Обработка давлением. - раздел Энергетика, ЭЛЕКТРОМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Обработкой Металлов Давлением (Омд) Называют Технологический Процесс Изготовл...
Обработкой металлов давлением (ОМД) называют технологический процесс изготовления заготовок или деталей целенаправленным пластическим деформированием исходного металла после приложения внешних сил. Исходными материалами для ОМД являются слитки или заготовки черных и цветных металлов различных размеров и массы.
Обработка металлов давлением подразделяется на горячую и холодную. Холодная обработка проводится при температуре ниже, а горячая - при температуре выше температуры рекристаллизации металла заготовки. Нагревание металла повышает его пластичность и снижает твердость, поэтому деформирование в горячем состоянии требует приложения меньших внешних сил, чем деформирование того же металла в холодном состоянии. Горячую деформацию целесообразно применять при обработке трудно деформируемых, малопластичных металлов и сплавов, а также заготовок из литого металла:
В результате ОМД физико-механические свойства металла, как правило, улучшаются. Крупные кристаллиты, характерные для металла в литом состоянии, измельчаются и удлиняются в направлении наибольшего течения металла, структура металла становится более равномерной и мелкозернистой. Происходит заварка пустот и уменьшение рыхлости. Неметаллические включения также дробятся и вытягиваются в виде цепочек. Образуется волокнистая структура, обусловливающая анизотропию свойств деформированного металла. При этом показатели прочности в разных направлениях отличаются незначительно, а показатели пластичности и ударная вязкость вдоль волокон значительно выше, чем поперек их.
а) Рис 190. б)
Точечный (а) и кованый (б) силовые болты
У металла, деформированного в холодном состоянии, твердость, прочность, упругость, износостойкость увеличиваются, а пластичность, вязкость, коррозионная стойкость и электропроводность уменьшаются. Волокнистое строение деформированного металла используют для улучшения эксплуатационных свойств деталей. Зная характер нагружения отдельных элементов деталей, можно еще при изготовлении заготовок придавать волокнам наивыгоднейшую структуру и этим обеспечивать большую работоспособность кованый деталей. Например, показанный на (рис. 190, б) болт, изготовленный с соблюдением данного принципа, прочнее болта, выточенного из прутка (рис.190, а).
Основными способами обработки металлов давлением является прокатка, прессование, волочение, ковка, объемная штамповка, листовая штамповка.
Прокатка - наиболее распространенный вид обработки металлов давлением. Более 80% выплавляемой стали в нашей стране обрабатывают в прокатных цехах. Под прокаткой понимается деформация материалов с помощью вращающихся валков.
При продольной прокатке (рис. 191, а) заготовка 2 под действием сил трения втягивается в зазор между вращающимися валками 1, расстояние между рабочими поверхностями которых меньше высоты заготовки. В результате этого толщина заготовки уменьшается, а длина и ширина увеличиваются. Почти 90% всего проката производится продольной прокаткой, в том числе весь листовой и профильный прокат.
При поперечной прокатке (рис.191, б) валки 1,вращаясь в одном направлении, придают вращение заготовке 2 и деформируют ее. Поперечную прокатку используют главным образом для получения специальных периодических профилей.
При поперечно-винтовой прокатке (рис. 191, в) заготовка 2 деформируется между валками 1, расположенными под углом друг к другу. Такое расположение вращающихся в одном направлении валков придает прокатываемому металлу вращательное и поступательное движение. Поперечно-винтовую прокатку широко применяют для получения пустотелых трубных заготовок. Оправка 3 служит для образования полости.
а) б) в)
Рис.191. Схемы прокатки.
Сортамент стального проката делится на следующие группы: сортовой прокат простого (рис.192 , а) и фасонного (рис. 192, б) профилей; листовой прокат, который делится на толстолистовую сталь толщиной свыше 4 мм и тонколистовую толщиной 0,2...4 мм; трубы бесшовные и сварные различного диаметра с разной толщиной стенок, разнообразного назначения; специальный прокат, включающий в себя вагонные колеса, шпунтовые сваи, автообода, бандажи, гнутые профили и т.д.; периодический прокат (рис. 192, в) - прокат с периодически изменяющимся по длине профилем. Он используется в качестве заготовок для штамповки для механической обработки.
