I. Электрические соединения в конструкциях эвт.
1. Классификация.
2. Общие сведенья о монтаже эвт.
Классификация электрических соединений в конструкциях ЭВТ.
Электрические соединения:
Постоянные соединения (сварка)
Полупостоянные (пайка)
Временные (быстроразъемные) – вилки, розетки.
Требования к электрическим соединениям:
иметь прочность не ниже соединяемых элементов;
иметь минимальное омическое сопротивление;
не изменяться со временем;
при выполнении не вносить изменения в соединяемые контакты;
не иметь материалов, вызывающих коррозию.
Оголенные электрические контакты должны экранироваться от помех, наводок и замыкания. Разъемы аналоговых и цифровых элементов схемы должны разводиться в разных частях платы.
Монтаж элементов на платы для создания электрического контакта:
осуществляется путем подсоединения к контактным площадкам путем
пайки,
сварки,
ультразвуковой технологии,
термокомпрессии,
взаимной диффузии деталей,
использованием проводящих клеев (контактолов).
Общие сведения о монтаже ЭВС. Методы микроконтактирования.
Монтаж электронных устройств ЭУ представляет собой технологический процесс ТП, направленный на получение электрических соединений между конструктивами ЭУ.
В зависимости от уровней монтируемых модулей различают:
узловой монтаж (монтаж ячеек, сборочных узлов и др. модулей 1-го уровня)
межузловой (блочный, межблочный и монтаж др. модулей 2…4 уровней).
Узловой монтаж:
от типа используемых электрорадиокомпонентов ЭРК:
традиционно - монтируемых компонентов ТМК,
поверхностно - монтируемых компонентов ПМК,
наличия специальных изделий электронной техники ИЭТ,
выбранного варианта сборки и монтажа (с 1-ой или 2-х сторон платы),
сложности конструкций ПМК,
компоновки ТМК и ПМК на плате,
потребности в теплоотводах, экранах, прокладках, объемных соединителях и др.
применения ручных или автоматизированных средств реализации;
Узловой монтаж может осуществляться сразу после сборки ЭРК на печатной плате ПП, обеспечивая за один технологический цикл монтажных операций полностью смонтированную ячейку, либо чередоваться со сборочными операциями, последовательно формируя конструкцию ячейки нередко с использованием разных методов и средств для выполнения сборочно-монтажных операций.
При односторонней сборке ТМК на ПП и групповой технологии монтажа технологический процесс монтажа может включить этапы:
нанесения флюса то есть флюсования собранного узла СУ;
подсушивания флюса;
предварительного нагрева СУ;
микроконтактирования (в данном случае групповой пайкой волной припоя);
обрезки выводов;
очистки смонтированной ячейки;
контроля качества монтажа.
При односторонней сборке ПМК на ПП и использовании групповых технологий процесс монтажа включает этапы:
предварительного нагрева СУ;
микроконтактирования (групповой пайкой оплавлением дозированного припоя);
очистки смонтированной ячейки;
контроля качества монтажа.
Микроконтактирование является ключевым этапом монтажа, обеспечивающим электрический контакт сопрягаемых электропроводящих поверхностей конструктивов для реализации ячейкой заданных электрофизических характеристик. Сведенья об основных методах микроконтактирования, даны в табл.1.
Как отмечалось ранее, ЭВС представляет собой комплекс более или менее сложных узлов, связанных между собой средствами электрической коммутации и для их создания используется электрический монтаж (узловой и межузловой). Электромонтажные работы при изготовлении ЭВС занимают значительный объем по трудоемкости. От качества выполнения при этом электрических контактов во многом зависит эксплуатационная надежность ЭВС.
Таблица 1. Наиболее важные сведения о методах микроконтактирования, хорошо освоенных в производстве ЭУ
Различают два вида электрических контактов в ЭУ:
разъемные контакты (объемные соединители, накрутки, механические прижимы контактных лепестков и др.);
неразъемные контакты (получаемые сваркой; пайкой; соединением контактолами);
Наличие разных типов электрических контактов объясняется необходимостью обеспечения компромисса между временем безотказной работы ЭУ и временем, затрачиваемым на устранение неисправностей (которое определяется суммарным временем поиска неисправного узла и его замены). При этом известно, что надежность неразъемных контактов выше, а использование разъемных контактов уменьшает время замены неисправного узла.
