1. Apsauga nuo mechaninių poveikių
Radijo aparatūros amortizacija. Dėl vibracijos ir smūgių aparatą veikia papildomos jėgos, kurios gali būti keletą kartų didesnės už jo svorį.
Bandant sukurti prietaisus ir mazgus, galinčius pasipriešinti šiai jėgai, žymiai padidėja aparatūros svoris. Todėl, jei apkrovimas, veikiant vibracijai ir smūgiams, yra didesnis, negu leidžiama mazgams ir detalėms, konstrukcijoje numatomi amortizatoriai – įtaisai, skirti apkrovimams, veikiantiems aparatą, sumažinti. Amortizatorius – tai spyruokliuojantis elementas, jungiantis aparatą su vibruojančiu pagrindu.
Norint pagerinti vibroizoliaciją, reikia naudoti amortizatorius, kurie sudaro sistemą su mažiausiomis savųjų svyravimų dažnumo reikšmėmis.
Siekiant amortizuojamam objektui suteikti šoninį stabilumą, jis pritvirtinamas prie kelių amortizatorių. Prieš išdėstant amortizatorius, reikia rasti aparato svorio centrą.
Amortizatorių techninėse sąlygose pateikiamos vardinių krūvių, kuriems apskaičiuotas kiekvieno dydžio amortizatorius, reikšmės. Amortizatorių skaičius ir jų dydis turi būti parinkti taip, kad tikrasis amortizatoriaus krūvis būtu artimas vardiniam.
Didinant amortizatorių skaičių ir esant pastoviam aparato svoriui, mažėja krūvis kiekvienam amortizatoriui. Jeigu amortizatoriaus standumas lieka nepakitęs, tai kiekvieno iš jų deformacija sumažėja; dėl to padidėja savųjų svyravimų dažnumai ir pablogėja vibroizoliacijos kokybė.
Eksploatuojant daugelio kategorijų aparatūrą ja gali veikti ne tik vibracija, bet ir smūgiai. Smūgiai atsiranda dėl to, kad pagrindas, prie kurio pritvirtintas aparatas, per trumpą laikotarpį įgyja didelį greitį, tai yra ji veikia didelis pagreitis. Aparatą, kuris standžiai pritvirtintas prie pagrindo, veikia toks pats pagreitis. Jeigu prie pagrindo aparatas pritvirtinamas per amortizatorius, tai, jiems deformuojantis, aparato judesys maksimalų greitį įgauna per ilgesnį laiko tarpą ir dėl to aparatą veikia mažesnis pagreitis.
Realiose konstrukcijose amortizatoriaus eiga (deformacija) apribota.
Esant gana dideliam apkrovimui, amortizatorių veikianti jėga gali jį visai deformuoti ir dėl to gali smarkiai susitrenkti įtaisai, ribojantys eigą.
Kartu aparatą veiks didelis pagreitis.
Aparatui apsaugoti nuo didelių smūginių apkrovimų reikia naudoti standesnius amortizatorius. Tokie amortizatoriai blogai apsaugos aparatą nuo vibracijos. Tokiu būdu, kai reikia apsaugoti aparatą nuo vibracijos ir smūgių, amortizatoriai keliami aiškiai vienas kitam prieštaraujantys reikalavimai. Šie prieštaravimai praktikoje išsprendžiami, vienoje konstrukcijoje panaudojant du amortizatorius: minkštą – apsaugoti nuo vibracijos, ir kietą – nuo smūgių. Standusis (priešsmūginis) amortizatorius neturi įsijungti į darbą, kai aparatą veikia vibracija; veikiant dideliems smūginiams apkrovimams, amortizatorius deformuojasi tiek, kiek jam nustatyta, bet vis tiek jėgos veikia ir toliau. Jas turi priimti jau priešsmūginis amortizatorius.
