ТОКОСЪЕМНЫЙ УЗЕЛ ПРОВОЛОЧНОГО РЕЗИСТОРА

Полезная модель относится к радио- и электротехнике и может быть использована для изготовления мощных проволочных резисторов.
Известен токосъемный узел проволочного резистора типа ПЭ, выполненный в виде гибкого многожильного провода из мягкой меди и описанный в книге Мартюшова К.И. и Зайцева Ю.В. «Резисторы», М.-Л., «Энергия», 1966, с.178. Недостатком такого токосъемного узла является низкая надежность, особенного при механических нагрузках, например, при изгибе провода из-за вибраций.
Известны также токосъемные узлы, выполненные из латунной или же из стальной нержавеющей ленты и описанные в книге Мартюшова К.И. и Зайцева Ю.В. «Резисторы», М.-Л., «Энергия», 1966, с.178, 180. Недостатком первого из них является невысокая коррозионная стойкость, а второго-невозможность облуживания и пайки олово- и серебросодержащими припоями без применения активных флюсов.
В качестве прототипа выбран токосъемный узел мощного проволочного резистора С5-35 В ОЖО.467.541 ТУ, выполненный в виде хомутика, состоящего из средней кольцевой части, плотно охватывающей трубчатое основание резистора, и двух плоских, разновеликих по длине, соединенных между собой, например, с помощью контактно-точечной электросварки, концевых частей, более длинная из которых является выводом резистора, при этом материалом токосъемного узла служит лента из нейзильбера марки МНЦ15-20 толщиной 0,5 мм ГОСТ 5187-2003.
Недостатками прототипа являются большой расход и дефицитность используемого материала и, следовательно, высокая стоимость токосъемного узла и резистора в целом.
Техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемого устройства, является изменение конструкции токосъемного узла при существенном уменьшении количества или же полном исключении дефицитного материала и его замена на более распространенные материалы и, следовательно, уменьшение себестоимости изготовления проволочных резисторов.
Для достижения технического результата в токосъемный узел проволочного резистора, содержащий хомутик, состоящий из средней кольцевой части, плотно охватывающей трубчатое основание резистора, и двух плоских концевых частей, введен плоский лепесток, установленный между плоскими концевыми частями хомутика, соединенный с ними, например, с помощью контактно-точечной электросварки и являющийся выводом резистора, концевые части хомутика выполнены одинаковой длины, хомутик и лепесток выполнены из разнородных материалов, при этом длина лепестка в 2-3 раза больше длины плоской концевой части хомутика.
Согласно вариантам предлагаемого токосъемного узла хомутик может быть выполнен из стального листа (или ленты), или из оцинкованных с двух сторон стального листа (или ленты), или из стальной нержавеющей ленты, а плоский лепесток - из нейзильбера, или из оцинкованных с двух сторон стального листа (или ленты), или из стального листа (или ленты) с защитным покрытием из никеля или сплава олово-висмут.
В конструктивном варианте токосъемного узла хомутик и лепесток выполнены одинаковой толщины и ширины.
Новыми отличительными признаками заявляемого токосъемного узла являются введение в него плоского лепестка, установленного между плоскими концевыми частями хомутика, соединенного с ними, например, с помощью контактно-точечной электросварки и являющимся выводом резистора, выполнение плоских концевых частей хомутика одинаковой длины, выбор длины плоского лепестка в 2-3 раза больше длины плоской концевой части хомутика, выполнение хомутика и лепестка из разнородных материалов и, в частности, применение для изготовления хомутика стального листа (или ленты), оцинкованных с двух сторон стального листа (или ленты) или стальной нержавеющей ленты, применение для изготовления лепестка оцинкованных с двух сторон стального листа (или ленты) или стального листа (или ленты) с защитным покрытием, а также выполнение хомутика и лепестка одинаковой толщины и ширины.
Изменение конструкции токосъемного узла и применение недефицитных и более дешевых материалов позволяет существенно уменьшить себестоимость изготовления проволочных резисторов.
Выполнение хомутика и лепестка одинаковой толщины и ширины способствует упрощению их соединения, например, с помощью контактно-точечной электросварки.
Заявляемый токосъемный узел поясняется описанием и чертежом, где на фиг.1 показана его конструкция. Токосъемный узел имеет следующие конструктивные части:
1 - средняя кольцевая часть хомутика;
2 и 3 - плоская часть хомутика;
4 - плоский лепесток (вывод резистора);
5 - место контактно-точечной электросварки лепестка и плоских частей хомутика.
На фиг.1 показаны также для пояснения:
6 - трубчатое основание резистора;
7 - область облуживания вывода резистора;
8 - защитное покрытие резистора;
9 - высокоомный провод.
Хомутик и плоский лепесток заявляемого токосъемного узла изготавливают методом холодной штамповки из предлагаемых листовых материалов, при этом отдельно получают лепесток и плоскую заготовку хомутика, из которой формируют его среднюю кольцевую 1 и две плоские концевые части 2 и 3 одинаковой длины. Затем изготовленный плоский лепесток покрывают при необходимости защитным покрытием из никеля или олово-висмута, хомутик плотно устанавливают на трубчатое основание 5 резистора, размещают между его плоскими концевыми частями 2 и 3 плоский лепесток 4 и производят соединение, например, с помощью контактно-точечной электросварки, плоских концевых частей 2 и 3 хомутика и плоского лепестка 4 в точке 5. После намотки на трубчатое основание 6 резистора высокоомного провода 9 и присоединения его концов к токосъемным узлам, на резистор, за исключением области 7 облуживаемой части выводов 3, наносят защитное покрытие 8, а затем область 7 вывода 3 облуживают.