Кроме того, важно знать, что межконтактная коммутация обеспечивается коммутирующими элементами ПП при монтаже на них ЭРК (то есть за счет печатного монтажа) либо с применением объемных проводов (в том числе в виде жгутов, гибких шлейфов, кабелей). Межконтактная коммутация за счет печатного монтажа обычно используется для выполнения электрических связей длиной не более 300 - 500 мм, а объемным проводом - для связей значительной длины. По этой причине внутриузловой монтаж осуществляется с применением неразъемного контактирования на ПП, то есть печатного монтажа, а межузловой монтаж часто выполняется с применением разъемного контактирования и межконтактной коммутации объемными проводниками (при значительной их длине), либо с помощью объемных соединителей (в том числе позволяющих использовать в этом случае и печатный монтаж, например в виде соединительных смонтированных узлов на ПП). Коммутирующие узлы на ПП обеспечивают лучшие функциональные параметры ЭУ при межузловом монтаже, так как за счет печатного монтажа возможно существенное уменьшение длины сигнальных трактов и паразитной емкости между ними, тем самым способствуют повышению быстродействия ЭУ (так как время задержки сигнала определяется, где и соответственно паразитные сопротивление и емкость линий связи).
Лекция №10: «Пайка и сварка при монтаже ЭВТ».
I. Пайка при монтаже ячеек ЭВТ.
1. Основные понятия.
2. Методы пайки.
II. Микросварка при монтаже ЭВТ.
1. Основные понятия.
2. Методы сварки.
Пайка при монтаже ячеек ЭВТ.
При передаче электрических сигналов происходит их ослабление и искажение в результате потери энергии в проводниках, электрических соединениях, в том числе в ЭРК и других конструктивах. Поэтому при разработке системы электрических соединений в изделии необходимо сводить к минимуму эти процессы, что особенно важно для слаботочных цепей быстродействующих ЭУ, за счет не только оптимизации проектных решений, но и обеспечения качества микроконтактирования и межконтактной коммутации, в том числе на этапе монтажа ЭУ. При монтаже ЭВС доля дефектов, обнаруживаемых в электрических соединениях достаточно велика и может составлять от 50% до 80% (от общего числа дефектов изделия), поэтому повышение качества микроконтактирования, а также межконтактной коммутации и их эксплуатационной надежности является задачей чрезвычайной важности при производстве аппаратуры.
Требования к электрическим контактам ЭК в ЭУ:
минимальное омическое сопротивление в зоне контакта и его стабильность при различных климатических воздействиях;
высокая надежность и долговечность;
максимально достижимая механическая прочность;
минимальное значение основных параметров процесса микроконтактирования (температуры, давления, длительности выдержки);
возможность соединения разнообразных сочетаний материалов и типоразмеров контактируемых элементов конструктивов;
устойчивость к термоциклам;
в зоне контактирования не должны образовываться продукты, вызывающие деградацию ЭК;
качество получения ЭК должно контролироваться простыми и надежными средствами;
экономическая эффективность и производительность технологического процесса (ТП) получения ЭК.
Метод пайки широко применяется при монтаже ячеек ЭУ.
Пайка - процесс соединения металлов в твердом состоянии путем введения в зазор между ними расплавленного припоя (при температуре ниже температур
плавления соединяемых материалов) и взаимодействующего с ними, что приводит к образованию паянного соединения ПС (или паянного шва).
Выбор метода пайки определяется конструкцией корпуса элемента и формой его выводов. Корпуса со штырьковыми выводами запивают в металлизированные отверстия печатных плат в специальных установках многопозиционной пайки: волной припоя, общим или селективным погружением.
В качестве припоя при монтаже ячеек ЭВС используются преимущественно легкоплавкие сплавы эвтектического типа (с мелкодисперсной микроструктурой паянного шва и температурой плавления меньшей чем температуры плавления ингредиентов сплава) на основе олова и свинца.
Механизм пайки характеризуется физико-химическими процессами, проходящими при формировании паянных соединений во время монтажа ячеек ЭУ.
Процессы пайки:
активация поверхностей соединяемых металлов и припоя;
смачивание припоем контактируемых поверхностей;
растекание припоя по контактируемым поверхностям с заполнением зазоров и капилляров (макро- и микрокапилляров) в зоне пайки;
взаимодействие жидкой фазы припоя с основными металлами, проявляющееся в растворении припоем поверхностных слоев металлов и диффузии металлов на границах металл-припой; кристаллизация жидкого расплава (жидкой фазы, образующейся в результате взаимодействия припоя с контактируемыми поверхностями металлов).
