Didelio tikslumo termostatų ir šiluminės perkrovos apsaugai skirtų kontaktų mazgai

Termostato kontaktiniai mazgai turi palaikyti nustatytą perjungimo temperatūrą, stabilų kontakto varžą ir pakartotinį mechaninį atskyrimą per pasikartojančius terminius ciklus. Kontakto geometrija, sidabro lydinio pasirinkimas, kniedės ar suvirinimo vientisumas ir veikimo tarpas tarp kontaktų poros ir bimetalinio elemento lemia, ar šiluminė apsauga atsidaro ir atsistato neviršijant nustatytų ribų. OĮG gamybai šiems kintamiesiems reikalingi išmatuojami priėmimo kriterijai, o ne vien vizualinis patikrinimas.

Kaip kontaktiniai mazgai veikia šilumos perjungimą

Šiluminės perkrovos apsauga paverčia temperatūros sukeltą bimetalinio elemento judėjimą mechaniniu kontaktų atskyrimu. Kai bimetalinis diskas arba juostelė pasiekia kalibruotą perėjimo temperatūrą, mechanizmas pakeičia padėtį ir pertraukia elektros grandinę. Aušinimo metu elementas grįžta į pradinę geometriją ir atkuria kontaktą, kai tenkinamos projektinės atstatymo sąlygos.

Kontaktinis mazgas turi atitikti tris vienu metu keliamus reikalavimus:

• Elektros tęstinumas:Atsparumas sąlyčiui turi neviršyti gaminio specifikacijos per visą eksploatavimo laiką.
• Mechaninis atsakas:Kontaktinė sąsaja turi atsiskirti nuo aplinkinės konstrukcijos be per didelės trinties, uždelsto atleidimo ar trukdžių.
• Perjungimo stabilumas:Kontaktų pora turi būti atspari suvirinimui, per didelei lanko erozijai ir nuolatinei deformacijai esant nurodytai srovei ir apkrovai.

Reakcijos laikas, matuojamas milisekundėmis, negali būti garantuotas vien tik kontakto geometrija. Šiluminė masė, bimetalinės savybės, šildytuvo konfigūracija, montavimo sąlygos, aplinkos temperatūra ir srovės apkrova įtakoja visą apsaugos reakciją. Todėl kontaktinio mazgo tiekėjas turėtų atskirti komponento lygio matavimus nuo gatavo įrenginio perjungimo bandymų.

Elektros apkrovos ir kontaktinės medžiagos pasirinkimas

Sidabro pagrindu pagamintos kontaktinės medžiagos dažniausiai laikomos šiluminėmis apsaugomis dėl jų elektros laidumo ir perjungimo savybių. Teisingas laipsnis priklauso nuo tikrosios srovės, įtampos, indukcinio turinio, perjungimo dažnio ir numatomos elektros ištvermės.

Jokia kontaktinė medžiaga neturėtų būti pasirenkama tik lyginant vardinį laidumą. AgSnO₂ ir AgNi skirtingai elgiasi esant skirtingoms srovės bangų formoms, kontaktinėms jėgoms ir lanko trukmei. Medžiagos pasirinkimas turi būti patvirtintas pagal gatavos apsaugos elektros patvarumo reikalavimus ir taikomas gaminio specifikacijas, įskaitant IEC 60947, jei tai susiję su įrenginio kategorija.

Pakartojamo perjungimo inžineriniai kintamieji

Kūrimo ir gamybos kvalifikavimo metu turėtų būti registruojami šie parametrai:

• Pradinė ir stabilizuota kontaktinė varža, matuojama mΩ, naudojant nustatytą bandymo srovę.
• Prispaudimo jėga ir kontakto viršijimas, matuojamas N ir mm.
• Atidarymo temperatūra ir atstatymo temperatūra, matuojama pagal dokumentuotą šildymo ir vėsinimo profilį.
• Kontaktų tarpas atidarius, matuojamas mm nurodytomis eksploatavimo sąlygomis.
• Temperatūros kilimas esant vardinei elektros apkrovai, matuojamas laipsniais.
• Elektros patvarumas, registruojamas kaip užbaigti perjungimo ciklai esant nustatytai apkrovai.

