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二、具體實施方案
1.課堂理論教學及學生學習效果實施標準建設。根據“微電子工藝學”知識點較多且抽象、工藝流程復雜等特點,教師在課堂教學中要重視與學生的互動,強調學生的自主學習能力培養,將講解為主體改變為講解——學習雙主體。方法如下:首先,精簡講授時間,增加課堂討論環節,給出課堂討論結果的評價標準。對于“微電子工藝學”難度較大、實踐性較強的專業核心課,學生獨立思考尤其重要。增加課堂討論環節是讓學生獨立思考的最好方法,但會減少理論課的時間,需要建立以下實施方案:①每堂課都要仔細設計該課主題,明確重難點,精簡講授時間;②合理設計和安排思考題和討論題的內容以及實施方法;③合理設計和安排討論效果的評價標準,激發學生學習積極性。其次,增加教學專題的seminar,采用案例教學方法,使學生不僅能理解基本理論,同時能結合應用,學會基本、常用的微電子器件工藝制造方法。2.習題試題庫建設及理論考核標準。課堂練習題和思考題題庫建設。根據該門課的特點,合理設計和安排本課主題下的思考題和練習題,使課堂教學有條不紊地進行。調動學生積極性,循序漸進地接受知識,提出問題、分析問題。目前,我校沒有完善的“微電子工藝學”考試試題庫。本項目擬根據國內外研究成果,結合我校實際和教學大綱編寫試題庫,使具有不同題型、不重復題目的試卷達10套以上。具體理論考核標準:測試項目一:課堂表現考核、考核內容、課堂表現情況;考核形式:以第一次形成性考核的條件及學生在課堂的表現為基礎進行,主要內容為課堂回答問題、專題討論、口試等。考核時期:課程結束為周期。測試項目二:作業考核,包括平時作業考核和登錄網絡教學平臺進行學習的考核兩部分;登錄網絡教學平臺進行學習的考核。測試項目三:課堂卷面考核內容:課程大綱要求掌握的內容;考核形式:抽取題庫中的試題進行卷面考試;考核時期:課程教學的最后兩節課。3.實踐教學實施標準與實驗教學改革。本項目擬對實驗教學內容進行改革,制定實施和測試標準。進一步調整實驗課程方案,安排一次對新工藝和新技術的調查研究和一周的器件工藝流程仿真的課程設計。根據實驗課程設置目標,編制“微電子工藝學課程設計指導書”,制定具體的實施方案和評價方案。擬設置的工藝設計的具體內容:利用器件仿真軟件Medici和工藝仿真軟件Tsuprem4,完成LDMOS和IGBT新結構的器件和工藝仿真設計,以匯報、答辯且最終以論文的形式提交。實驗目的:學會利用模擬工具觀察新結構的基本特性;通過實驗設計掌握器件的工藝流程;在設計過程中體會設計器件結構的各個參數的折中關系和流程的煩瑣性,初步建立工藝設計的思維。實踐教學內容需要在教學的實際工作中不斷更新,根據學生情況增減內容和調整教學大綱。實驗教學測試標準:測試項目一:集成電路的新工藝和新技術前沿調研報告。考核內容:對集成電路的新工藝和新技術前沿的調研。考核形式:按時提交集成電路的新工藝和新技術前沿調研報告,字數不少于2000字。考核時期:課程結束2周內完成。測試項目二:工藝仿真設計和小論文撰寫考核內容:結合工藝仿真軟件Tsuprem4,完成LDMOS和IGBT系列新結構的設計論文。考核形式:以報告形式答辯,最終提交LDMOS和IGBT新結構的設計論文,字數不少于2000字。考核時期:課程結束1周內完成。4.專業見習。學生一方面可以利用學校學院籌建中的實驗平成工藝相關實驗,如微電子工藝實驗室。主要功能是使學生初步掌握微電子器件的工作原理、工藝參數的控制方法。器件特性參數的測試分析方法、信息功能材料的制備和結構性能測試方法。內容涵蓋CMOS工藝,半導體材料和器件制備工藝、LTCC材料制備和封裝工藝、多芯片組件技術,MEMS傳感技術及微系統構建工藝等,如微系統封裝與測試實驗室。該實驗平臺功能用于微系統封裝與測試。實驗內容包括各種可用于微系統封裝的基板材料及其封裝技術研究,系統級封裝三維復雜結構的電磁場、熱場分析建模、電特性、熱特性快速仿真、復雜混合信號完整性分析、電磁兼容、熱效應問題的認識和優化處理,封裝工藝、可靠性與測試技術研究。集成電路設計實驗室:集成電路(IntegratedCircuit,IC)通過一系列特定加工工藝,將晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無源器件按照一定電路互連集成在一塊半導體單晶片(如硅或砷化鎵)上,封裝在一個外殼內,用以執行特定電路或系統功能的電子器件。該實驗室平臺主要用于集成電路設計。5.完善網絡教學平臺建設。充分利用學校已有的網絡資源,在網絡教學平臺上完成課程創建和內容填充、作業功能、互動功能、閱讀資源等內容;學生可以在課下參加討論與交流、提交與查閱作業,還可以進行一對一的答疑解惑等。本文結合微電子工藝學的理論教學、實驗教學與學生的自主學習,從課堂設計、課程考核標準、題庫建設、實驗環境建設、見習實習和網絡平臺建設等多方面進行課程設計。具體來說:①在課堂理論教學中,參考借鑒國內外著名高校的實施方法,制定學生課堂表現的考核標準,給出如增加課堂討論、專題seminar、學生項目PPT展示的環節的具體實施建議,增加學生的參與度和學習熱情;②期末考核中,參考借鑒國內外著名高校的教學大綱和教學重點,編寫一套能極大指導學生學習的試題庫和習題庫,打下堅實的理論基礎;③根據微電子行業的發展和我校實際,建立一整套合理的實驗內容和實驗體系,使學生在有限的時間內掌握微電子工藝學的核心技術和方法;④利用仿真軟件模擬實際工藝流程,完成CMOS以及BCD工藝設計;⑤利用網絡教學平臺以幫助學生鞏固已學知識,解決難題,實現師生互動,讓電子科學與技術專業的學生通過這門重要專業課學習,在掌握微電子基本理論和技術的基礎上具備自主學習,獨立研究,勇于創新的能力,成為有一技之長的當代微電人。
作者:吳麗娟 宋月 張銀艷 雷冰 唐俊龍 謝海情 劉斯 單位:長沙理工大學
參考文獻:
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計算機、網絡信息化發展提升了各個領域經濟效益,而在集成化、智能化、數字化等方面自控儀表工藝取得前所未有的發展。自控儀表安裝施工程序如下:對施工圖與技術資料進行了解、給予土建預留預埋作業配合、調校儀表單體、鋪設電纜管路、安裝電纜橋架、安裝控制箱盤、鋪設線纜、鋪設導壓管、安裝自控儀表等。
一 、自控儀表安裝工藝
1. 調校儀表單體
儀表到貨后,應核對、檢查設備與裝箱清單上數量、規格、型號是否相符。安裝儀表前,根據說明書要求,合格校驗單體后進行儀表安裝。以出廠使用說明書為依據開展校驗試驗,選用標準儀器的量程、精確度,試驗所用電源、氣標準,連接線路、管路的原理等均需達到標準。試驗工作人員應對試驗方法、試驗項目等內容明確。調校試驗的情況應真實反映在調校試驗記錄中,調試儀表后,應出具試驗報告。按照設備本體與工藝系統圖,將調校合格的儀表清楚標志、完好封裝,以備安裝。
2.鋪設電纜管路
電氣保護管的管口應無銳邊、光滑,內部應無毛刺、清潔,外部應無裂紋及變形。鋪設路徑應按照控制點或測量點至控制盤間的電氣電纜、管道、設備的分布情況合理進行選擇。應按照電纜的安裝位置、型號、規格等來確定保護管的支架位置、鋪設位置、材質以及管徑。保護管彎曲位置不應有裂縫或凹坑,其彎曲半徑應超過管外徑的六倍,彎曲角度應小于90度。
3.安裝電纜橋架
根據現場實際情況,按照各系統儀表設計更改圖或施工圖,應預先規劃電纜橋架路徑,以防止管道、工藝設備等發生沖突。測量路徑,按施工設計安裝高度以及美觀整齊、橫平豎直、固定牢固等原則制作并安裝吊架、托臂、支架。電纜橋架的組對應按分段的原則,平直連接,分段吊裝定位,橋架之間應由跨接保護接地,同時連接接地網。
4.安裝導壓管
選擇管子及附件材料時,應與設計標準相符,為便于檢查及清理管線,附件及管子的連接應方便拆裝。應以1:10至1:15的比例確保儀表管路坡度。并確保傾斜處氣體凝結水的排出。安裝管子時,還需對管道沉降物、冷凝水的排放進行考慮。為避免測量精度受管內液體溫度變化的影響,其它高溫管路應與測量液位管路保持一定距離。測量液位管路。應將排氣閥安設于液體管路中;將集水器或排水閥安裝于管路最低處,以便含濕氣體的排出。全面檢查安裝完成的導壓管系統,如:可拆連接的嚴密性、管道及支架的可靠性與安全性、設置排放口的正確性等等。安裝完畢后,可開展管道系統試壓,此時應將靠近壓力變送器的閥門關閉。試壓完畢后,拆開儀表管路2端閥門接頭,儀表管路內部的吹掃采用壓縮空氣,同時對儀表管的連接進行確認與檢查。
5.安裝自控儀表
(1)安裝壓力表
以盤上安裝為例進行介紹,在表孔內緩慢裝入壓力表,找正后固定,在接頭中放入墊圈,擰緊接頭,注意壓力表與導壓管的連接。
(2)安裝變送器
用SC50鍍鋅鋼管制作差壓變送器與壓力變送器的支架,并將鋼管固定于就近位置,之后再鋼管上安裝差壓變送器與壓力變送器。為便于維護時將外殼揭開、或調零,變送器頂部與調零側須留有一定距離。須將三閥組接于差壓變送器前面,而二次閥門須接在壓力變送器前面。變送器上絲扣螺紋須匹配于與變送器相連接的螺紋。在安裝差壓變送器時,應先對安裝位置進行查找,之后將變送器的支架固定在該位置上,于支架上固定變送器。將毛細管放開,對好法蘭,先將2根螺栓穿上,再將另外的螺栓穿好、擰緊。為使變送器在具有粉塵或腐蝕性氣體的環境中得到保護,還必須試壓、沖洗、吹掃取壓管,之后連接差壓變送器與壓力變送器。變送器的安。
(3)安裝流量儀
在無交直流電場干擾或強烈振動的地方,按照說明書要求控制前后4段的長度。施工工藝管道時,應將變送器發盤置于安裝處,找正、找平后將法蘭盤點焊住,待冷卻,將變送器安裝好。值得注意的是,安裝在立管上時,為使被測介質流進變送器,應遵循垂直的原則。水平安裝電磁流量變送器時,應墊穩變送器,使2電極處于同一水平面。如果工藝管道與變送器電接觸不良,連接須采用金屬導線。安裝變送器時,應將無襯里的金屬管道接于有絕緣襯里的工藝管道之間。為確保法蘭與接地環良好接觸,被測介質與環內邊緣發生接觸,變送器內徑應較接地環內徑略大。變送器流向應一致于被測介質流向。當管道試壓吹掃結束后,可先行拆下變送器,清洗后再裝上。
(4)安裝轉子流量
按照垂直安裝原則安裝轉子流量計,且用支架固定轉子流量計前后管段。如果玻璃管轉子流量計對介質進行測量時具有腐蝕性或溫度超過70攝氏度的情況下,應考慮加裝防護罩。
(5)安裝分析儀表與盤上儀表
分析儀表的安裝必須滿足避免服飾氣體、劇烈的溫度變化、防止高溫、無強磁場干擾、無振動、易于維護操作、干燥、可靠安全、光線充足等安裝條件。單獨安裝預處理裝置的同時,應盡量縮短取樣管線,并盡可能與傳送器貼近。安裝盤上儀表時,應注意其邊緣光滑度,抽出、推進儀表時避免過于松或過于緊。儀表安裝在盤內框架上應方便維護和接線,并且接地良好。須清楚、正確盤上儀表的銘牌、標志牌等。
二、處置施工中常見問題
常見問題與處置方法如下:①未正確顯示差壓、壓力,這是由于變送器選型與安裝位置出現差錯。處置方法:當變送器取壓點較變送器安裝位置低時,進行正遷移;變送器安裝位置低于變送器取壓點時,進行負遷移。②測壓、測溫不標準,這是由于施工未嚴格按照圖紙要求和規范進行,插入的溫度計過淺、或者過于深所致。處置方法:在安裝測壓、測溫部件之前,測壓位置應嚴格按照儀表規范來確定,以管道的50%為基準判定溫度計插入深度,建議測壓位置遠離三通、彎頭、以及閥門處。③測定流量缺乏穩定性,在連接差壓變送器與取壓管時,噴嘴或孔板方向上反,正負錯位所致。處置方法:在連接差壓送變器與取壓管時,應對其正負進行核對、確認后在進行操作。在安裝噴嘴或孔板時,必須在對噴嘴或孔板安裝方向與關內流向進行確定后進行操作。④二次儀表未顯示,連接端子與線頭時,端子被絕緣層壓住,造成閉合回路不通。處置方法:在結束線纜施工后,絕緣測試線纜,并校對標號線纜,端子中插入線纜頭時應防止端子被絕緣層壓住,且插入深度適宜。⑤管內堵塞,施工前未清理干凈取壓管內部。處置方法:進行施工前,應預先用空壓機吹掃取壓管,待清理干凈后,再進行安裝。⑥氣動、電動薄膜調節閥閉、開不到位,出現閉、開超過極限,或者管內滲漏,頂壞閥體、閥桿或者閥芯。處置方法:對行程開關進行合理的調整。
三、結束語
自控儀表工藝及施工中逐漸運用了集成化、智能化、數字化技術,本文對自控儀表的安裝工藝與施工種常見問題進行總結,并針對其問題進行處理。特別在安裝自控儀表一節中,詳細地介紹了壓力表、變送器、流量儀、電子流量、分析儀表與盤上儀表等步驟,最后提出針對性措施。
參考文獻
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關鍵詞 電子產品制造工藝;項目化教學;過程考核
Application of Project Teaching in Higher Vocational Electronic Product Manufacturing Process
GU Xiao-ya ZHANG Shuang-ling
(Industrial Design School of He’nan Province,Zhengzhou He’nan 450002,China)
【Abstract】This paper describes the process of electronic product manufacturing process of the higher vocational college curriculum project teaching reform, taking the typical electronic products as the main line, the 5 module of the entire curriculum: components detection, circuit board assembly, welding, debugging, technical documents and theory and practice into a body. Stimulate students´ initiative to participate in the project, foster a sense of team cooperation group, reflects the higher vocational education to cultivate high-quality, skilled talents who target.