Активация соединяемых металлов и припоя обеспечивается за счет нагрева основных металлов и расплавления припоя при введении его в зазор между сопрягаемыми поверхностями металлов либо при оплавлении уже имеющейся дозы припоя (например, в виде припойной пасты) между контактируемыми металлами. В первом случае эффективность активации снижается вследствие взаимодействия металлов и припоя с кислородом воздуха и образования оксидной пленки. Чтобы удалить образующуюся в процессе пайки оксидную пленку и защитить контактируемые поверхности от дальнейшего окисления, применяют флюсы, газовые среды, самофлюсующиеся припои или способы физико-механического воздействия (механические вибрации, ультразвуковые УЗ колебания и др.). При использовании припойных паст защита от окисления сопрягаемых материалов осуществляется за счет флюса, содержащегося в самой пасте. Таким образом, пайка с флюсами наиболее распространена и общедоступна, так как ее можно проводить в обычных атмосферных условиях без применения дорогостоящего оборудования. Расплавленный флюс растекается по паяемым поверхностям и припою, смачивает их и вступает с ними во взаимодействие, в результате которого удаляются оксидные пленки.
Поцессы, происходящими при удалении оксидов металлов являются:
химическое взаимодействие между флюсом и оксидами припоя с образованием растворимого во флюсе соединения;
химическое взаимодействие между флюсом и основным металлом, в результате которого происходит постепенный отрыв оксидной пленки и перевод ее в шлак;
адсорбционное понижение прочности оксидной пленки под действием расплава припоя и диспергирование ее;
растворение оксидной пленки основного металла и припоя во флюсе.
Неправильный выбор флюса либо нарушение технологических режимов флюсования и пайки может привести к тому, что флюсовые остатки и продукты взаимодействия их с оксидными пленками образуют в паянном шве шлаковые включения, что снижает прочность и коррозионную стойкость, нарушает герметичность паянных соединений.
Использование флюсов - не единственный метод удаления оксидов и избежания окисления металлов в процессе пайки, иногда для этих же целей в процессе пайки применяют специальные технологические газовые среды (восстановительные, вакуумные и др.) либо ультразвук, однако, это заметно усложняет технологический процесс монтажа, так как требуется специальное технологическое оборудование или оснастка для реализации пайки.
После расплавления припоя и достижения атомами сопрягаемых металлов требуемого уровня энергии активации происходит смачивание твердых поверхностей контактируемых материалов жидким припоем. От того, насколько хорошо расплавленный припой смачивает поверхности основных металлов, зависит прочность, коррозионная стойкость и другие свойства ПС. При смачивании атомы металлов сближаются на расстояние менее 100нм и в поверхностных слоях сопрягаемых металлов возникают связи, активность образования которых определяется строением внешней электронной оболочки контактируемых металлов. Смачивающую способность припоя обычно оценивают по коэффициенту его смачивания.
Методы микросварки при монтаже ЭВТ.
При монтаже ИМС с планарными выводами может быть применена сварка двухсторонняя контактная точечная, односторонняя точечная, металлизацией, лазерным или электронным лучом. Основное требование – выбор правильных размеров контактных площадок. Сварное соединение будет прочным, если ширина контактной площадки не менее 3-5 диаметров или ширины привариваемого вывода, а ее длина – 5-8 диаметров.
Микросварка
Микросварка - сварка деталей толщиной от нескольких микрометров до 0,5 мм.
Микросварку широко применяют в радиоэлектронной и приборной промышленности при производстве схем на печатных платах, гибридных, интегральных схем, герметизации корпусов миниатюрных приборов, мембранных коробок, сильфонов и т.п.
Микросварка имеет ряд особенностей, создающих дополнительные проблемы в технологии и выборе оборудования:
из-за относительно малого собственного сопротивления деталей и малых сварочных усилий резко возрастает роль контактных сопротивлений как источников теплоты;
нередко в контактах электрод — деталь выделяется почти столько же теплоты, сколько в сварочном контакте;
исключительная жесткость режима сварки повышает чувствительность процесса к выплескам, массопереносу, увеличению рассеяния показателей прочности;
большое разнообразие форм, размеров, сочетаний толщины и материалов деталей создает сложности металлургического порядка и затрудняет нахождение оптимальных режимов сварки;
более резкое влияние различных переменных факторов на качество сварных соединений (состояния поверхности, Fсв, dэл, tсв, перекос электродов, их неточная установка и взаимный сдвиг, массоперенос, большая крутизна нарастания Iсв, инерционность механизма сжатия, изменения сопротивления сварочного контура машины и др.).
