Bara delik düzenleri ve DIN 43673-1'in gerçekte neyi belirlediği

DIN 43673, müşteri çizimlerinde sürekli olarak görünür; genellikle ek boyut olmadan bir referans olarak yer alır. Standartla ilgili arama sonuçları çoğunlukla satın alınmasıyla ilgilidir. Belgenin kendisi Şubat 1982'den dört sayfalık bir Almanca standarttır.

Standart neyi kapsar

DIN 43673-1

, Stromschienen-Bohrungen und -Verschraubungen; Stromschienen mit Rechteck-Querschnitt, İngilizce çevirisi "Drilled holes and screw connections for busbars; rectangular cross-section busbars" olarak yayımlanmıştır ve dört sayfadan oluşur. Deliklerin konumunu ve boyutunu belirtir ve vida bağlantılarının tasarımı ve üretimi için temel verileri sağlar. Doğru akım ve 60 Hz'e kadar alternatif akım için geçerlidir.

Kapsam, iki başka DIN belgesine bağlıdır: DIN 43670'de (alüminyum, 1975-12, on sayfa) ve DIN 43671'de (bakır, 1975-12, dokuz sayfa) verilen sürekli akım taşıma kapasitelerine sahip dikdörtgen çubuklara uygulanır. Aile net bir şekilde ayrılır. DIN 43671, belirli bir çubuk kesitinin taşıyacağı akımı tanımlar; DIN 43673-1, bunun içindeki deliklerin nereye konacağını tanımlar. Her ikisi de hala DIN Medya tarafından güncel olarak listelenmektedir; bu, o döneme ait belgeler için alışılmadık bir durumdur.

Kapsam ifadesi, standartta bağlantının ele alındığını, yalnızca delmenin değil, ve "vida bağlantılarının tasarımı için temel verilerin" genellikle göz ardı edilen bir bileşen olduğunu belirtir. 60 Hz tavanı tanımlı bir sınırdır; bunun üzerinde, eklem bölgesindeki deri ve yakınlık etkileri, akımı deliklerin etrafında yeterince yeniden dağıtarak standart desenin doğru olmaktan çıkmasına neden olur.

DIN 46433 bir bara delik standardı değildir

Bu ayrım gereklidir; çünkü yanlış atıf, ihale belgelerinde ve yıllarca kopyalanan tedarikçi çizimlerinde dahil olmak üzere yaygındır.

DIN 46433

başlığı Flachdrähte und Flachstangen, gezogen, mit gerundeten Kanten — Maße: "Rectangular wires and rectangular bars, drawn, with radiused edges; dimensions" şeklindedir. Sekiz sayfalık bu belge, çekilmiş dikdörtgen tel ve çubuk için bir boyutsal standarttır: genişlik, kalınlık, kenar yarıçapı, toleranslar. Delik konumları, delik çapları veya cıvatalı bağlantılar hakkında bilgi içermez. Gerçekten kaldırılmıştır ve DIN EN 13601 tarafından değiştirilmiştir.

"Delikler DIN 46433'a uygun" ifadesi içeren bir çizim yanlıştır. Kastedilen atıflar, delik deseni için DIN 43673-1 ve akım derecesi için DIN 43671'dir. Malzeme spesifikasyonu kastediliyorsa, o belge EN 13601 'dir; DIN 46433'ün yerini alan aynı belgedir. Metal kesilmeden önce doğrulama gereklidir; çünkü yanlış bir standarda atıfta bulunan bir çizim genellikle malzeme cinsini de yanlış gösterir.

Delik deseni montaj doğrulamasıyla nerede buluşuyor

Delik desenleri bir üretim detayı olarak görünür. Ancak üretikleri eklem, bitmiş panonun doğrulandığı montaj standardının kapsamına girer.

IEC 61439-1 açıktır. Sıcaklık yükseltme testinde, madde 10.10.2.3.3, "ana devrelerdeki iletkenler ve terminallerdeki eklemelere özellikle dikkat edilmelidir" gerektiğini belirtir. Eklemler ölçüm noktaları olarak belirlenir. Madde 10.10.2.3.7 a), ana baraların ayrı ayrı test edildiği durumlarda, test edilen uzunluğun en az 2 m olması ve çubukların uzatılabilir olduğu yerde bir eklemi içermesi gerektiğini, ve kısa devre maddesi 10.11.5.3.3 aynı koşul altında bu uzunluğu (2 ± 0,4) m olarak sabitlediğini belirtir.

