Технологии проводного и жгутового монтажа

Технологии проводного и жгутового монтажа Технологии проводного и жгутового монтажа БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Кафедра РЭС РЕФЕРАТ На тему: «Технологии проводного и жгутового монтажа» МИНСК, 2008 1. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВОДНОГО МОНТАЖА К проводному монтажу предъявляются следующие требования: – минимальная длина электрических связей; – обеспечение надежных электрических и механических контактов; – технологичность при изготовлении и ремонте аппаратуры; – высокая помехоустойчивость за счет применения экранов, заземление каждого экрана в отдельности, пересечения монтируемых высокочастотных цепей под углом, близким к 90О; – соблюдение допустимых расстояний между оголенными участками проводов и металлическими поверхностями конструкций (не менее 3 мм для цепей с напряжением до 250 В, 5 мм для цепей свыше 250 В); – подключение не более 2-3 проводов под один зажимной контакт и выбор сечения проводов в зависимости от токовой нагрузки; – оголенные участки проводов должны иметь антикоррозийное или технологическое покрытие под пайку. К проводам для жгутового монтажа предъявляют следующие требования: - высокая механическая и электрическая прочность; - гибкость, эластичность, возможность фигурной укладки; - наличие цветной изоляции или маркировочных бирок на концах проводников; - соответствие сечения провода и изоляции току нагрузки, допускаемому падению напряжения; наличие паяемых и антикоррозионных покрытий. Для фиксированного внутриблочного монтажа используют медные провода с волокнистой изоляцией из капроновых нитей (МШДЛ, МЭШДЛ, МГШ, МГШД), пластика (ПВХ, НВ, НВМ), с комбинированной волокнисто-полихлорвиниловой (МШВ, МГШВ, БПВЛ), полихлорвиниловой (ПМВ, МГВ), поливинилхлоридной (МКШ, МПКШ) и резиновой изоляции (ЛПРГС, ПРП, АПРФ, ПРГ). Монтаж при повышенной температуре ведут проводами в изоляции из стекловолокна (МГСЛ, МГСЛЭ). При повышенной температуре (до 250°С) и влажности используют провод во фторопластовой изоляцией (МГТФ), для аппаратуры, работающей в интервале температур -60 - +40°С - провода в шланговой оболочке из морозостойкой резины марок РПД и РПШЭ. Монтажные провода поставляются в бухтах. Часть монтажных проводов, в первую очередь с резиновой изоляцией, имеют луженые токопроводящие жилы, что ускоряет процесс подготовки проводов для монтажа. При выборе цвета изоляции монтажных проводов и их обозначений на электромонтажных схемах рекомендуется учитывать назначение электрической цепи. Помимо цвета провода могут различаться при помощи бирок, липких лент или путем нанесения маркировочных обозначений непосредственно на изоляцию проводов. (Например, красный - для цепей с высоким положительным потенциалом, синий - с отрицательным потенциалом, желтый - питание переменным током, черный - нулевое значение потенциала и т. д). Наибольшее применение получила маркировка при помощи маркировочных бирок, изготовленных из полихлорвиниловых трубок. Бирку закрепляют на конце провода таким образом, чтобы она перекрывала обрез его изолирующей оплетки на 1-3 мм и не сползала при тряске и вибрации. Изготовление бирок включает маркировку, сушку и отрезку полихлорвиниловых трубок и осуществляется на специальных автоматах. Подготовка проводов к монтажу включает следующие операции: мерную резку, удаление изоляции и заделку концов проводов, маркировку, облуживание и свивание проводов. Мерную резку проводов вручную выполняют ножницами, кусачками, определяя длину провода по шаблону. В мелкосерийном производстве эта операция механизируется с помощью устройств мерной резки (рис. 1). Приспособление состоит из упора 4 с закрепленной на нем стрелкой. Упор жестко крепится на столе 7 