Электропаяльник для демонтажа радиоэлементов

 

Изобретение относится к пайке и может быть использовано в радиотехнической промышленности при производстве и ремонте аппаратуры, построенной на основе плат с печатным монтажом. Цель изобретения - повышение качества демонтажа радиоэлементов и повышение эффективности использования устройства. Электропаяльник содержит паяльное жало, соединенное трубопроводом с механизмом отсоса, выполненным в виде электромагнитной катушки с переменным, увеличивающимся числот витков 1. Сердечник катушки 2 связан с поршнем 3, перемещающемся в цилиндре камеры отсоса. Камера отсоса с поршнем и сердечником установлена в нижнее по отношению к электромагнитной катушке положение с возможностью свободного движения поршня и сердечника вниз под действием собственного веса. Поршень снабжен устройством 7 торможения. За счет пропорционального увеличения максимальной силы во второй половине катушки сила тяги электромагнита поддерживается, примерно, неизменной до конца движения сердечника и неизменным остается уровень разрежения в канале отсоса электропаяльника. Одновременно с вводом компенсирующего элемента без существенного увеличения габаритов, размеров по длине, уровня потерь удается повысить эффективность использования соленоидного электромагнита. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1588516 (51)5 В 23 К 3 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4315!91/25-27 (22) 12.10.87 (46) 30.08.90. Бюл. № 32 (72) А. А. Балковой (53) 621.791.351 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1362581, кл. В 23 К 3/02, 1986. (54) ЭЛЕКТРОПАЯЛЬНИК ДЛЯ ДЕМОНТАЖА РАДИОЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к пайке и может быть использовано в радиотехнической промышленности при производстве и ремонте аппаратуры, построенной на основе плат с печатным монтажом. Цель изобретения— повышение качества демонтажа радиоэлементов и повышение эффективности использования устройства. Электропаяльник содержит паяльное жало, соединенное трубопроводом с механизмом отсоса, выполненным в виде электромагнитной катушки с пере2 менным, увеличивающимся числом витков l.

Сердечник катушки 2 связан с поршнем 3, перемещающимся в цилиндре камеры отсоса

Камера отсоса с поршнем и сердечником установлена в нижнее по отношению с электромагнитной катушке положение с возможностью свободного движения поршня и сердечника вниз под действием собственного веса. Поршень снабжен устройством 7 торможения. 3а счет пропорционального увеличения максимальной силы во второй половине катушки сила тяги электромагнита поддерживается, примерно, неизменной до конца движения сердечника и неизменным остается уровень разрежения в канале отсоса электропаяльника. Одновременно с вводом компенсирующего элемента без существенного увеличения габаритов, размеров по длине, уровня потерь удается повысить эффективность использования соленоидного электромагнита. 3 ил.

1588516

Изобретение относится к пайке и может быть использовано в радиотехнической промышленности при производстве и ремонте аппаратуры, построенной на основе плат с печатным монтажом.

Цель изобретения — повышение качества демонтажа радиоэлементов и повышение эффективности использования устройства путем устранения неравномерности тягового. усилия электромагнита.

На фиг. 1 изображена электромагнитная 10 система с частью камеры отсоса предлагаемого паяльника, общий вид; на фиг. 2— электромеханические характеристики втяжных электромагнитов (АБВГД-соленоидного с равномерным распределением витков вдоль катушки, АБВК вЂ” результирующая кривая предлагаемого электромагнита с неравномерным распределением витков во второй части катушки, ВС вЂ” корректирующая кривая максимальных Fg глакт fy maxn сил; на фиг. 3 — общий вид и примерная зависимость величины разрежения Р от времени 1, для соленоидного (кривая Pl) электромагнита и электромагнита предлагаемого электропаяльника (кривая P2).

Электропаяльник содержит (фиг. 1) электромагнитную катушку 1, сердечник 2 соединенный с поршнем 3, цилиндр 4 камеры отсоса, имеющей полость 5, выхлопные отверстия 6. Поршень 3 снабжена устройством регулирования торможением 7.

Электропаяльник имеет также наконечник с каналом отсоса, нагреватель, трубопровод, соединяющий наконечник со сборником припоя и камерой отсоса, входной клапан камеры отсоса, педаль управления электромагнитом (не показаны).

