11.7. Електричне з’єднання методом накрутки
Накрутка - це процес створення електричного з'єднання шляхом навивки під натягом певної кількості витків одножильного дроту на штирьовий висновок з гострими кромками. Під дією докладеного зусилля відбуваються руйнування оксидних
Мал. 11.17. Види з'єднань накруткою: I - провід; 2 - висновок;
3 — елемент, що бандажується
плівок на поверхнях, що з'єднуються і врізання гострих граней виведення в провід. Утворене газонепроникне з'єднання утримується завдяки пружним напругам, що виникли в цих елементах. Концентрація напруги в зоні контакту і середній тиск порядку 15.. .20 МПа обумовлюють взаємну дифузію металів, що сприяє підвищенню надійності з'єднання.
При монтажі накруткою застосовують три види з'єднань: немодифіковане, модифіковане та бандажне (рис. 11.17). Модифіковане з'єднання (рис. 11.17,6) від немодифікованого (рис. 11.17,а) відрізняється тим, що крім витків оголеного дроту на виведенні є 1. 2 витка дроту в ізоляції, яка демпфує вплив знакозмінних навантажень на елементи контакту і зменшує втомні напруги. Це забезпечує високу надійність з'єднань під час вібраційних навантажень (рис. 11.18). У бандажному з'єднанні (рис. 11.17,в) елемент, що з'єднується (провід, виведення ЕРЕ, шина тощо) розташовується вздовж широкої поверхні гранованого виведення і на них накручується кілька витків бандажного дроту (не менше восьми).
Для електромонтажу методом накрутки застосовуються одножильні мідні дроти діаметром 0,17. 1,2 мм, що мають відносне подовження не менше 20%. Жила дроту облужується для підвищення корозійної стійкості. Крім міді використовують латунь, нікелеве залізо та нікелевий дріт.
Матеріал висновків крімпластичності, високої електропровідності та корозійної стійкості повинен ще мати певну пружність і міцність для забезпечення опору скручування його в процесі навивки. Для виготовлення висновків методом холодної обробки тиском застосовують мідь, латунь, берилієву, марганцеву та фосфористу бронзи, нікель-срібні та мідно-берилієві сплави. На висновки наносять гальванічні покриття зі срібла (6...9 мкм по нікелевому підшару), золота (3...6 мкм з попереднім сріблом), олова або сплаву олово-свинець товщиною до 40 мкм.
Висновок повинен мати не менше двох гострих кромок, щоб отримати надійне з'єднання. Виходячи з цієї умови застосовують висновки, форму яких наведено в табл. 11.4. Найбільшого поширення набули прямокутні та квадратні висновки. Висновки і- і У-подібні мають підвищену пружність порівняно з прямокутними при однаковій площі поперечного перерізу.
Про 20406080100 140 180 200) 120 160
Тривалість вібрацій, ч
Мал.11.18. Результати порівняльних випробувань сполук:
1 — паяння одножильним дротом; 2 - накрутка немодифікована; 3 накрутці модифікована; 4 - пайка багатожильним проводом
Мал. 11.19. Схема інструменту для з'єднання накруткою
Їх використовують для монтажу апаратури, що працює за температури 120. 180 °С. Довжина висновків визначається діа. метром дроту, числом витків у з'єднанні та числом з'єднань на виведенні. Для забезпечення опору скручування при навивці довжина виведення не повинна перевищувати 45...50 мм, а площа його поперечного перерізу повинна в 1,5. 1,7 раза бути більшою за площу перерізу дроту. Число витків у поєднанні визначається за вимогами рівності суми площ зонконтакту та поперечного перерізу дроту. Ця умова забезпечується при 20...24 точках контакту, тобто 5...6 витків при накрутці на прямокутний висновок.
