книги из ГПНТБ / Поне Ю.П. Расчет и конструирование аппаратуры проводной связи учеб. для техникумов

Герметичное соединение корпусов с крышками достигается пайкой, а также рельефной, дуговой или холодной сваркой. Со­ единение при помощи резиновых прокладок практически не обес­ печивает герметичного соединения.

Герметичности выводов добиваются, применяя специальные

изоляторы применяются для низкого, а керамические — для вы­

Рис. 2.8. Герметизация выводов

сокого напряжения. Плотная впайка изоляторов в крышки кор­

и заливочные материалы должны обладать высокой влагостой­ костью и хорошими электроизоляционными свойствами, иметь хорошую адгезию с покрываемыми деталями (т. е. накрепко сцеп­ ляться с ними), давать малую усадку при остывании и затверде­ вании и быть достаточно эластичными, чтобы избежать обрывов проводов намотки или выводов малых диаметров.

Для обволакивания, пропитки и заливки применяют много различных материалов. Это — влагостойкие лаки, термопластич­ ные и термореактивные вещества и компаунды. Так, для пропитки деталей из волокнистых и слоистых изоляционных материалов пользуются бакелитовым лаком. На поверхности изделий полу­ чается пленка, не теряющая своих изоляционных свойств при воздействии влаги. Для обволакивания радиоэлектронных блоков с объемным монтажом применяют фенолформальдегидный лак СБ-1с и эпоксидный лак Э-4100, а для обволакивания блоков с пе­ чатным монтажом и специальной аппаратуры — полиуретановый лак УР-231. Эти лаки обладают хорошей адгезией к покрываемым материалам, влагостойки, пригодны для тропического климата.

30

Упаковка и консервация. Во время транспортировки или хранения на складе аппаратура может подвергаться более жест­ ким механическим и климатическим воздействиям, чем при по­ следующей эксплуатации.

Величина механических нагрузок при транспортировке за­ висит от вида транспорта, состояния дорог и закрепления тарного ящика в транспортном средстве. Наибольшую нагрузку тара и упакованные в нее изделия получают при перевозке по булыжной мостовой (удары до 10 g , вибрация от 10 до 60 Гц), при соударениях с рядом расположенным грузом в трюме судна (в штормовую по­ году до 15 g), и при небрежных погрузочно-разгрузочных работа'х (удары до 25 g и более).

Для определения необходимых защитных средств против атмо­ сферного воздействия условия хранения и транспортировки под­ разделяют на четыре категории: легкие (Л), средние (С), жесткие

служащую преимущественно для защиты от механических воз­ действий при транспортировке, и в н у т р е н н ю ю (барьер­ ную) — для защиты изделия от паров воды и агрессивных газов, а также для защиты консервирующих материалов от высыхания при транспортировке и хранении.

Для внешней упаковки можно применять тару из гофрирован­ ного картона, деревянные ящики, контейнеры или специально

аппаратуры (например, телефонных аппаратов по ГОСТ 4653—69).

упаковки больших и тяжелых изделий индивидуального и мел­ косерийного производства, изготовляют из плотно пригнанных друг к другу досок хвойных пород дерева влажностью не более 15%. Деревянные ящики маркируют определенными знаками, показанными на рис. 2.9. Общий вид деревянного упаковочного ящика и расположение на нем надписей показано на рис. 2.10.

31

чехлы из полиэтиленовой пленки толщиной 0,15—0,20 мм, герме­ тизируемые сваркой. При упаковке в чехол вместе с изделием укладывают силикагель, являющийся хорошим осушителем. Не-

Рис. 2.10. Маркировка деревянного ящика

/ — порядковый номер ящика; 2 — наносится согласно заказ-наряду; 3 — наносится только при отправке в тропический климат; 4 — наименование и шифр изделия; 5 — порядковый номер изделия; 6 — размер грузовой единицы, например 120X50X60; 7 — адрес получателя; 8 — вес нетто, кг; 9 — вес брутто, кг

большое количество силикагеля (6 г на 1 дм 3 защищаемого объема) поддерживает относительную влажность ниже 30% в течение од­ ного месяца.

К о н с е р в а ц и и — защите изделий от атмосферной корро­ зии при хранении и транспортировке — подлежат металлические неокрашенные поверхности изделий. Один из самых простых спо­ собов консервации — смазка. Для более тщательной консервации применяют ингибиторы (по ГОСТ 13168—69).

