Minimale Drahtstärke mit Vibration

Ich habe gehört, dass es für vibrierende Umgebungen effektiv eine Mindestdrahtgröße gibt . Mit anderen Worten, wenn Sie Drähte entwerfen, die Vibrationen ausgesetzt sind (in meinem Fall ein Auto), wird empfohlen, alle Drähte mit einem AWG von 24 oder größer zu versehen, unabhängig von der Strommenge, die sie durchlassen.

Gibt es Weisheit darüber? Wie kann ich entscheiden, ob meine Drähte groß genug sind, um sich nicht auseinander zu schütteln?

Schritt eins in vibrierenden Umgebungen ist die Pflege Ihrer Drahtenden, wie von Spehro angedeutet.

Wenn Sie die Innenleiter löten oder ausbreiten, werden sie effektiv zu einem oder mehreren Einzeldrähten mit sehr begrenzter Festigkeit und Vibrationsfestigkeit. Aus diesem Grund crimpen Profis alle ihre Anschlüsse und wenn es wirklich wichtig ist, verwenden Sie eine Ferrule um das Kabel und crimpen Sie diese dann. (Eine gut gewählte Ferrule hält die Drähte relativ gut gruppiert, selbst wenn sie danach sehr stark gecrimpt werden.)

Danach müssen Sie sich Sorgen machen, dass der äußere Mantel Ihrer Drähte entlang einer rauen Kante vibriert. Entweder müssen Sie dies durch die Verwendung vieler Stützpunkte verhindern, oder Sie können das Drahtbündel mit Verstärkungen dagegen härten.

Sobald Sie an diesem Punkt angelangt sind, müssen Sie die Drahtgröße und die Verseilung berücksichtigen.

Für die Automobilindustrie setzen sie vielleicht einen albernen Standard als "AWG24 und nicht weniger", aber das liegt eher an den begrenzten Einsichten in die Materie in einigen Teilen der Branche. (Es ist einfacher, dem Garagenpersonal zu sagen, dass es niemals weniger als AWG24 kaufen soll, als die Feinheiten zu erklären.)

Die vernünftigere Regel ist jedoch die in Spehros Antwort gesehene: Nicht weniger als X- oder Y-Stränge für N oder M Schwingungskraft. Natürlich gibt es viele verschiedene Arten von Definitionen und Spezifikationen für minimale oder maximale Vibrationskraft in jeder Art von System, so dass dies schnell trüb werden kann, was wiederum ein Grund ist, einfach "AGW24" zu sagen.

Um den Kommentar von mkeith etwas zu erweitern: Je dicker ein Kupferstab (Draht oder auf andere Weise) ist, desto mehr Verformung erzeugt eine Biegekraft im Material. Je mehr Verzerrungen sich ansammeln, desto schneller ermüdet das Metall. Wenn Sie einen unendlich kleinen Draht haben, hat er in einem scharfen Winkel unendlich wenig Verzerrung. Tatsächlich kann ein Chip-Bonddraht, der mehrere oder Dutzende Mikrometer groß sein kann, im Wind schwanken und vibrieren, ohne sehr lange zu reißen.

Wenn Sie also einen sehr flexiblen und sehr langlebigen Draht wünschen, suchen Sie nach einem Draht, der aus so vielen kleinen Litzen besteht, wie Sie finden können.

Eine übliche Sache ist ein Drahtaufbau von 0,06 mm mit einer Silikon- oder Teflonhülle für extrem hohe Flexibilität und Vibrationsfestigkeit. Sowie Hochtemperaturleistung. Die gleiche Drahtzusammensetzung besteht jedoch aus PVC- oder PP-Draht oder drahtgewickeltem oder glasfaserverstärktem Silikon. Mit solch winzigen Drähten erhalten Sie die 19 Stände, die Spehro bereits bei AWG28 erwähnt, mit dem zusätzlichen Glück, dass die dünneren Stränge Ihnen einen zusätzlichen Spielraum geben, wie oben beschrieben.

Seien Sie vorsichtig mit Silikon oder anderen weichen Kunststoffen, da dies mit kleinen scharfen Kanten viel, viel leichter zu beschädigen ist. Viele Automobillösungen erlauben weiche Kunststoffe nur in sicheren Bereichen, in denen die Drähte in Glasfaserverstärkungshüllen eingewickelt werden, wenn sie über harte und scharfe Oberflächen geführt werden, die an ihnen reiben können.

TL; DR (abschließend):

Wenn Sie sehr dünne Litzen haben, können Sie dünnere Drähte haben, da das Metall umso weniger ermüdet, je dünner die Litze ist. Wenn Sie also einen normalen 7-adrigen Draht bei AWG24 haben, kann sich dieser vibrationsmäßig von einem 19-adrigen AWG28-Draht lösen.

Bevor Sie jedoch über die Dicke und Verseilung eines Drahtes nachdenken, müssen Sie über ein sicheres Anschließen der Drahtenden nachdenken. Verwenden Sie in keinem Fall Lötstellen zum Starten und über Schäden an Ihren Drähten, die durch Reiben und Schneiden entlang harter Kanten verursacht werden.

Die Empfehlung der FAA für Flugzeuge kann zutreffen - Drähte mit weniger als AWG 20 sollten zusätzliche Unterstützung (einschließlich Anschlüsse) erhalten und keinen „übermäßigen Vibrationen“ ausgesetzt werden, und Drähte mit weniger als 19 Litzen sollten nicht verwendet werden.

Wenn die Drähte (für ihre Länge) ausreichend abgestützt sind, gibt es natürlich keine Untergrenze. Die Bonddrähte in einem keramikverpackten IC wie einem MEMS-Beschleunigungsmesser, der in Airbag-Steuerungen verwendet wird, wären etwa AWG 50 und überleben gut (weil sie so kurz sind). Ebenso können zusammengebündelte feine Drähte in Ordnung sein, wenn die Anschlüsse sorgfältig behandelt werden.

Die Bestimmung des Vibrationswiderstands ist etwas kompliziert. Wenn die Vibration bei einer Resonanz eine erhebliche Energie aufweist und das mechanische System schlecht gedämpft ist, können Sie eine viel größere Bewegung als bei geringfügig unterschiedlichen Frequenzen erzielen.