Форма поперечного перерізу висновків та кількість точок контактування на виток
Число точок контактування на виток
Накрутку одержують за допомогою спеціального інструменту — валика навивки при його обертанні з проводом та поздовжньому переміщенні вздовж виведення (рис. 11.19). Приводом є електричний або пневматичний двигун. Валик 3 має два отвори: центральне для розміщення виведення 2 і бічне східчасте для розміщення монтажного дроту 1. На торці валика виконана виточка, форма якої впливає на умови навивки та якість з'єднання. На валик в осьовому напрямку діє пружина, сила якої визначає однорідність та щільність накрутки. Зовнішній діаметрОвтулки 4 вибирають в залежності від розмірів висновків, діаметра дроту та умов отримання з'єднання. Для регулювання глибини накрутки змінюють висотуН,використовуючи набір валиків навивки. Сила натягу проводу, яка визначає механічні та електричні параметри з'єднання, залежить від конфігурації виточення на торці валика навивки, радіуса заокруглення стінки бічного отвору та шорсткості робочої кромки. Оптимальне значення сили натягу дроту знаходиться в межах 5...30 Н і підбирається експериментально шляхом визначення зусилля стягування накрутки з виведення.
Електромонтаж методом накрутки складається з трьох етапів: підготовчого, власне накрутки і контролю. Перший етап включає отримання з'єднувачів з висновками, електромонтажного дроту та їх перевірку, встановлення та закріплення блоку з роз'ємами на підставці для монтажу, нарізку мірних перемичок, зняття ізоляції з обох кінців механічним.або термомеханічним способом задану довжину. Підготовка дротів в залежності від типу виробництва виконується вручну або за допомогою автоматів. Другий етап починається із заправки дроту в бічне отвір валика навивки. Після цього валик навивки орієнтують щодо виведення, поєднуючи вісь центрального отвору з віссю виведення, і насувають на висновок, долаючи опір пружини. Обертання валика від двигуна забезпечує отримання з'єднання протягом 0,3...0,8 с. Продуктивність процесу складає 30...50 з'єд./год.
Для механізації електромонтажу методом накрутки та зменшення числа помилок застосовують установки з числовим програмним керуванням (напівавтоматичні та автоматичні). Напівавтоматичні установки складаються з координатного столу, на якому кріпиться пристосування з цілепоказником, що переміщається над столом з високою точністю по двох координатах, монтажного пістолета, електрифікованої касетниці з набором підготовлених проводів, стійки керування та живлення. Пошук висновку, на якому утворюється чергове з'єднання, здійснюється автоматично за програмою, записаною на перфострічці. Одночасно відбувається індикація касети з необхідним монтажним дротом. Після встановлення цілепокажчика в положенні над потрібним висновком робочий витягує монтажний провід із зазначеної касети, вставляє його у валик навивки, насаджує через цілепокажчик на виведення та робить накрутку. Продуктивність такого обладнання становить 200...500 з'єд./год з точністю 0,01...0,001%.
Автоматичні установки (наприклад, робототехнологічний комплекс "Еверест", СРСР; модель 14РУ і 14Р5 фірми Gardner Denver, США та ін) для монтажу накруткою управляються від ЕОМ. Робота оператора зводиться до встановлення тримача зі з'єднувачами настіл, заправлення монтажного дроту у спеціальну головку, пуску автомата та контролю за його роботою. Ізоляція з певної ділянки дроту видаляється у процесі роботи автоматично. Продуктивність установок складає 500. 1200 соед./ч з точністю 0,0001.. .0,0005%. Похибка позиціонування при цьому не перевищує 0,05...0,08 мм.
На третьому етапі візуально перевіряють правильність монтажу і якість накрутки. На контрольних зразках вимірюють за допомогою щупів щільність накрутки, перевіряють міліметром перехідний опір, динамометром - зусилля стягування. Випробування на розкручування полягають у демонтажі з'єднання спеціальним пристроєм.
Накрутка знайшла широке застосування при виконанні міжблокового монтажу, електричного з'єднання блоків на рамах та стійках.