CC BY
22
УДК 658.5
Герасимов О. Я., Доросинский А.Ю.
АО «Научно-исследовательский институт физических измерений», Пенза, Россия ОАО «Электромеханика», Пенза, Россия
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕАКЦИЙ ПРОВОЛОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ПОВЫШЕННЫХ УДАРНЫХ НАГРУЗОК
Описаны методы испытаний резисторов на повышенные ударные нагрузки. Даны рекомендации по проведению испытаний. Представлены результаты экспериментов воздействия механических нагрузок на переменные проволочные резисторы Ключевые слова:
проволочные резисторы, контакт, узел, метод, ударная нагрузка
Целью испытаний проволочных резисторов на воздействие повышенных вибрационных и ударных нагрузок является определение их работоспособности при воздействии указанных нагрузок и исследование реакций, возникающих в резисторах при воздействии указанных нагрузок.
Испытание резисторов на воздействие ударных и вибрационных нагрузок проводится согласно требованиям и методам ГОСТ 16962-71 в нормальных климатических условиях. Испытание на воздействие вибрационных нагрузок необходимо производить в диапазоне частот 100-5000 Гц с ускорением до 100 д. на выборках не менее 45 штук изделий. Резисторы необходимо испытывать в двух положениях (вертикальное и горизонтальное). Испытание на воздействие ударных нагрузок необходимо проводить путем ступенчатого и циклического увеличения нагрузки на выборках. Для установления не-стабильностей, возникающих в резисторах в процессе воздействия ударных нагрузок, испытание их в вертикальном и горизонтальном положениях необходимо проводить на отдельных выборках.
Величину ускорений первой ступени испытаний ударных нагрузок необходимо выбирать таким образом, чтобы она была максимальной при отсутствии отказов резисторов на данной ступени и определялась по результатам испытаний на вибрационные нагрузки и ступенчатое приложение ударных нагрузок.
Перед началом и после испытаний на каждой ступени необходимо выполнять визуальный внешний осмотр изделий и измерение сопротивления резисторов, а для переменных резисторов кроме того измерение установленного значения сопротивления.
В процессе воздействия вибрационных и ударных нагрузок необходимо контролировать наличие электрической цепи у переменных резисторов и измерение относительного изменения величины сопротивления у постоянных резисторов.
На рисунке 1 представлена схема контроля электрической цепи резисторов при воздействии вибрационных нагрузок.
Рисунок 1 - Схема испытаний резисторов на вибрационные нагрузки
Целью исследований является определение не-стабильностей, которые могут возникнуть в исследуемых резисторах при воздействии вибрационных и ударных нагрузок. В результате исследований было выявлено, что наиболее вероятной нестабильностью в работе переменных резисторов при воздействии вибрационных нагрузок с ускорением до 100д является нарушение контактирования движка с рези-стивной намоткой. Данный вид отказа наиболее характерен почти для всех типов переменных резисторов, подвергающихся испытаниям на воздействие
повышенных вибрационных нагрузок в диапазоне частот до 5000 Гц.
Для резисторов, имеющих простую конструкцию и жестко закрепленных в испытательном приспособлении, воздействие вибрационных нагрузок с ускорением до 100 д не могло оказать существенного влияния ввиду непродолжительного приложения (порядка 30 мин.).
Ввиду отсутствия резонансных частот резисторов при воздействии вибрационных нагрузок в диапазоне частот до 100 Гц испытание необходимо проводить в двух положениях изделий. Крепление резисторов к монтажным платам необходимо выполнять приклейкой, что обеспечивает жесткость крепления, передачу без искажений воздействующих нагрузок и исключает отказы резисторов из-за несовершенства способа крепления. Для более достоверного режима испытаний крепление рабочего пье-зодатчика необходимо проводить непосредственно на испытательном приспособлении.
В процессе испытаний резисторов необходимо производить контроль состояния электрической цепи движок-резистивная намотка по схеме рисунка 1 с помощью осциллографа. Учитывая тот фактор, что нарушение контактирования может носить периодический характер, т.е., на определенном участке частот регулировочный движок вследствие недостаточного контактного давления будет совершать колебания (собственные) с частотой воздействующей вибрации, длительность развертки осциллографа необходимо подстраивать под соответствие определенным участкам частот.
Исследование реакций проволочных резисторов на воздействие ударных нагрузок необходимо проводить при ступенчатом и циклическом нагружении.
При ступенчатом нагружении целесообразно, чтобы резисторы находились под номинальной электрической нагрузкой Рн, а при циклическом воздействии под нагрузкой рН'рТ и Рн •
Исследование при ступенчатом нагружении необходимо проводить при ускорениях 10, 20 и 50 условных единиц по одному удару на каждой ступени воздействия с целью определения нестабиль-ностей в работе резисторов с учётом остаточных нарушений от предыдущих ступеней, а также определение нижней ступени воздействия, при которой не должно быть отказов при циклическом нагружении. Циклическое нагружение необходимо проводить на определенной ступени воздействия с заданным количеством ударов для определенич нестабильно-стей в работе резисторов, а также установления их зависимости от величины воздействующей ударной нагрузки и различной электрической нагрузки, приложенной к исследуемым резисторам.