【Key words】The manufacturing process of electronic products;Project Teaching;The process of assessment
1 課程簡介
電子產品制造工藝課程是我校電子信息工程技術、電子工藝與管理兩個專業的專業基礎課程,是學生必修的專業技術課程,是學生專業能力的重要組成部分。通過本課程的學習,使學生全面了解電子產品制造流程中的幾個主要環節:裝配、焊接、調試和質量控制,成為適應現代制造業需要,能夠從事電子產品生產、設備維護和工藝管理、質量控制的高端技能型人才。該課程注重培養分析問題、解決問題的能力,強化學生動手實踐能力,緊密結合電類相關專業的發展需要,在專業課程體系中起到承上啟下的作用。
2 項目化教學設計思路
2.1 傳統教學模式之弊端
《電子產品制造工藝》課程內容豐富,它是電子制造企業培訓不同層次工程技術人員的指導性課程,這就要求在教學過程中更多的體現實踐性。傳統的教學模式下,先集中學習理論,后進行綜合實踐,這就使得理論教學和實踐教學無法連接,學生在學習理論知識時,因無法跟生產實際相聯系,會感覺學習內容過于抽象,不具體,逐漸失去學習興趣;而在實踐訓練時,學生往往只會操作卻不知道這樣操作的原理,沒有理論的支撐就無法做到活學活用。
2.2 解決方案
從以上情況分析,本課程教學改革的探索應從項目化教學出發,以典型電子產品生產為主線,采用模塊化教學,將整個課程分為5大模塊:元器件檢測、電路板裝配、焊接、調試、技術文件等,并以項目的形式呈現,真正將理論與實踐融為一體。通過具體任務案例,按項目實施的順序逐步展開,讓學生在技能訓練過程能夠學到相關專業知識,這樣就相當于在學校就能完成電子制造企業對員工的培訓。
3 項目化教學系統的構建與實施
電子產品制造從通孔插裝(THT)方式到表面安裝(SMT)方式的工藝技術轉換,是一個相當長時間的、不平衡的發展過程,在全世界各國制造的電子產品中,目前已經有多數產品全部采用了SMT元器件,但是仍然有相當一部分是采用的是THT和SMT元器件混裝工藝[1],因此,在一學期十六周,每周6課時的情況下,《電子產品制造工藝》課程選擇6個具有代表性的電子產品進行項目化教學,其中2個完全采用插件元器件,2個完全采用貼片元器件,2個采用THT和SMT混裝元器件。下面以采用THT和SMT混裝元器件的收音機的制作,來淺談項目化教學在電子產品制造工藝課程中的實施過程。
(1)項目描述及目標:由教師來對項目做詳細的描述和目標分析。本產品采用電調諧單片FM收音機集成電路,接收頻率為87-108MHz,外觀小巧,因此大部分元器件采用0805的貼片封裝形式,極少部分元器件采用THT封裝。通過該產品的制作,使學生將包括元器件檢測,電路板裝配、焊接、調試及技術文件等五部分內容全部聯系起來。
(2)組建項目組:根據產品的復雜程度,按照男女生搭配、動手能力、對理論知識的理解能力等因素,將學生分為3人一組。
(3)項目分析:在項目分析的過程中,由師生共同討論,并結合多媒體幻燈片引導學生學習貼片元器件的檢測原理及方法(因在前面完全采用插裝元器件的項目中已經學習了插件元件的檢測),SMT印制電路板的特點及裝配焊接工藝方案,混合組裝電路板工藝流程等相關知識。
(4)項目實施:首先是進行技術文件的編制,包括進行工作原理分析的基礎上繪制電路原理圖,裝配圖,元器件清單,裝配及焊接工藝流程圖等一些技術文件和工藝文件(6學時)。然后,將該產品所有的元器件分發給每個小組,學生對這些元器件進行數量和種類的統計,通過檢測理論的學習和查閱資料,用萬用表對各種元器件進行測量(4學時)。接下來學生開始討論自動化生產方式和手工方式下電路板混合組裝的生產工藝流程,確定裝配焊接的順序,先貼片后插件(4學時)。最后進行電路板的調試并進行成品組裝(2學時)。
(5)小結與評價:在項目結束時,教師要收取每小組學生的綜合論文,聽取項目答辯,對完成的情況,提出優點和不足,針對出現的共性問題,予以解答。對答辯過程出現的創新點提出表揚和推廣。
4 總結
在本課程6個項目中,全部采用THT元器件和全部采用SMT元器件的項目,以及上面舉例說明的混合組裝收音機的項目,這5個項目,教師和學生全部參與進來,到最后一個混合組裝的項目時,就由學生獨立完成,教師在整個項目實施過程中,起到了監考官的作用,這個項目每對的成績就作為期末成績。
在考核方式上,項目化教學較之傳統的教學法更多注重了過程考核,而且每一個項目均考查學生的基礎理論知識和實踐能力,大多數學生參與項目化教學會更加積極主動,同時也培養了小組間的團隊合作意識,這就更加體現了高等職業教育要培養德智體全面發展的,高素質、技能型專門人才的目標。
參考文獻
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一、技術背景
伴隨經濟的發展技術的革新,人們對墻體填充材料的需求量越來越大,為保護土地資源和生態環境節約能源輕鋼龍骨隔墻逐漸替代各種磚砌體或混凝土墻體,施工簡單、操作方便、節省空間、價格低廉使輕鋼龍骨石膏板隔墻被廣為使用。當然我們也可根據環境的不同所選的罩面材料也不盡相同如:石膏板、玻鎂板、水泥壓力板、硅鈣板、木質掛板、鋁制掛版、各種吸音板等等。常規的輕鋼龍骨隔墻加工制作方法相對較成熟,然而對于超高層超跨度且空間狹小輕質隔墻制作方法相對來說工藝不是太成熟,按常規做法施工難度較大,尤其是鋼結構像廣播電視多功能發射塔類的塔身井道電梯檢修平臺部分輕質隔墻加工技術更是不能滿足要求。本論文重點以周口廣播電視多功能發射塔為例簡要闡述輕質隔墻的定尺拼裝加工工藝技術。
二、輕鋼龍骨隔墻的施工方法
1、工程概況
該工程輕質隔墻主要分布在塔座1、2、3層衛生間、塔身5層至21層核心筒電梯檢修平臺、塔樓22、23層及部分井道柱等部位。其中塔身核心筒電梯檢修平臺處層高達到8.85米,且場地狹小,隔墻密度大,轉角多。
2、材料要求
(1)輕鋼龍骨主件:沿頂龍骨、沿地龍骨、豎向龍骨、橫撐龍骨的規格、尺寸及質量等應符合圖紙設計要求及GB/T 11981-2001《建筑用輕鋼龍骨》標準的規定。
(2)輕鋼骨架配件:支撐卡、連接件、固定件等輔件,應符合設計要求和有關標準的規定。
(3)緊固材料:射釘、膨脹螺栓、鍍鋅自攻螺絲、按設計要求使用。
(4)填充隔聲材料:隔音巖棉板等按設計要求使用。
(5)罩面板材:其材質、規格、性能、顏色應符合設計要求及國家有關產品標準的規定。
3、輕鋼龍骨隔墻施工的工藝方法
由于施工場地狹小,常規做法難以實現,所以我們結合現場采用定尺加工拼裝,組裝成單元體整塊安裝的工藝技術來克服現有施工環境的不足。具體做法如下:
(1)測量放線。根據圖紙要求,在施工樓層上確定熱鍍鋅鋼方管主骨架位置和墻體軸線位置,并彈出墨線。待施工人員放線結束后經相關管理負責人復核確認無誤簽字后方可進行下道工序的施工。
(2)5至21層層高為8.85m,21、22層層高為5m;樓層均較高,且隔墻長度較長,由于現場主體結構受力結構柱較少,為保證整個輕鋼龍骨石膏板隔墻的整體牢固性和穩定性,需在門洞口兩側、轉角處、丁字接頭處、端部處、沿墻間距不大于4米的部位及墻體高度3米位置增設60mm×40mm×2.5mm厚鍍鋅方管焊接固定,并與樓板底、梁底和地面等部位進行可靠固定連接;為保證門扇安裝要求,在門洞口上部增加60mm×40mm×2.5mm厚鍍鋅方管與門洞兩側上下貫通固定的主立柱方鋼管進行焊接連接,焊接完成后進行焊縫除銹,刷防銹漆兩遍。
(3)施工班組根據現場骨架,測量記錄各個部位的尺寸,在施工現場加工車間里根據測量尺寸加工組裝現場所需要的隔墻板,隔墻板制作過程中,所有龍骨接頭位置應錯開,豎龍骨應保持順直,上下固定牢固。此固定方式采用輕鋼鉗擠壓方式固定,每個固定部位固定點均不少于三個點固定成的連接結構。
(4)固定件的設置:當隔墻中設置配電盤、消防栓、水箱及風口時,各種墻設備及吊掛件,均應按設計要求在安裝骨架時預先將固定件與骨架連接牢固,并在加工好的隔墻板上按照要求進行開孔預留,并做好加固措施。
(5)安裝通貫龍骨,通貫橫撐龍骨必須與龍骨的沖孔保持在同一水平上,并用卡子卡緊牢固,不得松動。
(6)支撐卡固定:用于豎向龍骨開口側,應選用與龍骨斷面尺寸相適應的支撐卡,卡距為400mm。支撐卡的開口部位應卡緊牢固,不得松動。
(7)填充吸音保溫巖棉時應嚴格按照規范要求進行施工,吸音保溫巖棉填充厚度應為≥50mm,填充應密實、均勻、無下墜。
(8)飾面板應豎向排列,隔墻兩側的飾面板應錯縫排列,飾面板的安裝順序,應從板的中間向兩邊固定。飾面板與龍骨固定,應采用十字沉頭自攻絲固定。自攻絲長度用于12mm厚飾面板為25mm長,用于兩層12mm厚的飾面板為35mm長,本工程中采用ф40*25mm自攻絲,自攻絲距飾面板邊緣至少10mm,距切割的邊沿至少15mm,間距150mm~250mm,自攻絲應略埋入板內,但不得損壞紙面。
(9)輕質隔墻板在制作過程中,應在與隔墻上下和左右接頭部位留出飾面板接茬尺寸。做法參見下圖:
(10)隔墻板按預定尺寸加工完畢后通過施工電梯運至所需要部位進行安裝,安裝時采用ф30*25mm六棱燕尾絲固定。為保證板子的穩定性上下固定點均為5個,兩側邊固定點均為4個。
(11)待板子安裝牢固后,安照未封尺寸量取板子,進行最后的封板處理。
三、成品保護措施及安全管理
鋼結構因其自身獨特性,施工場地狹窄,超高層結構致使安裝工作施工難度相對較大,施工過程中的臨邊防護及垂直洞口防護工作一定要防護到位。施工現場應設專業安全員進行現場監護。施工過程中材料周轉次數較多,所以成品隔墻板在調運過程中一定要注意輕拿輕放。板子固定后陽角部位一定要有護角防護措施,防止陽角受撞擊后破損。
四、輕鋼龍骨隔墻施工工藝的質量控制體系
輕鋼龍骨隔墻施工中對其質量控制,一定要嚴把施工各項工序,首先對進場材料進行嚴格把關,禁止劣質材料進場,材料采購人員及施工員一定要嚴把材料質量關。其次,施工放線要嚴格按照圖紙要求,并且經相關技術人員核定無誤后方可進行下道工序的施工。第三,鋼骨架的焊接,焊縫質量一定要達到規范要求,并且除去焊渣后及時涂刷防銹漆,且防銹漆一定要涂刷到位。第四,隔墻板下料時一定要按骨架分格量好尺寸并且編上編號,待隔墻板加工完成后在板子的背面寫上編號,安裝人員按板子編號進行就位安裝,且安裝時一定要按照要求進行封裝。第五,板子封裝時接頭位置必須錯開,板縫一定要控制在5mm以內,否則批完膩子后整體容易開裂。施工工序一定要環環相扣,每道工序控制好誤差,使其最后的累積差在可控范圍之內。按照裝飾裝修質量驗收規范GB50210—2001中規定,輕質隔墻施工質量必須達到下列要求:立面垂直度誤差為3mm,表面平整度誤差為3mm,陰陽角方正度誤差為3mm,接縫高低差誤差為2mm。企業標準可能會要求的更高。