§2.4. Выбор материалов

Вуспешной защите АПС от механических и климатических воздействий большую роль играет правильный выбор материалов

ипокрытий.

Отечественная промышленность располагает большим коли­ чеством разнообразных материалов, физические свойства и хими­ ческий состав которых оговорены соответствующими ГОСТ и ТУ. Чтобы предотвратить возможность конструирования деталей из материалов, недостаточно проверенных для конкретных условий

32

применения, а также облегчить работу снабжающих служб, каж­ дое предприятие издает ограничительную нормаль применения материалов.

Требования к материалам. Каждая деталь выполняет в кон­ струкции свою функцию. Задача конструктора — выбрать из доступных ему материалов тот, который будет лучше всего спо­ собствовать выполнению этой функции. Выбранный материал должен отвечать следующим требованиям:

а) соответствие у с л о в и я м э к с п л у а т а ц и и изде­ лия, т. е. материал должен выдерживать ожидаемую температур­

материал должен отвечать характеру и величине механической нагрузки на деталь, обладать необходимой прочностью, эластич­ ностью, износоустойчивостью, диэлектрическими и магнитными свойствами; в случае недостаточности этих свойств должна иметься возможность их усилить (например, термообработкой, нанесением износоустойчивых или влагозащитных покрытий и т. п.);

в) д о с т у п н о с т ь, т. е. двлжна иметься возможность при­ обретения материала в нужные сроки и в достаточном количестве; применение драгоценных, дефицитных и стратегических мате­ риалов, а также материалов ограниченного применения допу­ скается только в технически обоснованных случаях и при наличии

тем дешевле, чем хуже их механические и электромагнитные свойства; поэтому следует остановить свой выбор на том наиболее дешевом материале, который еще может обеспечить детали или

т р у д а (например, замена термореактивных пластмасс термо­ пластическими повышает производительность прессования в не­ сколько раз);

ж) возможность улучшить у с л о в и я т р у д а и поддер­ жать общую культуру производства на установленном уровне (так, не рекомендуется применять лак УР-231 из-за его токсич­

материалы, к в с п о м о г а т е л ь н ы м — припои, клеи, зали­ вочные и герметизирующие массы, лакоткани и т. п.

Конструкционные материалы. Основное назначение конструк­ ционных материалов — скреплять, удерживать, передавать меха­ нические усилия, предохранять схемные элементы от внешнего механического воздействия.

С т а л и как конструкционные материалы применяются очень часто, обладают хорошими механическими свойствами, легко обра­ батываются и стоят дешево (сталь почти в десять раз дешевле латуни).

О б ы к н о в е н н ы е к о н с т р у к ц и о н н ы е с т а л и Ст.1 и Ст.2 применяются для изделий, не испытывающих значи­ тельных механических нагрузок. Они мягки, легко обрабаты­ ваются, имеют сравнительно низкий предел прочности (а в = = 32-^42 кгс/мм2 ). Сталь Ст.З хорошо обрабатывается и приме­ няется для винтов, болтов и гаек; по своим механическим свой­ ствам она равноценна сталям 10 и 15. Стали Ст.5 и Ст.6 более прочны ( а в = 50-н72 кгс/мм2 ) и поддаются закалке; их приме­ няют для деталей, которые должны обладать повышенной меха­ нической прочностью: осей, шпонок, клиньев, штифтов, малоот­

содержат меньше вредных примесей и потому обладают более вы­ сокими прочностными свойствами. Стали 08кп и Юкп наиболее широко применяются в АПС благодаря их хорошей штампуемости, свариваемости и достаточно низкой стоимости. Эти стали идут, например, на шасси релейных плат, кожухи и двери стативов, угольники, крышки, заглушки и т. п. Из стали 20 изго­ товляют штампованные детали и крепеж сложной конфигурации. Сталь 30 (сгв — 50 кгс/мм2 ) хорошо закаливается, ее применяют для изготовления деталей, которые должны обладать очень твер­ дой поверхностью и вязкой сердцевиной.

Широко распространена а в т о м а т н а я с т а л ь А10 и А12, применяемая для болтов, гаек, винтов, осей, валиков и дру­ гих малонагруженных точеных деталей аппаратуры.