Электромагнитная катушка 1 в первой (фиг. 1, I) своей части (от места соединения ее с цилиндром 4 и до точки расположения максимума силы экспериментального соленоида (фиг. 1, II) выполнена в виде соленоида (с равномерным распределением витков вдоль оси), во второй части (фиг. 1, 40

III) — в виде катушки сложной формы с неРавномерным увеличением числа витков от точки расположения максимума силы экспериментального соленоида (фиг. 2, точка В) и до ее конца. Увеличения числа витков по 45 мере продвижения к концу катушки (фиг. 2, кривая ВС) обратно пропорционально спаду (фиг. 2, кривая ВД) электромеханической характеристики экспериментального соленоида.

Это выполнено с целью компенсации спа- 50 да и поддержания неизменной силы тяги электромагнита на второй стадии движения сердечника 2 в катушке 1, а следовательно, и поршня 3 в камере отсоса.

Электромагнитная сила, втягивающая сердечник в катушку, крайне неравномерно

55 распределена на ходу движения сердечника: в начале хода она резко нарастает, на некотором углублении сердечника в катушку

4 достигает максимума, а затем, с середины катушки, существенно спадает, достигая к концу хода, примерно, половины значения максимальной силы.

Из электротехники известно, что для оптимально спроектированного соленоида, где соблюдаются соотношения внутреннего диаметра катушки d„, внешнего — D<, длины

D катушки Р„и длины сердечника в виде — 1-—

=2 — 3, — 2 — 3; l =14l„, максимум маг0„ нитной индукции В,„и максимум силы F,,„ электромагнита приходятся на середину катушки.

Далее за ее пределами следует существенныйй сп ад с ил ы тяги.

Таким образом, сама электромеханическая характеристика соленоида (зависимость электромагнитной силы F от степени погружения х начала сердечника в катушку) носит неравномерный характер, что и вызывает спад импульса разрежения в канале отсоса в завершающей стадии, и как следствие, некачественный демонтаж радиоэлементов из печатных плат.

Для насыщенного состояния сердечника, что имеет место в таких соленоидах, зависимость электромагнитной силы, действующей на сердечник, в функции его положения (х) относительно начала катушки (глубины погружения) в первом приближении описывается уравнением

F> =Р., „ f(x), (1) причем

F9 т ак=O S — (к Г )

Я я р„ (2) где С = (1,57 — 1,76) 10 кг/см ° а;

5„ — — поперечное сечение сердечника, см, Q — намагничивающая сила, равная произведению числа витков в катушке на величину тока (1(а) в обмотке:

Q=l ы;

l длина катушки, см; х — — глубина погружения начала сердечника в катушку, см;

1(х) — функция, определяющая закон изменения силы электромагнита от глубины погружения (х) в относительных величинах.

Следовательно, сила магнита

F, =C S- — р .f(«), (3) к

ыу 1 где =8 — есть удельная намагничивающая сила, т. е. намагничивающая сила, приходящаяся на единицу длины катушки.

Формула (1), выражающая зависимость силы F, электромагнита в функции глубины погружения (х) сердечника, состоит из двух сомножителей. Первый, F .„, выражает величину максимально возможной силы для данного соленоида. Второй, 1(х) — отражает сложную зависимость изменения силы F, 1588516

5 от глубины погружения, теоретически не определенную в литературе. Эмпирическая формула этой силы, полученная по экспериментальным кривым, имеет в первом приближении вид (в абсолютных единицах):

f(x) =(— ах + bx+ c), (4) где а, b, с — коэффициенты, рассчитываемые по способу наименьших квадратов. Формула силы (3) принимает вид:

F =C.Я, < (— aux +bix+c ) ", (5) с где f(x)=(— а х +4x+c ) (в относительных ед.), где ai, Ь,,ci — приведенные коэффициенты (в относительных единицах).

Таким образом, чтобы скорректировать спад силы во второй половине катушки и поддерживать ее на уровне максимальной представляется возможным за счет изменения первого сомножителя F .„формул (1), (5) произвести выравнивание характеристики.

Поскольку сила F прямо пропорциональна удельной намагничивающей силе 6р!, то по закону, обратному закону спада силы во второй части катушки, начиная с середины, увеличивают в каждой точке число витков w в соответствии с формулой

Ы х= (2+! + )1/ () где ы — число витков в ряду по вертикали в средней части катушки;

ы„— искомое число витков в вертикальном ряду в соответствующей точке х катуш к и.

Электропаяльник работает следующим образом.

В исходном состоянии сердечник 2 (фиг. 1) частично погружен в нижнюю часть электромагнитной катушки 1 (для захвата его магнитным полем). Основная часть сердечника расположена ниже катушки и находится в полости камеры отсоса. Наконечник нагрет до необходимой температуры и надет на вывод радиоэлемента.

