Файл: Монтажные провода для радиоэлектронной аппаратуры..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 106

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 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.

90

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.

а

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-

91


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

 

 

70

НО

150 190"С

метром— максимально

до­

 

 

 

 

 

 

 

 

г-

пустимой

 

температурой

и

 

 

 

Н 9

 

 

 

 

 

 

 

в

основпом

зависит

от

на-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гревостойкости

 

материала

 

 

 

\ W

 

 

изоляции.

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

В

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).

 

10

 

 

 

 

 

В

связи

с тем,

что совре­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

менная

техника не распола­

 

 

 

 

 

 

 

гает полимерными

материа­

 

 

 

 

 

 

11)1)1)

лами,

способными

длитель­

 

 

 

 

 

 

т

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

и

допустимым

 

временем

использования.

Как правило,

провода

с

повышенной

кратковременной

нагревостойкостью

изготавливаются

с

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-

93


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

и

дает

возмож­

винилхлоридного пластиката.

ность

прогнозировать

 

вели­

/ — провод

с

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-

94


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)

95