Kabul kriteri şöyledir. Kısa devre testinden sonra, 10.11.5.5 maddesi "iletkenlerin bağlantılarında kullanılan parçalarda gevşeme olmaması" gerektiğini belirtir. Termal olarak dayanıklı ancak elektromanyetik kuvvet altında gevşeyen bir birleşim, montaj için başarısız sayılır; kenar mesafesi ve cıvata boyutu bu sonucu belirler.

Kenar mesafesi

Standart, delik merkezlerini bara kenarına göre belirler. İki bağımsız faktör dengelenir.

Mekanik olarak, delik ile bara kenarı arasındaki ligament, arıza anında cıvata tarafından uygulanan yüke dayanır. Anlık dayanım akımı, bitişik baraları kuvvetlerle birbirinden uzaklaştırır veya birbirine yaklaştırır ve bu kuvvetler cıvata grubu tarafından absorbe edilir. Yetersiz kenar malzemesi ligamentin akmasına, deliğin uzamasına, ön gerilimin düşmesine ve birleşimin gevşemesine neden olur. Makul kalınlıktaki bakırda tam bir kopma nadirdir; birincil arıza modu, ilerleyici uzama ve ardından temas basıncının kaybıdır; bu durum termal ölçüme kadar tespit edilemediği için daha sorunludur.

Elektrik olarak ligament bir darboğazdır. Akım deliğin etrafında sapmak zorunda kaldığından, delik ile kenar arasındaki malzemenin yoğunluğu, baranın gövdesinden daha yüksektir. Deliği kenara çok yakın konumlandırmak, birleşimin en gerilmeli kısmında yerel bir sıcak nokta oluşturur.

Üretim üçüncü bir kısıtlama getirir. Delme yerine matkap kullanıldığında, punch karşı koymak için çevre malzemeye ihtiyaç duyar. Sert temper bakırda yetersiz kenar mesafesi ile delme, kenarın dışa doğru şişmesine, ligamentin işlenmesine sertleşmesine ve baranın artık düzgün oturmamasına neden olur. Uygulama alışkanlığı olarak, normatif bir değer olmasa da, delik kenarından bara kenarına kadar olan net mesafe, en az bara kalınlığına eşit ve sert temper için 1.5 katı olacak şekilde tutulur. Delme işlemi sayfası bu kısıtlamanın takıma yönelik yönünü ele alır.

Adım ve delikler etrafında akım sıkışması

Copper Development Association'ın Copper for Busbars (Yayın 22) adlı eseri, deliklerin birleşim üzerindeki etkisine ilişkin en net yayımlanmış analizi sunar. Birleşim direnci iki kısımdan oluşur: akım örtüşme bölgesi boyunca saparken oluşan streamline veya genişleme direnci ve arayüzdeki temas direnci. Delik delikleri ilkini artırır ve CDA tahmini delik çapına ve baranın genişliği boyunca ölçülen delik sayısına, n, bağlıdır.

Bu tek değişken, yaygın bir imalat tartışmasını çözer. Delikler birleşimin uzunluğu boyunca hizalı yerleştirilmelidir. Genişlik yönünde çapraz yerleştirmek direnci artırır, çünkü genişlik yönündeki her ek delik aynı akım yolundaki bir başka engeldir. 60 mm genişliğindeki bir barada hizalı iki delik, çapraz olarak yerleştirilmiş iki delikten daha iyi bir birleşim üretir, ikinci düzen appearingasier yükü daha dengeli dağıtsa bile.

Örtüşme uzunluğu aynı etki tarafından belirlenir. Örtüşme/kalınlık oranı yaklaşık 2'ye yükseldikçe cezalandırma dramatik şekilde azalır, ardından 10'a kadar olan oranda sadece yavaşça iyileşir. Ötesinde, daha fazla kazanç yoktur. CDA sonucu, örtüşmenin sadece gerekli temas basıncına ulaşmak için yeterli sayıda cıvatayı barındıracak kadar uzun olması gerektiğidir. Uzun örtüşmeler bakırı israf eder ve iletkenliği iyileştirmeden ağırlık ekler.

Aynı kaynaktan gelen iki iyileştirme, uygulaması kolay ve nadiren uygulanmaktadır. Örtüşme bölgesinde her iki barada boyuna bir slot kesmek, birleşimin her bacağındaki temas basıncını eşitleyerek temas direncini %30 ila %40 azaltır. Bara uçlarını 45°'den daha az bir açıyla kesmek, başlangıç birleşim direncini yaklaşık %15 azaltır ve döngüsel yük altında birleşim direncinin yükselme hızını 1.3 ila 1.5 kat yavaşlatır.

