книги из ГПНТБ / Бабаянц, С. С. Микропроволочные элементы радиоустройств учебное пособие для подготовки рабочих на производстве

1 5 - 8 . К о н т р о л ь п р о и з в о д с т в а м а г н и т о п р о в о д о в

Все магнитопроводы проходят сплошную (100%-ную) про­ верку внешним осмотром: нет ли дефектов сборки пакетов, иска­ жения или сужения окон, качество скрепляющих элементов, а кро­ ме того, производится контроль магнитных свойств. Сопрягаемые поверхности проверяются по чистоте обработки, размерам и про­ филю (шаблонами), а профиль паза — специальным фигурным калибром. Установив сердечник на плиту, определяют парал­ лельность его торцов: при нажатии на два угла по диагонали он не должен качаться. Плотность сборки может быть проверена по глубине проникновения ножа между листами пакета.

Точность сердечника зависит от исходного материала листа, точности его штамповки или правильности навивки и качества сборки. Толщина листа может колебаться в пределах ± 5 —10% от номинальной толщины, химический состав материала также может иметь отклонения. Повышенное содержание углерода ока­ зывает особенно вредное влияние на магнитные свойства сердечника.

Неточности или износ штампа носят систематический характер и могут быть учтены. Отклонение положения штампа от направ­ ления проката холоднокатаных текстурованных сталей, например, на 50—60° приводит к увеличению магнитных потерь в 1,5 раза и снижению магнитных индукций на 15—20%.

Дефекты сборки включают погрешности коэффициента запол­ нения сердечника железом, погрешности от замыкания между листами, геометрические погрешности и погрешности давления. Погрешности коэффициента заполнения сердечника железом воз­ никают в результате погрешностей толщины пакета, наличия упругих деформаций, усилий сжатия пакета. Оксидная и фос­ фатная изоляция листов магнитопровода позволяют получать коэффициент заполнения на 2—4% больше, чем лаковая изоляция. Наличие пыли, грязи, остатков масла может привести к снижению коэффициента заполнения и к увеличению потерь.

Наличие заусенцев у штампованных магнитопроводов при­ водит к замыканиям между листами и увеличивает потери на вих­ ревые токи. 'Замыкание могут возникнуть вследствие дефектов изоляции, износа штампа, который следует отремонтировать или заменить. Геометрические неточности выражаются в неточности пазов по сечению и направлению, в непараллельное™ или эксцент­ ричности торцовых поверхностей. Для обеспечения геометриче­ ской точности сердечника базы штамповки и сборки его должны быть одинаковыми. При сжатии сердечника или стягивания его в пакет возникают погрешности давления. Увеличение давления на 1 кгс/см3 влечет увеличение потерь на 0,6%.

Контроль магнитных характеристик производится путем сня­ тия петли гистерезиса. Проверяются магнитные параметры — максимальная индукция Вмакс и максимальная магнитная прони­ цаемость [ямакс. Полученные результаты сравниваются с кривой

220

графа гистерезисные циклы эталонного и проверяемого сердечника. В цеховых условиях для контроля магнитных свойств исполь­ зуются упрощенные приборы — измерители добротности и маг­ нитной проницаемости. В массовом производстве применяются

15-9. Контроль и испытания паяных соединений

Качество паяных соединений характеризуется внешним видом пайки, прочностью и надежностью соединения. В процессе произ­ водства качество пайки определяют, оценивая состояние поверх­ ности припоя готовых паяных соединений, а также величину угла смачивания и степень затекания припоя в зазор между основными металлами. Рентгено-структурные исследования позволили уста­ новить, что блестящая поверхность паяного соединения обеспечи­ вается тогда, когда режим охлаждения припоя исключает обра­ зование газовых включений. Уменьшение размеров намоточных деталей значительно затрудняет контроль внешнего вида паяных соединений. Обследование внешнего вида соединений ведут с по­ мощью бинокулярного микроскопа с минимальной кратностью увеличения (10—50) X, а для микронамоточных деталей с крат­ ностью увеличения до 180 X. Соединения следует считать удов­ летворительными, если припой в них имеет гладкую блестящую поверхность без трещин, раковин, следов перегрева, полностью заполняет зазор между основными металлами. Основные внешние признаки дефектов паяных соединений приведены в табл. 15-3.