Существуют также специально разработанные сортаменты для выпуска проката из цветных металлов и сплавов - меди, алюминия, латуни, дюралюминия в виде листов, лент, фольги, труб, прутков и других изделий. Ленты - плоские изделия толщиной до 2 мм. Длина лент обычно составляет не менее 40...70 м, и они свертываются в рулоны. Полосы занимают промежуточное положение между листами и лентами и не имею строгого допуска по длине. Фольга - это особо тонкая холоднокатаная лента толщиной менее 0,2 мм (до 0.002 мм), получаемая холодной прокаткой.
Прокатка металлов осуществляется на прокатных станах. Основными рабочими элементами прокатных станов являются валки, имеющие цилиндрическую форму. Валки размешаются в основной части прокатного стана - рабочей клети. Рабочая часть валка называется бочкой. Бочки могут быть гладкими или ручьевыми. Первые применяют для прокатки листов, полос и лент, а вторые - для сортового металла. Ручьи представляют собой кольцевые вырезы па поверхности валка. Совпадающие ручьи верхнего и нижнего валков образуют калибры, с помощью которых сортовому прокату постепенно придаются требуемые профили.
а) Сортовой прокат б) фасонный прокат в) периодический прокат
Рис.192. Сортамент стального проката.
Процесс прессования заключается в выдавливании из замкнутого объема материала заготовки в нагретом состоянии через отверстие, форма и размеры которого подобны форме и размерам поперечного сечения требуемого изделия. Процесс используется для получения готовых изделии в виде прутков, труб, фасонных профилей, панелей (рис 193), а также служит заготовительной операцией для получения разнообразной металлопродукции волочением, прокаткой, ковкой и штамповкой.
Различают прямой и обратный методы прессования. При прямом прессовании (рис. 194, а) матрицу 2 с выходным отверстием монтируют с одной стороны контейнера 4, а деформирующий пуансон 6 с пресс - шайбой 5 - с другой стороны. При работе пресса пуансон через пресс-шайбу давит на заготовку 3, что приводит к вытеснению металла из контейнера через выходное отверстие матрицы. Направление истечения металла совпадает с направлением перемещения пуансона. При обратном прессовании пуансон делают полым (рис. 194, б), на его торце крепят матрицу. Истечение металла заготовки происходит в направлении, обратном движению пуансона с матрицей. Обратное прессование по сравнению с прямым требует меньших усилии, так как отсутствует трение металла заготовки о стенки контейнера, однако конструкция прессов усложняется, поэтому этот метод имеет ограниченное применение.
При прессовании труб заготовка предварительно прошивается стальной иглой. Передний конец иглы входит в отверстие матрицы, в результате чего в отверстии образуется кольцевой зазор. Прессованием металл заготовки выдавливается через этот зазор и принимает форму трубы.
Рис.193. Профили изделий, полученных прессованием
Рис.194. Схемы прессования: 1-пруток; 2-матрица; 3-нагретый слиток; 4-контейнер; 5-пресс-шайба; 6-пуансон.
Достоинством прессования является возможность изготовления профилей сложных форм с высокой точностью размеров и качеством поверхности, которые не могут быть получены другими видами обработки металлов давлением. Недостатком процесса является большая доля неизбежного пресс-остатка металла заготовки в контейнере, идущего в отход (до 40%).
Основным оборудованием для прессования являются вертикальные и горизонтальные гидравлические прессы.
Волочение- обработка металлов давлением, состоящая в протягивании заготовки постоянного поперечного сечения через отверстие (фильеру) волочильного инструмента (волоки), площадь выходного, сечения которого меньше площади сечения исходной заготовки. Волочение осуществляют обычно в холодном состоянии. В результате волочения изменяется профиль, поперечные размеры изделия, а длина увеличивается (рис. 195, а).