Šiluminė apsauga, kuri išlaiko kambario temperatūros tęstinumo testą, vis tiek gali sugesti esant apkrovai dėl kontaktinio suvirinimo, vietinio šildymo arba nepakankamo atidarymo tarpo. Kvalifikacija turi apimti atitinkamas šilumines ir elektrines eksploatavimo sąlygas.

Plokšti kontaktiniai paviršiai nustatytoms kontaktų sąsajoms

Plokštieji kontaktai suteikia paprastą sąsają projektams, kuriems reikalingas nurodytas kontaktų plotas ir kontroliuojamas montavimo aukštis. Jų veikimas priklauso nuo paviršiaus plokštumo, lygiagretumo, šlifavimo kontrolės ir poravimosi kontakto išlyginimo.

Antspauduotų kontaktinių laikiklių atveju progresinis štampavimas gali nustatyti bendrą kontūrą ir tvirtinimo ypatybes. Vėlesnis kniedijimas ar suvirinimas neturi sukelti pernelyg didelių iškraipymų, kurie pakeistų kontaktinę plokštumą.

Plokščia geometrija turėtų būti vertinama pagal:

• Kontaktinio paviršiaus lygumas ir lygiagretumas, nurodytas mm.
• Kontakto skersmuo ir naudojamas kontaktinis plotas, nurodytas mm.
• Skardos aukštis ir krašto būklė po štampavimo.
• Kontaktų išlygiavimas bimetalinio elemento atžvilgiu.
• Paviršiaus būklė po dengimo, kniedijimo ar suvirinimo.

Didesnis vardinis kontaktinis paviršius automatiškai nesuteikia mažesnio veikimo pasipriešinimo. Faktinė kontaktinė varža taip pat priklauso nuo kontaktinės jėgos, paviršiaus plėvelių, šiurkštumo ir medžiagos deformacijos veikiant apkrovai.

Sferiniai ir karūniniai kontaktai kontroliuojamam įsitraukimui

Sferiniai ir karūnos formos kontaktiniai paviršiai koncentruoja pradinį mechaninį sujungimą mažesniame plote nei visiškai plokščia sąsaja. Esant tinkamai kontaktinei jėgai, vietinė deformacija gali sukurti stabilią laidumo sritį, tuo pačiu prisitaikant prie riboto kampo ar padėties pokyčio.

Šie profiliai reikalauja ypatingo dėmesio vainiko aukščiui, spinduliui, koncentriškumui ir nusidėvėjimui. Per didelis kreivumas gali padidinti vietinį įtempį ir paspartinti deformaciją; nepakankamas kreivumas gali panaikinti numatytą įsitraukimo pranašumą.

Galutinis profilis turėtų būti pasirinktas iš apsaugos judėjimo trajektorijos, kontaktinės jėgos, elektros apkrovos ir matmenų krūvos. Vien geometrija neužtikrina garantuoto perjungimo trukmės.

Matmenų tolerancijos ir funkcinis atstumas

Bimetalinis elementas, kontaktų laikiklis, kniedės galvutė ir korpusas sudaro matmenų grandinę. Bet kurio iš šių komponentų kitimas gali pakeisti kontaktų tarpą, išankstinę apkrovą ir perjungimo tašką.

Praktinis tolerancijos tyrimas turėtų apimti:

Tam tikroms štampuotoms savybėms gali būti pasiekiamas ±0,02 mm nuokrypis, tačiau jis neturėtų būti taikomas visiems kontaktų profiliams. Gamybos brėžinyje turi būti nurodyti tikrieji kritinių funkcijų matmenys ir matavimo metodas, naudojamas jiems patikrinti.

Mechaninis bimetalinių elementų kniedijimas

Kniedijimas pritvirtina kontaktinę kniedę arba kontaktinį mazgą prie laidžios laikiklio arba nurodytos tvirtinimo funkcijos. Priklausomai nuo konstrukcijos, mazgas gali naudoti tvirtą sidabro lydinio kontaktą, bimetalinę kniedę su sidabriniu kontaktiniu sluoksniu ir variniu kotu arba sidabrinį kontaktą, sujungtą su štampuotu metaliniu laikikliu.

Procesas turi kontroliuoti kniedės ilgį, galvutės skersmenį, koto deformaciją, laikiklio angos matmenis ir galutinį kamino aukštį. Per didelė formavimo jėga gali iškreipti laikiklį arba pažeisti kontaktinį sluoksnį; Nepakankamas formavimas gali palikti laisvą jungtį arba nenuoseklų kontakto aukštį.