Gumos ir metalo amortizatorių konstrukcija yra parasta, jie kompaktiški, lengvi ir pigūs. Tačiau guma, kaip elastingas elementas, turi nemaža trūkumų; ji blogai išlaiko dideles ir ilgas deformacijas: nukritus temperatūrai, guminio amortizatoriaus standumas žymiai padidėja. Esant aukštoms teigiamoms temperatūroms arba veikiant saulės radiacijai, guma sensta, ir jos paviršius sutrūkinėja.
Gumos, kaip elastingo elemento, trūkumai verčia jos atsisakyti, todėl imama naudoti metalinės spyruoklės. Tačiau spyruoklių trūkumas yra labai mažas savasis slopinimas; dėl to spyruokliniame amortizatoriuje reikalingas specialus slopintuvas.
AД tipo amortizatoriuje elastingas elementas yra spyruoklė, sukonstruota taip, kad, padidėjus objekto svoriui, įeinančios vienai kitą spiralės vijos atsiremia į atraminę plokštelę ir toliau nebesusispaudžia; dėl to padidėja amortizatoriaus standumas, kuris apskaičiuotas taip, kad savųjų svyravimų dažnumas kristų nežymiai. Tokie amortizatoriai vadinami lygaus dažnumo amortizatoriais. Lygaus dažnumo amortizatoriais galima vibroizoliuoti įvairaus svorio objektus, panaudojant tik keleto tipų amortizatorius.
Spyruoklė įdedama į guminį balioną su kalibruota anga. Deformuojantis spyruoklei, oras turi išeiti per angą; šitaip susidaro papildomas slopinimas.
2. Apsauga nuo šiluminių poveikių
Dauguma radiotechnikos įtaisų, kurie ima iš maitinimo šaltinių dešimčių, o kartais ir šimtų vatų galingumą, naudingam darbui sunaudoja nuo dešimtųjų vato dalių iki keleto vatų. Visa kita elektros energija virsta šilumine energija ir išsiskiria aparato viduje. Aparato įšilimo temperatūra dažniausiai būna aukštesnė už aplinkos temperatūrą, todėl šiluma atiduodama į aplinką. Šis procesas vyksta tuo intensyviau, kuo didesnis aparato ir aplinkos temperatūrų skirtumas.
Esant tam tikrai paviršiaus temperatūrai, šilumos kiekis išskiriamas aparato viduje , būna lygus; tada būna šiluminės pusiausvyros būklė –
aparato temperatūra stabilizuojasi. Nusistovėjusi temperatūra priklauso nuo šilumos kiekio, išskiriamo aparato viduje, ir šilumos atidavimo aplinkai proceso intensyvumui, o taip pat nuo aplinkos temperatūros.
Šiluma iš įkaitusio kūno į aplinką gali būti perduodama konvekcijos, šiluminio laidumo ir radiacijos (spinduliavimo) būdais.
Natūrali konvekcija būna tada, kai šilumą perneša judančios oro dalelės.
Natūralios konvekcijos sąlygomis įšilęs oras kyla aukštyn, o į jo vietą ateina oras iš apatinių aparato dalių. Dirbtinės konvekcijos sąlygomis orą cirkuliuoti gaminio viduje verčia specialūs įtaisai (ventiliatoriai).
Didžiausiu spinduliavimu ir mažiausiu atspindėjimu pasižymi “absoliučiai juodi” paviršiai. Todėl šiluma intensyviausiai atiduodama tada, kai įkaitusio kūno ir aplinkinių kūnų paviršiai yra juodos matinės spalvos;
blogiausiai šiluma atiduodama tada, kai paviršiai lygūs ir blizgantys.
Radiotechnikos įtaisuose šiluminė energija išsiskiria įvairiuose mazguose ir prietaisuose, tokiuose, kaip radijo lempos, varikliai, transformatoriai, varžos ir t.t.