Delik çapı

Delik çapı, cıvata boşluğu, tolerans yığını ve çıkarılan temas alanı arasında bir tavizo temsil eder.

Boşluk, genellikle varsayılandan daha geniştir. CDA'nın uzun süredir devam eden yönlendirmesi, M10 cıvatayı 11.5 mm delikle ve M12'yi 14 mm delikle eşleştirir; bu değer, daha geniş barlarda 15 mm'ye kadar artırılır. Bu, 1.5 ila 3 mm'lik bir oynamadır ve kasıtlıdır: farklı günlerde, muhtemelen farklı makinelerde üretilmiş iki bar üzerindeki beş veya altı cıvatalık bir örüntü boyunca birikmiş hatayı telafi eder. Boşluğu azaltmak, birleşemeyen ekler oluşturur.

Maliyet, temas alanıdır. Her delik, çakışma bölgesinden, özellikle sıkma basıncının en yüksek olduğu bölgeden bakırı çıkarır. 100 mm'lik bir bar üzerindeki 14 mm'lik bir delik, o noktadaki enitin genişliğinin %14'ünü kaldırır. Bu nedenle, kritik bir ek için çözüm, büyük boyutlu az sayıda cıvata yerine, orta boyutlu fazla sayıda cıvatadır. Cıvata sayısı basınç homojenliğini sağlar; çapı ise kesit kaybına yol açar.

Delik çapı aletle de etkileşime girer. Malzeme kalınlığından daha küçük bir delik delmek, bakır için aletlerde zordur ve delik kalitesini düşürür. Bu durum, 5 ila 12 mm barlarda M10 ve üzeri için nadiren bir sorundur, ancak küçük montaj delikleri olan ince kontrol barlarında ortaya çıkar. Delme kuvveti hesaplayıcısı, deseni uygulamadan önce belirli bir çap için gerekli kapasiteyi gösterir.

Cıvata boyutu, tork ve rondela yığını

CDA'nın Tablo 22'si onlarca yıldır standart referans olmuştur. Örüntü yaklaşık olarak şöyledir: 25 ila 30 mm bar iki adet M8 cıvata ile 17 N·m'de; 40 mm bar iki adet M10 ile 28 N·m'de; 50 ila 80 mm bar M12 ile 45 N·m'de, 50 mm'de iki, 80 mm'de dört cıvata ile kullanılır; 100 ve 120 mm bar beş adet M12 alır; 160 ve 200 mm bar ise altı ila sekiz adet M16 ile 91 N·m'de kullanılır. Servisteki boyutlar M6'dan M20'ye kadar değişir; dört veya altı cıvata yaygın bir tercihtir.

Tork, bir ölçümProxy'sidir ve pek hassas değildir. Temas basıncı sahada ölçülemez, bu nedenle T = K·F·D formülü ile hesaplanır; burada K somun faktörüdür. CDA, kuru durumda K değerini 0.20 ila 0.22, temas yardımcısı bir bileşikle 0.19 ila 0.21 ve molibden disülfür boundary Yağlayıcı ile 0.15 ila 0.16 olarak verir. Bu şu anlama gelir: yağlanmış bir diş üzerinde aynı anahtar ayarı, kuru olandan yaklaşık %30 daha fazla ön gerilim üretir. Tablodan bir tork değeri ile dişlerin yağlanması talimatı birbiriyle uyumsuzdur.

Hedef, çakışma bölgesi üzerindeki temas basıncıdır. CDA'nın rakamları şöyledir: yaklaşık 7 N/mm²'nin altında olması tavsiye edilmez, 10 N/mm²'nin üzerinde olması tercih edilir ve yaklaşık 30 N/mm²'nin üzerinde çok az ek kazanım vardır. Görünen çakışma alanının sadece yaklaşık %1'i iletim yapar; yük, belirgin topuk temasları üzerinden geçer, bu yüzden yüzey durumu cıvata sayısı kadar kritiktir ve barların düz ve montaj öncesi taze zımparalanmış olması gerekir.

