Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Монтажные провода для радиоэлектронной аппаратуры

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

22.10.2023

Размер:

17.1 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 3010 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Исследование этого вопроса показало, что наиболее жесткие условия создаются при частоте порядка 30 гц. Предполагая заранее, что усталостная прочность в месте, пайки однопроволочных жил существенно меньше, чем

-для многопроволочных, величина груза Р для каждого сечения выбиралась таким образом, чтобы время испы тания однопроволочных жил не превышало 30—60 сек. Оптимальные величины грузов приведены ниже:

Сечение, мм2	. . 0,20	0,35	0,5	0,75	1,0	1,5
Груз, гс	300	700	1 000	1 000	1 500	1 500

Ввиду нестабильности процесса пайки жил объем вы борки для всех сечений был принят равным 50 образ цам. Как правило, распределение времени до обрыва

го so 4о 6080

Логарифмический масштаб

Рис. 3-18. Типичный график полигона накоплен ных частот распределения времени до обрыва жилы, построенный на логарифмической вероят ностной бумаге.

жил при вибрациях подчиняется нормально-логариф мическому закону. Типичный график полигона накоплен ных частот распределения времени до обрыва жилы, по строенный на логарифмической вероятностной бумаге, показан на рис. 3-18.

Д ля сравнительной оценки усталостной прочности токоведущих жил разных конструкций удобно пользовать ся соотношением:

•=',»„=

^ - ( 3 - 4 4 )

где t ' = l g t '(т —время до обрыва жилы); tp — квантиль нормального распределения, соответствующая принятой надежности оценки.

3-5. Стойкость к растягивающим нагрузкам

В процессе изготовления и монтажа провода под вергаются воздействию растягивающих нагрузок. В ряде случаев такие нагрузки имеют место и при эксплуатации проводов (в аппаратуре. В связи с миниатюризацией эле ментов аппаратуры и использованием монтажных про водов очень малых сечений вопрос о допустимых растя гивающих нагрузках становится весьма актуальным и в некоторых случаях решающим при выборе сечения провода для той или иной схемы.

Разрывная прочность проводов в основном определя ется разрывной (прочностью токопроводящей жилы.

При регламентировании максимально допустимых растягивающих усилий для монтажных проводов раз

ных	сечений		необходимо
иметь в виду, что характерной
особенностью удлинения ме
ди является малая величина
предела		текучести		(4,2—
4,9	кгс/мм2)	И соответствую-			Р н с - 3	" 1 9 - Внешний	вид дефор-
		'		, п п г ? п	мированнои жилы,
щего ему удлинения				(0,039—
0,045%).		При	растяжении
провода, а следовательно, и жилы						за предел	текучести

в медных проволоках накапливается значительная оста точная деформация. Это явление может иметь весьма опасные последствия. При резких изменениях темпера туры, при ударных сжимающих нагрузках и некоторых других воздействиях происходит нарушение продольной устойчивости жилы. На жиле возникают изгибы синусо

идальной	формы (рис. 3-19),		которые	могут	проколоть
или продавить изоляцию.
После	нескольких	циклов указанных			воздействий
в изогнутом участке		жилы	возникают	небольшие по-

перечные трещины, которые при дальнейших деформа циях провода быстро приводят к излому жилы.

Поэтому, хотя разрывная прочность медной прово локи достаточно велика, максимально допустимые растя гивающие нагрузки для проводов с медными жилами не должны превышать пределов текучести для этого мате риала.

Ориентировочно оценка допустимого значения растя гивающего усилия может быть произведена по формуле:

/>доп<;сТт<7б,	(3-45)
где а т — предел текучести; q — сечение	токопроводящей
жилы; k — коэффициент запаса.

На практике эту величину определяют эксперимен тально путем испытаний образцов проводов на стандарт ных разрывных машинах. С учетом диапазона сечений монтажных проводов наиболее целесообразно использо вать машину с предельной нагрузкой 40 кгс.

Г л а в а ч е т в е р т а я

КЛИМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

4-1. Нагревостойкость

а) Основные определения

В последнее время значительно возросла потребность в монтажных проводах повышенной нагревостойкости.

Если сравнительно недавно все монтажные			провода
имели	нагревостойкость,	не превышающую	60—80 °С,
то в	настоящее время	широко применяются	провода,

способные длительно эксплуатироваться при температу ре 250—300 °С.