Таблица 15-3

Признаком хорошей пайки является равномерный слой припоя минимальной толщины, под которым можно видеть способ меха­ нического крепления спаянных деталей. Пайки, залитые чрез­

221

мерным количеством припоя, могут оказаться фальшивыми, т. е. под каплей припоя проводник может быть изолирован от лепестка слоем затвердевшего флюса. Фальшивые пайки, возникающие в результате недостаточного нагрева, имеют пониженную меха­ ническую прочность, худшую электропроводность и могут вызвать появление шумов, тресков, нарушая работу схемы. Кроме того, излишки припоя, стекая по лепесткам или контактам, могут при­ вести к замыканию с соседним контактом или корпусом при мон­ таже намоточных элементов, у которых лепестки расположены близко друг от друга.

Затекание припоя в зазор является показателем правильности выбора пары металлов, флюса, режима пайки и качества подго­ товки поверхности провода или контакта к пайке. Механическую прочность паек проверяют натяжением провода у места пайки пинцетом с приложением усилия вдоль проводника не более 0,5 кгс. Поверхность припоя при этом не должна нарушаться.

При анализе технологии производства намоточных изделий периодически проверяют прочность и надежность паяного соеди­ нения. Прочность соединения определяют по величине среднего значения усилия разрыва и по вибропрочности. Испытания вибро­ прочности и прочности проводят на специальных установках с раз­ рушением паяных соединений. При одинаковой площади сечения высокое качество имеют соединения, которым соответствует боль­ шее значение средней величины усилия разрыва. Вибропрочность оценивают по длительности времени, в течение которого паяные узлы противостоят разрушению при воздействии вибрации в диа­ пазоне от 5 до 2000 гц с ускорением 10—15 g. Это соответствует наиболее тяжелым условиям работы радиоэлектронной аппара­ туры и приборов. Основной характеристикой надежности паяного узла является длительность его службы, которая определяется при испытании на работоспособность в эксплуатационных усло­ виях в течение заданного срока службы.

Для испытания на надежность паяных соединений изготавли­ вают специальные образцы намоточных изделий в количестве 10—20 тысяч штук. При испытаниях образцы соединяются после­ довательно и находятся под током. Продолжительность испытания принимается равной 1000—5000 ч. Условия испытания на надеж­ ность должны приближаться к условиям работы аппаратуры: воздействие влаги, циклические изменения температуры. Интен­ сивность отказов паек К по результатам испытаний вычисляется по формуле:

з, _______ п

~Ncр М ’

2 2 2

1 5 - 1 0 . К о н т р о л ь с в а р н ы х с о е д и н е н и й

Дефектами или пороками сварных соединений и сварных швов называются различные отклонения от установленных технических требований и норм, предъявляемых к сварным соединениям. Де­ фекты уменьшают прочность сварных соединений, могут привести к их разрушению, изменяют величину переходного омического сопротивления, изменяют величину омического сопротивления элемента.

Основные причины образования дефектов швов — нарушение технологии сборки и сварки, применение не. соответствующих требованиям технических условий сварочных материалов и не­ исправность сварочного оборудования. К дефектам швов отно­ сятся дефекты формы шва, бугристость, седловины, наплывы или натеки, прожоги, т. е. проплавления основного металла с обра­ зованием сквозных отверстий, газовые поры, шлаковые включения, трещины и непровары. Контроль качества сварных соединений заключается в проверке режимов сварки, установленных техно­ логическим процессом, визуальным и специальным контролем сварочных соединений. Сварные микросоединения считаются удов­ летворительными, если отсутствуют внешние признаки дефектов; размер сварочной точки соответствует предъявляемым требова­ ниям; отсутствуют чрезмерное оплавление или пережог провод­ ника, подгар, характеризующийся появлением цветов побежа­ лости в зоне сварной точки, чрезмерный подрез проволоки в зоне сварки, вызванный износом сварочного инструмента.