гайкой-барашком так, чтобы стрелка совпадала с делением линейки 8. Резка производится между отверстиями в неподвижном 2 и подвижном 3 дисках путем поворота диска 3 вручную рукояткой 6. Диск 3 возвращается в исходное состояние с помощью пружины 5. Приспособление позволяет получить точность нарезки ±0.7 мм. В других конструкциях вращение диска осуществляется электродвигателем. Рис. 1. Устройство мерной резки Резку проводов (различных марок и сечений) длиной от 50 до 1350 мм и зачистку концов обжигом пластиковой изоляции по концам на расстоянии 5-10мм при массовом производстве выполняют на специальных автоматах (рис. 2).. Провод с катушки 1 протягивается через механизм предварительной подачи 2, роликовый механизм рихтовки 3, мерный ролик 4, механизм подачи (ролики 5,6), механизм зажима 8,9, механизм обжига 7 к механизму резки 10. При достижении заданной длины ведущие подвижные ролики 5 отходят от ведущих неподвижных роликов 6 с помощью пневмосистемы, но происходит фиксация провода зажимами 7 и 9. После этого механизм обжига 8 наджигает изоляцию провода в двух местах. Далее провод разрезается отрезным ножом 10 и выталкивается захватом 9 с помощью пневмосистемы в тару. Производительность автомата достигает 2000 шт/ч. Рис. 2. Схема автомата подготовки провода Зачистка проводов от изоляции должна обеспечить технологичность монтажа и надежность контактного соединения. Для большинства соединений зачистку осуществляют на длину 7-10 мм, для многожильных проводов - 10-15 мм (рис. 3). Изоляцию проводов удаляют: – МГВ,МГВЛ,МГВЛЭ,МГВСЛ - электрообжигом; – МГСЛ (с внутренней изоляцией из стекловолокна) надрезом на автомате, специальными щипцами; – МГТФ, МГТФЛЭ (термостойкая фторопластовая изоляция) надрезом; – ЛПЛ (х/б пряжа), МОГ (шелк, капрон), МГТЛ (лавсановая) электрообжигом; – МШВ,МГШВ (пленочная и волокнистая изоляции) - электрообжигом; – эмалевую изоляцию с проводов ПЭТ, ПЭЛ - шлифовальной шкуркой, шабером; – ПЭВ и ПЭМ - погружением в муравьиную кислоту и протиркой бязью; – многожильных ЛЭШО и ЛЭШД - нагревая в верхней части пламени спиртовой горелки и погружая в спирт с последующей протиркой бязью, либо погружением в расплав солей (хлористый калий) при температуре 7680 С на 1-2с. Для зачистки изоляции применяют специальные приспособления, удаляющие изоляцию обжигом и стягиванием съемником изоляции (рис. 4). Основными рабочими органами являются нить накала 3 и губки-ножи 2. Нить прожигает изоляцию при повороте провода 1 вокруг оси. Губки являются опорой для провода при прожигании изоляции, предохраняют ее от обугливания, обеспечивают снятие изоляции. Для исключения надрезов губки полируются и имеют радиус скругления 0,08 мм. Рис. 3. Разделка концов проводов с пластиковой (а) и комбинированной (б) изоляцией Рис. 4. Схема удаления изоляции обжигом Термомеханический способ позволяет снимать изоляцию в один прием с проводов сечением 0,07-0,35 мм2. Рабочее место при этом должно быть оборудовано местной вентиляцией. Недостатки тепловых методов удаления изоляции: возможны пережоги провода, образование окисной пленки, выделение вредных газов. К механическим приспособлениям, предназначенным для снятия любой изоляции, относится устройство с механическими щетками, которые вращаются при помощи электродвигателя в противоположных направлениях. Зазор между щетками регулируется. Время зачистки изоляции 2-3 с., производительность 150-300 проводов/час, длина снимаемой изоляции 5-20 мм. Недостатки механического способа: уменьшение диаметра, насечки, скручивание, трудности при обработке проводов малого диаметра 0,02-0,05 мм. Заделку концов изоляции с волокнистой изоляцией осуществляют с помощью нитроклея, путем одевания полихлорвиниловых трубок или наконечников из пластмасс, нитками (оклетневка). Оклетневка состоит в наматывании на изоляцию слоя цветных хлопчатобумажных или шелковых ниток, которые затем покрывают клеем БФ-4 или нитролаком (рис. 5). 