Все это усложняет получение высококачественных соединений миниатюрных узлов.
Высокую устойчивость качества микросварки удается обеспечить лишь при ужесточении требований к машине (в отношении постоянства параметров, малой инерционности механизма сжатия, достаточной жесткости сварочного контура), к технологии (в отношении тщательной отработки всех элементов технологического процесса, выбора оптимального режима, широкого использования контрольных приборов), к квалифицированному обслуживанию машин (в отношении регулярной проверки состояния сварочного контура, особенно его контактов, механизмов сжатия и других систем).
В микросварке иногда вместо диаметра литого ядра указывают объем металла деталей, нагретого до Тпл. Например, при толщине 0,02 + 0,02 мм он составляет 0,00013 мм3, для 0,1 + 0,1 — 0,015 мм3, для 0,3 + 0,3 — 0,4 мм3.
Обычно применяют предварительный нагрев при постоянном Fсв (циклограмма д). Первым импульсом стабилизируют электрический контакт и уменьшают склонность к выплескам, а вторым — производят сварку. Для этих же целей модулируют передний фронт импульса тока. Режим сварки выбирают преимущественно жесткий (tсв < 0,01 с) с использованием, как правило, конденсаторных машин. Находят применение также машины переменного тока обычной и повышенной частоты. Иногда для предупреждения наружного окисления сварку ведут в контейнерах с защитной атмосферой.
На рис. показаны некоторые характерные случаи применения контактной микросварки. Контактные выводы интегральной схемы обычно соединяют с токопроводящей контактной площадкой основания микросхемы точечной сваркой сдвоенным электродом по типу односторонней сварки (рис. а). Ток и усилие подводят сразу к обеим изолированным между собой частям электрода. Соединение формируется в виде одной точки. Корпуса полупроводниковых приборов и других блоков нередко герметизируют рельефной контурной (рис. б) или шовной шаговой сваркой (рис. в). Типичными являются рельефные соединения круглых проводников диаметром от 20 до 200 мкм с различными тонкими пленками и между собой (рис. г).
Рис.10.1 Примеры микросварки:
а — соединение вывода 2 интегральной схемы 1с контактной площадкой 4 платы 5 сдвоенным электродом 3;
б — герметизация корпуса 2 полупроводникового прибора 3 рельефной контурной сваркой с днищем 4 специальными электродами 1 и 5;
в — герметизация прибора шовной шаговой сваркой; 1 — упор; 2 — амортизатор; 3 — баллон; 4 — прибор; 5 — ножка; 6 — оправка; 7 — ролик;
г — сварка тонкой проволоки вкрест; 1 — проволока; 2 — электроды
Лекция №11: «Провода и кабели применяемые в средствах ЭВТ».
I. Провода и кабели применяемые в средствах ЭВТ.
1. Терминология.
2. Классификация.
3. Основные понятия.
4. Маркировка.
Классификация и маркировка кабельно-проводниковой продукции.
Кабельные изделия предназначены для передачи и распределения электрической энергии и сигналов связи и информации, выполнения электрических соединений в различных электротехнических устройствах, изготовления обмоток электрических машин, аппаратов, приборов и СВТ.
В зависимости от конструкции, вся кабельно-проводниковая продукция подразделяется на кабели, провода и шнуры.
На сегодняшний день в России выпускается более 20 000 типоразмеров кабеля.
Кабель - одна или более изолированных жил (проводников), заключенных в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может накладываться защитный покров, в который может входить броня.
Провод- одна неизолированная или одна и более изолированные жилы, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может быть неметаллическая оболочка, обмотка и/или оплетка волокнистыми материалами или проволокой.
Шнур- две или более изолированных гибких или особо гибких жил сечением до 1,5 мм, скрученных или уложенных параллельно, поверх которых в зависимости от условий эксплуатации может быть наложены неметаллическая оболочка и защитный покров.
Неизолированные провода предназначены в основном для использования при строительстве воздушных линий электропередачи. Провода изготавливаются из меди, алюминия, бронзы, а также комбинированными.
