Gengissnertiefni myndar kjarna hvers kyns gengishluta. Það er leiðandi efnið sem situr þar sem innri rofi gengisins tengir eða aftengir rafrás.

Þetta einstaka efnisval stjórnar hversu vel gengið þitt skilar árangri og hversu lengi það endist.

Að velja rétta efnið hefur áhrif á þrjú lykilsvið: hversu vel rafmagn flæðir, hversu lengi gengið virkar og hversu áreiðanlegt allt kerfið þitt er.

Farðu með rangt mál og þú munt standa frammi fyrir snemma bilunum, kerfislokum og dýrum viðgerðum. Að læra um þessi efni er ekki bara kenning. Það er nauðsynlegt fyrir trausta rafhönnun.

Þessi handbók veitir verkfræðingum þá ítarlegu-þekkingu sem þeir þurfa til að velja besta tengiliðaefnið fyrir hvaða starf sem er, sem tryggir frammistöðu og áreiðanleika frá fyrsta degi.

Hlutverk Óséðu vélarinnar

Efni sem tengist gengi gerir miklu meira en að sitja þar sem málmstykki. Það er virkur hluti sem sér um erfiða, endurtekna vinnu við erfiðar rafmagns- og vélrænar aðstæður.

Starf þess skiptist í þrjú meginverkefni. Hver og einn skapar sitt eigið sett af efnislegum áskorunum.

Að koma á tengingu:Í fyrsta lagi verður það að búa til stöðuga, lága-viðnámsbraut fyrir rafmagn þegar kveikt er á genginu. Efnið þarf mikla leiðni til að draga úr spennufalli og hita, sem tryggir aflflæði á skilvirkan hátt.

Að brjóta hringrásina:Að stöðva straumflæði, sérstaklega í rafrásum með mótorum eða þéttum, er erfiðasta starfið. Þegar tengiliðir skiljast, reynir straumur að halda áfram að flæða. Þetta skapar rafboga-ofhitaðan plasma-sem getur bráðnað og brennt snertiefnið í burtu.

ViðvaranditheStreita:Relay tengiliðir standa frammi fyrir gríðarlegu álagi alla ævi. Þeir verða fyrir höggi ítrekað við lokun og verða fyrir rafskemmdum vegna ljósboga. Efnið verður að takast á við milljónir þessara hringrása án þess að brotna verulega niður.

Sjáðu fyrir þér tengiliðinn sem brú fyrir rafmagn. Það verður að loka fullkomlega til að láta umferð (núverandi) flæða án takmarkana. Og það verður að opnast hreint og hratt, jafnvel þegar þessi umferð er hraðskreiða flutningalest (straumur), án þess að skemmast.

Lífsferill snertingar

Sérhver gengissnerting fer í gegnum fyrirsjáanleg slitstig frá fyrstu notkun til loka bilunar. Að skilja þessi stig hjálpar til við að greina vandamál og velja varanlegt efni.

Nýir tengiliðir byrja í fullkomnu ástandi. Yfirborð er slétt, hreint og laust við ryð eða óhreinindi, sem gefur lægsta mögulega mótstöðu fyrir fyrstu aðgerðirnar.

"Make" hringrásin byrjar þegar tengiliðir lokast. Straumur byrjar að flæða og jafnvel með mjög leiðandi efni geta pínulitlir snertipunktar orðið mjög heitir.

„Brott“ hringrásin veldur mestum skaða. Rafbogi myndast á milli tengiliða sem aðskilja, sem skapar mikinn hita sem étur upp og gufar upp lítið magn af efni í hvert skipti.

Eftir þúsundir eða milljónir lota verður-langtíma skaði. Yfirborð verður gróft og gróft. Ryð (frá lofti) og önnur efnahvörf (frá mengun) mynda einangrunarlög. Efni færist á milli tengiliða, sérstaklega í DC hringrásum, sem skapar „högg“ á einni snertingu og „gat“ á hinni, sem að lokum veldur festingu eða bilun.