Pagrindinės gamybos kontrolės priemonės apima:

• Kniedės koto ir galvutės matmenys patikrinti pagal brėžinį.
• Formavimo jėga arba preso poslinkis stebimas atliekant proceso kvalifikaciją.
• Jungties ištraukimo arba šlyties bandymas, kai to reikalaujama gaminio specifikacijoje.
• Po kniedijimo patikrintas kontaktinės galvutės aukštis ir laikiklio lygumas.
• Elektrinė varža, išmatuota visoje baigtoje jungtyje, kai nurodyta.

Mechaninis jungties stiprumas ir elektrinio kontakto varža yra atskiros charakteristikos. Kniedė gali atitikti ištraukimo reikalavimą, tačiau vis tiek turi nepriimtiną atsparumą dėl paviršiaus užteršimo, prasto sąsajos kontakto arba netinkamos jungties konstrukcijos.

Atsparinis taškinis suvirinimas kontakto ir nešiklio jungtims

Atsparumo taškinis suvirinimas sukuria vietinę šilumą per elektrinę varžą sujungimo sąsajoje, veikiant elektrodo jėgai. Suvirinimo kokybė priklauso nuo srovės, suvirinimo laiko, elektrodo jėgos, elektrodo būklės, medžiagos storio, paviršiaus būklės ir jungties kamino elektrinės varžos.

Proceso langas turi būti nustatytas faktiniam kontaktinės medžiagos ir laikiklio deriniui. Perteklinė energija gali sukelti sidabro kontaktinio sluoksnio išstūmimą, perdegimą, pernelyg didelį įdubimą arba pažeidimą. Nepakankamas energijos kiekis gali sukelti silpną suvirinimo siūlę arba nenuoseklią sujungimo sritį.

Rekomenduojami valdikliai apima:

• Proceso kvalifikacijos metu užfiksuota suvirinimo srovė ir impulso trukmė.
• Nustatytais intervalais tikrinama elektrodo jėga ir antgalio būklė.
• Patikrintas suvirinimo siūlės įdubimas ir komponentų iškraipymas.
• Ardomieji jungties stiprumo bandymai, atliekami patvirtintu mėginių ėmimo dažniu.
• Prireikus įvertinta elektros varža ir šiluminis elgesys.

3.3 Kniedijimas ir suvirinimas: proceso pasirinkimas

Nė vienas procesas nėra visuotinai pranašesnis. Priimant sprendimą reikia atsižvelgti į reikiamą jungties stiprumą, leistiną šiluminį poveikį, medžiagų derinį, turimą surinkimo erdvę ir gamybos apimtį.

Proceso patvirtinimas ir atsekamumas

Gamybos kvalifikacijos plane turėtų būti nustatyti proceso parametrai, turintys įtakos jungties vientisumui, ir bandymai, nustatantys gedimus. Jei tiekėjas naudoja IATF 16949 suderintą kokybės sistemą, kontrolės planai, proceso FMEA, matavimo sistemos analizė ir atsekamumas gali palaikyti nuoseklią gamybos kontrolę.

ISO 9001 ir IATF 16949 yra kokybės valdymo sistemos standartai, o ne įrodymas, kad atskiras kontaktinis mazgas atitinka tam tikrą elektros patvarumo ar jungties stiprumo reikalavimą. Produkto priėmimas turi būti nustatytas remiantis brėžiniais, sutartomis specifikacijomis ir bandymų rezultatais.

Kodėl 100% optinis patikrinimas yra svarbus

Didelės apimties termostatų gamyboje gali būti naudojamos automatizuotos regėjimo sistemos, kad būtų galima tikrinti esmines išorines savybes komponento ar agregato lygiu. 100 % patikrinimo programa reiškia, kad kiekviena dalis yra įvertinama pagal tai patikros stočiai priskirtas charakteristikas; tai nereiškia, kad kiekviena vidinė medžiagos savybė ar elektrinė funkcija buvo patikrinta.