Kadangi šie elementai aparate išdėstyti netolygiai, atskiruose jo taškuose susikoncentruoja šiluminė energija, padidėja temperatūra. Tuo pačiu sunkiose šiluminėse sąlygose gali atsidurti ne tik patys šilumos šaltiniai, bet ir kiti netoli esantys mazgai bei prietaisai.
Konstruktorius turi numatyti, kad įšilimo temperatūra nebūtų aukštesnė už leistiną reikšmę. Sprendžiant šią problemą, konstruktoriui tenka eiti dviem keliais: mažinti bendrą (vidutinę) aparato kaitinimo temperatūrą ir pašalinti šilumą iš atskirų labiausiai įkaitusiu tūrio barų. Spręsdamas pirmąjį uždavinį, konstruktorius turi atsižvelgti į tai, kad radiotechninio prietaiso gaubtas dažniausiai neturi betarpiško šiluminio kontakto su pagrindu, prie kurio jis pritvirtintas, ir todėl aparato aušinimas, perduodant šilumą, praktiškai negalimas; šiluma perduodama nuo įkaitusių dalių daugiausia, vykstant konvekcijai ir radiacijai.
Kad aparatas geriau auštu, pirmiausia reikia suintensyvinti radiacijos procesą, nudažant tiek futliaro paviršių, tiek ir vidų tamsiais (pageidautina juodais) dažais, kad būtų matinis gruoblėtas paviršius.
Radiacija ir konvekcija būtina intensyvesnė, tam tikru mastu padidinus aparato tūrį, t.y. padidinus šilumą atiduodantį paviršių, padarant futliarui briaunas. Jas reikia gaminti iš medžiagos, turinčios šiluminį laidumą; briaunos turi gerai liestis su futliaro paviršiumi. Futliaro sienelėse padarius skylutes, aparato viduje cirkuliuos oras ir dėl to sumažės prietaisų ir mazgų temperatūra 15-20%. Skylutes reikia daryti apatinėje arba viršutinėje aparato dalyje taip, kad išeinančio oro srovės aušintu kuo didesnį kaistančio elemento paviršių. Aušinimas bus tuo intensyvesnis, kuo didesnis bus tarpas tarp gretimų mazgų ir prietaisų.
Aparatūrai dirbant dideliame aukštyje, konvekcijos būdu šilumos atiduodama mažiau, nes sumažėja oro tankumas ir šiluminis talpumas.
Negalima daryti skylučių aparatūroje, dirbančioje dulkėmis užterštame ore, o taip pat kitų kategorijų aparatūroje, jeigu futliaro viduje yra neapsaugoti nuo dulkių jautrūs mechanizmai, relių kontaktai, aukštos įtampos schemos elementai ir kiti įtaisai, kurių darbą gali sutrikdyti nusėdusios dulkės.
Šiluminis režimas žymiai pagerėja, aparato viduje padarant dirbtinę ventiliaciją. Tam tikslui aparato konstrukcijoje turi būti ventiliatorius ir apsauginiai dulkių filtrai.
Kadangi ventiliatoriai yra nemažų matmenų ir svorio, juos tikslinga naudoti tik didelių matmenų aparatūroje; tokiu atveju dėl ventiliacinių įtaisų aparato tūris ir svoris tik nežymiai padidėja. Didelė kaistančių elementų šiluminės energijos dalis perduodama aparato šasi.
Siekiant nuvesti šilumą nuo karštų zonų, šasi reikia gaminti kiek galima laidesnį šilumai. Geri rezultatai gaunami, panaudojus aliuminį. Šasi susikaupiančia šilumą reikia nukreipti į aplinką. Tuo tikslu tarp šasi ir vienos iš futliaro sienelių turi būti geras šiluminis kontaktas. Specialios paskirties radijo aparatūroje šasi paprastai standžiai pritvirtinamas prie priekinės panelės.
Jeigu prie priekinės panelės nėra šilumai jautrių elementų, labiausiai kaistančius mazgus ir prietaisus tikslinga išdėstyti kiek galima arčiau jo.