1 – провод; 2 – хлопчатобумажная нитка рис. 5. Закрепление изоляции провода ниткой Для снятия экранирующей оплетки с кабелей применяется установка СЭ-1, работающая по принципу винтового среза оплетки с помощью вращающихся фрез и неподвижных ножей (рис. 6). Перемещением втулки 1 устанавливают расстояние между ножами 2. Кабель 5 подается в отверстие втулки до упора 4. Фрезы 3, вращаясь навстречу движения провода, загибают экранирующую оплетку 6, которая срезается, попадая в зазор между зубьями фрез и ножами. Круговой срез обеспечивается поворотом провода вокруг оси. Установка для снятия экранирующей оплетки с концов монтажных проводов типа МГВШЭ, БПВЛЭ диаметром по оплетке 1-5 мм имеет производительность 600 заготовок/ч. рис. 6. Схема установки для снятия экранирующей оплетки Разделку концов экранирующей оплетки, обеспечивающую подключение ее к корпусу выполняют следующими способами: – протаскиванием конца провода через отверстие, сделанное в оплетке на расстоянии 20 мм от конца и подключение свободной части оплетки к корпусу; – подпайкой к оплетке дополнительного провода. Лужение монтажных проводов осуществляют путем погружения оголенных участков в ванны с припоем ПОС61, ПОС61М при температуре 250-260 С в течение 1-4 с с использованием флюсов ФКСп, ФКТ. Для ВЧ кабелей с нетеплостойкой изоляцией применяется припой ПОСВ-33 при температуре 170-190°С. 2. ТЕХНОЛОГИЯ ЖГУТОВОГО МОНТАЖА Конструкции жгутов определяются особенностями конструкций аппаратуры и требованиями к обслуживанию. Жгуты делятся на межблочные и внутриблочные, которые, в свою очередь подразделяются на простые (прямые) (а), с ответвлениями (б), сложные (в), с замкнутыми ветвями (г) (рис.7). рис.7. Виды жгутов В зависимости от конструкции жгута для его изготовления применяют плоские и объемные шаблоны. Плоский шаблон представляет собой основание из изоляционного материала, на котором нанесен рисунок жгута и в соответствии с трассировкой расположены металлические шпильки, на которые надеты изоляционные трубки (рис.8). Для фиксации концов проводов предусмотрены специальные зажимы. Между шпильками производят укладку монтажных проводов. Повышение производительности изготовления жгутов и исключение ошибок монтажа достигают применением электрофицированных шаблонов, в которых концы монтажных проводов фиксируются специальными зажимами, электрически связанными с сигнальными лампочками. Лампочки и зажимы коммутированы таким образом, что при правильной укладке и фиксации провода загораются поочередно лампочки 1-й, затем 2-й трассы и т.д. Провод прокладывается по трассе шаблона, лампочки при этом гаснут, а загорается красная контрольная лампочка, подтверждающая правильность укладки. Первоначально разработку конструкции жгута осуществляют на макете. Укладывают провода согласно монтажной или принципиальной схеме, концы проводов маркируют с двух сторон бирками с указанием номера трассы (1-2; 1-6; 3-5 и т. д.), после чего измеряют их длину и заносят данные в таблицу монтажных соединений. Таблица 1 - Таблица монтажных соединений N провода Марка провода Сечение провода, мм Длина провода, мм Трасса соединений 1-2 МГШВ 0,5 30 1Р2-2Ш1 1-3 БПВЛ 1,0 160 2Р2-3Ш1 1-4 ѕѕ//ѕѕ ѕѕ//ѕѕ 250 5Р2-5Ш1 1-5 ѕѕ//ѕѕ ѕѕ//ѕѕ 290 4Р2-6Ш2 При раскладке жгутов соблюдают следующие правила: - экранированные провода должны быть внутри жгута, поэтому с них начинают раскладку; - внутри жгута укладывают короткие провода малых сечений; - длинные провода укладывают снаружи с образованием лицевой стороны; - шаг вязки жгутов t выбирают в зависимости от сечения жгута, числа