При нажатии, например, на педаль (не показана) в момент включения (фиг. 3) включается катушка 1 электропаяльника.

Сердечник 2 под воздействием магнитного поля катушки 1 начинает втягиваться в ее соленоидную часть, увлекая за собой поршень 3. В результате движения поршня 3, притертого к стенкам цилиндра 4, в полости 5 камеры отсоса образуется разрежение, а воздух из надпоршневой полости выталкивается через отверстия 6.

При этом устройство регулирования торможением 7 автоматически перекрывается.

Разрежение через входной клапан, трубопровод, сборник припоя, нагреватель (не показаны) передается в канал отсоса наконечника (не показано). Через отверстие нагретого наконечника в сборник припоя начинает всасываться pBcIIJIBBëåííûé припой и другие продукты распайки. На первой фазе

6 движения сердечника (фиг. 1) электромагнитная сила соленоидной части катушки 1 резко нарастает (фиг. 2, участок АБ), затем, постепенно нарастая, достигает максимума (фиг. 2, точка В) экспериментального соленоида с характеристикой АБВГД (фиг. 2), приходящегося для данной конкретной характеристики АБВГД, примерно, на середину катушки Д- 0,05, фиг. 1, II.

)0 Далее, с этой точки катушки (фиг. 1, II) начинается сложная ее форма с возрастающей удельной намагничивающей силой 9 (фиг. 2, точка B), компенсирующей потери силы.

Сердечник 2 по мере движения (фиг. 1, III) попадает во все возрастающее магнитное поле, вызывающее нарастание максимальной силы F, „„на отрезке ВС (фиг. 2).

В результате пропорциональной коррекции результирующая кривая силы F> приобре20 тает спрямленный вид (участок ВК, фиг. 2), что и ооеспечивает примерное постоянство силы тяги сердечника 2 в предложенном электропаяльнике почти на всем протяжении катушки 1. А это, в свою очередь, позволяет обеспечивать неизменным уровень разреже25 ния в канале отсоса на отрезке времени At 2 (фиг. 3, кривая Р2) значительно более длительным и равномерным, чем при чисто соленондной катушке Al 1 (фиг. 3, кривая Р1).

Оценка длительности импульса разрежения произведена по графику фиг. 3 на уровне

0,7 Р„„„где по оси ординат представлен уровень разрежения (например, в мм рт. ст.) а по оси абсцисс — время, например, в секундах).

По окончании процесса всасывания продуктов распайки педаль отжимается, выключаетс я электромагнитная катушка 1 (/,„ фиг. 3), сердечник 2, поршень 3 под действием собственного веса начинают возврат в исходное состояние. В начале процесса возврата входной клапан камеры отсоса

40 закрывается (не показан) и отрывается клапан устройства регулирования торможением 7.

Устройство 7 обеспечивает на заключительной стадии плавный спуск подвижной системы (сердечник 2, поршень 3). Через

45 несколько секунд сердечник 2 и поршень 3 опустятся в исходное состояние.

Устройство готово к новому циклу работы.

Поддержание разрежения на уровне максимального в течение, примерно, всего хода сердечника 2 в катушке 1 обеспечивает полный и качественный отсос припоя как у поверхности места пайки, так и из глубины отверстия в печатной плате, обеспечивая качественный демонтаж радиоэлементов.

55 формула изобретения

Электропаяльник для демонтажа радиоэлементов, содержащий паяльное жало, нагреватель, механизм отсоса, выполненный

1588516

7,0

01 Og 03 04 0,5 К5 07 O E 0,9 1,0

Ф02. Я в виде электромагнитной катушки, внутри котарой размещен сердечник, связанный с поршнем, перемещающимся в цилиндре камеры отсоса, отличающийся тем, что, с целью повышения качества демонтажа радиоэлементов и повышения эффективности использования путем устранения неравномерности тягового усилия электромагнита, электромагнитная катушка, начиная с ее середины, выполнена с переменным числом витков, приходящихся на единицу ее длины, причем изменение числа витков переменного участка катушки обратно пропорционально изменению втягивающей силы сердечника соленоидной катушки на ее переменном участке.

)588516 тах

" та

Ф0Г. 3

Составитель Е. Хохрина

Редактор М. Товтин Техред А. Кравчук Корректор И. Муска

Заказ 2504 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1l 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, l0l