Tada šilumos srovė turi trumpiausią kelią ir mažiau šilumos plinta į kitas šasi dalis, kuriose gali būti šilumai jautrūs elementai.
Intensyviausiai kaistantieji mazgai ir prietaisai, kurių įkaitimo temperatūrą reikia sumažinti, turi turėti gerą šiluminį kontaktą su šasi;
juos su šasi reikia jungti tik per prietaisus, pagamintus iš labai laidžios šilumai medžiagos. Tokių mazgų ir prietaisų paviršius turi būti nudažytas tamsiais matiniais dažais. Jeigu smarkiai kaistantis elementas yra ekrane, tai jo paviršius ir vidus taip pat turi būti tamsios spalvos.
Ir atvirkščiai, mazgai ir prietaisai, kuriuos reikia apsaugoti nuo kaistančių gretimų įtaisų, turi turėti šviesų blizgantį paviršių. Norint tokius įtaisus papildomai apsaugoti, tarp jų ir šilumos šaltinio galima įstatyti kruopščiai su šasi sujungtus šilumai laidžius lygiais blizgančiais paviršiais ekranus. Smarkiai kaistančius elementus išdėsčius šasi pakraščiuose, arti futliaro sienelių, geriau šie elementai atiduoda šilumą sienelėms ir sumažėja temperatūra aparato viduje. Aplink labiausiai kaistančius mazgus ir prietaisus galima padaryti skylutes: šaltas oras iš po šasi judės palei šilumos šaltinius ir juos aušins.
Aparato įkaitimo temperatūrą apskaičiuoti yra gana sunku ir ne visada tai pavyksta padaryti tiksliai. Todėl dar maketavimo stadijoje konstruktorius bandymais, naudodamasis termoelementais, turi išmatuoti įvairių aparato taškų temperatūrą. Jeigu pasirodys, kad prie kai kurių mazgų ir prietaisų temperatūra yra aukštesnė, negu leistina, tai ją reikia sumažinti vienu iš aprašytų būdų.
Dažnai konstruojant aparatūrą, reikia pasiekti tokį parametrų stabilumą, kintant temperatūrai, kuris neįmanomas, esant dabartiniam radijo detalių technikos išsivystymo lygiui. Tokiu atveju konstrukcijos dalys, nuo kurių priklauso viso aparato parametrų stabilumas, įdedamos į termostatą, kuriame palaikoma tam tikra iš anksto nustatyta temperatūra.
Atskirais atvejais, pavyzdžiui, konstruojant didelio stabilumo kvarcinius generatorius, darbinio tūrio viduje reikia palaikyti nustatytą temperatūrą
0,01 – 0,001ºC tikslumu, kai aplinkos temperatūra kinta nuo –60 iki +70 ºC.
Šiuo atveju daromas dvigubas termostatas. Pirmojo termostato viduje palaikoma temperatūra 0,5 – 2 ºC tikslumu; tada antrojo termostato viduje galima palaikyti temperatūrą dideliu tikslumu.
3. Apsauga nuo drėgmės poveikio
Aparatūros apsauga nuo didelės drėgmės ir grybo. Norint padidinti aparatūros parametrų patikimumą ir stabilumą, mazgus ir prietaisus reikia apsaugoti nuo drėgmės. Galima hermetizuoti atskirus mazgus ir prietaisus, o taip pat jų gamybai naudoti medžiagas ir dangas, kurių savybės veikiant drėgmei, kinta nežymiai. Pilna aparato hermetizacija, patalpinant jį į hermetiškai užlituotą futliarą, kuris tiktų visomis eksploatacijos sąlygomis, praktiškai nenaudojama dėl šių priežasčių:
a) Eksploatacijos metu sugedus kokiam nors prietaisui ar mazgui, turi būti lengvai prie jų prieinama;
b) Dauguma radiotechnikos gaminių (pavyzdžiui, kondensatoriai, perjungikliai, kintamosios varžos ir kt.) turi įtaisus su judančiomis dalimis, kurios valdomos rankenėlėmis, esančiomis ant aparato priekinio panelio.