проводов n и диаметра жгута по табл. 2; – концы жгута должны иметь бандажи и оконечные узлы; – для защиты от механических повреждений жгут по всей длине или на отдельных участках обматывают изоляционной лентой; – жгут на каркасе крепят металлическими скобками с установкой под ним изоляционных трубок или прокладок из лакоткани (длина закрепления 150-200 мм ); – отверстия в каркасе, через которые проходят жгуты, должны иметь закругленные кромки и резиновые втулки; – при пайке проводов жгута обязательно применяют их механическое крепление на контактных лепестках, путем продевания в отверстие лепестка и загибки. Таблица 2 - Шаг вязки жгутов Сечение провода менее 0,33 мм2 Сечение провода более 0,33 мм2 n, шт t, мм n, шт t, мм 5 5-10 10 15-20 5-15 10-12 11-30 8-30 16-20 13-18 >30 30-40 >20 25 Если аппаратура предназначена для работы в условиях тряски и вибрации, концы проводов огибают вокруг лепестков на 1-2 оборота и обжимают. Запрещается паять незакрепленные концы (встык и внахлестку). Для большинства монтажных соединений, допускающих нагрев до 280°С применяется припой ПОС-40, для наиболее ответственных соединений применяют припой ПСр 2,5, который содержит 2,5% Ag, 5,5% Sn и 92% Pb и имеет температуру кристаллизации 305°С. Для пайки проводов, допускающих нагрев до 230°С применяют припой ПОС-61. Для снижения трудоемкости процесс вязки жгутов механизируют, используя пневматические пистолеты. Автоматизация процесса вязки осуществляется на специальных станках, автоматах или полуавтоматах, управляемых с ЭВМ. Для механизации операций изготовления жгута в условиях серийного производства используют конвейерные линии. В этом случае технологический процесс разбивают на ряд простых операций, например, на одном рабочем месте осуществляют раскладку проводов одного сечения и марки. Такт работы составляет 5-7.5 с. Конвейер для изготовления жгутов замкнут в горизонтальной плоскости и транспортирует шаблоны с помощью тележек. Он оснащается пистолетами для вязки жгутов, приспособлениями для снятия изоляции и лужения. Для раскладки жгутов разработан автомат с программным управлением модели KL-327, выполняющий следующие операции: выбор провода и подготовку его к раскладке по расцветке и сечению; крепление начала проводника обмоткой вокруг шпильки на шаблоне; раскладку провода; обрезку провода. Автомат раскладывает провода марки МГШВ сечением до 0,5 мм2 со скоростью 10 м/мин. Наибольшее количество раскладываемых цепей - 102 шт., габариты жгутов - до 1000*400 мм. Для изготовления жгутов используют РТК, которые включают: робот-манипулятор (РМ-01), универсальный шаблон, сменную оснастку робота: схваты, механизм раскладки провода. Средняя скорость укладки проводов не менее 0,25 м/с. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВННЫХ ИСТОЧНИКОВ: 1. Гелль П.П., Иванов-Есипович Н.К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд. - 2004. - 536 с. 2. Каленкович Н.И., Фастовец Е.П., Шамгин Ю.В. Механические воздействия и защита РЭА. Учебное пособие для вузов. - Мн.: Вышэйшая школа, 2001. 3. Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств: Учеб. для радиотехнич. спец. вузов – М.: Высш.шк., 2000. – 432 с. 4. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для вузов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000. – 360 с. 5. Соломахо В.Л., Томилин Р.И., Цитович Б.В., Юдовин Л.Г. Справочник конструктора-приборостроителя. - Мн.: Выш. школа, 2003. - 272 с. 6. Справочник конструктора РЭА: Компоненты, механизмы, надежность/ Н.А. Барканов, Б.Е. Бердичевский, П.Д. Верхопятницкий и др. Под ред. Р.Г. Варламова. - М.: Радио и связь, 2005. - 384 с. 7. Справочник конструктора РЭА: Общие принципы конструирования / Под ред. Р.Г. Варламова. - М.: Сов. радио, 2000.