Að sjá þessi fjögur stig -fullkomin, búa til, brjóta og skemma-hjálpar teymum að skilja óumflýjanlega slitferlið og hvers vegna það skiptir máli að velja efni sem hægir á þessari lotu.

Handbók um efnispjaldið

Að velja snertiefni við gengi þýðir að velja úr mörgum mismunandi málmum og málmblöndur. Hver og einn jafnar tiltekna eiginleika á sinn hátt. Ekkert eitt efni virkar fullkomlega fyrir allt.

Verkfræðingar verða að skoða þennan vörulista til að finna bestu samsvörun fyrir álagstegund, umhverfi og nauðsynlegan líftíma. Í eftirfarandi köflum er gerð grein fyrir helstu efnisfjölskyldum, úr hverju þær eru gerðar og styrkleika þeirra og veikleika.

Fínt silfur (Ag)

Fínt silfur (99,9% hreint Ag) þjónar oft sem staðall fyrir snertiefni vegna framúrskarandi eiginleika þess.

Kostir:Það hefur hæstu raf- og hitaleiðni allra málma, sem gerir það afar skilvirkt. Það er líka tiltölulega ódýrt og auðvelt að nálgast það.

Ókostir:Silfur er mjúkt og slitnar vélrænt. Það hvarfast við brennistein í lofti og myndar blett sem eykur viðnám. Það hefur einnig tilhneigingu til að flytja á milli tengiliða og festast (suða) við miðlungs til mikið DC álag.

Það virkar best fyrir lágt-viðnámsálag þar sem lágmarka snertiviðnám skiptir mestu máli og ljósbogahætta er lítil.

Silfurblendi

Til að laga vandamál fíns silfurs er því oft blandað saman við aðra málma til að bæta sérstaka eiginleika eins og hörku og bogaþol.

Silfur-Nikkel (AgNi):

Þessi málmblöndu inniheldur venjulega 10-20% nikkel. Nikkelagnir dreifast um silfurbotninn og bæta vélrænni og rafeiginleika efnisins.

Kostir:AgNi býður upp á mun betri bogaþol og and-suðueiginleika samanborið við fínt silfur. Það heldur góðri leiðni og kostar sanngjarnt fyrir almenna skiptingu.

Ókostir:Leiðni þess er minni en fínt silfur og það þolir aðeins betur brennisteinsskemmdir.

AgNi er áreiðanlegt vinnuhestefni. Það er fullkomið fyrir viðnám og miðlungs inductive álag í hitastilla, stjórntæki heimilistækja og almenna-stjórnunarliða.

Silfur-kadmíumoxíð (AgCdO) - Elft efni:

Í áratugi var AgCdO iðnaðarstaðallinn til að skipta um DC og innleiðandi álag vegna þess að það stóð sig svo vel.

Eiginleikar:Það veitti framúrskarandi viðnám gegn efnisflutningi, suðu og bogaskemmdum, sem tryggði langa og áreiðanlega þjónustu í krefjandi notkun.

Mikilvæg athugasemd:Notkun silfur-kadmíumoxíðs er nú mjög takmörkuð eða bönnuð í flestum heimshlutum, þar á meðal samkvæmt reglum eins og RoHS í Evrópu. Kadmíum er eitraður þungmálmur sem hefur í för með sér alvarlega umhverfis- og heilsuáhættu. Nútíma hönnun verður að forðast AgCdO og nota betri, umhverfisvæna valkosti í staðinn. Að þekkja þessar reglugerðir er mikilvægt fyrir alþjóðlegt fylgni og ábyrga verkfræði.

Nútíma silfur-málmoxíð

Silfur-málmaoxíð voru búin til sem-afkastamikil, umhverfisvæn skipti fyrir AgCdO. Þeir ráða nú yfir krefjandi umsóknum.