Силовые кабели ( ВВГ, ВВГнг, ВВГнг-LS, АВВГ, АВБбШв, ВБбШв, КГ)
предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Кабели выпускаются с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами с изоляцией из бумажных лент, пропитанных маслом или специальными составами, а также изоляцией из поливинилхлоридного пластиката, полиэтилена, сшитого полиэтилена, резины. Диапазон переменного напряжения, в котором используются силовые кабели, - от 660В до 500 кВ. Кабели имеют свинцовые, алюминиевые или пластмассовые оболочки.
Кабели связи ( ТРП, ТРВ) предназначены для передачи сигналов связи и информации. Кабели имеют медные жилы и бумажную или пластмассовую изоляцию. В качестве пластмасс используются полиэтилен, поливинилхлоридный пластикат, полистирол. Изоляция может быть комбинированной: воздушно-бумажной или воздушно-полиэтиленовой. Кабели имеют свинцовые, алюминиевые, стальные, пластмассовые или металлопластмассовые оболочки. Кабели связи делятся на высокочастотные и низкочастотные. Высокочастотные кабели - это кабели дальней связи, низкочастотные - кабели местной связи (городские телефонные, внутрирайонные и т.п.).
В качестве средств коммуникации наиболее часто используются:
витая пара,
коаксиальный кабель,
оптоволоконные линии.
При выборе тира кабеля учитывают следующие показатели:
Стоимость монтажа и обслуживания;
Скорость передачи информации;
Ограничения на величину расстояния передачи информации (без дополнительных усилителей-повторителей (репитеров));
Безопасность передачи данных.
Витая пара
Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение часто называемое «витой парой» (англ. twisted pair). Она позволяет передавать информацию со скоростью до 10 Мбит/с, легко наращивается, однако является помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 1 Мбит/с. Преимуществами являются низкая цена и беспроблемная установка. Для повышения помехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к цене коаксиального кабеля.
Коаксиальный кабель
Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащищен и применяется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с. Коаксиальный кабель используется для основной и широкополосной передачи информации.
Широкополосный коаксиальный кабель
Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачи информации равна 500 Мбит/с. При передачи информации в базисной полосе частот на расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый репитер (англ. repeater - повторитель). Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией тира «шина» или «дерево» коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).
Ethernet-кабель
Ethernet-кабель также является коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще толстый Ethernet (англ. thick) или желтый кабель (англ. yellow cable). Он использует 15-контактное стандартное включение. Вследствие помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Средняя скорость передачи данных 10 Мбит/с. Максимально доступное расстояние сети Ethernet - около 3000 м. Ethernet-кабель, благодаря своей магистральной топологии, использует в конце лишь один нагрузочный резистор.
Cheapernet-кабель
Более дешевым, чем Ethernet-кабель является соединение Cheapernet-кабель (RG-58) или, как его часто называют, тонкий (англ. thin) Ethernet. Это 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в 10 Мбит/с. При соединении сегментов Cheapernet-кабеля также требуются повторители. Вычислительные сети с Cheapernet-кабелем имеют небольшую стоимость и минимальные затраты при наращивании. Соединения сетевых плат производится с помощью широко используемых малогабаритных байонетных разъемов (СР-50). Дополнительное экранирование не требуется. Кабель присоединяется к ПК с помощью тройниковых соединителей (Т-connectors). Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может составлять максимум 300 м, а минимум 0.5 м, общее расстояние для сети на Cheapernet-кабеля около 1000 м. Приемопередатчик Cheapernet расположен на сетевой плате как для гальванической развязки между адаптерами, мак и для усиления внешнего сигнала.
Оптоволоконные линии
Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скорость распространения информации по ним достигает 100 Мбит/с, а на экспериментальных образцах оборудования 200 Мбит/с. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей. В таблице 1 рассмотрены основные показатели средств коммуникации.
Таблица 1 Основные показатели средств коммуникации
|
Средства коммуникаций для передачи данных |
||
Показатели |
Двухжильная кабель – витая пара |
Коаксиальный кабель |
Оптоволоконный кабель |
Цена |
Невысокая |
Относительно высокая |
Высокая |
Наращивание |
Очень простое |
Проблематично |
Простое |
Защита от прослушивания |
Незначительная |
Хорошая |
Высокая |
Проблемы с заземлением |
Нет |
Возможны |
Нет |
Восприимчивость к помехам |
Существует |
Существует |
Отсутствует |
Также оптоволоконные линии обладают противоподслушивающими свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконных кобелях очень сложна. Оптопроводники объединяются в ЛВС с помощью звездообразного соединения.