Перед волочением передний конец заготовки 1 заостряют, с таким расчетом, чтобы он свободно входил в отверстие волоки 2 и частично выступал с ее противоположной стороны. Этот конец захватывают тянущим устройством 3, и заготовку с добавлением обильного смазочного материала протягивают усилием Р через рабочий канал инструмента. Если исходное сечение необходимо значительно уменьшить, то операцию протягивания повторяют несколько раз, причем каждый раз через отверстие меньшего размера.
Рис.195. Схема волочения трубы (а) и примеры профилей, полученных волочением (б).
Сортамент изделии, изготавливаемых волочением разнообразный: прутки, профили, трубы, проволока диаметром от 0.002 мм (рис. 195, б). Волочением обеспечивают высокую точность размеров и низкую шероховатость поверхности изделий. Этим способом калибруют трубы диаметром от капиллярных до 200 мм, стальные прутки диаметрами 3...150 мм.
Волоки изготавливают цельными, составными, регулируемыми и роликовыми. Материалом для них служат инструментальные стати, металлокерамические сплавы и технические алмазы (для волочения проволоки диаметром менее 0,2 мм). Волочение производится на волочильных станах и машинах. На (рис. 196) показана схема шестифильерного волочильного стана для получения проволоки. Ведущие (подающие) ролики используются для создания тяговой силы и одновременно служат подающей катушкой для следующей волоки стана.
Рис.196.Схема волочильного стана: 1-подающая катушка; 2-калибруемая проволока; 3-направляющие; 4-фильеры; 5-трубки для подачи жидкого смазочного материала;6- подающие ролики; 7-приемная катушка
Ковка- способ обработки металла, при котором нагретая заготовка подвергается многократному прерывистому динамическому или статическому давлению инструментом, в результате чего она постепенно приобретает заданную форму и размеры. Изделие, полученное в результате ковки, называется поковкой. Исходными заготовками для получения поковок являются слитки, болванки, сортовой и периодический прокат. Ковкой обрабатывают черные и цветные металлы.
Существуют свободная ковка и ковка в штампах (объемная штамповка).
Свободная ковка состоит в том, что происходящая пластическая деформация нагретого металла управляется, в основном, искусством оператора-кузнеца, от которого требуется высокая квалификация. Свободную ковку, осуществляемую с применением молота или пресса, называют машинной свободной ковкой. Ручную свободную ковку применяют только для штучного изготовления мелких поковок.
Технологический процесс изготовления поковок складывается из отдельных операции-осадки, протяжки (вытяжки), гибки, закручивания, пробивания отверстий, отрубки и др. При этом используют относительно несложный универсальный кузнечный инструмент. В единичном и мелкосерийном производстве ковка обычно экономически целесообразна.
Недостатками свободном ковки являются низкая производительность процесса, невысокая точность размеров, грубая поверхность поковок, большие припуски на механическую обработку.
При объемной штамповке формирование детали осуществляется деформированием металла исходной заготовки 2 в полостях инструмента - штампа, называемых ручьями (рис. 197). Объемная штамповка имеет ряд преимуществ по сравнению со свободной ковкой: достигается более высокая производительность труда, уменьшаются отходы металла, обеспечивается более высокая точность изделия при лучшем состоянии его поверхности. Этот способ ОМД целесообразен при изготовлении большого числа одинаковых поковок ввиду высокой стоимости стальных штампов.
Объемная горячая штамповка может быть осуществлена в открытых и закрытых штампах. В первом случае (рис.197 , а) в штампе по периметру ручья на стыке нижней 4 и верхней 1 частей штампа выполняется облойная (заусеничиая) канавка 3. При штамповке в нее вытекает часть металла - облой (заусенец) 5, который затем обрезают. Отход металла в облой составляет в среднем 15% массы поковки. В закрытых штампах (рис.