Silfur-tinoxíð (AgSnO₂):

AgSnO₂ leiðir sem staðgengill AgCdO og besti kosturinn fyrir nútíma aflrofa. Það samanstendur af fínum tinoxíðögnum sem dreift er í gegnum silfurgrunn.

Kostir:Það býður upp á framúrskarandi viðnám gegn bogaskemmdum og snertisuðu, sem gerir það einstaklega endingargott. Það er umhverfisvænt og virkar áreiðanlega á breitt straumsvið.

Ókostir:Það hefur yfirleitt aðeins hærri snertiþol en AgNi eða AgCdO og kostar meira en einfaldari silfurblendi.

Þetta efni virkar best fyrir notkun með miklum byrjunarstraumi, svo sem að skipta um rafrýmd álag (aflgjafar), innleiðandi álag (mótorar) og nútíma lampahleðslu (LED rekla).

Silfur-Sinkoxíð (AgZnO):

Svipað í hugmyndafræði og AgSnO₂, Silfur-sinkoxíð býður upp á annan framúrskarandi kadmíum-lausan kost.

Kostir:AgZnO veitir mjög góða-suðu- og ljósbogaskemmdaafköst, sérstaklega í hástraumsforritum-.

Ókostir:Frammistaða þess getur verið aðeins ósamkvæmari en AgSnO₂ í flestum notkunarsviðum, en það er enn sterkur kostur fyrir sérstakar álagsgerðir.

Það er oft tilgreint fyrir DC mótorstýringu og aðrar-straumaflæðisjafnvægisrofi þar sem viðnám gegn efnisflutningi er nauðsynlegt.

Gull (Au) og málmblöndur

Einstakur efnafræðilegur stöðugleiki gulls gerir það nauðsynlegt fyrir mjög sérstakan en mikilvægan flokk notkunar.

Kostir:Gull þolir mjög ryð og tæringu. Þetta tryggir hreina, áreiðanlega snertingu við málm í hvert skipti, jafnvel eftir langan tíma óvirkni í erfiðu umhverfi.

Ókostir:Það er mjúkt efni, sem gerir það óhentugt til að skipta um verulegan kraft þar sem bogamyndun gæti auðveldlega skemmt það. Hár kostnaður þess er líka mikilvægt atriði.

Gull er nauðsynlegt fyrir „þurra hringrás“ eða lág-merkjaskipti. Þetta eru forrit með mjög lága spennu og straum (eins og skynjaragögn, hljóðmerki, fjarskiptalínur) þar sem ekki er næg orka til að brjótast í gegnum ryð- eða brennisteinslög. Þunnt gullhúð (oft yfir nikkelhindrun og grunnsnertingu) er venjulega notað.

Volfram (W) og mólýbden (Mo)

Volfram og í minna mæli mólýbden tákna öfgakennda hörku og hitaþols.

Kostir:Þessi efni hafa einstaklega há bræðslumark og eru mjög hörð. Þetta gefur þeim óviðjafnanlega mótstöðu gegn ljósbogaskemmdum og vélrænu sliti.

Ókostir:Helsti galli þeirra er mikil snertiþol, sem eykst enn frekar eftir því sem þau mynda einangrandi ryð. Þetta gerir þá algjörlega óhentuga fyrir lítil-afl eða almenna-skiptingu.

Volfram er sérfræðiefni. Það er notað fyrir háspennurofa, kveikjupunkta í bifreiðum og sem sérstakur „bogasnertir“ í tvískiptu-snertikerfi. Í slíku kerfi snertir wolframsnerting fyrst og brotnar síðast og gleypir í sig eyðileggingarbogann, en samhliða silfurblendisnerting ber stöðugan-strauminn.

Árangursmælingar bornar saman

Það er ekki nóg að skrá efni einfaldlega. Beinn samanburður byggður á mikilvægum verkfræðilegum ráðstöfunum er nauðsynlegur fyrir upplýst val. Þessi greining gerir verkfræðingum kleift að sjá-viðskiptin sem eru innbyggð í hverju efnisvali.