五、定尺加工塊裝工法的優點
定尺加工塊裝工藝在一定程度上對傳統輕質隔墻加工技術作了補充,彌補了傳統工藝的不足,同時規模化的加工與安裝在一定程度上提高了工作效率,流水線式施工方法大大提高了工作效率,降低成本。并且在一定程度上克服了施工場地狹小,材料堆放困難,及層高較高跨度大等施工難題。
六、結語
伴隨著經濟的發展,技術的革新,強鋼龍骨石膏板隔墻的定尺加工塊裝工藝技術一定會嶄露頭角另辟蹊徑,在超高層、超跨度、施工場地狹小等諸多限制性條件下發揮其獨特的作用。
參考文獻:
[1]輕鋼龍骨石膏板隔墻、吊頂07CJ03—1
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1 柔性顯示背景分析與發展前景
1.1 背景分析
近半個世紀來,電子信息技術的發展對日常生活的影響有諸多案例,但其中顯示技術的發展帶來的日常生活的變革是最顯而易見的。
從首臺基于動態散射模式的液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)(約為上世紀70年代),到目前LCD電視的普及、3D電視的熱潮,顯示技術的發展顛覆了我們對傳統陰極射線管(cathode ray tube,CRT)顯示器的認知。2012年1~5月,液晶電視銷售額為1,331.9萬臺,占彩電銷售總額(1,470萬臺)的90.6%(數據來源:視像協會與AVC),可以毫不夸張地說,目前已經是液晶電視的天下。與傳統的CRT顯示技術相對比,液晶顯示技術的顯著優點已廣為人知,不用贅述。
隨著電子技術應用領域的不斷擴展,電子產品已經逐步成為日常生活的必須品,而將更多顯示元素引入家庭和個人環境是未來顯示技術的發展趨勢,目前基于此類的研究正在逐步進行(如飛利浦、索尼、通用已經開始相關技術的研發)。但是剛性、矩形、基于玻璃基板的顯示器件已經顯示出不能滿足設計者對外形的需求,設計人員更趨向于選擇一種可彎曲、可折疊,甚至可以卷曲的顯示器件。
與此同時,對產品品質的要求不斷提升,電子產品被要求能承受更多次的“隨機跌落試驗”。而實驗證明基于剛性玻璃基板的顯示器件在試驗中極易損壞,所以在引入全新設計理念的過程中,具有輕薄、不易碎、非矩形等特性的“概念產品”被普遍認為“具有不一般的對市場的高度適應性”。
在產品外形方面,與傳統顯示器相比,柔性顯示器具有更結實、更輕薄、樣式新穎的特點,而這些特點對產品設計師和最終用戶都極具吸引力。
在制造商方面,柔性顯示器生產時,可以采用新型印刷或者卷繞式工藝進行生產,運輸成本相對低廉,使得制造商具有進一步降低生產成本的潛力。
在潛在安全性方面,當柔性顯示器破裂時,不會產生可能導致人員受傷的鋒利邊緣,因此相對剛性顯示器而言,柔性顯示器無疑更加安全。
1.2 柔性顯示的發展前景
由于柔性顯示技術具有獨特的技術特點,與現有顯示技術相比具有一定的先進性,所以普遍認為,在某些市場中,柔性顯示具有潛在的替代優勢,同時,柔性顯示技術更具開拓全新應用領域的潛力(如軍方將柔性顯示應用于新式迷彩服,而這個領域傳統剛性顯示器件是很難涉及的)。柔性顯示器是一種具備良好的市場前景的新技術,目前用于生產柔性顯示器的顯示技術有十多種,包括傳統的液晶、有機發光顯示(organic light-emitting diode,OLED)、電致變色、電泳技術等等,據估計全球約有數百家公司正在或即將開始柔性顯示的研發。
可以認為,柔性顯示技術的發展將為顯示技術領域注入革命性的創新動力。
2 現有組裝技術的分析
2.1 組裝技術概述
作為柔性顯示重要部件之一的驅動芯片,如何與柔性顯示器件相連接是一個值得研究的課題。無論何種顯示技術,最終的顯示畫面依賴于驅動芯片給顯示介質(例如液晶,發光二極管等)提供其所需的信號(電壓信號或電流信號)。已有的芯片組裝和封裝方式有很多種成熟的方案,但在柔性顯示器芯片組裝時,最主要考慮的因素有以下幾點:
(1)組裝制程中的壓力和溫度;
(2)組裝方式的可靠度(包括物理連接可靠度和電性能的可靠度);
(3)組裝中能達到的最小管腳距離(Pin pitch)和最高管腳數量。
就目前主流的芯片與目標介質的組裝技術宏觀上可以分為如下4類(由于TFT-LCD的驅動芯片與目標介質組裝技術比較特殊,所以單獨歸為一類):
第一類,微電子封裝技術,是指將晶圓(Wafer)切割后的Chip做成一種標準的封裝形式的技術。
第二類,微電子表面組裝技術(Surface Mount Technology,簡稱SMTc),是指將封裝后的芯片(IC)成品組裝到目標介質上的技術。
第三類,裸芯片組裝(Bare Chip Assembly),是指將晶圓切割后的Chip直接組裝到目標介質上的技術。
第四類,液晶顯示器(TFT-LCD)領域特有的芯片封裝和組裝技術(COF/TCP封裝和ACF bonding技術)。
下面將逐一介紹各類組裝技術。
2.2 微電子封裝技術
對于電子設備體積、重量、性能的期盼長久以來一直是促進電子技術發展的源動力,而在微電子領域,對芯片面積減小的期望從未停歇(從某種程度上講,芯片的面積決定芯片的成本價格),在莫爾斯定律的效應下,芯片電路的集成度以10個月為單位成倍提高,因此也對高密度的封裝技術不斷提出新的挑戰。
從早期的DIP封裝,到最新的CSP(Chip scale package)封裝,封裝技術水平不斷提高。芯片與封裝的面積比可達1:1.14,已經十分接近1:1的理想值。然而,不論封裝技術如何發展,歸根到底,都是采用某種連接方式把Chip上的接點(Pad)與封裝殼上的管腳(Pin)相連。而封裝的本質就是規避外界負面因素對芯片電路的影響,當然,也為了使芯片易于使用和運輸。
以BGA封裝形式為例,通常的工藝流程如圖3所示。
通常的工藝流程是首先使用充銀環氧粘結劑將Chip粘附于封裝殼上,然后使用金屬線將Chip的接點與封裝殼上相應的管腳連接,然后使用模塑包封或者液態膠灌封,以保護Chip、連接線(Wire bonding)和接點不受外部因素的影響。
另外隨著芯片尺寸的不斷縮小,I/O數量的不斷增加,有時也會使用覆晶方式(Flip Chip)將芯片與封裝殼連接。覆晶方式是采用回焊技術,使芯片和封裝殼的電性連接和物理連接一次性完成,目前也有在裸芯片與目標介質的組裝中使用覆晶方式。
2.3 微電子表面組裝技術
微電子表面組裝技術(surface mount technolo gy,SMTc,又稱表面貼片技術),一般是指用自動化方式將微型化的片式短引腳或無引腳表面組裝器件焊接到目標介質上的一種電子組裝技術。
表面組裝焊接一般采用浸焊或再流焊,插裝元器件多采用浸焊方式。
浸焊一般采用波峰焊技術,它首先將焊錫高溫熔化成液態,然后用外力使其形成類似水波的液態焊錫波,插裝了元器件的印刷電路板以特定角度和浸入深度穿過焊錫波峰,實現浸焊,不需要焊接的地方用鋼網保護。波峰焊最早起源于20世紀50年代,由英國Metal公司首創,是20世紀電子產品組裝技術中工藝最成熟、影響最廣、效率最明顯的技術之一。
表面貼片元器件多使用再流焊技術,它首先在PCB上采用“點涂”方式涂布焊錫膏,然后通過再流焊設備熔化焊錫膏進行焊接。再流焊的方法主要以其加熱方式不同來區別,最早使用的是氣相再流焊,目前在表面組裝工藝中使用最為廣泛的是紅外再流焊,而激光再流焊在大規模生產中暫時無法應用。再流焊中最關鍵的技術是設定再流曲線,再流曲線是保證焊接質量的關鍵,調整獲得一條高質量的再流焊曲線是一件極其重要但是又是極其繁瑣的工作。
2.4 裸芯片組裝技術
裸芯片組裝是指在芯片與目標介質的連接過程中,芯片為原始的晶圓切片形式(Chip),芯片沒有經過預先的封裝而直接與目標介質連接。常用的封裝形式為COB(Chip On Board)形式。
COB方式一般是將Chip先粘貼在目標介質表面,然后采用金屬線鍵接的方式將Chip的接點與目標介質上相應的連接點相連接。完成后Chip、金屬連接線、目標介質上的連接點均用液態膠覆蓋,用以隔離外界污染和保護線路。
裸芯片組裝還有另一種方式,即覆晶方式。覆晶方式是指在Chip接點上預先做出一定高度的引腳,然后使用高溫熔接的方式,使引腳與目標介質相應位置結合,形成電性的連接。與傳統方式相比,覆晶方式不需要使用金屬線進行連接。TFT-LCD驅動芯片常用的TCP/COF封裝使用的即是覆晶方式,但是由于TCP/COF封裝應用領域的特殊性,所以沒有將其歸入裸芯片封裝技術中,而是單獨劃為一類。
2.5 液晶顯示器領域特有的芯片封裝和組裝形式
由于TFT-LCD顯示電路的特殊性,要求驅動芯片提供更多的I/O端口,所以一般情況下TFT-LCD驅動芯片封裝多采用TCP(Tape Carrier Package)方式,或者COF(Chip On Film)方式,芯片與TFT-LCD顯示面板連接多采用ACF(Anisotropic Conductive Film)壓合粘接的方式。
TCP/COF多使用高分子聚合材料(PI ,polyimide)為基材,在基材上采用粘接或者濺鍍(Spatter)方式使之附著或形成銅箔,然后使用蝕刻方式(Etching)在銅箔上制作出所需要的線路、與Chip連接的內引腳(ILB Lead,ILB:Inner Lead Bonding)、與TFT-LCD顯示電路連接的外引腳C(OLB Lead-C,OLB:Outer Lead Bonding)、和外部目標介質(多為PCB板)連接的外引腳P(OLB Lead-P,OLB:Outer Lead Bonding),最后在所有引腳表面附著一層焊錫。
Chip的接點為具有一定高度的金突塊(Au Bump),在與Chip連接(Assembly)時,Chip的接點與TCP/COF上的內引腳通過高溫高壓形成金-錫-銅合金,從而達到電性導通的目的,然后使用液態膠灌封。而在與外部目標介質——TFT-LCD顯示電路連接時,則采用另一種組裝方式——ACF壓合粘接方式(AFC bonding)。
