Разработка электрической схемы и конструкции устройства стерилизации стеклянных банок, основанного на использовании ультрафиолетовых ламп - Курсовая работа

В соответствии с заданием курсового проекта необходимо провести разработку электрической схемы и конструкции устройства стерилизации стеклянных банок, основанного на использовании ультрафиолетовых ламп.Устройство служит для стерилизации посуды при консервировании продуктов, в частности к устройствам ультрафиолетовой (УФ) стерилизации и инактивации микроорганизмов, в том числе к устройствам УФ-стерилизации посуды в условиях домашнего консервирования. Известны устройства обеззараживания, в которых используется УФ-излучение в спектральном диапазоне 240-280 нм для глубокого обеззараживания (плотность лучистой энергии до 15 МДЖ/см2), для разложения микроорганизмов (плотность лучистой энергии до 40 МДЖ/см2) и для уничтожения кишечных палочек (плотность лучистой энергии до 75 МДЖ/см2). В качестве источника УФ-излучения в этих устройствах используются ртутные лампы с преимущественным излучением на длине волны 254 нм.Анализ исходных данных позволяет сформировать перечень основных технических требований для изделия.· Общие технические условия (требования) по ГОСТ 26342-84, класс (группа)-. Устойчивость к климатическим воздействиям по ГОСТ 15150-69УХЛ3.1. · Требования к надежности по ГОСТ 27.003-90. · Специальные технические требования - проектирование осуществить с учетом:ГОСТ Р 52459.8-2009 «Совместимость технических средств электромагнитная.Задачи схемотехнического проектирования разделяются на задачи анализа и синтеза проектных решений. Так, в случае МОП-схем появляется промежуточный уровень абстракции (switch level) между схемотехническим и вентильным уровнями , на котором элементами моделей являются не вентили, а МОП-транзисторы [6, 7]. Благодаря представлению последних в виде переключателей удается отобразить процессы в схеме более детально, чем с помощью программ логического моделирования [1]. В состав изделия входят следующие функциональные блоки: блок формирования вторичного питания, блок микроконтроллера, блок управления и индикации, блок управления нагрузкой. При помощи него осуществляется индикация готовности устройства к началу процедуры стерилизации, задание временного промежутка процедуры, индикация заданного времени процедуры (а также оставшегося до окончания процедуры), управление стартом процедуры, звуковая сигнализация о завершении процедуры.На лицевой панели располагаются индикатор готовности, регулятор длительности процедуры, индикатор выставленной длительности процедуры, а также стартовая кнопка. Удобство эксплуатации разрабатываемого изделия достигается его небольшими габаритными размерами, отсутствием выступающих частей корпуса, препятствующих уверенному удержанию изделия в ладони, расположению его на плоской поверхности, размещением разъемов питания, выходных разъемов питания УФ-ламп. Осуществление ремонта изделия должно осуществляться максимально просто, при этом процедура разборки не должна занимать длительное время.Макетная плата предназначена для сборки схемы без пайки радиодеталей. Данный способ монтажа очень простой, но применение нашел лишь для проверки работоспособности и наладки схем. Наверное, часто видели фонарики с подзарядкой от сети, так вот в большинстве таких фонариков радиодетали смонтированы навесным монтажом, т.е. без применения печатной платы. Поверхностный монтаж радиодеталей: Данный способ зародился не особо давно, но стремительно вытесняет привычный монтаж на печатных платах особенно в устройствах Китайского происхождения. Отличие данного способа от предыдущего в том, что радиодетали монтируются в непосредственной близости от монтажной платы, поскольку SMD элементы не имеют ножек.Влияние климатических факторов на конструкционные материалы выражается главным образом в возникновении процессов коррозии, потере механических и диэлектрических свойств, изменении электропроводности. Реакция на воздействующий фактор, степень и скорость изменения свойств конструкционного материала в зависимости от его состава различны. Процесс коррозии у металлов имеет химическую или электрохимическую природу, но причина в этих случаях одинакова: переход металла в более стабильное природное состояние. Процесс коррозии связан с отдачей энергии, что указывает на самопроизвольный ход реакции, без затраты энергии извне. Пыль - смесь твердых частиц малой массы, находящаяся в воздухе во взвешенном состоянии.Тепловой режим аппаратурного блока характеризуется совокупностью температур отдельных его точек - температурным полем. Температурный режим создается как внешним температурным воздействием окружающей среды, так и тепловой энергией, выделяемой радиоэлементами самой аппаратуры. Нормальный тепловой режим - это режим, который при изменении в определенных пределах внешних температурных воздействий обеспечивает изменение параметров и характеристик конструкции, компонентов, материалов в пределах, указанных в технических условиях на них. Работоспособность при низких температурах обеспечивается саморазогревом аппаратуры перед работой или, при необходимости, нагревом электрическими нагревательными элементами,

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНО-ПАТЕНТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2. ОБЩЕТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ УСТРОЙСТВА

2.1 Анализ исходных данных

2.2 Формирование основных технических требований к разрабатываемой конструкции

2.3 Схемотехнический анализ проектируемого средства

3. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ПРОЕКТИРУЕМОГО ИЗДЕЛИЯ

3.1 Выбор конструкторских решений, обеспечивающих удобство ремонта и эксплуатации устройства

3.2 Выбор типа электрического монтажа, элементов крепления и фиксации

3.3 Выбор способов защиты устройства от внешних воздействий

3.4 Выбор способов обеспечения нормального теплового режима устройства

3.5 Выбор и обоснование элементной базы, конструктивных элементов, установочных изделий, материалов конструкции и защитных покрытий, маркировки деталей и сборочных единиц

3.6 Обеспечение требований стандартизации, унификации и технологичности конструкции устройства

4. РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЕКТИРУЕМОГО ИЗДЕЛИЯ

4.1 Расчет объемно-компоновочных характеристик устройства

4.2 Расчет теплового режима

4.3 Проектирование печатного модуля

4.4 Расчет механической прочности и системы виброударной защиты

4.5 Расчет параметров лицевой панели. Анализ и учет требований эргономики и технической эстетики

4.6 Полный расчет надежности

5. ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ УСТРОЙСТВА

5.1 Обоснование выбора пакетов прикладного программного обеспечения для моделирования и проектирования устройства

5.2 Технология применения средств автоматизированного проектирования при разработке конструкторской документации

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

В соответствии с заданием курсового проекта необходимо провести разработку электрической схемы и конструкции устройства стерилизации стеклянных банок, основанного на использовании ультрафиолетовых ламп. Ультрафиолет губительно действует на большинство патогенных и болезнетворных организмов, и это свойство используется в УФ-стерилизаторе. Принцип действия ультрафиолетового стерилизатора основан на мощной энергии УФ-излучения, способной быстро устранить загрязнения с любых предметов, в том числе с изделий сложной конфигурации. Такие стерилизаторы эффективны в отношении большинства известных болезнетворных микроорганизмов, действуют быстро и надежно.

1.