Если для оценки качества паяных микроконтактных соединений визуальный способ контроля является достаточно надежным, быстрым и экономичным, До для проверки качества сварных соеди­ нений применяются специальные методы контроля: ручным пру­ жинным пробником, рентгеновскими лучами, с помощью инфра­ красного излучения, испытанием сварных швов на герметичность.

Ручной пружинный пробник предназначен для оценки качества сварочных микроконтактных соединений без разрушения соеди­ нений выводов элементов диаметром 0,05—0,12 мм. Пружинный пробник представляет собой обычный электрический пробник, рабочая выступающая часть которого — щуп обеспечивает пере­ дачу срезывающего усилия от пружины пробника к испытываемым сварным микросоединениям. При испытании необходимо подвести щуп пробника непосредственно к сварной точке перпендикулярно оси проволоки и установить его рабочей плоскостью на подставку. Затем плавно, без рывков и толчков, воздействовать щупом на испытываемое соединение, увеличивая усилие на щупе до момента замыкания контактов. Если сварное соединение выдерживает опти­ мальное значение срезывающего усилия на щупе пробника, то соединение является качественным. Если не выдерживается — разрушается до момента или в момент срабатывания элемента сигнализации, то соединение некачественное. В зависимости от

2 2 3

требований, предъявляемых к сварным соединениям, испытания проводятся при различных усилиях на щупе. Применение рентге­ новских и инфракрасных лучей и испытания на герметичность для контроля сварных швов требует специального оборудования.

Применение рентгеновских лучей для просвечивания сварных швов основано на свойстве этих лучей проникать через непроз­ рачные тела, повышая свою интенсивность при прохождении через пустоты, включения и трещины в металле. Рентгеновские лучи воздействуют на фотопленку, заключенную в специальной кассете. При дефекте в шве рентгеновские лучи ослабляются неравномерно, и на проявленной пленке появляются места с различной затемненностью, по которым судят о характере и размерах дефекта. Инфракрасный метод контроля — тепловой. Он основан на соз­ дании разности температур между двумя точками контролируе­ мого объекта. Для этого используется внешний нагреватель и тер­ мопара с прибором для измерения температур. Большой перепад температур в сварном соединении указывает на плохое качество сварки и вызывается высоким тепловым сопротивлением сварного соединения с непроваром, препятствующим передаче тепла.

Испытания на герметичность элементов, собранных в кожух или корпус, являются одним из важных способов для оценки каче­ ства герметизации корпусов и отбраковки ненадежных изделий. Негерметичность определяется по величине течи. За единицу изме­ рения принимается такая течь, при которой в вакуумном объеме в 1 л давление возрастает на 1 мм pm. cm. за 1 сек. Другая единица измерения определяет такую течь, в результате которой под дей­ ствием давления в 760 мм pm. cm. в 1 сек пройдет количество газа, занимающего при атмосферном давлении объем в 1 см3.

Методы контроля герметичности предусматривают испытания в масляной ванне: элемент в герметизированном корпусе опу­ скается в масло и герметичность определяется по выделению пузырьков газа.

Более чувствительным методом является вакуумно-жидкостный метод, при котором элементы помещают в жидкость, а над ней создают вакуум. Выделяющиеся под действием перепада давления пузырьки газа наблюдаются визуально. Еще большую чувстви­ тельность обеспечивают методы контроля радиоактивным газом и с помощью гелиевого течеискателя. Эти методы являются очень длительными, требуют сложного оборудования и специальных мер предосторожности.