ACF膠結構類似于雙面膠,膠體內富含一定密度的導電粒子(Conductive Particle),導電粒子為球狀,外部為絕緣材料,內部為導電材料。當導電粒子受到外部壓力破裂時,內部導電材料露出,多個破裂的導電粒子連接,可形成電性通路。由于導電粒子破裂時僅受到垂直方向的壓力,加之芯片相鄰接點距離遠大于導電粒子直徑,因此,破裂的導電粒子產生的電性鏈路具有垂直方向導電,水平方向不導電的特性。基于該種特性,ACF膠能使TCP/COF封裝形式的芯片每根外引腳在水平方向上互相絕緣,不致形成短路,而在垂直方向又能與目標介質實現電性導通。由于ACF膠加熱固化后具有很強的粘合力,所以形成電性導通的同時,可以使COF/TCP與目標介質實現物理連接。
TCP/COF封裝形式能支持高達數千的I/O引腳數,因此在TFT-LCD驅動芯片領域得到廣泛的應用。
當然,隨著成本因素的影響日漸增加,另一種方式COG(Chip On Glass)也應運而生。與TCP/COF方式唯一的不同點在于,COG方式不需要PI基材,而是使用ACF壓合粘接方式,直接將Chip與TFT-LCD顯示電路連接,因此會更加節省成本。由于在組裝中芯片是晶圓切片形式,所以COG技術也可以認為是一種裸芯片組裝技術。
3 柔性顯示驅動芯片組裝方安提出
3.1 柔性顯示動芯片組裝方案概述
基于上述介紹,可將芯片與目標介質連接的技術做如下歸類:
第一類為使用金屬線形成電性連接,該種形式多用在常規的芯片和封裝殼組裝、裸芯片COB封裝,可將其歸納為Wire bonding方式。
第二類為芯片和目標介質采用焊接的方式形成電性連接,電子表面組裝技術,裸芯片覆晶方式多使用該種技術形式,可將其歸納為焊接方式。
第三類為TFT-LCD芯片組裝中經常使用的ACF膠壓合連接方式,可將其歸納為ACF bonding方式。
按照上述分類,擬依照不同技術背景,制定不同的芯片與目標介質連接方案,實現驅動芯片與柔性顯示基材的電性連接。
具體方案如下:
方案1:采用Wire bonding方式。
方案2:采用Flip Chip方式。
方案3:采用ACF bonding方式。
需要指出,提出方案時,只討論理論上該方案的可行性,并沒有對該種方案是否具有投入實際生產的可行性做出判斷和論述。
下面將具體討論三種方案的優劣。
3.2 Wire bonding方案
目前Wire bonding技術的具體實現步驟如下:
首先,在晶圓制程后期使用電鍍方式將Chip的連接點做成金突塊;同時,目標介質上的引線(Lead)上也使用鍍金技術使其附著一定厚度的金;然后使用Wire bonding設備將金屬線的一端熔接(采用超聲波或高溫熔接方式)在金突塊上,另一端采用相同的方式熔接在目標介質的Lead上,從而實現電性的導通。由于金具有良好的延展性和良好的導電性,所以,在Wire bonding的過程中,一般使用高純度金線(99.99%)。當然,目前在一些極低端應用中出于成本的考慮,或者在SOC(System On Chip)/SOP(System On Package)封裝中出于保密的需求,會在某些沒有高頻信號和大電流信號的連接管腳上使用鋁線或者銅線進行Wire bonding。
在柔性顯示中使用Wire bonding方案的優勢和劣勢同樣明顯。
首先,金是良好的導體,所以在使用金線鍵接時無需擔心傳輸線RC/RH效應對高頻率信號傳輸造成的影響;同時,也不需過多考慮大電流信號在傳輸過程中由于傳輸線本身電阻造成的電壓降效應和熱效應;其次,采用COB方式可以將芯片直接固定在柔性基材上,省去芯片封裝的成本。
但是,Wire bonding的劣勢也同樣明顯,第一,一般只有在金含量較高的連接點上才能實現金線和Lead/Pad的熔接;第二,Wire Bonding要求目標介質能承受一定壓力且不能有太大形變;第三,Wire Bonding要求目標介質能承受較高溫度;第四,Wire bonding受Wire bonding設備精度的限制,以BGA封裝為例,一般I/O數量為500以內的芯片使用Wire bonding的方式,I/O數量增高,勢必會使單個芯片連接點的尺寸減小,而在I/O數超過500以上時,芯片接點的尺寸會使Wire bonding的成功率大幅下降,而目前的顯示技術恰恰又要求驅動芯片提供更多的I/O數目。
所以,綜合分析上述各種因素,只有在低分辨率金屬材質(如用金屬箔為基材的柔性顯示)的柔性顯示方案中才有可能采用Wire bonding的方式進行芯片和柔性基材的鍵接。因此,作為一種連接技術,Wire bonding技術可以使用在柔性顯示中,但是受到Wire bonding技術自身的制約,它在柔性顯示中的應用會受到不小的限制。
3.3 覆晶方式
覆晶封裝方式的應用十分廣泛,由于覆晶方式可以節省Wire bonding的金線成本,同時芯片與封裝殼的距離更近,可以保證高頻信號具有良好的信號品質,所以被大量使用在對信號品質要求較高的CPU芯片封裝中。傳統封裝形式,芯片的最高工作頻率為2~3GHz,而采用覆晶方式封裝,依照不同的基材,芯片的最高工作頻率可達10~40GHz。
覆晶方式的基本做法是在芯片上沉積錫球,然后采用加溫的方式使得錫球和基板上預先制作的Lead連接,從而實現電性連接。可以這樣認為,覆晶方式是焊接方式的提升。
應用覆晶方式實現柔性基材和驅動芯片的連接有其獨特之處。首先,芯片與柔性基材直接連接,從電性上考慮,該方式由于省略了封裝中的信號傳輸線,所以可以降低芯片管腳上雜訊的干擾,而從成本角度考慮,由于使用裸芯片,該方式可以節約芯片的封裝成本;其次,當芯片晶背(Chip backside)減薄到一定程度后(例如將Chip晶背研磨至13μm時,Chip可以彎折,如圖6所示),Chip會呈現一定程度的柔性,可以在一定程度上實現與顯示基材同步的柔性彎曲。
與Wire bonding方式相比,覆晶方式會有其成本上的先天優勢(不需使用金屬線鍵接),但是覆晶方式也存在一些問題。
覆晶方式中會使用錫球工藝,目前出于綠色環保考慮,微電子表面焊接技術中大量使用無鉛焊錫,無鉛焊錫的熔點約在200℃以上。而在柔性顯示基材的各種方案中,一般具有良好彎折特性的柔性基材多為有機材料,有機柔性基材所要求的制程溫度范圍一般在150℃以內,超過200℃的高溫會對柔性顯示基材造成不可逆的損傷。所以,柔性基材不耐高溫的特性與覆晶技術中需要使用的高溫制程存在一定的矛盾。因此,我們可以推測,覆晶方式在柔性顯示的應用領域會受到其制程溫度的限制。
綜上所述,覆晶方式多應用于柔性電路板(Flexible Print circuit)與芯片連接或者PCB板直接與芯片連接。當然,在能夠耐受高溫的柔性基材上使用覆晶方式實現驅動芯片與柔性基材的連接也極為可行。
3.4 ACF bonding方式
ACF bonding是目前TFT-LCD領域驅動芯片和顯示基板連接最常用的方式,可以將裸芯片或者TCP/COF封裝形式的芯片通過ACF膠與目標介質實現電性連接以及物理連接。
ACF膠連接方式中,ACF膠電阻率變化曲線依賴于導電粒子密度、導電膠厚度、寬度以及導電膠的固化溫度。本文沒有設計具體實驗測量導電膠電阻率的實際曲線,參考相關文獻,導電膠的電阻率約為5×10-4Ω×cm。而基于TFT-LCD Array線路本身帶給驅動芯片的負載遠大于導電膠引入負載的事實,以及驅動芯片輸出信號對電容類負載比電阻類負載更為敏感的特性,可以認為,ACF bonding方式的電阻率的非線性變化不會為顯示電路引入太多負面因素。而在TFT-LCD中大量使用ACF bonding方式的事實更能說明ACF bonding方式的電性能和可靠度是可以接受的。
其次,由于TFT-LCD分辨率的增加,驅動芯片所需的I/O數量也隨之增加。目前主流的Driver IC已可以提供多于1,000 channel的輸出I/O。I/O數量的增加直接導致Chip中接點尺寸和管腳間距(Pitch)的減小,而導電膠中導電粒子的直徑遠小于Chip接點的尺寸,同時,ACF膠能提供的最小Bonding pitch約為10μm,足以滿足驅動芯片的需求。所以在支持I/O數量和小管腳間距方面,ACF bonding具有巨大的優勢。
再次,由于使用金屬箔和薄化玻璃為基材制成的柔性顯示器只能實現有限的“柔性”,所以目前柔性顯示器基材更傾向于使用柔性更佳的有機材料。以PET/PEN為例,其耐溫性與傳統剛性顯示基材相比較差,僅為120℃左右。而傳統的Wire bonding和覆晶方式在組裝過程中需要較高的溫度,故該兩項技術在柔性基材上的應用受到制程溫度的極大限制。而ACF bonding方式的組裝溫度取決于ACF膠本壓過程中使用的ACF膠固化溫度,固化溫度會影響最終成品的物理特性,但對電性的影響較為有限(圖7 所示為ACF膠在不同溫度/壓力下的電阻變化曲線)。
目前,索尼和3M已經有低于150℃的ACF膠出售(約為140℃),而PET/PEN可以短時間耐受150℃的高溫,所以,使用低溫ACF膠連接驅動芯片和顯示基材成為可能。相比上述前兩種方式,ACF bonding方式具有工藝簡單、適用范圍廣的特點,所以就目前而言,ACF bonding應該是柔性顯示驅動芯片與顯示基材連接的最佳方式。
4 結 論
通過比較基于不同技術背景的各種組裝技術方案,綜合考慮柔性顯示基材的物理特性,ACF bonding方式以其在制程溫度上的低溫特性相比其它兩種方案更具優勢。客觀的說,各種組裝技術均有其各自的技術特點和應用領域,而目前柔性顯示基材的物理特性限制了組裝技術的選擇。我們期待新型柔性顯示基材的面世,能給柔性顯示組裝方式帶來更大的選擇空間。
本文僅在理論層面探討用于柔性顯示屏的驅動芯片連接技術實現,未對用于柔性顯示屏的驅動芯片連接技術應用于實際生產中的可行性進行討論。
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篇6
1.1遠程處理機的安裝
樓宇自動控制系統與各可重構處理單元RPU之間的通信是透明的,可利用同一線路不同的RPU完成同一個控制系統。一般而言,建筑電氣設備自動化系統大量監控的是空調機組,所以將RPU布置在機房之中或附近,把空調機組控制系統使用后剩余的輸入輸出接口用于連接附近的水流量計、水位信號、照明控制等。為了日后的發展,RPU的接口要留出20%~30%為宜。
1.2電氣設備自動化系統的布線
在電氣設備自動化系統進行布線時,要注意某些線路需要專門的導線,如通信線路、溫度濕度傳感器線路、水位浮子開關線路、流量計線路等,它們一般需要屏蔽線,或者由制造商提供專門的導線。電源線與信號、控制電纜應分槽、分管敷設;數據顯示通道(DDC)、計算機、網絡控制器、網關等電子設備的工作接地應連在其他弱電工程共用的單獨的接地干線上。智能建筑中安裝有大量的電子設備,這些設備分屬于不同的系統,由于這些設備工作頻率、抗干擾能力和功能等都不相同,對接地的要求也不同。
