Короткі теоретичні відомості

ПЕРЕЛІК ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

Лабораторна робота № 1

Тема. Організація робочого місця монтажника, підготовка дротів до монтажу

Мета: набуття вмінь і навичок роботи з паяльником та іншими інструментами електромонтажника, окінцевання дротів та в’язки джгутів.

Короткі теоретичні відомості

Робоче місце монтажника має бути організоване так, щоб забезпечити всі умови для продуктивної та високоякісної роботи. Це забезпечується зручною конструкцією робочого стола, раціональним розміщенням інструменту, деталей, матеріалів і правильним освітленням робочого місця, рис. 1.1

Поверхня столу повинна бути достатньою для розміщення приладу, що монтується, необхідних деталей та інструменту. Стіл повинен бути оснащений висувними шухдядами для зберігання інструменту, деталей і матеріалів. У шухлядах потрібно мати гнізда для інструменту, каси для деталей та кріплення. Інструмент розкладають по шухлядах у строгому порядку, окремо вимірювальний, монтажний, складальний, слюсарний. Правильне укладання інструменту забезпечує швидке його знаходження та зберігання.

На столі під час роботи повинен знаходитися тільки той інструмент, який необхідний для виконання чергових операцій. Його розташовують з правого боку, окрім пінцета, який зручно тримати зліва, а каси з деталями – з лівого боку. За відсутності спеціальних кас резистори та конденсатори закріплюють на смугах картону. Під прилад, що монтується, для запобігання пошкодженню його поверхні та столу слід підкласти шматок фланелі.

Наприкінці робочого дня обов’язково проводиться прибирання робочого місця.

Для зниження втоми монтажника та підвищення якості монтажу робоче місце повинно мати добре освітлення (краще – денне). При штучному освітленні краще використовувати розсіяне світло, що не дає різких тіней. Пропонується використовувати матову лампочку потужністю не більш ніж 60 Вт, розташовану на відстані 0,5 – 0,75 м від поверхні, що освітлюється. Найбільш зручним є джерело світла з відбивачем, установленим на поворотній розсувній арматурі.

Рисунок 1.1 – Робоче місце монтажника

Для монтажних робіт, як правило, використовують електричні паяльники, тому на робочому місці монтажника встановлюють розетку для вмикання паяльника. На всіх промислових підприємствах для забезпечення безпеки застосовують низьковольтні паяльники напругою 18 – 36 В, при цьому використовують один знижувальний трансформатор з підведенням напруги до всіх робочих місць чи стільки трансформаторів, скільки робочих місць. Вторинні обмотки трансформаторів слід секціонувати, щоб при коливаннях напруги мережі монтажник міг підбирати напругу для нормального нагрівання паяльника. При цьому на робочому місці встановлюють колону з декількома штепсельними гніздами. Застосовувати автотрансформатори замість знижувальних трансформаторів неприпустимо. Для паяльника застосовують підставку з гніздами, у яких розміщують невелику кількість припою та каніфолі.

Залежно від характеру монтажних робіт застосовують той чи інший набір інструменту.

Монтажник, що працює в умовах поточного виробництва, виконує невелику кількість операцій. Він повинен мати такий інструмент:

– паяльник (електричний);

– кусачки (бокорізи);

– плоскогубці;

– викрутку;

– пінцет;

– монтажний ніж.

Монтажник - універсал виконує монтажні, складальні, а іноді слюсарні роботи (при виготовленні макетів). Він використовує широкий асортимент інструменту:

– паяльник 60 - 80 Вт;

– паяльник 200 Вт;

– кусачки бокові;

– кусачки торцеві;

– плоскогубці двох розмірів;

– круглогубці двох розмірів;

– пінцети двох розмірів;

– викрутки декількох розмірів;

– набір торцевих ключів;

– набір гайкових бокових ключів;

– набір напилків різних профілів;

– набір надфілів;

– дриль ручний;

– набір свердел від 3 до 8 мм;

– набір плашок;

– набір мітчиків 2 – 6 мм;

– вороток для мітчиків;

– ніж монтажний;

– ножівку;

– ножиці звичайні;

– ножиці по металу;

– молоток слюсарний;

– молоток часовий;

– молоток дерев'яний;

– лещата ручні;

– лещата настільні;

– керн;

– шабер;

– рисувалку;

– лінійку;

– косинець;

– циркуль;

– штангенциркуль;

– мікрометр.

Крім перерахованого інструменту, упрактиці монтажу застосовують різноманітні спеціальні пристрої, що поліпшують якість монтажних робіт і підвищують продуктивність праці. До них належать, наприклад, пристрої для зачищення ізоляції на кінцях провідників (електроніж), електротиглі з розплавленим припоєм для швидкого залужування кінців проводів, оправки та гачки для правки та укладання монтажних проводів; шаблони та голки для зшивання джгутів та ін.

Першим етапом монтажу електричного обладнання є підготовка провідників до монтажу. Монтаж, як правило, виконують мідним дротом.

