Файл: Монтажные провода для радиоэлектронной аппаратуры..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 106
Скачиваний: 0
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.
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