1.3輸入設備的安裝
輸入設備應安裝在能正確反映其性能的位置,便于調試和維護的地方。不同類型的傳感器應按設計、產品的要求和現場實際情況確定其位置:水管型溫度傳感器、蒸汽壓力傳感器、水流開關、水管流量計不宜安裝在管道焊縫及其邊緣上開孔焊接;風管型濕度傳感器、室內溫度傳感器、風汽壓力傳感器、空氣質量傳感器應避開蒸汽放空口及出風口處。
1.4輸出設備的安裝
風閥箭頭、電動閥門的箭頭應與風門、電動閥門的開閉和水流方向一致;安裝前宜進行模擬動作;電動閥門的口徑與管道口徑不一致時,應采取漸縮管件,但閥門口徑一般不應低于管道口徑二個檔次,并應經計算確定滿足設計要求;電動與電磁調節閥一般安裝在回水管上。
2 機電設備安裝中常見幾種技術問題
2.1螺栓聯接問題。螺栓聯接是機電安裝中最基本的裝配,但操作不當如聯接過緊時,螺栓就可能由于電磁力和機械力的長期作用,出現金屬疲勞,以至于誘發剪切、螺牙滑絲等部件裝配松動的現象,埋下事故隱患。尤其是用于電氣工程傳導電流的螺栓聯接,更應當把握好螺栓、螺母間機械效應與電熱效應的處理,要壓實壓緊,避免因壓接不緊造成接觸電阻增大,由此引發發熱――接觸面氧化――電阻增大等一系列連鎖反應,最后導致聯接處過熱、燒熔,出現接地短路、斷開事故。
2.2振動問題。振動問題原因通常包含3方面:①泵,主要是由于軸承間隙大,轉子與殼體同心度差或轉子和定子磨擦過強烈等因素的影響所造成。②電機,其成因包括軸承間隙大,轉子不平衡或與定子間的氣隙不均勻。③安裝操作,工藝操作參數如偏離額定參數過多,極易造成泵運行穩定性失衡,如出口閥流量控制不穩定導致的震動等,這就要求設備安裝工藝應盡可能地接近于額定參數來操作。
2.3超電流問題。出現此種情況,可能存在三種原因:泵軸承損壞,設備內部有異物;電機過載電流整定偏低,線路電阻偏高等;工藝操作所用介質由于密度大或粘度高超出泵的設計能力。
2.4電氣設備問題:
2.4.1隔離開關安裝操作不當導致動、靜觸頭的接觸壓力與接觸面積不足,致使接觸面出現電熱氧化、電阻增大的情況,最后觸頭燒蝕釀成事故。
2.4.2斷路器弧觸指及觸頭裝配不正確,插入行程、接觸壓力、同期性、分合閘速度達不到要求,將使觸頭過熱、熄弧時間延民,導致絕緣介質分解,壓力驟增,引發斷路器爆炸事故。
2.4.3調壓裝置裝配存在誤差或裝配時落入雜物卡住機構,如不及時加以處理,也會出現不同程度的安全事故。
2.4.4主變壓器絕緣損壞或被擊穿。主變吊芯與高壓管安裝時落入螺帽等雜物、密封裝置安裝有誤差等都會直接影響到主變絕緣強度的變化,極可能致使局部絕緣遭損毀或擊穿,釀成惡性事故。
2.4.5電流互感器因安裝檢修不慎,使一次繞組開路,將產生很高的過電壓,危及人身與設備安全。安裝調試人員的組織管理
3 機電設備安裝常見問題的應對措施
3.1嚴格施工組織設計及設備、設施選擇施工組織設計和設備、設施選擇是經有關科技人員共同研究商定的,通過技術計算和驗算,既有其使用價值,又可保證良好的經濟效益,不要隨便更改選用設備,否則會影響基礎工作的進展。
3.2按預定計劃開展安裝工作
每一項機電設備安裝工作順序都有其科學性。一個安裝工程的計劃排隊是經過多方面的考慮,經過技術論證排出的,是有科學根據并有一定指導性的,不要隨便改動,以免造成窩工,工程進度連續不上。
3.3安裝工作要有主有次一個工程具備開工條件,首先得有電源,其次要有動力源,有提升裝備(包括井架、提升絞車)。要想達到短期開工之目的,安裝工作必須有主有次,分輕重緩急。只有對安裝變電所、壓風機,井架、提升絞車工作有一個合理的安排,有計劃有目的地進行安裝工作,才能達到事半功倍之效果。
3.4對安裝工作要總體布置、統一安排對大型安裝工程,由于設備多,安裝環節多,因此對每項安裝都必須有總體布置,做到統一安排,施工隊中必須有一個統一指揮的機電隊長(或項目副經理)對各項工作進行協調處理,集思廣益,多征求職工的工作意見。
3.5嚴格按設計要求施工每一種設備的安裝,都有很嚴格的技術要求,只有按設計技術要求施工,才能減少不必要的時間流失和材料消耗。
3.6按常規安裝方式對設備進行安裝每種設備的安裝,都有一定的作業方式和工作順序,不能急于求成,工序顛倒。例如:井架安裝,常規作業方法是一層組裝起后,進行初操平找正,然后逐層安裝。
4 調試階段
4.1調試過程。大型機電設備在出廠時一般無法進行總裝和負荷試驗,即使是使用過的設備,由于拆卸、搬運及再次安裝,難免改變原始安裝狀態,所以,對安裝好的大型機電設備盡快進行調試就顯得非常重要。應該認識到,不僅是解體裝運的初次使用的大型筑路設備在安裝后需進行調試,實際上所有新增、更新、自制、改造、大(中)修機械設備,在投入使用前,都必須進行調試。調試前,要再次檢查設備裝配的完整性、合理性、安全性和滲漏痕跡等,以便調試工作安全、順利進行。調試時,主要試驗其工作質量、操作性能、可靠性能、經濟性能等。考核時,應在施工現場進行空負荷和負荷試驗,以正確檢驗其性能是否達到工業化生產技術條件要求。調試過程中,參加調試的機械技術人員和隨機操作人員須時時到位,以主動了解設備的現實技術狀況、調試程序、操作控制方法等。現場必須有機械技術人員筆錄調試過程。因為它是原始記錄,是日后操作設備、撰寫技術報告、解決遺留問題的重要依據。
4.2撰寫安裝調試技術報告。撰寫安裝調試技術報告是大型筑路設備初次安裝調試后進行技術、資產及財務驗收的主要依據之一,是一項必須做好的工作。安裝調試報告應以讀者能再現其安裝、調試過程,并得出與文中相符的結果為準。大型機電設備安裝調試技術報告作為一種科技文件,其內容比較專深、具體,有關人員應意識到它的重要性。撰寫時注意與論文的區別,應詳略得當、主次分明,不要象流水帳一樣,把某年某月做了些什么調試統統寫入報告,使人不得要領。在安裝調試技術報告的結尾,要向曾給安裝調試工作以幫助、支持或指導的人及部門致以謝意。這種做法,實際上也是載明安裝、調試過程中有關部門及人員所起作用、工作內容或成績的一種方式。
5 機電設備調試
機電設備安裝好之后,后續工作就是盡快地使設備投入生產。要實現這一目標,調試是必不可免的過程。充分細致的設備裝配檢查是設備調試工作順利完成的基礎與前提,調試前需要再次對設備裝配的完整性、安全性以及安裝條件等作好檢查工作。設備調試的內容主要包括:設備使用性能、工作質量以及運行是否正常等。調試過程中,相應機械技術人員與輔助人員須按時足員到位,在調試過程中進一步熟悉設備的操作要領、基本程序以及各項功能控制方法。調試過程應有專門人員筆錄設備調試的各項步驟,通過對設備安裝經驗的系統總結,可比較客觀的歸納出設備的基本運行狀態及特征。也可以為將來設備運行中可能出現的各種技術問題解決提供一手資料,對于設備的升級改造也能起到積極的輔助作用。
在設備的調試過程中,必須遵循兩項基本原則:其一,“五先五后”原則,即先單機后聯調;先就地后遙控;先點動后聯動;先空載后負載;先手動后自動。其二,“安全第一”為基本準則。人身安全與設備安全必須放在第一位考慮,不能急于投產或輕忽大意而淡化安全調試的重要性。
6 設備技術驗收階段
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1電子線路灌封材料的緩沖機理
電子線路灌封材料在進行緩沖的過程中,就是能量吸收的過程,利用能量稀松來減弱或隔離武器發射或撞擊目標時,電子線路所受到的,沖擊,就比如灌封材料具有較強的粘彈性,例如硅橡膠,在硅橡膠受到外界應力的沖擊下,會發生分子鏈的變形,而分子鏈之間也會產生一定的位移,在外界的沖擊力消失之后,受到變形的分子,還要恢復原形。根據能量守恒原理,此時就必須交所受的外力釋放出來,但是材料的變形不能完全地還原為起初的樣子,這時候就能夠一定的沖擊能量,此時的變形與所能能夠吸收的外界力成正比例關系。如下圖所示可以進一步進行分析得出:圖1為典型的低密度多孔緩沖材料的應力應變曲線,它包括3個階段:彈性變形AB;屈服平臺BC;材料壓實區CD。表明材料在進入C-D區之前經過了B-C區,即材料在壓實之前經過了一個屈服平臺,說明材料具有吸能緩沖作用。而且鑒于這個平臺的比值較低,所以材料在被壓實之前不可能傳遞高于平臺的力。灌封材料在另一方面還能有效的將物體所受撞擊力時的應力波進行衰減,在物體受到外力沖擊的情況下,材料的彈性變形會將一部分作用力進行有效的隔離與衰減。此外電子線路灌封材料的粘彈性,也會使應力波在傳播的過程中逐漸的衰減,直至消失。有實驗曾經表明,常用灌封材料的波阻抗低,僅有鋼材的0.001-0.0001倍,在沖擊波,從彈性載體投射到灌封材料中時,應力幅值減少,約0.001-0.0001倍。圖2為某種密度聚氨酯泡沫塑料在SHPB實驗中經歷了應變率為102~103/s的沖擊時,輸入桿輸出與桿上典型的應力波形,從圖中可以看出,透射波形的長度遠遠超過入射脈沖的長度,透射波的強度福祉叫入射波的小許多,因此泡沫材料在受到外界的沖擊下,由于泡沫材料的緩沖效果使得應力波在穿過其后產生了較大的衰減。
2電子線路灌封材料的選擇
在對電子線路灌封材料進行選擇的時候,要根據電子產品所處的環境以及電子產品將來所使用到的性能進行選擇,一定要將各種電子不同材料的性能,發揮到極點,從而滿足產品所設計的要求。在進行灌封材料選取時,一定要選擇灌封材料必須是緩沖吸能效果好、應力波傳播衰減速度快、幅值大的材料,對于灌封材料選取,可以從下面幾個方面進行選擇。
2.1電子灌封材料的選擇
首先要對不同種類的材料緩沖吸效果有正確的判斷,要對材料進行各種實驗分析,在進行實驗完成后要選擇材料的吸能率較高的,因為材料的吸能率高,表示材料所緩沖吸能的效果好。有時要根據實驗所得出的結果作出能量吸收圖,來幫助設計者進行直觀的觀察,從而做出正確的選擇。能量吸收圖,能夠直觀地表示出電子線路緩沖材料,在不同密度與應變率的條件下它的性能狀態。可以用吸能曲線和能量吸收圖,表示低密度多孔材料的吸收特性,這兩種特性由實驗測得。首先測出材料應力應變曲線,曲線上屈服平臺趨勢下所圍成的面積即為材料受力過程中所吸收的能量,用E表示材料的吸能率,I表示理想吸能率,其數學表達式為:從此公式中,我們能夠明顯的看出E、I值越大材料的吸能特性越好。所謂的吸能曲線,是指吸能效率圖和吸能理想圖,當需要綜合了緩沖材料在不同密度,應變率條件下的最佳吸能狀態點時,應借助于能量吸收圖。能量吸收圖,表示了某一密度范圍內單位體積泡沫塑料吸收的能量與峰值應力的關系,如果選擇了臨界損傷應力,能量吸收圖給出不超過應力峰值而吸收最大能量的泡沫材料的密度。圖3是給出的聚氨酯泡沫塑料的能量吸收圖,Ey為基體材料的楊氏模量。
