11.7. Электрическое соединение методом накрутки

Накрутка— это процесс создания электрического соединения путем навивки под натягом определенного числа витков одножиль­ного провода на штыревой вывод с острыми кромками. Под дей­ствием приложенного усилия происходят разрушение оксидных

Рис. 11.17. Виды соединений накрут­кой: I — провод; 2 — вывод;

3 — бандажируемый элемент

пленок на соединяемых поверхностях и врезание острых граней вывода в провод. Образовавшееся газонепроницаемое соединение удерживается благодаря упругим напряжениям, возникшим в этих элементах. Концентрация напряжений в зоне контакта и среднее давление порядка 15.. .20 МПа обусловливают взаимную диффузию металлов, что способствует повышению надежности соединения.

При монтаже накруткой применяют три вида соединений: не­модифицированное, модифицированное и бандажное (рис. 11.17). Модифицированное соединение (рис. 11.17,6) от немодифицирован­ного (рис. 11.17,а) отличается тем, что кроме витков оголенного провода на выводе имеется 1...2 витка провода в изоляции, кото­рая демпфирует воздействие знакопеременных нагрузок на эле­менты контакта и уменьшает усталостные напряжения. Это обес­печивает высокую надежность соединений при вибрационных на­грузках (рис. 11.18). В бандажном соединении (рис. 11.17,в) соеди­няемый элемент (провод, вывод ЭРЭ, шина и пр.) располагается вдоль широкой поверхности граненого вывода и на них накручи­вается несколько витков бандажной проволоки (не менее восьми).

Для электромонтажа методом накрутки применяются одножильные медные провода диаметром 0,17...1,2 мм, имеющие от­носительное удлинение не менее 20 %. Жила провода облужива-ется для повышения коррозионной стойкости. Кроме меди исполь­зуют латунь, никелевое железо и никелевую проволоку.

Материал выводов помимо пластичности, высокой электропро­водности и коррозионной стойкости должен еще обладать опре­деленной упругостью и прочностью для обеспечения сопротивле­ния скручивания его в процессе навивки. Для изготовления вы­водов методом холодной обработки давлением применят медь, латунь, бериллиевую, марганцовистую и фосфористую бронзы, никель-серебряные и медно-бериллиевые сплавы. На выводы на­носят гальванические покрытия из серебра (6.. .9 мкм по никеле­вому подслою), золота (3.. .6 мкм с предварительным серебрени­ем), олова или сплава олово—свинец толщиной до 40 .мкм.

Вывод должен иметь не менее двух острых кромок, чтобы по­лучить надежное соединение. Исходя из этого условия применяют выводы, форма которых приведена в табл. 11.4. Наибольшее рас­пространение получили прямоугольные и квадратные выводы. Вы­воды и- и У-образные обладают повышенной упругостью по срав­нению с прямоугольными при одинаковой площади поперечного сечения.

О 20406080100 140 180200) 120 160

Длительность вибраций, ч

Рис. 11.18. Результаты сравнительных испытаний соединений:

1 — пайка одножильиым проводом; 2 — накрутка немодифицированная; 3— накрут­ке модифицированная; 4 — пайка много­жильным проводом

Рис. 11.19. Схема инструмента для соединения накруткой

Их используют для монтажа аппаратуры, работающей при температуре 120... 180 °С. Длина выводов определяется диа. метром провода, числом витков в соединении и числом соедине­ний на выводе. Для обеспечения сопротивления скручиванию при навивке длина вывода не должна превышать 45.. .50 мм, а пло­щадь его поперечного сечения должна в 1,5... 1,7 раза быть боль­ше площади сечения провода. Число витков в соединении опреде­ляется из требований равенства суммы площадей зон контакта и поперечного сечения провода. Это условие обеспечивается при 20.. .24 точках контакта, т. е. 5.. .6 витков при накрутке на пря­моугольный вывод.

