1 Разработкой конструкций с применением таких
материалов, которые не изменяют своих свойств от внешних воздействий
(нержавеющие стали, бронзы, титановые сплавы, специальные пластмассы и т. п.).
2 Покрытием и пропиткой деталей и сборочных
единиц специальными смолами, лаками, металлом или его оксидами.
Полной изоляцией ВТ, блока или сборочной
единицы от внешней среды (герметизация) путем заливки, обволакивания и
заключения их в герметизированный корпус.
Защита покрытиями
Защита деталей ВТ от внешних воздействий может быть
осуществлена следующими методами:
1 Негальваническими (металлических и
неметаллических).
2 Химическими.
Гальваническими.
Негальванические покрытия. К металлическим покрытиям
относятся: вакуумное испарение практически любым металлом и почти на любые
подложки (толщина слоя зависит от скорости и времени испарения вещества);
катодное распыление (перенос металла с катода на анод при тлеющем разряде в
газах); горячее распыление (расплавленный металл распыляется сжатым газом,
толщина пленки от 30 мкм до нескольких миллиметров), которым можно нанести
любое металлическое покрытие на поверхность любого материала. К неметаллическим
покрытиям относятся лакокрасочные, которые представляют собой пленкообразующие
вещества, наносимые в один или несколько слоев на защищаемую поверхность. Такие
покрытия химически более инертны, чем металлические, но имеют меньшую
механическую прочность.
Химические покрытия. К ним относятся оксидирование,
пассивирование, фосфатирование, азотирование, анодирование.
Оксидирование бывает щелочное, бесщелочное и
химическое. Щелочное оксидирование выполняется в горячих концентрированных
растворах щелочей в присутствии различных окислителей (температура процесса
140-145°С, время выдержки 60-90 мин в зависимости от процентного содержания
углерода в стали). Бесщелочное (кислотное) оксидирование стальных деталей
образует защитную пленку порядка 15 мкм из фосфатов кальция и оксидов железа.
Химическое оксидирование алюминия и его сплавов ведут в растворах, содержащих
щелочь и хроматы щелочных металлов. Оксидирование меди и ее сплавов происходит
в щелочно-сульфатных растворах.
Пассивированием называется образование очень тонких
оксидных пленок на цветных металлах с участием оксидов хрома. Пассивирование
производят в подкисленном растворе хромпика.
Фосфатирование является химической реакцией, при
которой происходит кристаллизация фосфатов на поверхности, причем в реакции
участвует металл основания.
Азотирование состоит в насыщении поверхности стальных
деталей азотом в потоке аммиака при температуре 500-650°С.
Анодированием называется процесс образования оксидной
пленки на поверхности алюминия и его сплавов в электролитах под действием тока.
Это покрытие применяется для защиты от коррозии, для создания электроизоляционной
пленки и повышения износоустойчивости поверхностного слоя. Анодированные
изделия могут окрашиваться в любой цвет органическими и специальными
красителями.
Гальванические покрытия. Толщина покрытия выбирается в
зависимости от материала покрытия: для бронзового, кадмиевого, латунного,
никелевого, серебряного, хромового составляет от 1 до 60 мкм, для золотого,
палладиевого, платинового и родиевого - от 0,25 до 12 мкм.
Никелевое покрытие характеризуется хорошими
антикоррозионными свойствами. На черные металлы оно наносится обычно на подслой
меди или никеля. В этом случае толщина покрытия составляет 0,5-0,6 мкм.
Цинковое покрытие имеет сравнительно низкие твердость
и стойкость в атмосфере, насыщенной морскими испарениями. Применяется для
черных металлов. Слой цинка выдерживает вальцовку и гибку, но плохо поддается
сварке и пайке.
Кадмиевое покрытие устойчиво в морской воде. Защитные
свойства кадмия, как и цинка, зависят от толщины покрытия, которая составляет
10-20 мкм. Кадмиевое покрытие по меди хорошо поддается пайке и применяется в
условиях тропического климата.
Серебрение применяют для защитных целей, улучшения
электропроводности и облегчения пайки, уменьшения переходного сопротивления
контактируемых поверхностей. Серебрению подвергаются детали из меди и ее
сплавов.
Золочение характеризуется высокой химической
стойкостью в условиях повышенной влажности и агрессивных средах. Применяется
для ответственных контактных деталей, изготовленных из меди и ее сплавов. Это
покрытие очень мягкое. Для повышения твердости применяют золочение с добавкой
0,17% никеля.
Родирование используется для защиты от коррозии
ответственных наружных деталей, а также для предохранения от потускнения
серебряных и никелевых покрытий. Эти покрытия обладают высокой твердостью,
отражательной способностью и не окисляются на воздухе до 1100°С.
Заключение
В процессе анализа эксплуатации средств вычислительной
техники были выявлены следующие качества, необходимые для длительной и
эффективной эксплуатации изделия:
1 Шумоизоляция.
2 Виброустойчивость.
Влагоустойчивость.
Пылезащита.
Термоустойчивость.
Защита от наводок и излучений.
Защита от грибков.
Устойчивость к коррозии.
Список используемой литературы
1 Единая система конструкторской
документации: справ. Пособие. - М. : Изд-во стандартов, 2002. - 352 с.
2 Барнс Дж. Электронное
конструирование/ Дж. Барнс. - М. : Мир, 1999. - 238 с.
Норенков И.П. Введение в
автоматизированное проектирование технических устройств и систем/ И.П.
Норенков. - М. : Высш. шк., 1996. - 311 с.
Нашев А.П. Конструирование
радиоэлектронных средств / А.П. Нашев. М. : Высш. шк., 2000. - 432 с.
Савельев М.В.
Конструкторско-технологическое обеспечение производства ЭВМ : учеб. пособие для
вузов / М.В. Савельев - М. : Высш. шк. 2001. - 319 с.
Приложения