Eftirfarandi tafla veitir samanburðarröðun á algengum snertiefnum yfir helstu frammistöðuviðmið. Þessi röðun er afstæð og ætlað að leiðbeina- ákvarðanatöku.

Skilningur á lykilmælingum

Áður en gögnin eru túlkuð er mikilvægt að skilja hvað hver mælikvarði táknar.

Leiðni &Hafðu samband við Resistance:Leiðni mælir hversu skilvirkt efnið ber straum. Meiri leiðni (eins og Fine Silver's 106% IACS - International Annealed Copper Standard) þýðir minni snertiviðnám, minni hitamyndun og minna spennufall.

Bogaviðnám og slökkvi:Þetta er hæfileiki efnisins til að standast eyðingarorku rafboga án þess að slitna. Efni með háa bræðslumark og sérstaka samsetningu (eins og Tungsten eða AgSnO₂) skara fram úr hér.

Anti-suðu/límd:Þessi mælikvarði lýsir viðnám gegn snertum sem renna saman við mikla byrjunarstrauma eða eftir boga. Harka og nærvera ó-leiðandi oxíðagna (eins og í AgSnO₂) bætir þennan eiginleika til muna.

Efnisflutningur:Fyrst og fremst DC vandamál, þetta er nettó hreyfing efnis frá einu rafskauti (skaut eða bakskaut) til hins, sem leiðir til höggs og gígarmyndunar. Ákveðnar málmblöndur eru hannaðar til að lágmarka þessi áhrif.

hörku og slitþol:Hér er átt við vélrænni endingu efnisins gegn endurteknum lokunaráhrifum. Hörku, oft mæld á Vickers (HV) eða Brinell (HB) kvarða, tengist beint lengri vélrænni endingu.

Kostnaður &Umhverfi:Hagnýtir þættir eins og efniskostnaður og samræmi við umhverfisreglur (eins og RoHS) eru mikilvægar, ó-tæknilegar skorður í hvaða hönnunarverkefni sem er.

Túlkun þessara gagna leiðir í ljós mikilvæg-viðskipti. Taktu eftir því hvernig yfirburða bogaviðnám og hörku Wolfram kostar gríðarlega lága leiðni, sem gerir það lélegt val fyrir allt annað en mikla-orkuboga.

Aftur á móti er framúrskarandi leiðni Fine Silver í jafnvægi vegna lélegrar mótstöðu gegn boga og suðu, sem takmarkar notkun þess við væga, lága-straumviðnámsálag.

Nútíma vinnuhestur, AgSnO₂, nær öflugu jafnvægi. Það gefur upp einhverja leiðni miðað við silfurblendi en veitir frábæra boga- og suðuþol sem þarf fyrir erfiðustu álag nútímans, eins og mótora og aflgjafa. Þessi gagna-drifni samanburður myndar grunninn að-tilteknu efnisvali fyrir forrit.

Forrits-drifið val

Fræðileg þekking á efni verður að skila sér í hagnýtar-beitingarsértækar ákvarðanir. Eina mikilvægasti þátturinn sem ákvarðar rétt snertiefni er eðli rafálagsins sem verið er að skipta um.

Verkfræðingar hugsa út frá álagstegundum, svo við tökum tillögur okkar inn í það samhengi. Hver farm býður upp á einstaka áskoranir sem tiltekið efni er best í stakk búið til að takast á við.

Skipt um viðnámsálag

Viðnámsálag, eins og rafmagnshitarar eða eldri glóperur, er einfaldast að skipta um.

Áskorunin er fyrst og fremst hitatengd-. Straumur er stöðugur án marktækra upphafstoppa eða slökkva-stoppa. Aðalatriðið er að bera stöðugan-straum án þess að ofhitna.