Контрольные вопросы

1. Какие виды контроля применяются на различных этапах производства и в зависимости от места выполнения контроля по ходу технологического процесса?

логического выхода годных элементов в зависимости от пооперационных норм выхода.

224

4.Напишите формулу, позволяющую рассчитать количество элементов, необходимых для запуска на конкретных операциях.

5.В чем заключается сущность расчетного анализа качества технологиче­ ского процесса?

10.С помощью каких приборов контролируют натяжение микропровода?

11.С помощью каких приборов измеряют омическое сопротивление, индук­ тивность и число витков в обмотках?

12.В чем заключается контроль паяных соединений?

13.Как контролируют сварные соединения?

ГЛАВА ШЕСТНАДЦАТАЯ

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕМЕНТОВ

16-1. Перспективы повышения уровня механизации и автоматизации

Производительность труда в значительной мере зависит от правильного оформ­ ления конструкции элемента и от применяемого оборудования.

Наблюдается два направления в проектировании и изготовлении оборудова­ ния: одно направление — конструирование специальных станков и автоматов для опытного и мелкосерийного производства, другое — создание универсального оборудования, состоящего из унифицированных сменных узлов, для использо­ вания в условиях серийного и массового производства. Применительно к намоточ­ ным операциям для обоих направлений характерно стремление сократить основное (машинное) время намотки за счет увеличения скорости наматывания и сокраще­ ния вспомогательного времени.

Теоретические и экспериментальные работы в области механизации и автома­ тизации намоточных операций подтвердили возможность увеличения скорости намотки.

Анализ намоточных операций показал, что на ручные и вспомогательные рабо­ ты по закреплению концов проволоки, прокладку изоляционной бумаги, пайку, контроль и подгонку электрических параметров затрачиваются примерно до 2/s от общего времени в условиях крупносерийного производства и 4 / 5 от общего вре­

мени в опытном и мелкосерийном производстве. Удельный вес ручных работ дости­ гает при этом 50—80% от норм штучного времени.

Одним из основных направлений сокращения вспомогательного времени являются работы по созданию намоточных станков-автоматов с устройствами для механизированной укладки бумажных изоляционных прокладок, с автомати­ ческим контролем электрических параметров катушек.

Этот путь находит воплощение при создании некоторых видов автоматов: ЛМ- 6 для многокатушечной намотки и АНТ-2 / 3 для автоматической намотки ферритовых катушек (рис. 16-1, а). Автомат ЛМ- 6 наматывает катушки на длинных

гильзах. Изоляция, сматываемая с бумажного рулона, прокладывается автомати­ чески в виде одного куска по всей длине гильзы через один или несколько слоев обмотки. Заготовку после намотки (рис. 16-1, б) разрезают тонкой дисковой пилой толщиной 0,2—0,3 мм. Технические характеристики автоматов ЛМ- 6 и АНТ-2 / 3

приведены в табл. 16-1.

Другим направлением является совмещение основного (машинного) времени намотки со вспомогательным.

225

Так, например, во время наматывания тороидальных катушек может одно­ временно производиться подготовительная работа по намотке шпули. Применяется также многостаночное обслуживание намоточных станков. С этой целью наряду с созданием 2 —3 шпиндельных намоточных станков находят применение автоматы

для намотки контурных катушек.

Рис. 16-1. Намотка на автомате ЛМ-6 : а — схема намотки (механизмы для авто­

матизации не показаны); б — шесть неразрезанных одновременно намотанных катушек

Контурные катушки могут иметь несколько секций. После намотки заданного количества витков в 1 -й секции провод через ребро каркаса перемещается во вто­

рую секцию.