Dėl to vieną ar keletą futliaro sienelių tenka daryti nuimamas, o aparatūroje, sudarytoje iš punkte b) nurodytų gaminių, priekinėje panelėje turi būti skylutės ašims ir velenėliams. Aparatams apsaugoti nuo drėgmės atitinkamose vietose įdedami sandarinimo tarpikliai. Bet ir taip daugelis konstrukcijų nebus visiškai hermetinės.
Lieti futliarai yra sunkūs, todėl jų beveik negalima naudoti lėktuvuose ir kilnojamoje aparatūroje.
1pav. parodyta, kaip sandarinamas štampuotas suvirintas futliaras.
[pic]
Toje vietoje, kur priekinė panelė 1 liečiasi su gaubtu 2, prie pastarojo pritvirtintas metalinis lankelis, į kurį įdedamas guminis tarpiklis 3;
priekinė panelė priveržiama prie gaubto keliais užraktais (brėžinyje neparodyta), todėl atlenkti panelės kraštai gerai prisispaudžia prie tarpiklio.
Lėktuvui pakilus virš žemės, pavyzdžiui 20km, oro slėgis sumažėja iki
30mm Hg, o slėgis aparato viduje lieka nepakitęs (760mm Hg). Dėl to susidaro perteklinis vidinis slėgimas 730mm Hg, arba [pic]. Jeigu priekinė panelė yra [pic] mm (plotas S = 875 cm2), tai jį iš vidaus veiks jėga F =
[pic] = 840kg.
Tokios pat jėgos veiks ir kiekvieną gaubto sienelę. veikiant tokioms jėgoms, deformuosis panelė ir gaubtas, tarpiklis nebehermetizuos, ir perteklinis oras išeis iš futliaro.
Lėktuvui leidžiantis, oro slėgis didės ir dėl to oras, kuris gali būti prisotintas drėgmės, įsiskverbs į aparatą.
Tokiu būdu, labai sunku hermetizuoti lėktuvų aparatūrą netgi tada, kai aparatas valdomas distancine sistema ir nebūtina valdumo prietaisus perkelti ant priekinės panelės.
Lauko kilnojamosios aparatūros futliarai paprastai yra panašios konstrukcijos. Tačiau jie eksploatuojami žymiai lengvesnėse sąlygose:
aparatui atsitiktinai patekus į vandenį, pavyzdžiui, į 2m gylį, perteklinis išorinis slėgimas susidaro tik 0,2kg/ cm2.
Kai futliaras yra mechaniškai pakankamai stiprus, galima aparatą apsaugoti, kad pro priekinės panelės ir gaubto sudūrimo vietą neįsiveržtų vanduo.
Tačiau netgi tokiu atveju, atidarius aparatą profilaktiniam apžiūrėjimui arba remontui, į jį pateks tam tikras kiekis drėgno oro, kuris gali pabloginti mazgų ir prietaisų charakteristikas. Taigi futliaras su tarpikliais negali pilnai apsaugoti aparatūros nuo drėgmės.
Pastaruoju metu daugumai radijo detalių nereikalinga papildoma apsauga nuo drėgmės. Būtinais atvejais mazgus ir detales reikia įdėti į hermetiškai užlituotus metalinius gaubtus arba aplieti, aptraukti, įpresuoti. Naudojant metalinius gaubtus, išvadai hermetizuojami stikliniais ir keraminiais pravadiniais izoliatoriais.
Futliarų viduje oro drėgnumą galima sumažinti, naudojant specialias drėgmę sugeriančias medžiagas, pavyzdžiui, silikagelį SiO2, kuris gali sugerti drėgmės kiekį, lygų 30% jo svorio. Silikagelis, apdirbtas kobalto druska, sugerdamas drėgmę keičia savo spalvą iš mėlynos į rožinę, tai reiškia, kad jis daugiau nebegali sugerti drėgmės. Patronus su silikageliais tikslinga patalpinti sandariuose futliaruose.