При этом	имеется необходимость и в	проводах с бо
лее высокой	нагревостойкостью. Все это	говорит о том,

что нагревостойкость становится одним из основных тех нических параметров монтажных проводов, предназна

ченных	для	использования в радиоэлектронной аппа
ратуре.
Под	н а г р е в о с т о й к о с т ь ю				монтажных		проводов
понимается		их	свойство	сохранять		работоспособность
при длительном			или кратковременном			воздействии по
вышенной температуры. В соответствии с этим							опреде
лением	следует		различать	два	вида	нагревостойкости
92

монтажных	проводов — д л и т е л ь н у ю и	к р а т к о в р е
м е н н у ю .
Ресурс	монтажных проводов обычно	принимается

равным ресурсу радиоэлектронной аппаратуры, который, как правило, не превышает 10—20 тыс. ч. Таким обра зом, длительная нагревостойкость количественно оцени

вается

только

одним

пара

НО

150 190"С

метром— максимально

до

г-

пустимой

температурой

Н 9

основпом

зависит

от

на-

гревостойкости

материала

\ W

изоляции.

1000

ряде

современных

устройств провода, как и вся

остальная

аппаратура,

дол

жны работать при очень вы

соких

температурах.

Одна

100

ко ресурсы работы такой ап

паратуры обычно

небольшие

(от нескольких

минут до де

сятков,

реже

сотен

часов).

связи

с тем,

что совре

менная

техника не распола

гает полимерными

материа

11)1)1)

лами,

способными

длитель

но без разрушений

выдержи

3,0 2,75 2,50

2,25 °Н

вать

температуру

свыше

Рис.

4-1. Нагревостойкость по-

300°С,

появились

провода,

ливинилхлоридного

пластиката

изоляция которых хотя и раз

и провода

на его основе.

рушается

при высоких

тем

/ — лопатки

из

поливинилхлорида

пературах,

но относительно

(критерий — снижение

относитель

ного

удлинения

при разрыве до

медленно

(в течение

задан

50%);

2 — лопатки

из поливинил

ного времени провод

остает

хлорида

(критерий

— снижение

хладостойкости

до

—40 °С); 3 —

ся работоспособным). Крат

провода с изоляцией из поливинил

хлорида

(критерий — испытатель

ковременная

нагревостой

ное

напряжение

^ я

с п = 2Ур ).

кость характеризуется двумя

параметрами:

температурой

допустимым

временем

использования.

Как правило,

провода

повышенной

кратковременной

нагревостойкостью

изготавливаются

комбинированной

изоляцией

(шелк — поливинилхло-

рид, стекло — фторопласт

и т. д.), т. е. величина этого

параметра

существенно

зависит от конструкции

провода.

Метод

определения

нагревостойкости

основывается

на

предположении,

что в

большинстве

случаев зависи-

мость срока службы изоляционных материалов и кон струкций от температуры описывается уравнением Ван Гоффа — Аррениуса

		х=Тоаег^тг	(4.1)
где	.#=1,987	калI(°С • моль)—универсальная	газовая
постоянная; Е — энергия активации, кал/моль;			х — вре
мя до выхода		образца из строя, ч.
В	полулогарифмическом масштабе уравнение (4-1)

имеет вид прямой линии, что дает основание для экстра

полирования

экспериментальных

данных,

полученных

при высоких

температурах, в область более низких тем

ператур,

т.

е.

проведения

ускоренных

испытаний

па-

гревостойкости.

На

рис. 4-1 показаны за

висимости

сроков

службы

woo

поливинилхлорида

по

раз

личным критериям и провода

с изоляцией из этого мате

риала

от температуры,

т. е.

несмотря на различие в об

разцах

ив критериях оценки

работоспособности,

углы на

клона

прямых

для

одного

материала

примерно

оди

наковые. Это обстоятельство

позволяет

использовать для

исследования

нагревостой-

кости

проводов

данные, по

лученные

при

исследовании

3,0

2,75

2,50

2,25

°К'1

материалов,

что существен

но упрощает

методику опре

Рис. 4-2. Нагревостойкость

деления

нагревостойкости

проводов с изоляцией из поли-

проводов

дает

возмож

винилхлоридного пластиката.

ность

прогнозировать

вели

/ — провод

изоляцией

из

поли

чину этого параметра

при их

винилхлорида;

2 — провод с

комби

нированной

изоляцией

лавсан —

разработке.

поливинилхлорид;

3 — провод

в за

щитной оболочке

из капрона.