Fyrir þessi forrit er Fine Silver (Ag) frábært, -hagkvæmt val fyrir minni strauma. Fyrir meiri strauma eða þar sem aðeins meiri endingu er þörf, veitir silfur-nikkel (AgNi) gott jafnvægi á leiðni og bættri hörku.

Skipt um innleiðandi álag

Innleiðandi álag, eins og mótorar, segullokur og snertispólur, eru meðal þeirra sem erfiðast er að skipta um.

Áskorunin er tvíþætt. Í fyrsta lagi hafa mótorar háan startstraum þegar þeir byrja. Í öðru lagi, og mikilvægara, þegar hringrásin opnast, myndar segulsviðið sem hrynur saman stóran EMF (spennubrodd) til baka, sem skapar öflugan,-orkuboga sem skaðar snertingar verulega.

Algeng sviðsbilun sem við sjáum með mótorálagi er snertisuðu þegar ófullnægjandi efni er notað eins og hreint silfur. Þess vegna mælum við eindregið með Silfur-Tin Oxide (AgSnO₂) efni. Hann er sérstaklega hannaður til að takast á við háan ræsisstraum og slökkva á hinum öfluga inductive kickback boga án þess að suða eða slitna hratt. Fyrir minni innleiðandi álag getur AgNi verið raunhæfur aukavalkostur.

Skipt um rafrýmd álag

Rafrýmd álag felur í sér nútíma rafeindatæki eins og rofa-hamaflgjafa (SMPS), AC-DC breytir og rafeindastrauma.

Áskorunin sem skilgreinir er mjög hár, mjög stuttur-tími upphafsstraums þar sem inntaksþéttar tækisins hlaðast. Þessi straumhámark getur verið 20 til 100 sinnum stöðugri-straumur og getur auðveldlega soðið tengiliði í fyrstu aðgerð.

Fyrir þessa skyldu er silfur-tinoxíð (AgSnO₂) nauðsynlegt. Aðalstyrkur þess er frábær viðnám gegn suðu, sem er bilunarhamur númer eitt fyrir rafrýmd álag. Í sérstökum tilfellum geta sérhæfð gengi notað tvöfalt-snertikerfi með Volfram for-snertingu til að höndla upphafstoppinn áður en álagið er flutt yfir í leiðandi AgSnO₂ aðalsnertingu.

Skipt um álag á lampa

Nútíma lampahleðslur, sérstaklega LED-drifvélar og samsettar flúrljómandi (CFL) rafstraumar, haga sér eins og rafrýmd álag.

Þeir bjóða upp á mikla rafrýmd byrjunarstraumsáskorun ásamt stöðugum-rekstrarstraumi. Eldri wolframþráðarperur voru einnig með „kalt þráð“ upphafsstraum, þó hann væri minna alvarlegur en raunverulegur rafrýmd toppur.

Enn og aftur veitir AgSnO₂ bestu-afköst og áreiðanleika fyrir nútíma ljósakerfi. Hæfni þess til að höndla upphafsstrauminn án suðu tryggir langan endingartíma, sem gerir það að sjálfgefnu vali fyrir ljósastýringarsnertibúnað og liða.

Skipt er um lághringrásir-

Þessi flokkur, oft kallaður „þurr hringrás“, inniheldur skynjaragögn, hitastillamerki, hljóðlínur og gagnaöflunarinntak.

Áskorunin hér er algjörlega andstæð aflálagi. Það er engin marktæk spenna eða straumur, sem þýðir að það er enginn bogi sem hjálpar til við að þrífa snertiflötina. Aðalóvinurinn er yfirborðsmengun -ósýnileg ryðlög, súlfíð eða önnur mengunarefni sem virka sem einangrunarefni og koma í veg fyrir að örlítið merkið berist.