197,б) облойных канавок нет.
а) б)
Рис.197. Шестерни в одноручьевом штампе Листовая.
При безоблойной штамповке расход металла уменьшается, поковки имеют более благоприятную макроструктуру металл
и большую точность размеров. Однако закрытые штампы дороги и быстро выходят из строя.
Несложные заготовки штампуются в одноручьевых штампах, сложные - в многоручьевых, в которых при переходе от ручья к ручью поковка постепенно приобретает требуемые размеры и форму. Объемная штамповка производится с помощью ковочных, штамповочных молотов и прессов, а также машин для специализированных процессов штамповки. Штамповка - метод изготовления плоских и пространственных тонкостенных изделий из листового материала, ленты или полосы с помощью штампов па прессах или без применения прессов (беспрессовая штамповка). Листовая штамповка может производиться в холодном состоянии и с нагреванием. Толщина заготовки при холодной штамповке не более 10 мм.
Заготовки толщиной более 5 мм штампуют обычно и горячем состоянии.
Рис. 198. Схема операции вытяжки: 1-матрица; 2-пуансон; 3-заготовка
Наиболее распространена холодная листовая штамповка. При листовой штамповке используют низкоуглеродистую сталь, пластичные легированные стали, цветные металлы и сплавы. Изделия получают с малыми допусками при высоком качестве поверхности. В большинстве случаев холодно-штампованные изделия не требуют последующей механической обработки.
Простая штамповка осуществляется операциями вырубки, вытяжки, гибки и др. Вырубка применяется для изготовления деталей плоской формы. Вытяжка представляет собой сложный процесс деформирования, при котором плоская заготовка превращается в полое изделие. Схема операции вытяжки в вытяжном штампе показана на (рис.198) .
Штампы для листовой штамповки по своему назначению подразделяются на вырубные, отрезные, пробивные, обрезные, гибочные, вытяжные, рельефные, отбортовочные, формовочные и обжимные. Большую группу составляют специальные штампы для получения поковок посредством применения резины, жидкостей, газов, сыпучих тел и взрывчатых веществ. При штамповке, например, резиной листовую заготовку помещают на шаблон. Давление пресса через резиновый вкладыш придают листу рельеф шаблона.
Сложная штамповка состоит из комбинации отдельных операций.
Для листовой штамповки применяют кривошипные и гидравлические прессы различной конструкции.
Все темы данного раздела:
Г.Усть-Каменогорск 2011
Составила:
Каракатова Нина Федоровна- преподаватель Усть-Каменогорского политехнического колледжа.
Учебное пособие предназначен
Величин, принятые в книге.
α -температурный коэффициент линейного расширения
ω- угловая частота
γ- удельная проводимость
Основы металловедения.
Металловедение — наука, изучающая состав, внутреннее строение и свойства металлов и сплавов в их взаимосвязи, а также закономерности их изменения при тепловом, химическом и механическом воздейств
Строение и свойство металлов.
Кристаллическое строение металлов.
Разнообразные свойства металлов, благодаря которым они широко используются и технике, определяются их строением. Металлы
Железо и его сплавы.
Диаграмма состояния сплавов железа с углеродом. Сплавы железа с углеродом подразделяются на стали, содержащие до 2,14% углерода, и чугуны, содержащие от 2,14 до 6,67%
Влияние легирующих элементов на свойства стали.
Хром (Сr)повышает твердость, прочность и пластичность, сохраняет вязкость,увеличивает сопротивляемость стали коррозии, повышает прокаливаемость, позволяет производить закалку в
М - молибден
Маркировка легированной стали.Для обозначения легированной стали пользуются определенным сочетанием цифр и букв, показывающих примерный состав стали. Для стали конструкционной леги
Конструкционные легированные стали
Эта группа сталей применяется главным образом для изготовления ответственных деталей машин и металлических конструкций ( ГОСТ 4543 – 71).
