4) не откладывать на последний момент проработку деталей с неопределенными размерами, чтобы иметь возможность своевременно скомпенсировать их увеличение за счет уплотнения и уменьшения размеров соседних деталей;

5) не решать те вопросы, которые могут быть проработаны на следующей стадии - выполнении рабочих чертежей деталей;

6) до тех пор, пока форма деталей, соединяемых крепежными элементами, не определена, последние представлять на чертеже в виде осевой линии;

7) изображения крепежных элементов выполнять после выяснения занимаемого ими пространства и зазоров между соседними деталями;

8) крепежные элементы после их унификации вычерчивать с соблюдением соответствующих ГОСТов;

9) последовательность обводки СБ чертежа, выполненного в тонких линиях, должна совпадать с последовательностью его вычерчивания. Сначала обводятся фрагменты, изображения основных элементов конструкции, затем осевые и базовые линии, наиболее важные детали конструкции и т. д.

ГЛАВА 3

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ И РАЗРАБОТКЕ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ ПРОЕКТИРУЕМЫХ УФЭ И ЭРЭ

§ 3.1. СОЕДИНИТЕЛИ

Под контактными устройствами понимают элементы РЭА, которые обеспечивают протекание тока в результате механического соприкосновения двух электропроводящих деталей и прекращение протекания тока в результате устранения соприкосновения между ними [1]. По функциональному назначению контактные устройства подразделяют на неразъемные, разъемные, скользящие и разрывные. В данном параграфе рассматриваются разъемные контактные устройства, к которым относятся соединители, используемые для периодического соединения и разъединения одной или нескольких обесточенных электрических цепей [1, 2].

Основными исходными данными для расчета соединителей являются:

1) число соединяемых электрических цепей;

2) частота /, сила тока 1ц, протекающего в электрической цепи;

3) максимальное U и минимальное U„ напряжения электрической цепи;

4) контактное сопротивление R, состоящее из переходного R„ и активного Ra сопротивлений контактных элементов; предельное отклонение переходного сопротивления AR;

5) сопротивление изоляции R;

6) статическая AR„ „ и динамическая AR„ д„„ нестабильности переходного сопротивления;

7) габариты и масса;

8) стоимость;

9) тип аппаратуры, для которой проектируется соединитель;

10) требования к надежности; предельное число сочленений;

11) климатические и механические воздействия, при которых соединитель должен нормально функционировать;

12) программа годового выпуска.

При разработке соединителей необходимо учитывать следующие основные требования [2]:

1) обеспечение малого стабильного контактного сопротивления, в частности переходного сопротивления. Следует иметь в виду, что на высоких частотах сопротивление R,,, кроме R„, имеет реактивную составляющую Хк, так как между контактными элементами образуется емкость Ск, а сами элементы обладают индуктивностью L„. Чем выше рабочая частота соединителя, тем меньше должны быть Ск и L„;

2) устранение между контактными элементами гальванической пары. Это важно в том случае, когда соединяются цепи, по которым протекают микротоки. При данном режиме для контактных элементов следует тщательно подбирать материалы, обладающие минимальной разностью электродных потенциалов;

3) отсутствие перегрева и прожога диэлектриков в течение заданного времени работы, поскольку протекающий в контактных элементах ток определяет тепловой режим работы соединителя. Допустимая температура соединителя (100-150°С) обусловливается термостойкостью используемых материалов;

4) защита от воздействия механических перегрузок и обеспечение высокой собственной резонансной частоты механических колебаний контактных элементов, так как при ее совпадении с частотой внешних воздействий возможен механический резонанс и, как следствие, нарушение работоспособности контактных элементов.

Выполнение перечисленных требований направлено на обеспечение надежности соединителей при заданных условиях эксплуатации и ресурсе работы.

Кроме того, соединители должны иметь: простую конструкцию; упрощенные технологические формы, позволяющие при возможно большем расширении полей допусков на изготовление деталей получать заданные параметры; низкую стоимость и приемлемое для оператора усилие сочленения, которое зависит от контактного давления и коэффициента трения (при снижении последних уменьшается усилие на соединитель, обеспечивающее стыковку контактных элементов).

Исходя из ТЗ и перечисленных требований, необходимо выбрать наилучший вариант компоновки разрабатываемого соединителя, который позволит ориентировочно определить размеры контактных элементов. Перед этим рекомендуется сформулировать основную цель разработки, например достижение минимальных габа-

ритов и массы, минимальной стоимости, максимальной рабочей частоты и т. п.; проанализировать существующие конструкции, которые бы частично удовлетворяли поставленной цели (с конструкциями соединителей и их деталей можно ознакомиться в [1, 2]). При анализе конструкций необходимо обратить внимание на:

1) форму контактных элементов (цилиндрическая, ножевая, типа «Лира», гиперболоидная и др.);

2) совмещение (разделение) электрических и механических функций, выполняемых контактными элементами;

3) реализацию упругих функций для создания контактного усилия [за счет введения упругого штыря и (или) гнезда];

4) вид крепления контактных элементов (жестко фиксированное или плавающее);

5) способ крепления (при жестко фиксированном - армированием, армированием с последующей штамповкой, заливкой компаундом, стеклом, резиной и т. п., при плавающем - сборными изоляторами, разворотом вывода, специальным выступом и т. п.);

6) способ герметизации;

7) способ присоединения проводов электрических цепей (пайкой, зажимом или накруткой);

8) вид используемого материала для контактных элементов, корпуса, диэлектрических деталей;

9) обеспечение крепления соединителя в аппаратуре;

10) возможность уменьшения габаритных размеров и массы (без ухудшения электрических параметров).

После решения этих вопросов выполняют эскизный чертеж (компоновку) разрабатываемого соединителя и приступают к расчету его основных деталей.

Расчет целесообразно начинать с выбора материалов для контактных элементов. Предварительно необходимо ознакомиться с 11, 2]. Рассматривая физические явления, протекающие в контактных устройствах [1], можно сделать вывод о том, что с точки зрения достижения малого контактного сопротивления материалы должны обладать относительно невысоким модулем упругости, высокой коррозионной стойкостью при заданных климатических условиях эксплуатации, низким удельным электрическим сопротивлением, легко обрабатываться и быть сравнительно дешевыми. Лучше всего этим требованиям (кроме малой стоимости) отвечают благородные металлы, особенно серебро (табл. 3.1). Однако контактное сопротивление зависит от контактного усилия, которое реализуется элементами конструкции (в большинстве случаев пружинами). Следовательно, материалы должны одновременно обладать упругими свойствами и эластичностью. К ним относятся конструкционные материалы (бронза, сталь, латунь и др.), для которых характерно более высокое удельное сопротивление. Наибольшее применение для рассматриваемых целей нашли бронзы, обладающие хорошими механическими свойствами, удовлетворительными электро- и теплопроводностями (табл. 3.2). Иногда