Что касается проводов с

комбинированной

изоляцией

или проводов в защитной оболочке, то для них зависи мость срока службы от температуры, построенная в по лулогарифмическом масштабе, также обычно аппрокси

мируется	прямой. В этих случаях правомерно	говорить
о некоей	условной или «эквивалентной» энергии	актива-

ции комбинированной	конструкции, значение которой
в каждом конкретном	случае необходимо определять

экспериментально. В качестве примера на рис. 4-2 при ведены данные по нагревостойкости провода с изоля цией из поливинилхлоридного пластиката и двух его модификаций: с комбинированной изоляцией лавсанпбливинилхлорид и в защитной оболочке из термоста-

билизированного		капрона.
Как видно	из	этих графиков,	несмотря	на то, что
в основе всех	трех конструкций		заложен	один мате

риал—поливинилхлоридный пластикат, углы наклона прямых различны.

б) Разработка метода испытаний

Общие методы определения нагревостойкости изоля ционных материалов и конструкций регламентируются ГОСТ 10518-63. Применительно к монтажным проводам рекомендации, изложенные в этом ГОСТ, могут быть приняты с учетом следующих уточнений и поправок.

Одним из важнейших вопросов методики определе ния нагревостойкости является выбор критерия работо способности проводов после воздействия повышенных температур. ГОСТ 10518-63 за такой критерий рекомен дует принимать испытание напряжением, что, безуслов но, приемлемо и для монтажных проводов. Однако ве личины испытательных напряжений, рекомендованные этим ГОСТ, требуют уточнения.

Учитывая значительный разброс результатов испы таний проводов напряжением в нормальных условиях (с=0,10н-0,15), а также то обстоятельство, что обычно величина коэффициента вариации увеличивается для

проводов, подвергшихся	тепловым воздействиям	(с =
= 0,15-^0,20), минимальная величина пробивного		напря
жения при определении нагревостойкости должна		опре
деляться из неравенства:
Unp	— tpi>Up,	(4-2)

где tP — квантиль нормального распределения, соответ ствующая выбранной величине надежности оценки.

Приняв Р = 0,99 (^=2,64) и с с р =0,175, получаем:

Ulip-tpi

= Uav(\ - ^ C P ) = 0 1 1 P ( 1 I - 2 , 6 4 . 0 , 1 7 5 ) > Up

или

и. up 2Up.

(4-3)

300	350 W0 "С	Таким		образом,	испыта
300	350 W0 "С	тельное	напряжение		следует
		тельное	напряжение		следует
		выбирать	не менее		двойного
		рабочего.
		Вторым		существенным во
		просом	разработки		методики
		определения		нагревостойкости
		является	выбор условий испы
		таний.

			В	соответствии					с	ГОСТ
			10518-63 испытания на нагре-
			востойкость являются						цикличе
			скими. Каждый				испытательный
			цикл должен состоять из теп
			лового старения					образцов при
			соответствующей					температуре
			и воздействия				дополнительных
			электрических,					механических
			или	климатических					факторов.
			Применительно					к монтажным
			проводам		наиболее				жестким
Рис. 4-3.	Нагревостойкость		условием		испытаний				является
проводов	со стеклофторо-		воздействие			повышенной тем
пластовой	изоляцией.
			пературы		с		одновременным
/ — воздействие		повышенной
температуры без		продавливаю	воздействием			продавливающих
щих нагрузок;		2 — то же	сил.
с одновременным		воздействием
продавливающих		нагрузок.	Так, на рис. 4-3						приведены
			зависимости				срока		службы
			провода со стеклофторопласто-
вой изоляцией от температуры с одновременным										воздей
ствием	продавливающих		нагрузок и без них. Как видно
из этого рисунка, разница в результатах весьма										с у щ е г
ственна.

При испытаниях перед установкой в термостат образцы проводов закрепляются на специальных при способлениях, обеспечивающих постоянные продавли вающие силы на изоляцию проводов. Величина силы выбирается равной 0,5 кгс, что приблизительно соответ ствует величине нагрузки на провод, создаваемой кре пежными деталями при монтаже аппаратуры. Разрабо таны две конструкции приспособлений для продавливания проводов, схемы которых изображены на р ж . 4-4.

Размеры рабочих частей (диахметры металлических стержней) указанных приспособлений выбираются с уче-

96 _

том создания равных условий для испытания проводов разных сечений:

Диаметр	провода,	мм	До 2,0	2,1—3,0 Свыше 3
Диаметр	стержня,	мм	6	10

Предварительные исследования показали примерную равноценность обеих конструкций приспособлений для создания продавливающих нагрузок.