Хромистые стали. Наиболее шир
Инструментальные легированные стали
Инструментальные легированные стали по сравнению с инструментальными углеродистыми сталями обладают преимуществами. При введение определенных легирующих элементов сталь приобретает красностойкость,
Стали с особыми свойствами.
Развитие техники, потребности авиационной, энергетической, химической и других отраслей промышленности предъявляют особые требования к сталям: например, способность сопротивляться коррозии и действ
Термическая и химико-термическая обработка металлов.
Термической обработкой металлов и сплавов называется процесс изменения внутреннего строения (структуры) металлов и сплавов путем нагрева, выдержки и последующего охлаждения с целью
Отжиг и нормализация.
В зависимости от температуры нагревания и условий охлаждения различают следующие виды термической обработки: отжиг, нормализация, закалка и отпуск. Они имеют различные назначения и отличаются друг
Закалка, скорость нагрева, закалочные среды, способы закалки.
Закалкой называют такую операцию термической обработки, при которой сталь нагревают до температуры, несколько выше критической, выдерживают при температуре и затем быстро охлаждают в воде, масле, в
Поверхностная закалка.
Часто требуется, чтобы деталь машины имела очень твёрдую износостойкую поверхность, но чтобы её сердцевина при этом оставалась вязкой, прочной, хорошо переносила удары и знакопеременные нагрузки. К
Обработка холодом.
Обработка холодом (при отрицательных температурах) является новым методом термической обработки, разработанным советскими учёными А. П. Гуляевым, С. С. Штейнбергом, Н. А. Минкевичем. Обработке холо
Отпуск и старение закаленной стали.
Отпуском называется процесс термической обработки, применяемый после закалки стали с целью устранения внутренних напряжений, уменьшения хрупкости, понижения твёрдости, увеличения вязкости и улучшен
Цементация.
Цементацией называется процесс насыщения поверхностного слоя низкоуглеродистой стали углеродом. Цель цементации – получение высокой твёрдости поверхностного слоя деталей при сохранении вязкой и мяг
Азотирование, цианирование.
Азотированием называется процесс насыщения поверхностного слоя стальных деталей азотом. Цель азотирования – получение высокой твёрдости и износоустойчивости, хорошей сопротивляемости действию перем
Диффузионная металлизация.
Диффузионной металлизацией называется процесс насыщения поверхностного слоя стальных изделий алюминием, хромом, кремнием, бором и другими элементами с целью придания ему окалиностой
Коррозии металлов и сплавов. Понятие о коррозии, ее виды.
Коррозией (латинское — «разъедание») металлов и сплавов называют разрушение их под действием внешней среды.
Почти все металлы (за исключением так называемых благородных— зо
Предохранение металлов от коррозии.
Сущность мероприятий по защите металлов or коррозии сводится к тому, чтобы не допускать непосредственного соприкосновения металла с разрушающей средой. Этого достигают, прежде всего, нанесением п
Медь и ее сплавы.
Многие цветные металлы и их сплавы обладают рядом ценных качеств: хорошей пластичностью, вязкостью, высокой электропроводностью и теплопроводностью, коррозионной стойкостью и др. Благодаря этим кач
Алюминий и его сплавы.
Алюминий- легкий металл серебристо-белого цвета, плотность 2,7 г/см3, температура плавления 660 °С. Механические свойства алюминия невысокие, поэтому в качестве конструкционного материал
Магниевые и титановые сплавы.
Магний представляет собой легкий металл серебристого цвета, плотность 1.74 г/см3, температура плавления 651 °С. При температуре, несколько превышающей температуру плавления, легко
Проводниковая медь и ее свойства.
Медь является одним из главных проводниковых материалов вследствие своей высокой электропроводности, механической прочности и стойкости к атмосферной коррозии. По электропроводности
Проводниковые сплавы на основе меди (бронзы и латуни).
Из сплавов на основе меди наибольшее применение в электротехнике получили бронзы и латуни.
Бронзами называются сплавы меди с оловом, алюминием и другими металлами, специаль
Проводниковый алюминий и его свойства.