Влияние больших ударных нагрузок оказывает воздействие на механическую прочность корпуса, также на незначительное изменение величины сопротивления вследствие поглощения энергии при ударе, определяемой по формуле (1)
(1)
где а - коэффициент трения, пропорциональный скорости.
В виду сравнительно малой величины воздействующего ускорения ударного импульса какого-либо изменения величины сопротивления за счёт поглощенной энергии не предполагалось.
Длительность ударных импульсов в зависимости от величины ускорения приведена в таблице 1.
В результате выполнения экспериментальных работ у резисторов не обнаружено каких-либо отклонений по величине сопротивления в процессе воздействия ударных нагрузок, а также видимых механических повреждений и отклонений величины сопротивления, превышающих требования НТД.
Работоспособность резисторов определяется при ускорении ударных нагрузок в 0,5 условная единицы. Результаты испытаний резисторов СП5-21 на воздействие ударных нагрузок приведены в протоколах испытаний и в таблице 2.
По результатам выполнения работы можно судить о стойкости исследованных типов проволочных резисторов к воздействию повышенных вибрационных и ударных нагрузок и сделать некоторые рекомендации по повышению их стойкости к данным видам воздействия.
Результаты испытаний резисторов
Соотношение величин ускорений Таблица 1 и длительности ударных импульсов
№ пп Величина ускорения в условных единицах длительность удара, Мс
1 0,5 1,4
2 1,5 0,2-0,4
3 3 0,1
4 5 0,1
5 10 0,1
6 20 0,1
7 30 0,1
на воздействие ударных нагрузок Таблица 2
№ пп Величина ускорения в усл. единицах Количество отказов
ступенчатая нагрузка циклическая нагрузка
вертикальное положение горизонтальное положение вертикальное положение горизонтальное положение
1 0,5 не проводилось - + не проводилось
2 1,58 не проводилось + 4
3 3 7 + -
4 5 3 3 -
5 10 не проводилось 6 -
Резисторы типа СП5-21 по своей конструкции (недостаточное контактное давление и жесткость контактной пружины) не рассчитаны на эксплуатацию при воздействии механических нагрузок выше требований ТУ.
Увеличение контактного давления пружины на резистивный элемент в существующих в настоящее время типах переменных проволочных резисторах приведет к его обрыву в результате перемещения подвижной системы, поэтому для повышения механической прочности переменных резисторов необходима разработка принципиально новых типов переменных резисторов, обеспечивающих надлежащую жесткость пружины после установки резисторов в
РЭА. При перемещении подвижной системы резистора в его конструкции необходимо предусмотреть снижение контактного давления. Для повышения стойкости резисторов к воздействию ударных нагрузок в десятки тысяч д необходимо усилить приклейку резистивного элемента к основанию и заменить пайку выводов к резистивному элементу и токосъемнику сваркой.
Способ крепления резисторов при эксплуатации в РЭА должен быть достаточно надежным к воздействию повышенных механических нагрузок или предусматривать их заливку специальными компаундами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Королева М. А. Неразрушающие методы контроля качества тонкопленочных резисторов / М.А. Королева, А.Н. Виньчаков, Доросинский А. Ю. // Надежность и качество: сб. тр. междунар. симп. : в 2 т. - Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2014. - Т. 2. - С. 257-260.
УДК 658.5
Герасимов1 О.Н., Доросинский2 А.1
Березин3 М.Н.
1АО «Научно-исследовательский институт физических измерений», Пенза, Россия
2АО «Электромеханика», Пенза, Россия
3АО «ППОЭВТим. В.А.Ревунова», Пенза, Россия
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КОНТАКТНЫХ УЗЛОВ ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ
Выполнен обзор существующих конструкций контактных узлов и способов их исполнения.
Рассмотрены методы контроля качества контактных узлов и выделены преимущества и недостатки каждого из методов. Даны рекомендации по применению данных методов на производстве Ключевые слова:
контроль качества, контакт, узел, метод, изделие
Введение
В зависимости от конструктивно-технологического решения резистора имеются контактные узлы самых разных типов. Наиболее известны:
сварной контактный узел, выполненный методом точечной конденсаторной сварки;
гальванический контактный узел, выполненный методом осаждения металла на контактную пару;
паяный контактный узел, выполненный методом пайки высокотемпературными припоями с применением специальных активных или реактивных флюсов;
термохимический контактный узел, выполненный методом термического восстановления металла.
Несмотря на большое разнообразие конструктивно-технологических решений контактных узлов, к последним предъявляются следующие требования: контактный узел должен иметь малое собственное сопротивление;
величина сопротивления контактного узла должна быть стабильной во времени при воздействии внешних факторов;
ТКС контактного узла должен быть минимален;
конструкция контактного узла должна предусматривать возможность его исполнения в минимальных габаритах;
контактный узел должен быть достаточно прочен механически;
способ исполнения контактного узла должен быть технологичным и обеспечивать высокую производительность.
С целью проверки требований предъявляемых к контактному узлу используются методы контроля его качества.
Современные методы контроля качества выполнения неразъемных контактных соединений можно условно разделить на два основных вида:
методы контроля, связанные с разрушением конструкции контактного узла;
неразрушающие методы контроля.
К первому виду относятся метод металлографического анализа и метод определения механической прочности контактного узла. Ко второму относятся. Ко второму можно отнести рентгеновский,