И,	наконец, существенно
го уточнения			потребовал и
способ	обработки			результа
тов испытаний,			рекомендуе
мый ГОСТ 10518-63. В соот
ветствии с этим ГОСТ расчет
зависимости		срока		службы
от величины		испытательной
температуры		должен прово			Рис.	4-4.	Схемы приспособле
диться	путем		определения		ний	для	создания продавли
с помощью метода				наимень	вающих		нагрузок.

ших квадратов коэффициен тов линейной регрессии и установления 95% -ной довери

тельной области для линии регрессии. При этом уравне ние (4-1), рассмотренное выше, представляется в виде


уравнения		прямой	линии		(линейной			регрессии):
				Y = a + bx,						(4-4)
где	Y — lgt	(т —срок		службы		при данной испытательной
аппаратуре,		я); х	=	273 +	8 • (б — температура, 0					С).
Границы доверительной						области			линии	регрессии
(4-4)	при	достоверности			а=0,95		для		каждой	испыта
тельной температуры				определяются				по формуле:
			у		у + /		с				(4-5)
			1	956	8—	'95°гб>
где	Ub — квантиль распределения							Стьюдента		при	а =
=0,95 — величина,			табулированная					в	зависимости		от
количества		испытанных образцов								4

7—27

^ = 5 ^ 1 + ^ ;

(4-6)

N — общее количество образцов, испытанное при всех температурах;

				— К . ) 2
				- i r = r -					<4"7>
Y — срок		службы	каждого	образца		при данной			испыта
тельной температуре.
В	качестве примера на			рис. 4-5 и в табл. 4-1 приве
дены	расчет и построение доверительной						области		зависи
мости срока службы от температуры						для провода			с изо
ляцией из фторопласта 4Д.
Т а б л и ц а		4-1
Температу				Коэффициент ли
ра испыта				Коэффициент ли
ний				нейной	регрессии
	1/(Кх	X					SY6		У 95 (в)
"С	1/(Кх			а		6
"С	ХЮ-з)			а		6
	ХЮ-з)
300	1 ,74		2,03				0,09	1,6—2,45
325	1,67	1,67-10-а	1,3	— 16,1	1,05-10*		0,083	0,9—1,9 -
350	1,605		0,48				0,81	0,09—0,89

Таким образом, ГОСТ 10518-63 предусмотрено по строение доверительной области только для средних значений сроков службы в зависимости от температуры.

Учитывая сравнительно высокую неоднородность изо ляции монтажных проводов, особенно после воздействия повышенных температур, целесообразно при построении доверительных областей зависимостей сроков службы от температуры предусматривать определенную надеж ность оценки. Тогда выражение (4-5) примет следующий вид:

У ' ш =' Y m ± ' А . = У е ± 5 ке С . +		<4"8)
где tP — квантиль нормального	распределения для за
данной величины надежности оценки Р.
Построение доверительной области для рассмотрен
ного выше примера при Р = 0,99	(tP = 2fi4)	показано на
рис. 4-5,

Описанный выше метод обработки результатов испы


таний	проводов на		нагревостойкость		предусматривает
в ы х о д	и з с т р о я		в с е х образцов, поставленных				на
испытание. Однако			практически	установлено,		что	зна
чения	сроков	службы проводов		при	фиксированных
испытательных		температурах в		большинстве-		случаев

распределены по так называемому нормально-логариф мическому закону, т. е. кривая распределения этих зна чений имеет значительный «хвост» (рис. 1-3). Таким-

образом, из-за нескольких наиболее	устойчивых образ
цов длительность испытаний существенно		увеличивается,
иногда и в десятки раз.
200	250	300 350 "С

Рис. 4-5. Нагревостойкость проводов с изоляцией из фто ропласта 4Д.

/ — среднее		значение	нагревостой
кости;	2 —границы		доверительной
области	по	ГОСТ 10518-63; 3— гра

ницы доверительной области с уче том 99% надежности оценки.

Для сокращения . .продолжительности и стоимости испытаний может быть использован метод, позволяющий определить срок службы проводов с требуемой достовер ностью по результатам испытаний, проводящихся до выхода из строя не всех, а части образцов, — метод, изве стный в математической статистике как метод усеченной (неполной) выборки [Л. 21] образцов, поставленных на испытание.

7*	99

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 3010 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