Л е г и р о в а н н ы е с т а л и имеют повышенное содержа­ ние какой-либо примеси, значительно улучшающей те или иные свойства материала. Так марганец и никель упрочняют материал, не снижая его пластичности, а хром, молибден и вольфрам спо­ собствуют созданию ровной, мелкозернистой структуры. Почти все легирующие элементы (особенно хром, марганец, и кремний) увеличивают прокаливаемость. Марганец способствует, помимо того, пружинению стали, а хром и кремний увеличивают ее изно­ соустойчивость.

Маркируют легированные стали буквами и цифрами. Так, обозначение 12ХНЗА, означает, что это высококачественная (А), хромоникелевая (ХН) сталь, которая содержит 0,12%углерода, 1% хрома и 3% никеля. Конструкционная хромоникелевая

34

Себестоимость деталей, отлитых из цинковых сплавов, ниже, чем деталей из алюминиевых сплавов.

Н е й з и л ь б е р — сплав меди с никелем и цинком. Наиболее распространена марка МНЦ 15-20. Нейзильбер обладает хоро­ шими пружинистыми свойствами, коррозионной стойкостью и достаточной электропроводностью. Применяется для изготовления

деталей. Основным электропроводящим материалом в АПС служит медь, но применяются также алюминий, бронза, латунь, нейзильбер и другие сплавы на основе меди.

М е д ь отличается высокой электропроводностью, тепло­ проводностью, легко поддается пайке и сварке. Но даже ничтожные примеси к ней резко снижают ее электропроводность. Медь марки M l применяют для токоведущих деталей, проводов, кон­ тактных пластин, зажимов и шин; М2 — для заклепок и прокла­ док, МЗ —• для кабельных наконечников, экранов и кожухов. Кроме того, медь употребляют при изготовлении проводников пе­

в качестве проводника применяют главным образом медную про­ волоку диаметром от 0,03 до 2,44 мм.

При выборе марки и размера обмоточного провода необходимо учитывать термостойкость, пробивное напряжение изоляции и стоимость провода. Стоимость проводов показана на рис. 2.11.

36

Краткая характеристика обмоточных проводов наиболее часто применяемых марок приведена ниже.

ПЭЛ — медный провод с лакостойкой эмалевой изоляцией. Самый дешевый из обмоточных проводников. Изоляция" выдержи­ вает нагрев до 100° С, охлаждение до —60° С; удельное пробивное напряжение Unp >> 500 В. Изоляция имеет малую механическую прочность, неэластична и не обладает стойкостью к действию растворителей, содержащихся в пропитывающих составах. В ней допускаются точечные повреждения, что может дать межвитковый пробой.

ПЭТ — медный провод, эмалированная изоляция которого отличается повышенной теплостойкостью (до 125° С). Остальные свойства — как у ПЭЛ.

ПЭВ — медный провод с винифлексовой изоляцией, обла­ дающей повышенной механической прочностью к истиранию, теп­

сколько толще и менее влагостойка, чем изоляция у ПЭЛ. Про­ вода ПЭВ дороже ПЭЛ.

ПВО и П Б Д — медные проводники с обмоткой из хлопчато­ бумажной пряжи в один (ПВО) или в два (ПБД) слоя. Изоляция толста, невлагостойка и электрически малопрочна, но хорошо пропитывается.

ПШО и ПШД — медные проводники с обмоткой из пряжи натурального шелка, имеют менее толстую изоляцию с улучшен­ ными (по сравнению с ПВО и ПБД) диэлектрическими свойствами, но стоят дорого.

ПЭЛКО — медный проводник с лакостойкой эмалевой изо­ ляцией и однослойной капроновой (К) обмоткой, стоит дешевле

эмалью и одним слоем шелковой обмотки. Применяется для из­

Диэлектрики. Применяются для отделения друг от друга токопроводящих частей аппаратуры, находящихся под разными электрическими потенциалами. Из диэлектрических материалов наиболее употребительны пластмассы, которые состоят, в основ­ ном, из связующего вещества (в виде синтетических смол) и на­ полнителя. Рассмотрим области их применения.

К-18-2 и м о н о л и т I — пресспорошки общего назначения, не отличаются высокими диэлектрическими свойствами и приме­ няются лишь для изготовления корпусов приборов и ручек управ­ ления.

37

ОФПМ-296 и К-123-45-Т — пресспорошки с повышенными диэлектрическими свойствами, низким водопоглощением и повы­ шенной пластичностью в процессе прессования изделий. Приме­ няются для деталей, которые должны обладать стабильными ди­ электрическими характеристиками и эксплуатироваться в усло­ виях повышенной влажности и повышенной температуры. Изделия из К-123-45-Т тропикостойки.