Контрольные кабели ( КВВГ, КВБбШв)предназначены для питания приборов, аппаратов и других электротехнических устройств и используются в цепях контроля. Контрольные кабели имеют токопроводящие жилы из меди, биметалла алюминий-медь, алюминия. Изоляция в основном из полиэтилена и поливинилхлоридного пластиката. Используется также резиновая изоляция. Число токопроводящих жил - от 4 до 37, сечения - от 0,75 до 10 мм2.
Кабели управления используются для целей дистанционного управления и имеют медные жилы. В качестве изоляции используются полиэтилен, поливинилхлоридный пластикат, фторопласт, резина. Число токоведущих жил - от 3 до 108. Все или отдельные токопроводящие жилы могут быть экранированными. Оболочки кабелей - пластмассовые. Поверх оболочки может накладываться панцирная броня из стальных проволок. Кабели управления могут иметь круглую или плоскую форму.
Монтажные провода ( ПВС, ШВВП, ПРС) используются для выполнения групповых соединений в различных схемах, т.е. для межблочного и внутриблочного монтажа аппаратуры.
Токопроводящие жилы - медные, в том числе с покрытиями из серебра, никеля и олова, изоляция - полиэтилен, поливинилхлоридный пластикат, фторопласты. Часть монтажных проводов выпускается с изоляцией на основе стекловолокна, волокон лавсана и капрона, наложенной методом обмотки, с поверхностным лаковым покрытием. Монтажные провода могут выполняться не только круглыми, но и плоскими.
Силовые провода (установочные) (ПВ-1, ПВ-3, АПВ) предназначены для распределения электрической энергии в силовых и осветительных сетях на открытом воздухе и внутри помещений, в том числе для скрытой прокладки под штукатуркой, для выводов электродвигателей и питания различной переносной аппаратуры и приборов. Провода выпускаются одно- и многожильными (до 30 жил) и в основном рассчитаны на напряжения до 3кВ. Изоляция - поливинилхлоридный пластикат, полиэтилен, резина, асбест, стекловолокно, резиностеклоткань.
Радиочастотные кабели ( TV SAT, TV PK) предназначены для передачи высокочастотной энергии между антеннами и различными радиотехническими и электронными устройствами, а также для соединений внутри этих устройств. Выпускаемые кабели в основном имеют коаксиальную конструкцию. Внутренний проводник медный, изоляция из полиэтилена, фторопласта или полувоздушная (пористые пластмассы, шайбы, кордель и т.п.). Поверх изоляции наложены внешний проводник и защитная оболочка из полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката.
Обмоточные провода предназначаются для изготовления обмоток электрических машин, аппаратов и приборов. Токопроводящие жилы изготовляются из меди, алюминия, сплавов сопротивления (нихром, манганин, константан). В качестве изоляции применяются эмалевые покрытия на основе синтетических лаков, пропитанное лаками волокно, натуральный шелк, синтетическая и хлопчатобумажная пряжа, пленки, бумага, пластмассы. В ограниченном объеме выпускаются обмоточные провода со сплошной стеклянной и стеклоэмалевой изоляцией. Диапазон размеров - от диаметра 12 мкм для круглых проводов до сечения 60×80 мм для прямоугольных проводов.
Маркировка
Кабели силовые:
-кабели низковольтные - АВВГ, ВВГ, АВБбШв, ВБбШв, и др.;
-кабели высоковольтные - AВЭВГ, ВЭВГ, АВЭБбШв, ВЭБбШв;
-пожаробезопасные, с аббревиатурой нг-LS;
Кабели контрольные - АКВВГ, КВВГ, АКВБбШв, КВБбШв и др.;
Кабели управления, сигнализации и блокировки - КСВВ, КПВЛ, СБПу и др.;
Кабели и провода связи.
Провода изолированные:
-самонесущие - СИП;
-бытовые - ПВС, ШВВП;
-установочные - АПВ, АППВ, ПВ-1,ПВ-3,ППВ и др.;
-монтажные - НВ, НВМ и др.;
-автотракторные - ПГВА;
-с несущим тросом - АВТ, АВВТ и др.;
-телефонные - ТРП, ПРППМ и др.;
-детонаторные - ВП;
-для водопогружных электродвигателей - ВПП и др.;
-обмоточные - ПВДП и др.;
-монтажные - НП и др.
Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи марок А, АС, М.
Каждая буква в марке означает из какого материала изготовлена токопроводящая жила, изоляция, степень гибкости и наличие защитных покровов.
Пример маркировки:
Первая буква: А - в начале марки - алюминиевые жилы (отсутствие в начале буквы А – медные жилы).
Вторая буква (или первая, если кабель медный), говорит о том, из какого материала изготовлена изоляция:
П - провод, а также может означать изоляция полиэтиленовая;
В - изоляция из поливинилхлоридного пластиката;
Р - изоляция резиновая;
К – контрольный кабель.
Третья буква означает, из какого материала изготовлена оболочка:
В - оболочка из поливинилхлоридного пластиката;
П - оболочка полиэтиленовая;
Р - оболочка резиновая.
Другие элементы конструкции:
нг - нераспостраняющие горение;
LS - с низким дымо-газо выделением;
Бб - защитный покров из двух стальных лент;
Шв - защитный герметичный; поливинилхлоридный шланг;
Б - бронированный;
з - заполнение промежутков между жилами;
Э - экранированный;
Г - повышенной гибкости;
П – плоский;
ОЖ – однопроволочная жила.
Пример 1: кабель АВВГ, жилы алюминиевые, изоляция и оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
Пример 2: ВБбШвнг жилы медные, изолированные поливинилхлоридным пластикатом, бронепокров из двух стальных лент и защитный герметичный шланг.
Лекция №12: «Стандартизация разработки СВТ.
Понятие о единой системе конструкторской документации ЕСКД».
I. Стандартизация разработки СВТ.
1. Стандартизация конструкций СВТ
II. Единая система конструкторской документации (ЕСКД)
1.. Общие термины в ЕСКД
Стандартизация конструкций СВТ
Решение перечисленных выше задач удовлетворения различным требованиям к конструкции ЭВА в значительной степени упрощается применением стандартизации конструкций, этапов разработки и документации ЭВА.
Последовательность этапов разработки ЭВМ и стадий выпуска конструкторской документации определяется Государственными стандартами.
При разработке ЭВМ выпускают большое количество технической документации (конструкторской и технологической), состав которой также определяется Государственными стандартами.
Как известно, из нескольких вариантов конструкции, решающей одинаковые функции, оптимальным является только один, который и должен быть принят к разработке. Он используется в следующих разработках, пока не будет создан новый, более качественный вариант. Такой принцип положен в основу стандартизации и создает благоприятные условия для составляющих стандартизации - преемственности, повторяемости, типизации и унификации элементов конструкции.
Преемственность – это объем применения в новом изделии ранее разработанных и освоенных производством деталей и узлов.
Снижает сроки разработки конструкции и стоимость подготовки производства (за счет использования имеющегося инструмента).
Повторяемость – характеризуется числом одинаковых узлов и деталей в изделии.
Упрощается конструкция и стоимость ее изготовления.
Типизация – это процесс целесообразного сокращения многообразия конструкций за счет создания типовых широко применяемых деталей и узлов.
Наивысшая степень типизации – унификация.
Унификация – это процесс сокращения многообразия типовых деталей и узлов или изделий путем объединения их в группы по определенным признакам и функциям.
Унифицированные элементы конструкции позволяют создавать различные приборы и устройства на базе исходных моделей с минимальными затратами времени и средств.
Это осуществляется путем создания унифицированных рядов функциональных изделий, схожих по форме и отличающихся между собой параметрами, либо размерами. Эти ряды образуют соответственно параметрические и размерные ряды.
Параметрические ряды охватывают элементы с вариацией параметров. В таких рядах параметры представляются в виде мощности, емкости, сопротивления, коэффициента усиления, количества определенных возможностей цифрового устройства и т.д.
Степень унификации оценивают коэффициентом унификации:
Ky=Ny/N,
где Ny – количество унифицированных деталей; N – общее количество деталей.
Нормализация – метод внедрения в пределах предприятия, объединения или ведомства норм, рационально ограничивающих разнообразие типоразмеров конструкции, материалов, полуфабрикатов, обрабатывающего и измерительного инструмента и других норм общей применяемости.
Документом, регламентирующим обязательное применение какой-либо из норм, является нормаль. Нормали ограничивают также и общие ГОСТы.
Стандартизация – метод обеспечения единства качества параметров массовой промышленной продукции, снижения трудоемкости ее изготовления путем установления обязательных норм на параметры изделий или производственные процессы.