Fyrir þessi forrit er gullhúðun (Au) eða gegnheil gullblendi skylda. Efnafræðilegur stöðugleiki gulls tryggir hreina, áreiðanlega, litla-viðnámstengingu í hvert sinn sem gengið virkar. Að nota silfur-tengilið í þurra hringrás er klassísk hönnunarvilla sem leiðir óhjákvæmilega til hlés eða algjörrar merkjabilunar með tímanum.

Aðrir mikilvægir þættir

Þó að grunnefnið sé aðalatriðið, sýnir heildarsýn aðra þætti sem hafa veruleg áhrif á snertiafköst og líftíma. Að hunsa þetta getur leitt til óvæntra bilana jafnvel með réttu efni.

Hafðu samband við kraft og þrýsting:Vélrænni krafturinn sem þrýstir tengiliðunum saman er mikilvægur. Nægur kraftur hjálpar til við að brjótast í gegnum þunna lakk- eða ryðfilmur, sem tryggir góða málm-við-málmtengingu og litla snertiþol.

Aðgerð til að þurrka tengilið:Mörg gengi eru hönnuð þannig að tengiliðir renna á móti hvor öðrum í mjög stutta fjarlægð þegar þeir gera eða brotna. Þessi vélræna þurrkaaðgerð hjálpar til við að skrúbba burt yfirborðsmengun og stuðlar að hreinni tengipunkti.

Rekstrarspenna& Núverandi:Eðli aflgjafans skiptir máli. Jafstraumur veldur jónaflæði í einni -stefnu, sem leiðir til áberandi efnisflutnings (högg- og gígmyndun) en AC straumur, sem skiptir um stefnu og hefur tilhneigingu til að valda samhverfara veðrun.

UmhverfismálSkilyrði:Rekstrarumhverfið gegnir stóru hlutverki. Hátt hitastig flýtir fyrir ryðmyndun. Mikill raki getur stuðlað að tæringu. Tilvist mengunarefna í andrúmsloftinu, sérstaklega brennisteinssambönd frá iðnaðarmengun eða pappírsvinnslu, mun fljótt bleyta silfur-tengiliði.

Gerð girðingar:Húsnæði gengisins hefur áhrif á snertilíf. Lokað eða loftþétt lokað gengi verndar tengiliði fyrir raka og mengunarefnum, hægir verulega á niðurbroti og gerir þá tilvalin fyrir erfiðar aðstæður eða langtímaáreiðanleika í þurrum hringrásum. Opið-ramma gengi býður enga slíka vernd.

Að taka áreiðanlegt val

Að velja gengissnertiefni er ekki að velja einfalda vöru. Þetta er mikilvæg verkfræðileg ákvörðun sem ákvarðar í grundvallaratriðum áreiðanleika, öryggi og líftíma alls kerfisins.

Meginreglan er sú að rafmagnsálagið-hvort sem það er viðnám, inductive, rafrýmd eða lágt-stig-er aðal drifkrafturinn fyrir efnisval. Hver álagstegund býður upp á einstaka áskoranir sem tiltekið efni er hannað til að sigrast á.

Það að passa sterka, andstæðinga-suðueiginleika AgSnO₂ við mótorálag, eða óspilltan stöðugleika Gulls við skynjaramerki, er aðalsmerki umhugsaðrar hönnunar. Með því að fara út fyrir einfaldar vörulistaforskriftir og skilja eðlisfræðina á bak við hleðsluna og vísindin á bak við efnið, geta verkfræðingar tekið upplýst, forritadrifið val sem tryggir traustan og áreiðanlegan afköst fyrir endingu vörunnar.

Sjá einnig

Lykilpunktar fyrir val á DC gengi fyrir ljósvakakerfi

Bifreiðaliðaskipti: Lykilatriði fyrir vatnshelda og höggþétta hönnun

Að greina hvernig gengi bæta stjórnkerfi heimilistækja

Áhrif snertiforms liða á frammistöðu hringrásar

Rafmagnsbúnaður