Дроти та кабелі вибираються наамперед за тривалим струмом, який відповідає струму навантаження від приєднувальних до дротів або кабелів електроспоживачів.

Струм навантаження від електроспоживача можна приблизно визначити за величиною струму на 1 кВт потужності електроприймача:

– для трифазних двигунів:

; (1.1)

– для трифазного симетричного навантаження від підігрівача та ламп розжарювання:

; (1.2)

– для однофазного навантаження від підігрівача та ламп розжарювання:

; (1.3)

де – струм навантаження, А; – потужність навантаження, кВт.

Дроти та кабелі вибираються за відомим струмом навантаження за таблицями тривало допустимого струму навантаження. При цьому вибір робиться з марок кабелів, допустимих для даного способу прокладки в даних умовах зовнішнього середовища.

З’єднання проводів з апаратурою виконується паянням чи за допомогою затискачів. Перед з’єднанням дріт має бути окінцеваним. Для цього, по-перше, необхідно зачистити ізоляцію. Це роблять ножем чи спеціальним інструментом. Щоб не пошкодити жили, ніж потрібно тримати з нахилом, як при заточуванні олівця. Зовнішню полівініхлоридну ізоляцію можна знімати електричним випалом. Внутрішню ізоляцію потрібно розплести, скрутити та відкусити кусачками.

Окінцевання екранованих дротів здійснюють так. Екрануюче обплетення зсувають з кінця на 10-25 мм, у обплетенні роблять отвір, через який витягують дріт, підкладають ізоляційний матеріал та знову насувають обплетення, вільний кінець якого витягують та зверху накладають нитковий бандаж.

Якщо виведення заземляювального кінця виконують одиночним гнучким дротом, кінець екранувального обплетення обрізають на відстані 10 – 25 мм, під обплетення підкладають два-три шари ізоляційного теплостійкого матеріалу і на кінець обплетення намотують декілька витків гнучкого неізольованого дроту перерізом 0,2 – 0,5 мм². Дріт пропаюють по всій поверхні витків.

Якщо дріт з’єднують з апаратурою паянням, то кінець дроту необхідно залудити, попередньо зачистивши жилу жорсткого дроту монтажним ножем. Жила гнучкого проводу має бути скручена в стрижень.

Техніка паяння

Найважливіший момент при монтажі електронної схеми незалежно від особливостей схеми і використовуваних компонентів – це паяння. Усього лише один погано припаяний контакт - і вся схема буде працювати неправильно або нестійко. Процес же пошуку та усунення несправності може виявитися дуже тривалим через необхідність перепаювання всіх з'єднань. Усього цього легко уникнути – просто не треба шкодувати часу, щоб усе паяння виконувалось акуратно та дотримуватися наступних правил.

1. Усі провідники, що повинні бути спаяні, потрібно ретельно оглянути, щоб переконатися, що на них немає мастил, забруднень або залишків ізоляції. Сторонні частинки повинні ретельно віддалятися, поки поверхня не стане чистою та блискучою.

2. Провідники повинні бути міцно скручені один з одним, щоб отримати так зване механічне з'єднання. Переконайтеся в міцності «механічного з'єднання», обережно смикаючи виводи компонентів. Якщо вони нерухомі, значить, це з'єднання існує.

3. Увімкніть паяльник і дайте йому прогрітися до потрібної температури. Не намагайтеся користуватися паяльником, перш ніж він прогріється.

4. Коли паяльник нагріється до потрібної температури, прикладіть його до з'єднання, а не до припою. Це, мабуть, найважливіший момент, і якщо його виконати невірно, то вийде дефектний спай з «холодним» паянням. «Холодне» паяння - це результат того, що припій наноситься на місце з'єднання, перш ніж виводи компонентів або провідників не будуть добре прогріті жалом паяльника. Тільки після того, як з'єднання буде прогріто паяльником, на нього поміщається крапля припою, яка може вільно розтектися по провідниках. Якщо з'єднання нагріється до тієї ж температури, що і паяльник, то припій розплавиться та заповнить усі порожнини в «скрутні» дротів. Обов'язково використовуйте невелику краплю припою, оскільки дуже велика його кількість також викличе «холодне» паяння. Це пов'язано з тим, що дуже велике навішування припою повністю не розплавиться.

5. Коли припій розтечеться по з'єднанню, що спаюється, приберіть паяльник та почекайте 10 – 20 с, поки припій застигне. Дуже важливо, щоб провідники, що цього часу спаюються, не рухалися, оскільки це може призвести до розтріскування припою та порушення контакту. Коли мине 10 – 20 с, обережно посмикайте виводи, щоб переконатися, що у зробленому з'єднанні відсутня механічна рухливість. Тепер уважно огляньте з'єднання: чи немає в ньому ознак «холодного» паяння – таких, як тьмяна поверхня або шматочки припою, що не розплавилися. Добре з'єднання, що припаяно, повинне бути рівним і блискучим. Якщо все гаразд, можете приступати до паяння наступного з'єднання.