Документами, регламентирующими указанные нормы, являются государственные стандарты (ГОСТ), которые обязательны к применению наравне с установленными государством законами.
Отраслевые стандарты (ОСТ) обязательны для отдельных отраслей промышленности.
Главными в стандартизации являются общетехнические нормы, в том числе Единая система конструкторской документации (ЕСКД).
Единая система конструкторской документации ЕСКД.
В настоящее время в России действует Единая система конструкторской документации (ЕСКД) — система Государственных стандартов, которые устанавливают правила и положения по порядку разработки, оформления и обращения технической документации, разрабатываемой и применяемой предприятиями и организациями России.
Применение ЕСКД при разработке ЭВА обеспечивает:
а) возможность взаимообмена техническими документами между различными предприятиями внутри страны и между государствами без их переоформления;
б) сокращение типов и упрощение форм технических документов и графических изображений, снижающих трудоемкость проектирования;
в) механизацию и автоматизацию обработки технических документов и содержащейся в них информации.
Требования стандартов ЕСКД распространяются на все виды конструкторской документации и научно-техническую литературу.
Несоблюдение стандартов ЕСКД запрещается законом.
ЕСКД — своего рода язык конструктора, и его должен знать и умело применять разработчик любого вида изделий.
Общие термины ЕСКД.
Изделие — любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. Различают изделия основного производства, предназначенные для поставки (реализации), и изделия вспомогательного производства, предназначенные для собственного потребления предприятием-изготовителем.
Деталь — изделие, не имеющее составных частей и изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. К деталям относят также изделия, изготовляемые с применением местной сварки, пайки, склеивания и т. д.
Пример деталей: печатная плата, ферритовый сердечник, лепесток разъема, держатель транзистора и т. д.
Сборочная единица— изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями (свинчиванием, сочленением, клепкой, сваркой, пайкой, опрессовкой, развальцовкой, склейкой, сшивкой и т. п.).
Пример сборочных единиц: ячейка, микросхема, разъем и т. д.
К сборочным единицам также относят:
а) изделия, конструкция которых выполнена в виде, позволяющем разбирать их на составные части для удобства упаковки, транспортирования и т. д.;
б) совокупность изделий, имеющих общее функциональное назначение и совместно монтируемых в другой сборочной единице;
в) совокупность изделий, имеющих общее функциональное назначение, совместно уложенных в тот или иной вид упаковки и предназначенных для использования совместно с другими упакованными изделиями.
Комплекс— изделие, составленное из двух (или более) сборочных единиц, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций.
Каждое из изделий, входящих в комплекс, может служить как для выполнения одной или нескольких основных функций, так и для выполнения вспомогательных функций.
В первом случае примером комплекса является система, состоящая из ЭВМ, входных и выходных устройств, изготовляемых на специализированных предприятиях-изготовителях и стыкующихся с остальными устройствами машины только на месте эксплуатации.
Во втором случае в комплекс могут входить, например, детали и сборочные единицы, предназначенные для монтажа, ремонта и эксплуатации ЭВМ по месту установки: комплект запасных частей, укладочных средств, испытательной аппаратуры, тары и т. д.
Комплект — два (или более) изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера.
К комплектам относят также деталь или сборочную единицу, поставляемую вместе с набором других деталей или сборочных единиц, предназначенных для выполнения вспомогательных функций при эксплуатации этой детали или сборочной единицы (например, осциллограф в комплекте с укладочной тарой, запасными частями, монтажным инструментом, сменными частями).
Неспецифицированные изделия — детали, не имеющие составных частей.
Специфицированные изделия — сборочные единицы, комплексы, комплекты, имеющие в своем составе две (или более) составные части.
Покупные изделия — изделия, не изготовляемые на данном предприятии, а получаемые им в готовом виде.
Лекция №13: «Конструкторская документация».
I. Конструкторская документация КД
1. Виды конструкторских документов
2. Требования к выполнению конструкторских графических документов
3. Требования к выполнению текстовых конструкторских документов
Виды конструкторских документов
Государственные стандарты устанавливают виды и комплектность конструкторских документов на изделия всех отраслей промышленности.
Конструкторские документы (КД) — документы, в отдельности или в совокупности определяющие состав и устройство изделия и содержащие необходимые данные для его разработки и изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта.
По форме представления КД разделяют на графические и текстовые.