6.9. Монтаж плоскими кабелями

Монтаж плоскими кабелями монтаж объемными или печатными проводниками, объединенными в плоский ленточный провод, с использованием контактных соединений, полученных пайкой, сваркой, накруткой и разъемными соединениями.

Плоские кабели применяются для электрического межблочного монтажа в модулях третьего, четвертого и пятого уровней ЭВМ. Перемычки из плоского кабеля применяются для внутриузлового монтажа на ПП, электрического соединения ПП в блоке.

Основной элемент плоских кабелей многожильные ленточные провода или гибкие печатные токоведущие шины, различные по конструкции соединители, в состав которых могут входить печатные платы и специальные разъемы. Соединители обеспечивают возможность монтажа плоских кабелей друг с другом, с печатным монтажом, с объемными проводниками жгутового монтажа.

Различают типы токоведущих шин следующие: опрессованные, плетеные, тканные, печатные.

Ленточные опрессованные провода имеют проводники прямоугольного или круглого сечения, расположенные в одной плоскости. Выполнены, как правило, из меди с гальваническим покрытием никелем, серебром или оловом. Жилы изолированы, опресованы в пластмассовую ленту из полиэтилена, поливинилхлорида, лавсана или стекловолокна.

Жилы или экранированы медной луженой проволокой, или экран нанесен на поверхность ленточного кабеля.

Ленточные плетеные провода (марка ЛФ, ЛФЭ) имеют токоведущие жилы, скрученные из медной посеребренной проволоки, расположенные параллельно в один ряд и скрепленные нитью, пропитанной лаком.

Предназначены для работы при напряжении до 100В и частоте до 5 кГц. Ленточные тканые провода изготавливают из обычных монтажных проводов марок МГШВЭ, МГТФ, имеют саржевое переплетение. Токоведущие провода могут быть одинакового или различного сечения, с разным шагом и определенным числом нитей (одна, две, три).

Гибкие печатные кабели система печатных проводников, расположенных на диэлектрическом основании и соединенных с контактными площадками или металлизированными монтажными отверстиями. Изготавливают из фольгированных гибких диэлектриков химическим способом. Многослойные печатные кабели получают прессованием нескольких однослойных или на диэлектрике, фольгированным с двух сторон.

Технологический процесс изготовления плоских кабелей:

1. подготовка ленточных проводов к монтажу;

1. сборка ленточных проводов с соединителями;

1. укладывание на каркасах блоков, панелей, рам и стоек с приданием конфигурации;

1. соединение кабеля с другими элементами.

Подготовка ленточных проводов к монтажу включает мерную резку, удаление изоляции с определенных участков провода, нанесения покрытия на оголенные участки токоведущих жил.

Резка проводов в соответствии с длиной монтажных трасс.

Основное требование резки обеспечение перпендикулярности среза осям симметрии провода и отсутствие поврежденной изоляции.

Основной инструмент гильотинный нож, установленный в приспособление для подачи и фиксации ленточного провода.

Приспособления для резки могут иметь разные уровни механизации и автоматизации.

Удаление изоляции механическим, термомеханическим и химическим методами. Основное требование отсутствие повреждений изоляции.

Зачистка проводов зависит от марки провода и вида изоляции:

механическая и механизированная зачистка, термомеханическая зачистка (тепловое размягчение и механическое удаление), химическая (раствор серной кислоты, раствор едкого натра).

Изготовление ленточных кабелей.

Применяются неразъемные и разъемные соединения проводов. Первые обеспечивают постоянные внутриплатные, межплатные, межблочные соединения. Получают пайкой, сваркой, накруткой и т.д. Вторые возможность подключения и отключения кабеля к печатной плате. Получают с помощью разъемов различной конструкции.

Перед пайкой проводников концы облуживаются (погружением в ванну с припоем). Ориентация проводников, фиксация соединяемых проводников обеспечивается размещением концов проводов в специальных приспособлениях и колодках. Проводники паяются вручную или методом групповой пайки.

Механические способы получения контактных соединений основаны на создании прочного механического контакта между элементами: способ обжатия, способ прорезки изоляции ленточного провода. Последний способ: штампованный контакт имеет паз, ширина которого в верхней части соответствует диаметру жилы. Под воздействием усилия контакт прорезает изоляцию ленточного провода, плотно схватывает жилу, обеспечивая коммутацию. Но необходимо учесть, что контакты должны располагаться с шагом, равным шагу между токоведущими жилами.

Монтаж с помощью ленточных кабелей.

Достоинства ленточного кабеля простота монтажа ЭВМ.

Размещение соответствует электромонтажной схеме, составленной на основе электрической схемы соединений, схем размещения блоков в каркасе панели, рамы, стойки.

Чертеж стенки каркаса, обозначают габариты блоков, уровни размещения блочных разъемов; затем вертикальные и горизонтальные трассы прокладки ленточного кабеля. Составляется таблица, в которой указывается адрес присоединения кабелей, порядок укладки, координаты перегибов с учетом технологичности монтажа. Для изменения направления кабеля используют различные способы сгибания с помощью плоскогубцев со сменными насадками.

При монтаже подвижных блоков ленточному кабелю придают пространственную форму: укладывают в рулон, укладывают в "гармошку", в "змейку".

Крепление ленточных кабелей выполняется с помощью зажимов и клеевых соединений. В качестве зажимов металлические и неметаллические скобы. Клеевые соединения используются для фиксации небольших по размерам кабелей. Дополнительные опоры в виде скоб, уголков, швеллеров.