Velenėlių ir valdymo mechanizmų išėjimo iš futliarų vietos sandarinamos fetro riebokšliais.
Kad drėgmė nepatektų i futliaro vidų per kabelinius skyriklius, pastarieji turi būti hermetiški; tarp skyriklio flanšų ir priekinės panelės paprastai dedamas guminis tarpiklis.
Kai futliaras yra sandarus, pablogėja aparato šiluminis režimas, nes nebecirkuliuoja oras tarp futliaro vidaus ir išorės. Aparatūrai dirbant drėgnomis tropinio klimato sąlygomis, ant kai kurių detalių ir mazgų gali užaugti grybas. Daugiausia grybas pakenkia detalėms, pagamintoms iš organinių medžiagų.
Grybui intensyviai dauginantis, žymiai pablogėja izoliacinių medžiagų savybės, o ilgesnį laiką jo veikiama medžiaga gali suirti. Todėl aparatūroje, kuri bus naudojama tropinėse sąlygose, negalima naudoti tokių medžiagų, kuriomis maitinasi įvairių kultūrų grybas. Prie tokių medžiagų priklauso popierius, kartonas, fibra, audeklas, audeklo pagrindu sluoksniuoti plastikai, plastmasės su medžio bei celiuliozės užpildais, aminoplastai ir kt.
Jas galima naudoti tik tada, kai jos apdirbtos specialiomis antiseptinėmis medžiagomis. Tropines sąlygas gerai pakelia neorganinės kilmės medžiagos, kurių pagrindą sudaro žėrutis, stiklo pluoštas, fluoroplastas, silicio organinės arba fenolio formaldehidinės dervos ir pan.
Spausdintų plokštelių apsauga nuo drėgmės. Kadangi spausdintose plokštelėse atstumas tarp laidininkų yra mažas, tai drėgmė gali taip pabloginti izoliacijos varžą, kad gali sutrikti normalus schemos darbas.
Todėl spausdintas plokšteles reikia kruopščiai apsaugoti nuo drėgmės.
Pirmiausia plokštelė, prieš pritvirtinant radijo elementus, padengiama elektroizoliaciniu laku. Be to, plokšteles, kurios dirbs sudėtingomis klimatinėmis sąlygomis, įmontavus ir prilitavus radijo elementus, būtina padengti laku antrą kartą.
Šiam tikslui naudojami lakai turi pasižymėti šiomis savybėmis:
a) Gera adhezija plokštelės medžiagai ir spausdintiems laidininkams;
b) Mažai absorbuoti drėgmę;
c) Turėti gerą izoliacijos varžą;
d) Greitai išdžiūti neaukštoje teigiamoje temperatūroje;
e) Neskilti darbo temperatūrų diapazone.
Plona lako plėvelė nepakankamai apsaugo plokštelę nuo drėgmės, kai pastaroji ilgai veikia aparatūrą, nes nėra tokių lakų, kurie nė kiek nesugertų drėgmės. Be to, laku padengtame plokštelės paviršiuje visada būna defektų: pūslelių, įbrėžimų ir t.t.,pro kuriuos intensyviai skverbiasi drėgmė. Todėl aparatūros, kuri ilgą laiką turi dirbti drėgnoje aplinkoje, plokšteles galima užlieti specialiomis dervomis ir kompaundadis,, pavyzdžiui, tais, kurių pagrindą sudaro epoksidinės dervos. Bet tada nebegalima pakeisti sugedusių radijo detalių – spausdinta plokštelė nebetinka remontuoti.
Naudota literatūra:
1. G Frumkinas – Radijo aparatūros skaičiavimas ir konstravimas. Vilnius,
1969
1pav. štampuoto suvirinto futliaro sandarinamas
1
3
2