АГ-4В — прессматериал с высокими механическими и элек­ троизоляционными свойствами, высокой тепловой и химической стойкостью, незначительным водопоглощением, могущий дли­ тельно находиться при +100° С и кратковременно при +200° С. Применяется для деталей высокого класса точности со сложной конфигурацией, арматурой и резьбой, работающих в интервале температур от —60 до -+-100° С, а также в тропических условиях.

А м и н о п л а с т ы А и Б — термопластичные материалы. Их механические свойства удовлетворительны, но физико-меха­ нические свойства резко ухудшаются при нагреве выше 60° С и после воздействия влаги. Идут на тонкостенные детали несложной конфигурации, которые должны обладать хорошей механической прочностью, но могут иметь пониженные диэлектрические свой­

хорошие высокочастотные диэлектрические свойства, дешев, во­ достоек и химически стоек. Но изделия из полистирола страдают повышенной хрупкостью, не выдерживают больших давлений, растрескиваются при низких температурах, теряют механические свойства при старении. Из полистирола делают каркасы катушек, панели и изоляторы; марку А применяют в высокочастотной тех­ нике, марку Д используют для электроизоляционных деталей, марку Т — для конденсаторов.

С м о л а п о л и а м и д н а я П-68 обладает хорошими меха­ ническими и диэлектрическими свойствами, устойчива к истира­ нию, имеет малый коэффициент трения, хорошо сцепляется с ме­ таллами, но при температурах ниже 0° С становится жесткой, а при старении меняет размеры. Применяется для втулок, вклады­ шей, подшипников, шестерен. Зубчатые колеса из П-68 работают бесшумно и долговечно.

линейного расширения и более высокую ударную вязкость. Широко применяется как конструкционный материал для изде­ лий, эксплуатируемых в интервале температур от—50 до +150° С, для различных деталей радио- и электротехнической аппаратуры, например каркасов катушек, оснований, направляющих врубных блоков и т. д.

38

достигает 2%. Идет на каркасы изоляционных деталей, на ше­ стерни, а также на втулки, работающие на износ.

Ф т о р о п л а с т ы обладают наилучшими диэлектрическими свойствами. Фторопласт-4 тепло- и морозостоек, легко обраба­ тывается, но дорог и отличается текучестью под давлением свыше 30 кгс/см2 , в связи с чем применяется редко.

В качестве электроизоляционных и конструкционных мате­ риалов часто применяются г е т и н а к с , т е к с т о л и т и с т е к л о т е к с т о л и т . Они поставляются в виде листов, имеют высокие диэлектрические и механические свойства, до­ статочно хорошо штампуются, используются для изготовления различных плоских изделий (например, изоляционных прокладок, пластин с элементами, печатных плат).

Магнитные материалы. Все магнитные материалы можно раз­ делить на две группы: магнитотвердые и магнитомягкие.

К магнитотвердым относятся материалы с большой коэрци­ тивной силой, превышающей 800 А/м; их применяют для изго­ товления постоянных магнитов телефона, звонка, индуктора, поляризованного реле.

Постоянные магниты состоят главным образом из ж е л е з о - н и к е л е в о - а л ю м и н и е в ы х с п л а в о в с добавлением меди и кобальта. Чаще всего применяют марки ЮНД-4 (альни), ЮНДК-18 (альнико) и ЮНДК-24 (магнико). Эти сплавы обла­ дают коэрцитивной силой Нс = (2ч-6) • 10я А/м и остаточной индукцией В = 7000-^1200 гаусс (Гс). Решающее значение для выбора марки материала имеет максимальная магнитная энергия, которая лучше всего у ЮНДК-24. Материал тем дороже, чем

указанных сплавов и имеют правильную форму с размерами по 5—7 классам точности. По своим механическим свойствам кера­ мические магниты лучше литых, а по магнитным свойствам мало уступают им.

Из порошков вышеуказанных сплавов с примесью смолы прессуются малогабаритные м е т а л л о п л а с т и ч е с к и е ма­ гниты по 3—4 классам точности. Магнитные свойства у них хуже,

переменных магнитных цепей (сердечников и якорей реле, сер­ дечников трансформаторов, дросселей и разных катушек индук­ тивности), работающих в переменных магнитных полях. Чтобы потери на перемагничивание у этих Деталей были малы, материал должен обладать малой коэрцитивной силой, т. е. иметь узкую

39