Представляет интерес кинематическая схема такого автомата (рис. 16-2). Вращение от электродвигателя через понижающий редуктор передается с помощью ременной передачи на двухступенчатый шкив 1, который свободно вращается на шпинделе. От шкива через муфту сцепления 2 приводится во вращение шпин­ дель намоточного станка. На другом конце шпинделя имеется цанговый зажим, с помощью которого закрепляется каркас наматываемой катушки 6. Через чер­ вячную передачу 3 от шпинделя с помощью сменных шестерен 7 вращение пере­ дается диску 10, который вращается с уменьшенной скоростью. Диск служит для останова автомата и может иметь несколько вырезов, в зависимости от конструк­ ции катушки. Пуск автомата производится рычагом 4. Кулачок 9 при вращении

226

перемещает водило 8, связанное с рычагом 5, который служит для приведения авто­

Рис. 16-3. Автоматизация намоточного сганка: а — схема автоматического уст­ ройства; б — цикл работы намоточного станка, снабженного двухкомандным автоматическим устройством

п — скорость вращения, об/мин-, /, — время набора рабочих оборотов; >г — время намотки; ts — время снижения оборотов; t4 — время доматывания

Очень важным является применение устройств с автоматическим отсчетом числа витков (рис. 16-3, а).

Автотрансформатор с ручным или педальным управлением, регулирующий число оборотов привода, приводится в движение оператором. Режим набора обо­

227

ротов рабочим двигателем 7 зависит от скорости вращения вспомогательного дви­ гателя 5. Для изменения скорости вращения двигателя 5 служит автотрансформа­ тор 6. Управление моментами включения, выключения и изменения направления вращения двигателя 5 осуществляется реле, расположенными на отдельной панели устройства 8. Этот узел исключает необходимость вмешательства оператора в про­ цессе намотки. Режим набора оборотов, намотка, сброс оборотов и остановка станка осуществляются без участия оператора, который устанавливает на станок очередной каркас, заправляет провод и пускает станок.

Нажатием кнопки «Л в центре лимба осуществляется подключение устрой­ ства к механизму станка. При этом шестерня 2 входит в зацепление с шестерней 3 червячного редуктора 4. Цикл работы намоточного станка, снабженного двухко­ мандным счетчиком, приве­

16-2. Автоматизация контрольных операций

Внутренние обрывы в обмотках, намотанных прово­ дом диаметром менее 0 , 1 мм,

Рис. 16-4. Автоматизация контроля: а — схема устрой­ ства для автоматического контроля внутренних обры­ вов в обмотке; б — блоксхема устройства для бес­ контактного контроля обры­

ва провода

контролируют автоматически в процессе намотки катушек (рис. 16-4, а). Каркас 5 устанавливают на шпиндель 3 станка, конец провода 2 присоединяется к контактному кольцу 4 с токопроводящей щеткой 1. Нижний конец 6 провода питающей катушки 9 присоединяется к контактному кольцу 8, к которому через щетку 7 подводится ток от выпрямителя ВС, питающегося от трансформатора Тр через сопротивление R. При соединении концов 2 и 6 наматываемого провода с кон­ тактными кольцами цепь замыкается и стрелка амперметра А отклонится. При обрыве провода электрическая цепь разомкнется, электромагнит ЭМ замкнет

бобины 1 прикреплен легкий перфорированный диск 3, по одну сторону которого

228

располагается источник постоянного светового потока 2 (лампа с напряжением 6,3 в) и по другую сторону — фоторезистор 4 типа ФСК-2. Световой поток попадает на питаемое постоянным током фотосопротивление 5, которое создает напряжение

Рис. 16-5. Устройство для измерения сопротивления провода по его длине

переменной частоты и подает его на электронный усилитель 6. При обрыве нама­ тываемого провода скорость вращения бобины 1 уменьшается, пропорциональЦр уменьшается частота сигнала, поступающего на усилитель 6\ система управления

Рис. 16-6. Автоматический контроль короткозамкнутых витков на станке для рядовой намотки

приводом отключает электродвигатель 7 и вращение наматываемой катушки 8 прекращается. Поскольку электрическое сопротивление провода на единицу его длины одинаковое, то суммарное сопротивление при намотке изделия определяют, измеряя длину наматываемого провода.

229