Priklausomai nuo surinkimo, optinis patikrinimas gali patikrinti:

• Kontakto buvimas, orientacija ir apytikslis centravimas.
• Kontakto skersmuo, galvos aukštis ir matomas profilis.
• Nešiklio kontūras, skylės padėtis ir išorinė deformacija.
• Įtrūkimai, paviršiaus užterštumas ir matomi suvirinimo defektai.
• Surinkimo orientacija ir trūkstamos arba pasikartojančios funkcijos.

Patikrinimo galimybės turi būti nustatytos naudojant tipines geras dalis ir žinomus defektų pavyzdžius. Klaidingas priėmimas, klaidingas atmetimas, apšvietimo kitimas, lęšių užterštumas ir armatūros nusidėvėjimas turi būti įvertintas atliekant įrangos kvalifikaciją.

Kontaktų tarpas: matavimas tinkamoje veikimo būsenoje

Kontaktų tarpas yra fizinis atskyrimas tarp besijungiančių kontaktinių paviršių po to, kai atsidaro perjungimo mechanizmas. Jo funkcinė vertė priklauso nuo surinkimo konstrukcijos ir apsaugos darbinės būklės.

Naudojant termiškai įjungiamą apsaugą, matavimas turėtų skirtis:

• Pradinė uždaros būsenos geometrija.
• Atviros būsenos tarpas esant nustatytai temperatūrai arba pavaros padėčiai.
• Atstatymo būsena aušinimo metu.
• Bet koks nurodytas tarpo pokytis po patvarumo bandymo.

Optinė sistema gali išmatuoti matomą atskyrimą, kai kontaktiniai paviršiai yra pasiekiami ir tinkamai sulygiuoti su fotoaparatu. Jei bandymo metu kontaktinė sąsaja yra paslėpta arba mechanizmas juda, gali prireikti specialios armatūros arba poslinkio matavimo.

Patikrinimo metodas turi apibrėžti atskaitos tašką, žiūrėjimo kryptį, temperatūros sąlygas ir skiriamąją gebą. Matavimo rezultatas be šių sąlygų gali būti nepalyginamas visose gamybos linijose.

Optinė apžiūra ir elektros bandymai

Patikimas valdymo planas apjungia matmenų patikrinimą su elektriniais ir mechaniniais bandymais, reikalingais faktiniams gedimo režimams patvirtinti. Optinis patikrinimas negali pakeisti ardomojo jungties bandymo arba baigto įrenginio patvarumo bandymo, kai tai būtina.

Q1. Kaip patikrinamas sidabro sluoksnio storis ant termostato kontaktinės kniedės?

Sidabro sluoksnio storis gali būti patikrintas naudojant rentgeno fluorescenciją, kai danga ir substratas tinka šiam metodui. Vietinio sluoksnio analizei gali prireikti skerspjūvio mikroskopijos. Patikrinimo plane turėtų būti nurodytos matavimo vietos, kalibravimo reikalavimai ir priėmimo ribos.

Q2. Kokios informacijos reikia norint pateikti pasiūlymą dėl individualaus šiluminės apsaugos kontaktų komplekto?

Pateikite komponentų brėžinį, kontaktines ir laikiklio medžiagas, vardinę elektros apkrovą, tikslinius matmenis, tvirtinimo būdą, reikalingą patvarumą, metinį kiekį ir tikrinimo kriterijus. Ši informacija leidžia tiekėjui įvertinti įrankius, proceso pasirinkimą, patvirtinimo reikalavimus ir gamybos sąnaudas.

Q3. Kaip gamintojas gali įrodyti termostato kontaktų atsekamumą?

Prašyti medžiagų sertifikatų, susietų su partijų numeriais, procesų ir tikrinimo įrašais, įranga arba gamybos partijos identifikatoriais ir dokumentais patvirtintais gaminio kvalifikacijos rezultatais. ISO 9001 arba IATF 16949 sertifikatas gali palaikyti kokybės sistemos peržiūrą, bet nepakeičia konkretaus gaminio patikros.

Pateikite savoSpecialaus dydžio sidabriniai kontaktaibrėžinys, bimetalinės sąsajos matmenys ir elektros perjungimo reikalavimai dabar turi gauti gamybos galimybių apžvalgą, sujungimo proceso įvertinimą ir patikros planą iš gamyklos, kurioje įrengtas tikslus štampavimas, kontaktinis kniedijimas, varžinis suvirinimas ir optinis matavimas.