Контроль ленточных кабелей: на отсутствие обрывов проводников, сопротивление изоляции между проводниками и шинами "земля", наличие электрических связей между кабелем и контактами соединителей. Контроль возможен автоматический (существуют стенды, работающие в автоматическом и ручном режиме).

7. ЗАЩИТА ЭВМ ОТ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

7.1. ЗАЩИТА ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

ВТ подвергается воздействиям ударов, вибрации при транспортировке, погрузке, эксплуатации, что вызывает механические нагрузки, приводит к деформации и разрушению.

Появляется прерывистый электрический контакт, образуются радиопомехи, усталостные поломки. Изменение параметров сигналов приведет к отказам аппаратуры, потере вибро- и удароустойчивости.

Если собственная частота совпадает с частотой возмущающего воздействия, то перегрузки возрастают многократно.

Для того, чтобы максимально учесть все факторы, необходимо собрать наиболее полные данные о вибрационных и ударных харакатеристиках объекта эксплуатации, условиях транспортирования.

Свойство конструкции противостоять внешним воздействиям с допустимыми деформациями называется жёсткостью.

Повышая жесткость деталей, модулей и механическую прочность добиваются уменьшения влияния механических воздействий .

Это достигается приклеиванием компонентов к установочной поверхности, покрытием лаком печатной платы вместе с компонентами, заливка монтажа компаудом, амортизацией аппаратуры. Жесткость конструкции повышается увеличением площади опертых поверхностей, силовой затяжкой узлов сочленения.

Механическая прочность проверяется методами сопромата, теории упругости. Поскольку на практике конструкции ЭВМ имеют сложную конфигурацию, то чаще всего для расчетов применяется упрощенная модель.

Печатные платы, стенки кожухов, блоков и пр. относят к пластинам это тело, толщина которого намного меньше размеров основания. Закрепление пластин осуществляется пайкой, сваркой, зажимом, винтовым соединением, установкой ПП в направляющие или в pозеточную часть соединителя.

Расчет вибропрочности.

Порядок выполнения проверочного расчета на вибропрочность:

1. Выделение в конструкции деталей (узлов) ,имеющих наибольшие деформации с учетом направления воздействия вибраций.

2. Выбор расчетной модели .

3. Расчет собственной частоты .

4. Определение нагрузки и сравнение полученных значений с пределами прочности выбранных материалов.

5. Принятие решения. В случае необходимости повышение прочности конструкции.

Для увеличения вибропрочности в конструкцию вводят рёбра жёсткости, отбортовки, дополнительные крепления, демпфирующие покрытия.

Внешние вибрационные воздействия обычно на практике задаются небольшим (узким) диапазоном. Собственная частота fо не должна находиться в спектре частот внешнего воздействия. Если fо входит в диапазон частот, то конструкцию дорабатывают с целью увеличения fо и выхода из спектра частот возмущающих факторов.

Собственная частота fо зависит от способа крепления. Пластина может быть закреплена разными способами (рис. 7.1):

l_Д

l_Ш

а. б. в.

+ защемлённая сторона.

- опёртая сторона.

Рис. 7.1. Способы крепления пластины

Собственная частота fо для ПП с равномерно распределенными компонентами равна:

а)

б)

в)

где lд , lш длина и ширина ПП,

kg - виброперегрузка;  - плотность вещества платы; hт - толщина платы; m_ - общая масса установленных элементов элементов; _{m -} коэффициент Пуассона; J - момент инерции; E - модуль упругости.

Формулы можно использовать при расчете пластин, панелей и т.д.

Если пластина нагружена только собственной массой, то суммарная масса установленных элементов pавна . Для разных материалов различны значения:

E = 9.81*10⁹ H/m² ,  = 1.4*10³ кг/m³ , _m = 0.2 для стеклотекстолита; E = 68.7*10⁹ H/m² ,  = 2.8*10³ кг/m³ , _m =0.32 для алюминиевых сплавов и т.д. Справочные данные приведены в таблицах, в многочисленной литературе.

Для проверки на вибропрочность блоков, например, рассматривают направления вибрации. Если вибрации действуют в трёх взаимно перпендикулярных направлениях, то для вибраций, имеют наименьшую жёсткость крышка, основание, узел плат (рис. 7.2).

Рис. 7.2. К расчету собственной частоты блока

Отдельно определяются собственные частоты крышки, основания, узла плат и все они должны быть вне диапазона частот с заданными виброперегрузками.

Один из эффективных методов повышения устойчивости конструкции ЭВМ вибрациям, ударным и линейным нагрузкам использование амортизаторов.

Действие амортизаторов основано на демпфировании резонансных частот поглощении части колебательной энергии.

По принципу своего действия, а также из-за технических трудностей, амортизаторы не могут полностью решить вопрос об устранении влияния механических воздействий на ЭВА, а их использование существенно увеличивает вес и габариты аппаратуры. Однако амортизация ЭВА имеет большое практическое значение и широко используется на практике.

Конструирование системы амортизации (СА) ЭВА начинают с выбора типа амортизаторов и схемы их размещения. Выбор амортизаторов производят исходя из допустимой нагрузки и предельных значений параметров, характеризующих условия эксплуатации. Выбор схемы расположения амортизаторов зависит главным образом от расположения аппаратуры на подвижном носителе и условий динамического воздействия.