2.2應力波在粘彈性材料中傳播系數和衰減指數的確定
泡沫材料在應力波加載條件下的緩沖效果,由傳播系數和衰減指數表示。以一個端部受到的軸向撞擊的一維線性粘彈性桿為例,粘彈性桿在軸向應力的作用下,其中,,為某一橫截面處沿X軸正向和負向傳播的波,引起的軸向應變的傅里葉變化,可由實驗測得,在該點貼應變片,測出由于撞擊產生的互不重疊的入射波和自由端的反射波,進行傅氏變換得出。γ(ω)是一個重要參數,反映了材料本身引起的應力波的衰減和彌散,我們將其稱為傳播系數,在傳播系數進行確定時,使用兩種方法。
2.3填料加入量的控制
圖4是一種典型的環氧樹脂固化物的內應力隨玻璃化轉變溫度Tg的變化示意圖。通常要求有較高的Tg以確保灌封體有良好的可靠性,特別是當灌封電路體在高溫條件下工作或可能發生熱循環的情況。試驗表明,每種混合料都有一個適當的填料濃度,在此濃度下混合料的熱膨脹系數和彈性模量都具有最佳值,既達到低應力狀態,又具有較高的Tg。通過控制填料的加入量,可以改變灌封電路體的熱膨脹系數,達到調節應力的目的。
3電子線路灌封材料的緩沖措施
在武器彈丸發生作用的時候,如果引線電路沒有正確的緩沖措施,這個時候一旦彈丸開始發生作用就會發生劇烈的振動,設備中的元器件在受到這個劇烈的振動后,因為受力的情況,這就會導致設備中的元器件受到很大程度的損壞,眾所周知元器件在武器中的作用是不可忽視的,它關乎著整個武器能否正確的發揮作用的全部過程,一旦設備中的元器件受到一定程度的損壞,甚至是微弱的損壞這將會進一步影響到程序輸出過程中的錯誤,所以為了防止元器件受到損失導致程序輸出錯誤的發生。所以為了保護設備中的元器件不受到外界力的沖擊時所損壞某些器件,影響設備的準確率,這就必須通過以下途徑來進行電子線路緩沖。(1)電子元器件一定要選用具有抗高過載能力的,抗高過載能力的電子元器件在受到外界沖擊時,能夠有較強的自我抵抗能力,防止電子元器件因為受到外部的,撞擊,導致自身的某些線路斷開,甚至是焊點脫落,抗高過載能力能夠保護電子元器件,保證電子元器件在高沖擊下具有一定的使用壽命。(2)電子元器件在電路板上要有一定合理的布局,使得他們在電路板上的質量分布均勻。元器件的質量中心,盡量為電路板的中心位置,防止在運動過程中,會因為離心力而受到損害。電子元器件一旦受到離心力的作用,將會受到巨大的損害,電子元器件的質量中心如果偏離電路板的中心位置,這在離心力的作用下會嚴重的導致其某些器件,在旋轉運行過程中受到質量偏移問題,導致因為離心力的作用將某些元器件而甩落。(3)有一些質量較大的電子元器件,他們在電路板上印刷時,要采用固定的結構,必須要將引線進行捆扎,并根據一定的距離進行捆綁固定,這是因為這些較重的元器件與離心力作用發生時會導致其脫落,由前面可知,離心力將會導致電子元器件的線路斷裂或者是元器件的斷腳、脫焊等都有可能發生,所以為了防止電子元器件在離心力的作用下發生這種問題,一定要將電路板在進行印刷時將其固定,用導線或者線束及電纜進行捆扎,這樣就能夠有效地保障電子元器件受到離心力作用,發生斷線或者是脫焊的問題存在。(4)電子線路灌封材料還必須具有一定的工藝性,工藝性較好的灌封材料才能夠根據罐封裝形式,走線等來保證灌封的質量,避免產生固化應力。電子線路灌封材料中電子模塊元器件,在封裝時它的形式各不相同,而且電子模塊元器件的大小也不同,因此它的封裝形式是不同的。而且有一部分是相互重疊的,這部分重疊的地方,他們的線路走向是十分密集的,為了保證電子線路灌封的質量,這就要求灌封材料在,常溫下具有較好的流動性,較強的固化收縮率,借此來避免產生固化應力,減小進電子模塊元器件的損傷。(5)引信承受的過載超過50000g重力加速度時,比如在彈丸侵徹混凝土或鋼板時,電路圖需要用兩級緩沖,其中第一級采用灌封材料,將電路模塊固化與鋁制殼體內,該殼體固定在由V型或W型鋼性緩沖彈簧組成的二級緩沖體上,當過載超過某一極限時,剛性彈簧產生較大的塑性變形,達到減小過載峰值的作用。
4結論
高沖擊下電子線路灌封材料是比較關鍵的制作材料。本文通過以上對電子線路灌封材料的緩沖機理進行了分析研究,得出了電子線路灌封材料,是由于灌封材料具有一定的能量吸收能力,其次還具有能力衰減與彌散的能力。后面又根據灌封材料的性能進行了灌封材料的選取,根據電器元件的不同,使用性能與工作環境進行材料的選擇。文章的最后又對電子元器件的緩沖措施進行了一定的論述,為了保護電子線路在高沖擊下受到破壞,需要選用具有較高的抗過載能力,,還要求電子元件有合理的質量分布,還要講究電子元器件灌封材料的工藝性,對于質量較大的電子元件進行元件的捆綁等措施。因此電子元件進行得出了要想將武器的速度與功率進行提高,就必要要將武器中的電子元器件采取一定的保護措施,與選擇措施。從而保證電子元器件在使用的過程中不會存在問題導致失敗。
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篇8
近年來,高阻隔膜材料因阻隔性能優異,且成本低廉、使用方便、透明度好、印刷適應性強、機械性能好等優點,在市場上廣泛應用于食品、藥品、化學品等產品包裝,電子器件封裝及燃料電池隔膜等領域,并飛速發展。
優異的阻隔性是高阻隔膜材料的重要特性,包含良好的阻氣性、阻濕性、阻油性、保香性等。早期的阻隔膜材料以乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH),聚酰胺(PA),聚偏二氯乙烯(PVDC),聚乙烯醇(PVA)等薄膜為代表。隨著食品飲料、醫療、化學品等領域產品強勁的需求推動,對包裝阻隔性的要求也越來越嚴格,現已開發出多種性能優異的高阻隔膜材料,包含多層聚合物復合膜,真空蒸鍍復合膜,聚合物/層狀納米復合膜等,本文就各種高阻隔膜材料的阻隔性能、生產技術和應用發展等進行總結和分享。
1.多層聚合物復合膜
由于各種聚合物在性能方面各有其優勢和弱點,單一聚合物膜材料很難滿足眾多產品對多功能性的要求,因此利用多層薄膜復合技術,將兩種及以上的單一聚合物薄膜進行復合形成多層聚合物復合膜,使各種聚合物性能優勢互補,不僅能提高膜材料的阻隔性能,還可改善熱封性、耐熱性、機械性能、抗紫外線性能等其他性能。目前研究發展的多層膜復合技術主要有共擠出復合、涂布復合、自組裝復合等。
1.1共擠出復合膜
共擠出復合膜是利用多臺擠出機對各聚合物進行加熱熔融,通過一個多流道復合機頭共擠出生產的多層復合薄膜。共擠出復合技術主要用于具有相容性的熱塑性聚合物復合,不使用溶劑,環境污染小,生產工序少,生產成本低,在薄膜生產企業中得到廣泛應用。
目前共擠出復合膜材料取得新的研究進展,汪若冰等[1]以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、尼龍6(PA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)四種聚合物作為原料進行熔融共擠,制備五層復合膜材料,其中EVOH和PA6為復合膜的阻隔層,PE為復合膜的熱封層。五層共擠復合膜具備高阻隔性和良好的力學性能,是理想的高阻隔包裝材料。梁曉紅等[2]將EVOH與PE、PA共混改性,制備PE/PA/EVOH/PA強韌性高阻隔復合膜,綜合性能優異,具有良好的應用前景。
1.2涂布復合膜
涂布復合膜是將阻隔性聚合物溶解在溶劑中形成涂布液,利用涂布設備將涂布液涂布于基膜表面,干燥熟化后形成的多層復合膜。涂布復合技術可用于難以單獨加工成膜的聚合物,如PVDC, PVA等,工藝簡單,生產成本低,阻隔性能好,但可能有有機溶劑殘留,造成環境污染。
目前涂布復合膜研究取得了很多新進展,桑利軍等[3]在PP、PE、CPP(流延聚丙烯)、PET(聚酯)薄膜上涂布2-4um PVDC的復合薄膜,其透氣性和透濕性顯著降低,應用于制造藥品復合包裝袋。舒心等[4]以雙向拉伸PP、雙向拉伸PET、雙向拉伸PA或PE等薄膜作為基膜,經電暈處理后,將改性丙烯酸酯類聚合物BARILAYER高阻隔涂布液涂布于基膜電暈面,經5-6小時的室內40-50℃完全干燥熟化后,在涂層面印刷,再復合一層聚烯烴薄膜,最后得到新型高阻氧性塑料軟包裝薄膜,產品原料易得,價格低廉,阻隔性優于PVDC,且不受相對濕度影響,BARILAYER可降解,燃燒僅產生CO2和H2O,具有環保創新性。
1.3逐層自組裝(Layer-by-Layer)復合膜
逐層自組裝復合膜是特定聚合物、量子點、納米粒子、生物分子等,在互補性相互作用下(靜電相互作用、氫鍵結合,配位鍵和、共價結合等)交替沉積形成的多層復合膜。通過改變沉積周期、PH、溫度、分子量、離子強度等條件,獲得性能優異的復合膜材料,廣泛應用于阻燃、抗菌、氣體阻隔等。
當前逐層自組裝復合膜也取得了新的研究進展,Fangming Xiang等[5]將聚丙烯酸(PAA)和聚環氧乙烷(PEO)通過氫鍵結合作用,逐層自組裝制備韌性氣體阻隔復合膜,當調整PH為3時, PAA/PEO雙分子層自組裝20層形成高阻隔復合膜,涂覆于1.58mm厚天然橡膠片上,使得天然橡膠片的氧氣透過率降低89.6%,阻氧性優異,且氫鍵結合強度弱于離子鍵合,制得的高阻隔復合膜具有一定韌性,適合高應變應用。Chungyeon Cho等[6]將聚醚酰亞胺PEI,PAA,PEO進行逐層自組裝沉積,通過PEI/PAA離子鍵合作用和PAA/PEO氫鍵結合作用,形成PEI/PAA/PEO/PAA復合膜,當調整PH為3,PEI/PAA/PEO/PAA四分子層自組裝20層形成高阻隔韌性復合膜,涂覆于1mm厚聚氨酯橡膠片,使得聚氨酯橡膠片的氧氣透過率降低93.3%,適用于輪胎等充氣用品的氣體阻隔。
1.4其他復合膜
除上述多層膜復合技術外,研究還采用逐層澆鑄復合、化學接枝復合、共混擠出復合等創新方法,制備阻隔性能優異的多層聚合物復合膜。
董同力嘎等[7]采用逐層澆鑄法制備三層可降解左旋聚乳酸PLLA/聚乙烯醇PVA/左旋聚乳酸PLLA復合膜,其中中間層PVA為阻隔層,兩側疏水性的PLLA為保護層。PVA阻隔層顯著提高了PLLA的阻隔性,當PVA含量占復合膜比重20%時,阻氧性較PLLA單膜提高了272倍,同時力學性能也有所提升。PLLA/PVA/PLLA復合膜實際應用性更強,且完全符合環境友好型復合膜的開發趨勢。
Yuehan Wu等[8]將殼聚糖CS接枝到氧化纖維素OC基體上,化學接枝過程改變了基體微觀結構,OC/CS復合膜兼具兩種聚合物的性能優勢,具有優異的阻水阻氧性、抗菌性、高透明性和良好的機械性能,是安全、可生物降解、性能優異的包裝材料。