С целью снижения себестоимости резисторов при одновременном обеспечения достаточной механической прочности токосъемного узла, в качестве материала для хомутика предлагается использовать ленту холоднокатаную из особомягкой стали марок 08 кп, 08 пс, 10 кп ГОСТ 503-81 толщиной 0,50 мм или оцинкованные с двух сторон листы из стали марок 08 кп, 08 пс, 08 Ю весьма высокой вытяжки ВГ толщиной 0,5-0,55 мм класса 1 ГОСТ 14918-80 или ленту стальную для бронирования кабелей (оцинкованную) из стали марок 08 кп, 08 пс или 10 кп (группа Апр1 класс 1) толщиной 0,5 мм ГОСТ 3559-75 или же ленту нержавеющую 08Х18Н10Т/12Х18Н10Т толщиной 0,5 мм ГОСТ 4986-79.
Для изготовления плоского лепестка согласно вариантам токосъемного узла предлагается использовать ленту из нейзильбера марки МНЦ15-20 толщиной 0,5 мм ГОСТ 5187-2003 или оцинкованные с двух сторон листы из стали марок 08 кп, 08 пс, 08 Ю весьма высокой вытяжки ВГ толщиной 0,5-0,55 мм класса 1 ГОСТ 14918-80 или ленту стальную для бронирования кабелей (оцинкованную) из стали марок 08 кп, 08 пс или 10 кп (группа Апр1 класс 1) толщиной 0,5 мм ГОСТ 3559-75.
При этом согласно ГОСТ 14918-80 и ГОСТ 3559-75 толщина цинкового покрытия оцинкованных листов или ленты составит от 14 до 40 мкм с каждой стороны листа (ленты), что позволит обеспечить качественную контактно-точечную электросварку плоских частей 2 и 3 хомутика с лепестком 4 в точке 5, например, способом, описанным в патенте RU №2066264 C1, B23K 11/10, приор.1992.12.14, опубл. 1996.09.10. При этом, ввиду схожести физико-механических свойств ленты из нейзильбера МНЦ 15-20, применяемой в прототипе, и предлагаемых материалов (см. таблицу 1), не потребуются ни замена механообрабатывающего оборудования, ни смена каких-либо приспособлений, например, режущего инструмента или штампов.
Таблица 1
Наименование, марка
Состояние (группа, класс)
Временное сопротивление разрыву σ<sub>В, МПа</sub>
Относительное удлинение δ, %
Микротвердость, измеряемая на приборе ПМТ-3 при нагрузке 200 г, кгс/мм<sup>2</sup>
Удельное сопротивление, ρ×10<sup>6</sup> ОМ·м
Цена с НДС, руб./кг
Нейзильбер
не менее 340
МНЦ15-20
мягкое
30
80-120
0,05
450-500
ГОСТ5187-2003
Сталь тонколистовая оцинкованная ГОСТ 14918-80
группа ХШ, категория вытяжки ВГ, класс 1
270-350
33
78
0,13
30-35
Лента стальная для бронирования кабеля (оцинкованная) ГОСТ 3559-75
Aпр1 (группа А, класс 1)
280-400
23
78
0,13
45-55
Лента стальная холоднокатаная ГОСТ 503-81
особо-мягкое
270-390
23
78
0,13
28-32
Лента нержавеющая 08Х18Н10Т/12Х18Н10Т ГОСТ 4986-79
мягкое
530-560
35/40
70-80
0,75
150-180
Высокая коррозионная стойкость предлагаемых вариантов токосъемного узла обеспечивается применяемыми материалами: лента из нержавеющей стали, оцинкованные с двух сторон стальные листы (лента) или стальная лента с защитным покрытием из никеля или сплава олово-висмут, а также нанесением, аналогично прототипу, на резистор, включая большую часть токосъемного узла, защитного покрытия 8, например, двухслойного из алюмосиликат-фосфатного цемента АСФ-3 и органосиликатного материала В-58, описанного в книге Н.П.Харитонова и И.А.Шентенковой «Термостойкие органосиликатные герметизирующие материалы», Л., «Наука», 1977, с.149, с последующим облуживанием части 7 вывода 3 резистора.
В варианте токосъемного узла с оцинкованными листами или лентой обеспечивается дополнительная катодная защита токосъемного узла, в том числе и непокрытых цинком кромок стального листа или ленты, а также обеспечивает облуживаемость и паяемость вывода резистора олово- и серебросодержащими припоями без применения активных флюсов.
Поскольку удельные электропроводности стали и нейзильбера отличаются незначительно (см. таблицу 1), а доля сопротивления токосъемных узлов в общем сопротивлении проволочного резистора весьма мала, то предлагаемая замена материала токосъемного узла не может привести к какому-либо ухудшению электрических параметров и характеристик резисторов.
Таким образом, изменение конструкции, а также недефицитность, а точнее широкая распространенность, и более низкая стоимость предложенных материалов токосъемного узла для проволочных резисторов при сохранении всех их параметров и характеристик, отличает предлагаемый токосъемный узел от известных аналогов и прототипа и позволяет обеспечить достижение поставленного технического результата с положительным эффектом.
Источники информации
1. Мартюшов К.И., Зайцев Ю.В. Резисторы. М.-Л., «Энергия», 1966.
2. Резисторы постоянные проволочные С5-35В и регулируемые С5-36В. Технические условия ОЖО. 467.541 ТУ. Пенза, НИИЭМП, 1987.
3. Патент RU №2066264 C1, B23K 11/10, приор. 1992.12.14, опубл. 1996.09.10.
4. Н.П.Харитонов, И.А.Шентенкова. Термостойкие органосиликатные герметизирующие материалы. Л., «Наука», 1977.