Rondela yığınının belirli bir işlevi vardır. Büyük, kalın rondelalar cıvata yükünü deliğin uzağına dağıtır ve yararlı basınç alanını genişletir; CDA, M10'u 24 mm çapında, 2.2 mm kalınlığında bir rondela ile ve M12'yi 28 mm çapında, 2.7 mm kalınlığında bir rondela ile eşleştirir. Yüksek Mukavemetli çelik cıvatalar kullanıldığında, diferansiyel genleşme sorun haline gelir. Çelik yaklaşık 11.1 × 10⁻⁶/°C'de, bakır ise 16.5 × 10⁻⁶/°C'de genleşir, bu nedenle ek ısındıkça cıvata gerilimi artar ve CDA'nın tavan olarak belirlediği akma mukavemetinin %95'i düzeyinin üzerine çıkabilir. Disk yaylı (Belleville) rondelalar bu artışı emer; 16.2 × 10⁻⁶/°C'de genleşen alüminyum bronz CW307G cıvatalar ise bakırın genleşme katsayısına yakın olarak bu sorunu tamamen önler.

Bir karşıt sezgisel nokta şudur: CDA, ortam gerektirmedikçe bakır-bakır ek yüzeylerinin kaplanmasını önermez; çünkü yumuşak kaplama, yükseltilmiş sıcaklıkta akabilir ve montaj sırasında sağlanan temas basıncını gevşetebilir.

Çizim 'DIN 43673'e uygun der ve başka bir şey demediğinde

Bu, yaygın durumdur ve teknik bir sorundan önce bir ticari sorundur.

Deseni taşıyan parçanın belirlenmesi gerekir. Standart, delik konumunu ve boyutunu DIN 43670 ve DIN 43671'de belirtilen dikdörtgen parça bölümlerine göre endeksler. Belirtilen genişlik ve kalınlık bu bölümlerden biri değilse, referans çözümlenemez ve müşterinin ölçülerini sağlaması gerekir.

Amaç netleştirilmelidir: desen mi, ek mi? Mevcut şalt malzemeleriyle değiştirilebilirlik için DIN 43673-1 referansı veren birçok çizimde yalnızca standart cıvata paterni istenir. Bazıları ise somun bağlantısı verilerini de talep eder; bu da cıvata sınıfı, pullu düzeni ve torku tedarik kapsamına dahil eder. Bunlar farklı tekliflerdir.

Tek bir fiziksel referans zorunludur. Bir örnek parça, işaretlenmiş bir eskiz veya birleşen ekipmanın fotoğrafı, bir haftalık yazışmadan daha fazla belirsizliği beş dakikada giderir. Müşterinin kendi şalt malzemesindeki arayüz delikleri, çizimden bağımsız olarak asıl spesifikasyondur.

Çizimin üzerinde yapılan yorum açıkça belirtilmeli ve onaylanmalıdır. Üretim için amaçlanan delik çapı, hatve ve kenar mesafesi beyan edilmelidir. Müşteri standarda sahipken tedarikçi sahip değilse, kaynağa karşı doğrulama bir dakikalık bir kontroldür.

Desen tekrar edecekse doküman satın alınmalıdır. Dört sayfanın maliyeti, 200 mm'lik bir parçanın hatalı üretilmesinden daha düşüktür. Sipariş, bir toplayıcı aracılığıyla değil, DIN Medya'dan veya ilgili ulusal standartlar kurumundan yapılmalıdır.

Deseni makineye aktarma

Sorun çözüldüğünde, desen bir takım sorununa dönüşür. Birden fazla bara genişliğine yayılan tekrar eden bir DIN paterni, birden fazla delik çapı gerektirir ve kısıt, taretteki aktif takım sayısıdır. EMAC-BP-60 gibi bir delme ve kesme hattı sabit bir takım setini iyi yönetir. Karışım genişse, 24 takım istasyonlu ve 36'ya genişletilebilir IMAC-CENTER 60 gibi bir işleme merkezi, takım değiştirme sorununu ortadan kaldırır ve ±0,05 mm konumlandırma sağlayarak hatve yığılmasını izin verilen boşlukta tutar.

Aynı işin rated değeri, DIN 43671 tarafından tanımlanır; tabloları 35 °C ortam sıcaklığı ve 65 °C bara sıcaklığı referans alınarak verilir ve diğer koşullar için düzeltme faktörleri içerir. Bu düzeltmeler yapılmadan bara rated değerine dayalı olarak termal olarak sınırda kalan bir ek, iyi bir desenle kurtarılamaz. Akım taşıma kapasitesi hesaplayıcısı bu düzeltmeleri uygular; cıvatalı ekler makalesi ise burada yer alamayacak kadar ayrıntılı yüzey hazırlığı bilgisi sağlar.