呼和等[9,10]將EVOH與PA6進行共混擠出后制備丙烯酸乙基己酯EHA薄膜,再與PE膜復合,得到EHA/PE復合膜,研究證明,EHA薄膜阻氧性能很高,EHA/PE復合膜的阻水阻氧性能優于PA膜、EVOH膜和PA6/PE復合膜,適用于冷藏保鮮包裝。
2.真空蒸鍍復合膜
利用真空鍍膜工藝將金屬(如鋁Al)或者無機氧化物(如氧化硅SiO2,氧化鋁Al2O3,氧化鈦TiO2)蒸鍍在塑料膜表面,制備真空鍍鋁膜或真空蒸鍍陶瓷膜,阻隔性能優異、生產效率高、成本低廉、使用方便,廣泛應用于食品包裝,甚至電子產品封裝領域。陶瓷膜透光率高且綠色環保,是目前高阻隔膜研究熱點。
齊小晶等[11]利用等離子體增強化學氣相沉積法在聚己內酯(PCL)膜基材表面蒸鍍SiOx層,可以提高薄膜的阻隔性能,且不受溫度濕度影響,同時符合開發環境友好型材料的需求。
趙子龍等[12]經等離子化學氣相沉積法在PLLA薄膜表面上沉積SiOx層,并利用溶液涂布法在SiOx層上涂覆PVA層,制備新型PLLA/SiOx/PVA復合膜,其阻隔性能與PA/PE復合膜相似,柔韌性也得到改善,加上可生物降解的環保優勢,可替代PA/PE復合膜應用于食品包裝領域,前景十分可觀。
朱琳等[13]采用射頻磁控共濺射的方法在PP基底膜表面蒸鍍TiNx/CFy薄膜,TiNx的體積分數為0.28時,復合薄膜的阻隔性能和柔韌性能最好,解決了傳統陶瓷膜的裂紋問題。
3.聚合物/層狀無機物納米復合膜
聚合物/層狀無機物納米復合膜是將能形成納米尺寸結構微區的層狀無機填料分散到聚合物中,形成納米復合膜。填料的納米片層結構可以阻擋氣體滲入,提高材料氣密性,顯著改善聚合物的阻透性能。目前層狀納米填料如蒙脫土(MMT)、層狀雙氫氧化物(LDHs)和石墨烯(GNSs)以其獨特結構和優異性能,成為備受關注的研究前沿和熱點。
Ray Cook等[14]利用熵增原理制備自組裝高度有序有機/無機納米復合膜,使用噴墨打印機,將0.1-0.2%體積分數的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水溶液打印為聚合物膜層,將0.2wt%體積分數的MMT分散液打印為納米層,聚合物層和納米層通過離子鍵合自組裝為PVP/MMT雙分子膜層,當在PET基體上打印5層PVP/MMT雙分子膜層后,阻氧性能優于高阻隔性金屬PET,且具有高透明性,又安全環保,在食品包裝領域具有廣闊應用前景。
張思維等[15]以氧化解壓多壁碳納米管的方法,制備氧化石墨烯納米帶(GONRs),然后用異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)對GONRs進行化學修飾制得功能氧化石墨烯納米帶(IP-GONRs)。采用溶液成形的方法在涂膜機上制備功能氧化石墨烯納米帶(IP-GONRs)/熱塑性聚氨酯(TPU)復合薄膜。當IP-GONRs含量為3.0wt%,TPU氧氣透過率降低67%,阻隔性能明顯提高,在食品包裝和輕量氣體存儲器領域存在潛在應用。
豆義波等[16]采用簡易抽濾成膜法,制備柔性透明聚乙烯醇(PVA)/水滑石(LDH)復合自支撐薄膜,該復合膜良好的二維有序結構有效抑制了氧氣擴散,提升了薄膜阻氧性能,在阻隔性要求極高的電子器件封裝及原料電池隔膜等領域有較好的前景。
總結
當前,在食品、藥品、化學品產品的強勁市場需求推動下,包裝膜材料持續快速發展,產品對膜材料的要求更高,要求開發高阻隔性、保鮮性、耐熱性、抗菌性等多功能性膜材料,其中高阻隔膜材料發展迅速。同時隨著資源越來越緊缺和人們環保意識增強,開發環境友好高阻隔膜材料也成為熱點。未來幾年,我們應當繼續將高阻隔膜材料作為研究開發重點,縮短與國外高阻隔膜技術差距,滿足日益增長的市場發展需求。
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電磁干擾是印制電路板受環境影響較為敏感的環境因素之一,提高印制電路板的抗干擾能力,重點在于考察印制電路板電磁兼容性。現階段,針對印制電路板的不同類別干擾,即布局類、板層類以及走線類,可采取布局規則、線路設計、去耦電容設計等,以減弱甚至消除印制電路板受到外界干擾的影響。
1.印制電路板設計要點
1.1加工技術選擇
印制電路板按結構可分為撓性板、剛性板和剛撓結合板,按層數可以分為單面板、雙面板和多層板,按用途又可分為民用、軍用等,不同的印制電路板制作工藝不同,加工技術也各不相同。目前,高密度互連印制電路板由于市場需求量大,在市場中占據主導地位。這種電路板線路較為精密、要求層間對位精度高,相對于傳統電路板,有著更好的電氣性能和更完整的信號完整性,且適合越來越密集的電子封裝工藝。對于該種印制電路板,主要采用了互連孔加工、孔金屬化加工以及精細線路制作技術。高密度互連印制電路板的埋孔、通孔加工方法可選擇機械鉆孔法、激光鉆孔法,兩者原理不同,實際中應針對不同的介質材料采用不同的方法及加工參數。在印制電路板經過鉆孔后,要對孔壁進行金屬化,以實現層間互連。目前常用的方法有化學鍍銅法和炭黑黑孔法,兩者都需要后續電鍍流程將孔壁金屬化,電鍍均鍍能力對電流密度分布的均勻性有重要影響。精細線路的制作是印制電路板發展的一個重要方向,目前最成熟的制作工藝方法為減成法,未來這一技術的精度將對印制電路板的性能有決定性影響。
1.2材料設備選擇
基材是印制電路板承載功能電路的核心部分,基材特性首先決定著印制電路板的環境適應性。目前國內應用較為廣泛的基材是是環氧玻纖布基板,具有高強度、耐化學性、耐潮濕、熱穩定性好及良好的電氣性能等優點,能夠對印制電路板進行較好的保護。在印制電路板抗干擾性能上,其主要作用的是線路設計與制作。對于線路制作來說,由于方法較多,為了減少工藝時間、降低成本,同時保證質量,可以采取在超薄銅箔的基礎上制作線路的方法,通過控制電鍍的時間來調節線路的厚度,制作精細線路。在曝光工序中,在干膜中的對光敏感的低聚合物會發生聚合反應,在后續工序中對電路起到保護作用。因此,曝光工序是制作精細線路的關鍵步驟。非平行曝光機和激光直接成像曝光機是目前最為先進的曝光技術,能夠避免環境溫度、濕度等對線路制作的影響,對于制作固定線寬或線距的精細線路有較大的優勢。
1.3抗干擾性能測定方法
在印制電路板生產過程中,缺陷是不可避免的,抗干擾性能檢測的目的就是通過對印制電路板性能的分析,間接判別出缺陷位置信息,及時地采取措施。目前,判別印制電路板產品性能的主要方法主要從短路、斷路、針孔、缺口、線路氧化等幾個方面入手。在印制電路板缺陷檢測中絕大部分運用的是參考法缺陷檢測,它的主要思想是將待測圖像與標準圖像進行對比。例如應用全自動曝光機進行拍照,提取計算出圖像的位置差,從而確定印制電路板的偏差程度。在得到的圖像中,不同的缺陷有不同的表現特征,例如如果某一位置存在多像素點群的連通區,則為短路,在黑色背景下,若存在部分高亮^域,則表示該區域可能為毛刺和針孔等缺陷區。線路氧化是在生產過程中由于外部因素控制不當導致嚴重影響線路導電性的缺陷,作為非致命缺陷,線路氧化可以從銅線顏色差異來判別出來,這在印制電路板的抗干擾測定中較為簡易實用。
2.提高印制板抗干擾性能措施
2.1印制電路板的材料選擇
印制電路板工藝技術的發展是伴隨著材料技術的進步而發展的。按絕緣介質層材料軟硬程度,可以分為剛性印制板、撓性印制板、剛撓結合印制板等。以剛撓結合印制電路板為例,與傳統剛撓結合印制電路板相比,新型工藝制造的剛撓結合印制電路板,將可彎折的撓性電路板集成于剛性電路板中,極大地減輕了電子設備的重量,避免了以往制作工序復雜、笨重、難以修復的缺點。同時新型電路板的撓性區域可以反復彎折、任意角度扭轉的特點,一定程度上增加了其適用范圍。撓性基材如聚酰亞胺,具有較高的介電穩定性,應用在印制電路板中,可以使印制電路板具有良好的介電性能、電氣性能、在高速高頻信號傳輸及阻抗控制中,能夠發揮其優勢。此外,在惡劣極端環境下,剛撓結合印制電路板也充分體現了穩定性,例如在雷電、高頻加熱、脈沖電腐蝕、電火花加工等極端干擾環境中,具備一定的抵抗性。
2.2印制電路板的線路設計
印制電路板的抗干擾設計與具體電路有著密切的關系。線路設計應掌握電路板整體信息,信號線密集程度、電源等因素后,綜合考慮分析。為了防止產生干擾,采用高穩定度、低輸出阻抗直流電源,并在保障電路功能需要的電源和布線層數的基礎上,使輸出的接地點離電源的地端應最近。電子電路中接地線要求的干線宜粗,以降低環路電阻。其次,盡可能增加電源線寬度,以電源線上干擾尖峰不能使邏輯器件的輸出狀態發生變化為原則,消除抑制直流電源回路因負載變化而引起的干擾。面對電源干擾,可在電源變壓器一次繞組與二次繞組間采用屏蔽層,或加接電源濾波器,降低電磁波受到的干擾。此外,信號發送線和接受線之間,或相同信號間盡可能避免平行走線,如若信號線之間不相容,就應做隔離處理,防止形成耦合干擾。
2.3印制電路板的去耦電容設計
?集成電路電源和地之間的去耦電容有兩個作用:一方面是本集成電路的蓄能電容,另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。為了削弱干擾信號耦合路徑,信號線盡可能短,應盡量減小不必要的雜散電容,同時按照一定的順序布置信號線路,將時鐘信號線和敏感信號線放在首位,高速信號線次之,最后是非重要信號線。為了防止信號線之間形成耦合干擾,設計時應減少系統誤操作、減少向外輻射。此外,由于瞬態電流比靜態電流大得多,為了減小干擾同時降低電流功耗,可以采取電源去耦措施,即在電源線和地線之間并接兩個電容,起到本集成電路的蓄能電容和旁路掉該器件的高頻噪聲的作用。在此過程中應注意電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線;焊接時去耦電容的引腳要盡量短,避免過長引腳使去耦電容本身發生自共振。最后,為了使保同層相鄰線路間的噪聲耦合以及串擾達到最小,需在線間做隔離處理,確保布線分離。
結語:印制電路板是電子設備的重要組成部分,在印制電路板設計中,要對其其抗干擾能力進行優化,避免使其降低或失去原有的功能和性能,對生產生活造成影響。印制電路板制造公司眾多,我國在在高端乃至尖端的印制電路板設計制造上,與國外的技術水平還有很大的差距,因此還需加大研發投入,為印制電路板的設計提供更充分的研究條件,以實現進一步的發展。
參考文獻:
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1.概述