Алюминий относится к группе легких металлов. Плотность алюминия равна 2,7 г/см 3, т.е. алюминий в 3,3 раза легче меди.
Доступность, сравнительно высокая проводим
Проводниковые железо и сталь.
В природе железо находится в различных соединениям с кислородом (FeO; Fe203; Fe304 и др.). Выделить химически чистое железо из этих соединений чрезвычайно трудно. По электрическим и магн
Свинец и его свойства.
Свинец — очень мягкий металл светло-серого цвета, обладающий высокой пластичностью и коррозионной стойкостью к многим реагентам (серной, соляной и уксусной кислотам, морской воде и
Благородные металлы, применяемые в электротехнике.
Благородными называются такие металлы, которые окисляются на воздухе при комнатной температуре. В группу благородных металлов входят: платина, золото и серебро. Из этих металлов в электротехнике на
Тугоплавкие металлы применяемые в электротехнике.
Из тугоплавких металлов наибольшее применений в электротехнике получили вольфрам и молибден.
Вольфрам — металл серого цвета с очень высокий температурой плавления 3370°С и
Проводниковые материалы с большим удельным сопротивлением.
В ряде случаев от проводниковых материалов требуется высокое удельное сопротивление p, малый температурный коэффициент сопротивления и стойкость к окислению при повышенных те
Проводниковые сплавы высокого сопротивления на основе меди и никеля.
Проводниковыми сплавами, применяемыми для изготовления точных (образцовых) сопротивлений, являются манганины. Они состоят из меди (Cu), марганца (Mn) и никеля (Ni). Наиболее распространенным
Жаростойкие проводниковые сплавы.
Для нагревательных элементов, применяемых в электронагревательных приборах и печах сопротивления, необходимы проволока и ленты, могущие длительно работать при температурах от 800 до 1200°С. Описанн
Свойства сверхпроводников.
Явление сверхпроводимости было открыто нидерландским физиком X. Камерлинг-Оннессом в 1911 г. Согласно современной теории, на основные положения которой были развиты в работах Д. Лардина, Л. Купера,
Электроугольные материалы и изделия.
К электроугольным изделиям относятся щетки для электрических машин, электроды для электрических печей, контактные детали, высокоомные угольные сопротивления и некоторые другие издел
Основные свойства электроугольных изделий.
Из электроугольных изделий наибольшее применение имеют электрощетки, которые чаще всего называют просто щетками. Их мы рассмотрим более подробно.
Применяемые в настоящее вр
Экранные материалы.
Эффективностью экранирования называется отношение напряжений токов, напряженность электрического и магнитного полей в экранируемом пространстве при отсутствии и наличии экрана.
Э=U/U'=1/1'
Обмоточные провода.
Медные и алюминиевые обмоточные провода применяют для изготовления обмоток электрических машин, аппаратов и приборов. Обмоточные провода выпускают с эмалевой, волокнистой и плёночно
Монтажные провода.
Монтажные провода применяют для соединения различных приборов и частей в электрических аппаратах и машинах. Токопроводящие жилы монтажных проводов изготовляют из проводниковых метал
УСТАНОВОЧНЫЕ ПРОВОДА
б)
Рис. 19 . Установочные провода с резиновой изоляцией:
а — марки ПР, б — марки ПРГ ; 1 — однопроволочная жила. 2 — изоляция из вулканизированной резины
Контрольные кабели.
Контрольные кабели предназначены для неподвижного присоединения к электрическим приборам, аппаратам, сборкам зажимов электрических распределительных устройств с номинальным переменн
Силовые кабели с резиновой изоляцией.
Силовые кабели с резиновой изоляцией применяются для передачи и распределения электрической энергии в установках с напряжением 500,3000 и 6000 В переменного тока. Кабели с ре
Кабели с бумажной изоляцией.
Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией выпускают напряжение 1,3,6,10,20,35 кВ и выше. Здесь рассматривают широко применяемые кабели на напряжения до 35 кВ.