Деякі компоненти (напівпровідникові прилади) можуть бути пошкоджені через перегрів навіть малопотужним паяльником, якщо їх нагрівати дуже сильно. Таким чином, при паянні важливо діяти швидко, щоб уникнути нагріву компонентів вище за допустиму температуру.

Один з інструментів, який дуже зручний при виконанні паяння - це тепловідвід, тобто пристрій, який відводить і поглинає тепло від чутливих компонентів та розсіює його в повітрі. З цією метою можна використовувати пінцет.

Якщо тепловідвід буде встановлений дуже близько до місця паяння, то він відбере дуже багато тепла, що призведе до «холодного» паяння.

Під час паяння проводів і деталей електронної апаратури використовують припої та флюси.

Припій – це сплав металів, призначений для з'єднання деталей і вузлів паянням. Він повинен володіти належною текучістю в розплавленому стані, добре змочувати поверхні матеріалів, що сполучаються, а в твердому стані мати необхідну механічну міцність, стійкість до дії зовнішнього середовища, необхідний коефіцієнт теплового розширення та ін.

Припій вибирають залежно від виду металів, що сполучаються, або сплавів, розміру деталей, необхідної механічної міцності та стійкості до корозії. Для паяння товстих дротів використовують припої з температурою плавлення більш високою, ніж для паяння тонких дротів. У деяких випадках необхідно враховувати та електропровідність припою.

Припої розділяють на м'які з температурою плавлення t_пл £ 400°С і тверді з t_пл ³ 500°С. До м'яких припоїв в основному належать олов'яно-свинцеве зі вмістом олова від 18 до 90%, а також сплави олова з кадмієм, цинком, алюмінієм, вісмутом та ін. Тверді припої вирізняються більш високою міцністю при розтягуванні. До них належать головним чином мідно-цинкові (ПМЦ) і срібні (ПСр) припої.

У радіотехнічній промисловості та практиці радіоаматорства найбільш широко використовуються олов'яно-свинцеві припої. Їх розділяють на бесурм’яністі, що містять не більш ніж 0,05% сурми, малосурм’янисті, що містять 0,05...0,5% сурми, та сурм’янисті, що містять 0,5...6% сурми (ГОСТ 21930-76). Малосурм’янисті припої рекомендуються для паяння цинкових і оцинкованих деталей, сурм’янисті – в основному для паяння сталевих деталей.

Флюс – ця речовина або склад, призначений для розчинення та видалення оксидів з поверхні деталей, що спаюються. Він повинен надійно захищати поверхні деталей та припою від окислення в процесі паянняйки. Вибір флюсу залежить від металів, що сполучаються паянням, або сплавів і вживаного припою, а також від виду монтажно-складальних робіт. Температура плавлення флюсу повинна бути нижча за температуру плавлення припою. Флюси розділяють на активні (кислотні), безкислотні, активовані, антикорозійні.

Активні флюси інтенсивно розчиняють оксидні плівки на поверхні металу, що забезпечує високу механічну міцність з'єднання. Такі флюси використовують, коли можна повністю видалити їх залишки з поверхні деталей, що сполучаються, та місця паяння. При монтажі електро- та радіоапаратури активні флюси застосовувати не можна. Безкіслотні флюси – виготовляють на основі каніфолі, яка при паянні очищає поверхню від оксидів і захищає її від окислення. Їх широко використовують при монтажі радіоапаратури. Видалення цих флюсів після паяння необов'язкове. Активовані флюси виготовляють на основі каніфолі з додаванням активізаторів. Вони придатні для з'єднання металів і сплавів, що погано піддаються паянню (сталь, нікель, ніхром та ін.). Антикорозійні флюси не викликають корозії після паяння. Деякі з них можна не видаляти з місця паяння.

При паянні мідними та латунними припоями, які вирізняються високою температурою плавлення, як флюс використовують головним чином буру (Na₂В₄О₇) та суміші її з борною кислотою (Н₃ВО₃), борним ангідридом (В₂О₃) і деякими іншими солями.

Залужування проводять таким чином: розігрітий до температури плавлення припою паяльник опускають у каніфоль і наносять її на кінець проводу. Потім, попередньо опустивши паяльник у каніфоль, підносять його до припою, який потрапляє на грані паяльника. Торкаючись цими гранями кінця дроту, прогрівають його. Припій має покрити кінець дроту тонким шаром.

Після залужування кінцю дроту надають форми, зручної для механічного закріплення на пелюстках чи контактних стояках.

Якщо з’єднання дроту з апаратурою здійснюється за допомогою плоского затискача, то дріт має бути окінцеваний у вигляді стрижня, при цьому жилу гнучкого дроту скручують і залужують. Окінцевання дроту для гвинтового затискача має бути зроблене у вигляді кільця для жорсткого дроту. Кільце також залужують.

Два та більше ізольовані дроти, які прокладені в одній трасі паралельно, мають бути зв’язані у джгут. Джгути з невеликою кількістю проводів в’яжуть нитками (рис. 2.2)