回轉窯是水泥廠用于水泥熟料煅燒的先進設備。其主要結構是由窯筒體,支承裝置,窯頭、窯尾密封裝置,傳動裝置,進料及煅燒裝置組成,是水泥生產工藝中最關鍵的設備。本文所選用為Ф4.8*72m配4500t/d窯外分解爐的回轉窯,窯體總重:829.804t。
2.工作原理
回轉窯的筒體由鋼板卷制而成,筒內鑲砌耐火襯,且與水平線成規定的斜度,由3個輪帶支承在各檔支承裝置上,在入料端輪帶附近的跨內筒體上用切向彈簧鋼板固定一個大齒圈,其下有一個小齒輪與其嚙合。正常運轉時,由主傳動電動機經主減速器向該開式齒輪裝置傳遞動力,驅動回轉窯。
物料從窯尾進入窯內煅燒。由于筒體的傾斜和緩慢回轉作用,物料既沿圓周方向翻滾又沿軸向移動,繼續完成分解和燒成的工藝過程,最后,生成熟料經窯頭罩進入冷卻機冷卻。
3.回轉窯安裝流程圖
回轉窯安裝流程圖
4.墊鐵安放及鋼底座、托輪安裝
4.1根據鋼底座結構形式及地腳螺栓位置安放墊鐵,基礎要鏟麻面和刨坑及清洗干凈。鋼制平墊鐵表面要平整,不允許有毛刺和凹凸不平現象。放置前應除銹清洗干凈。。
4.2墊鐵布置
墊鐵的組成為一對斜墊鐵,一塊平墊鐵。為提高設備安裝找正精度,采用砂漿墩墊鐵工法。
砂漿墩制作時,要將基礎鑿毛,并用水沖洗干凈;
砂漿墩配合比:525#水泥:河砂(中砂):水=1:1:適量
砂漿墩找正:用與窯筒體斜度相同的斜度規、水平儀和水準儀找正,其水平度不大于0.2mm/m,標高偏差不大于±0.5mm。
砂漿墩灑水養護,其強度達75%以上方可進行鋼底座安裝。
斜墊鐵規格:180*700*40*5mm
斜度:1:20
平墊鐵規格:200*720*20mm
4.3鋼底座安裝
鋼底座安裝前,首先要進行清洗,劃出縱、橫中心線,注意具有安裝擋輪的鋼底座的位置,根據鋼底座的縱、橫中心線,再劃出托輪瓦座的縱、橫中心線,并用洋沖打好標記。
安裝順序一般為從帶傳動的基礎上的鋼底座開始至窯頭方向順序安裝;
鋼底座就位在墊鐵上后,吊線使鋼底座縱、橫中心線與基礎上的縱、橫中心線互相重合,其偏差允許上0.5mm,再用經緯儀核對縱向中心線,鋼底座縱向中心線與基礎縱向中心線相重合,用鋼盤尺測量底座上表面橫向中心線距離。然后在橫向中心點的等長兩點對角線,用平尺墊斜度規檢查底座的縱向橫向水平度,最后用水準儀測出各底座的標高差。
二次精找
在地腳孔灌漿養護強度達設計要求后,緊固地腳螺栓精找,允許偏差同上,經復查無問題后,會檢確認。
4.4托輪組安裝(見下圖所示)
安裝就位前的準備
清洗瓦座,劃出縱橫中心線,打好樣沖眼標記
球面瓦水壓試驗:試驗壓力0.6Mpa,保壓8分鐘
托輪軸瓦刮研:軸與瓦接觸角度60°-70°(接觸角度以符合圖紙要求為準)接觸點不
托輪組找正示意圖
少于1-2點/cm2,軸瓦與軸頸的側間隙為0.001-0.0015D(D為軸的直徑),接觸角范圍外間隙應逐漸增大,且須分四種狀況測量其間隙變化
球面瓦與軸承接觸點不少于12點/25×25mm2。軸瓦刮研面襯底部的接觸表面成一連續窄細紋。但邊緣50mm左右的圓環地帶允許有0.1mm左右的間隙,用塞尺檢查襯瓦與軸頸的兩側間隙,在塞入100mm處一般要求要0.5~0.6mm,側間隙不夠時要加以刮削。
軸承他刮研若有特殊要求,應按甲方或設備制造方要求。
安裝順序同鋼底座;
吊裝時要保證瓦座和鋼底座上表面的清潔并加上油,不讓軸承暴露在外。
托輪斜度調整
托輪斜度調整完之后,軸頸接觸瓦襯之前完成以下步驟:保證托輪左右兩個橫向中心重合,其偏差不大于0.5mm,此項檢查須在軸承固定到墊板上,使瓦襯的推力面和止推墊圈之間緊密接觸,用千斤頂頂起托輪,調整軸承推力面和止推墊圈之間總的間隙t保持5-8mm。
托輪組縱向中心線的找正首先測量托輪頂面標高,相鄰兩道托輪組標高允許0.5mm。
用經緯儀及樣桿測量托輪的中心線平行排列,在窯體縱向方向的同一條直線上,用兩樣桿頂在托輪兩內側的鉛垂面切點上,樣桿垂直于窯中心線(樣桿長度根據
兩托輪中心距和托輪尺寸制作,并用細線畫出中心),托輪組縱向中心線直線度允許偏差±0.5mm。
完成以上步驟緊固聯接螺栓,并以III托輪為基準,找正II、I托輪,保持跨距偏差小于1.5mm。
5.液壓擋輪的安裝
5.1擋輪安裝前,清洗液壓擋輪,轉動靈活。保證使擋輪和輪帶貼合緊密應將軸和軸承清洗干凈,填滿脂,必要時應進行刮研,要求靈活轉動。
5.2擋輪安裝的位置應符合設計規定。
6.輪帶安裝
6.1輪帶安裝采用地面安裝法,即輪帶與筒體整體吊裝。。
6.2檢查輪帶的安裝尺寸:
安裝之前應把輪帶、套圈(擋塊)和墊板上漆、銹等除凈,并涂上一層脂。
檢查輪帶與筒體墊板的間隙:其允許偏差應符合圖紙要求。
檢查方法:用塞尺檢查。
把輪帶兩面的擋圈裝上(注意擋圈的字碼對好筒體上字碼)輪帶的擋圈與容體墊板應緊密貼合,不得有間隙。
輪帶側面與固定擋圈間隙允許偏差:冷熱端各2mm。
檢查方法:塞尺。
7.回轉窯筒體的吊裝、找正
窯筒體吊裝采用250t履帶進行吊裝,根據現場條件確定吊裝順序及在地面組對筒體節。
7.1窯筒體吊裝前準備工作
對筒體和輪帶進行檢查,保證筒體端面、輪帶部位的墊板和輪帶不應有毛刺、鐵銹及其污物
用專用工具檢查筒體橢圓度,其不圓度應小于0.002D(D為窯體直徑)輪帶下及大齒圈下筒體不得大于0.0015D。用鋼盤尺測量筒體端面外的周長,做好記錄,要求相連兩節筒體端面的周長相差應小于0.002D,最大不得大于7mm;(此項工作在設備出庫驗收時進行)
16等分筒體外圓,并在筒體外側寫上序號,以筒體側白線為起點,相反于筒體
筒體中心定位示意圖
窯筒體軸線找正示意圖
的轉向依次標1、2、3、……16的標號,用以測量和繪制極座標圖。
以筒體實長和輪帶寬度畫出各輪帶墊板上兩輪帶的中心距及輪帶邊線,并在托輪上畫出托輪橫向中心線;
窯筒體組對:地面組對筒體,利用四個帶輪支架,使其支起筒體,筒體以白線為準,兩白線對齊,并注意白線方向是否正確,利用拉伸螺栓聯接起來,用調整鐵塊焊在適當位置,以用于相聯的兩節筒體中心的相互對位,調整后用搭接板把筒體的兩節固定連接起來;利用極座標法測量兩筒體組對后中心線是否成一條直線,筒體找正其中心偏差為:支點處4mm,大齒輪處4mm,其余部位12mm,窯頭及窯尾處5mm。
準備好筒體組聯接卡具,并等分分布在筒體內圓周上;
吊裝場地準備:要求施工場地道路通暢,路基應平整、結實,以便使吊車能順利到達窯墩底下。窯墩地面也必須平整、結實,而且標高達到要求,在其上面覆蓋厚鋼板,為窯體吊裝做好準備;
筒體吊裝前,準備好起重用具,檢查起重設備和索具,一定要安全可靠。
7.2筒體吊裝
Φ4.8*72m窯筒體一般分9節進現場,其編號為:從窯尾開始為D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8。根據現場實際情況,選用250T履帶吊進行吊裝。
由于供貨原因,實際到貨后為9節筒體,為此,第1節(從窯尾看)與第二節在地面組對,組成D1節。
窯筒體吊裝順序為:D1-D2-套III號輪帶-D5-D3~D4-套II號輪帶-D8-套I號輪帶-D7。
D1節筒體吊裝采用卷揚機穿滑輪組,有吊車將其吊到相應位置上,用滑輪組接進。
D2節單獨吊裝到位,穩固支撐,為保證安全,III號輪帶一次到位。
D3、D4節筒體地面組對,在D5吊裝到位做完相應的綁托穩固后再吊D3-D4,一次碰口組對,組對順序:D2、D3的聯接口先組對花焊完畢后再對D4、D5聯接口。
D1至D5節筒體合攏后,再套II號輪帶。
D8筒體為單節吊裝,為便于控制中心高度,窯頭部采用鋼支架支撐,先在冷卻機第二層平臺梁上架設4至5層枕木,把鋼支架放在枕木上以達到所需的支承高度。然后套I號輪帶。依次吊裝D6、D7筒體。
具體吊裝順序圖見附圖所示。
7.3筒體找正
窯筒體吊裝完畢組對結束后,繪制極座標圖來控制安裝質量,極座標測量點為各支承部位墊鐵。各組對口及窯頭窯
尾。測量從某一固定點開始,沿直徑方向對測量點測量。并作出極座標圖。此圖即反映了筒體的偏心,輪廓線反映筒體的變形程度。
具體做法如下:
在筒體接口處的梅花架上,安裝測光閘板,使激光束通視各道閘板,進行找正。
7.3.1檢查項目及允許偏差:
筒體中心的徑向圓跳動不得大于如下數值:
大齒圈及輪帶處筒體中心為4mm,其余部位筒體中心為12mm,窯頭及窯尾處為5mm,
筒體整體找正檢測點示意圖
窯體檢查合格后,對筒體焊縫立即進行點焊。焊接要求詳見窯體焊接。
7.4輪帶位置校正及耐磨圈的焊接。
檢查窯體的跨距,即在最終安裝完輪帶前,應檢查各輪帶之間的中心跨距。
輪帶位置的校正:第III擋即推力擋輪處的輪帶必須位于托輪的中心位置。然后調整I、II號輪帶所處的位置,使輪帶中心線位置適當偏置,其偏置量與窯體膨脹值相對應。見工藝圖紙。
完成輪帶位置調整后用支承板將它們固定。
8傳動大齒輪安裝
8.1傳動大齒輪安裝前,應清洗干凈,不得有油污和雜物。
8.2大齒輪應在地面進行預組對,檢查兩半圈接口處間隙,應保證其貼合緊密。還應檢查齒圈圓度偏差。檢查方法:用0.04mm厚塞尺。
8.3在地面上應將彈簧板安裝在大齒輪上。如分體吊裝應注意將彈簧板和齒圈上的螺栓孔編號對好。
8.4拆下兩半齒圈,先吊下半齒圈,臨時放在基礎墩上。
8.5吊裝上半齒圈,安裝在筒體上半圓上。
8.6聯接兩個半圓齒輪的接口螺栓,并檢查接口間隙。
8.7用專用工具將大齒圈臨時固定在筒體上,開始找正;
檢查大齒輪水平度。檢查方法:轉窯找正。工具為斜度規和框式水平儀。
檢查大齒圈跳動量。徑向跳動允許偏差不大于1.5mm,端面跳動允許偏差不大于1mm。測量方法:百分表。具體測量方法如下圖所示:
大齒圈跳動量測量示意圖
大齒圈與相鄰輪帶的橫向中心線偏差不大于3mm。
8.8當大齒圈找正完畢,應會同監理、業主方代表進行中間驗收,合格后,雙方簽證。然后用鉚釘或埋頭螺栓將大齒輪固定在筒體上,完成彈簧板的鉚接工作。最后復查齒圈的徑向、端面偏差。。
8.9安裝傳動裝置:
根據基礎劃線,逐次安裝小齒輪、主減速機、輔助傳動裝置,應注意以下幾點:
找正小齒輪中心位置,與中心標板偏差不大于2mm。小齒輪軸向中心線與窯的縱向中心線應平行。
調整大齒圈與小齒輪的接觸情況和齒頂間隙。一般規定頂間隙為0.25m+(2-3mm)[m為齒輪模數]。
大小齒輪齒面的接觸斑點,沿齒向不應少于40%。沿齒長不應少于50%。
小齒輪軸和減速器聯接,應根據小齒輪的位置安裝,各傳動軸應平行。主電機輸出軸與減速機輸入軸同軸度達到Φ0.1mm,其余聯軸節同軸度均需達到Φ0.2mm
參考文獻:
1.《水泥設備安裝》JCJ03-90