Таблица 7.4

Форма поперечного сечения выводов и число точек контактирования на виток

	Число точек контактирования на виток
Форма вывода	соединение накруткой	соединение бандажированием
Квадратная	4	2
Прямоугольная U-образная	4 2	2 Не применяется
Ромбовидная	4	"
V-образная	3	"
Двойная треугольная	3	2

Накрутку получают с помощью специального инструмента — валика навивки при его вращении с проводом и продольном пе­ремещении вдоль вывода (рис. 11.19). Приводом служит электри­ческий или пневматический двигатель. Валик 3 имеет два отвер­стия: центральное для размещения вывода 2 и боковое ступенча­тое для размещения монтажного провода 1. На торце валика вы­полнена выточка, форма которой влияет на условия навивки и качество соединения. На валик в осевом направлении действует пружина, сила которой определяет однородность и плотность на­крутки. Наружный диаметр О втулки 4 выбирают в зависимости от размеров выводов, диаметра провода и условий получения со­единения. Для регулировки глубины накрутки изменяют высоту Н, используя набор валиков навивки. Сила натяжения провода, которая определяет механические и электрические параметры соединения, зависит от конфигурации выточки на торце валика навивки, радиуса скругления стенки бокового отверстия и шеро­ховатости рабочей кромки. Оптимальное значение силы натяже­ния провода находится в пределах 5.. .30 Н и подбирается экспе­риментально путем определения усилия стягивания накрутки с вывода.

Электромонтаж методом накрутки состоит из.трех этапов: подготовительного, собственно накрутки и контроля. Первый этап включает получение соединителей с выводами, электромонтаж­ного провода и их проверку, установку и закрепление блока с разъемами на подставке для монтажа, нарезку мерных перемы­чек, снятие изоляции с их обоих концов механическим или термо­механическим способом на заданную длину. Подготовка проводов в зависимости от типа производства выполняется вручную или с помощью автоматов. Второй этап начинается с заправки прово­да в боковое отверстие валика навивки. После этого валик на­вивки ориентируют относительно вывода, совмещая ось централь­ного отверстия с осью вывода, и надвигают на вывод, преодолевая сопротивление пружины. Вращение валика от двигателя обеспе­чивает получение соединения в течение 0,3.. .0,8 с. Производи­тельность процесса составляет 30.. .50 соед./ч.

Для механизации электромонтажа методом накрутки и умень­шения числа ошибок применяют установки с числовым програм­мным управлением (полуавтоматические и автоматические). По­луавтоматические установки состоят из координатного стола, на котором крепится приспособление с целеуказателем, перемещаю­щимся над столом с высокой точностью по двум координатам, монтажного пистолета, электрифицированной кассетницы с набо­ром подготовленных проводов, стойки управления и питания. Поиск вывода, на котором образуется очередное соединение, осу­ществляется автоматически по программе, записанной на перфоленте. Одновременно происходит индикация кассеты с необходи­мым монтажным проводом. После установления целеуказателя в положении над нужным выводом рабочий извлекает монтажный провод из указанной кассеты, вставляет его в валик навив­ки, насаживает через целеуказатель на вывод и произво­дит накрутку. Производительность такого оборудования составля­ет 200.. .500 соед./ч с точностью 0,01.. .0,001 %.

Автоматические установки (например, робототехнологический комплекс “Эверест”, СССР; модель 14РУ и 14Р5 фирмы Gаrdner Denver, США и др.) для монтажа накруткой управляются от ЭВМ. Работа оператора сводится к установке держателя с соеди­нителями на стол, заправке монтажного провода в специальную головку, пуска автомата и контроля за его работой. Изоляция с определенного участка провода удаляется в процессе работы ав­томатически. Производительность установок составляет 500... 1200 соед./ч с точностью 0,0001.. .0,0005 %. Погрешность позицио­нирования при этом не превышает 0,05.. .0,08 мм.

На третьем этапе проверяют визуально правильность монтажа и качество накрутки. На контрольных образцах измеряют с по­мощью щупов плотность накрутки, проверяют миллиомметром пе­реходное сопротивление, динамометром — усилие стягивания. Ис­пытания на раскрутку заключаются в демонтаже соединения спе­циальным приспособлением.

Накрутка нашла широкое применение при выполнении меж­блочного монтажа, электрического соединения блоков на рамах и стойках.