Электроизоляционные материалы.
Рис. 36. Пути токов объемной и поверхностной
утечки через диэлектрик: 1- диэлектрик, 2- электроды
Известно, что каждый из материалов
Поляризация диэлектриков.
(р
Поляризацией диэлектриков называется процесс упорядочения связанных электрических зарядов внутри диэлектрика под действием напряжения. Процесс поляризации можно выяснить, предста
Потери энергии в диэлектриках.
Когда в диэлектрике происходят процессы поляризации, через него протекает электрический ток, вызванный этими процессами, поскольку при поляризации перемещаются электрические заряды.
Пробой диэлектриков.
Диэлектрики применяют в качестве электроизоляционных материалов в электрических установках, машинах и аппаратах, где они подвергаются действию высокого напряжения и могут быть разру
Способы измерения электрических характеристик диэлектриков.
Удельное сопротивление является основной электрической характеристикой всякого электротехнического материала (проводникового, электроизоляционного и полупроводникового). Оно вычисляется п
Тепловые характеристики и способы их измерения.
Температура вспышки паров жидких диэлектриков (масел) определяется с помощью прибора типа ПВНО (рис 68). Основой прибора является латунный сосуд с крышкой 8, состоящий из двух частей: нижней
Физико-химические характеристики электроизоляционных материалов.
Кислотное число — это количество миллиграммов (мг) едкого калия (КОН), которое необходимо для нейтрализации свободных кислот, содержащихся в 1 г жидкого Диэлектрика. Кислотное число опре
Влажностные свойства диэлектриков.
При выборе изоляционного материала для конкретного применения приходиться обращать внимание не только на его электрические свойства в нормальных условиях, но рассматривать также их стабильность при
Гигроскопичность электроизоляционных материалов.
Электроизоляционные материалы в большей или меньшей степени гигроскопичны, т.е. обладают способностью впитывать в себя влагу из окружающей среды, и влагопроницаемы, т. Е. способны пропускать через
Газообразные диэлектрики. Значение газообразных диэлектриков.
К газообразным диэлектрикам относятся все газы, в том числе воздух, представляющий собой смесь ряда газов и паров воды.
Многие газы (воздух, азот и др.) используют в качестве диэлектриков
Электропроводность газов.
Во всех газах еще до воздействия на них электрического напряжения всегда имеется некоторое количество электрически заряженных частиц — электронов и ионов, которые находятся в беспорядочном тепловом
Пробой газов.
Развитие процесса ударной ионизации в газе приводит к пробою данного, объема газа (точка n на вольтамперной характеристике) В момент пробоя газа ток в нем резко возрастает, а напряжение стремится к
Пробои газов на границе с твердыми диэлектриками.
Выше рассматривались явления пробоя газа при отсутствии в нем твердых диэлектриков. На практике же часто встречаются случаи пробоя газа на границе с твердым диэлектриком. Примером этого является по
Минеральные электроизоляционные масла.
Минеральные масла получают методом дробной перегонки нефти. Химический состав их определяется составом нефти. Все нефтяные масла являются смесью различных углеводородов парафинового (метанового), н
Влияние примесей и физико-химических факторов на свойства электроизоляционных масел.
Свойства масел изменяются в зависимости от примесей, которые могут попасть в них в условиях эксплуатации, а также от температуры и других факторов.
Рис. 94. Зависимос
Очистка и сушка электроизоляционных масел.
Несмотря на меры предохранения масла от окисления, оно все же окисляется и со временем в нем появляются твердые и жидкие продукты окисления и вода. Поэтому находящееся в эксплуатации масло необходи
Регенирация электроизоляционных масел.
С увеличением степени старения масла увеличивается его кислотное число. Если кислотное число в масле достигает величины 0,25-0,50 мг КОН/г, то масло регенерируют, т.е. восстанавливают его химически
Растительные масла.
Большое значение в электроизоляционной технике имеют растительные масла – вязкие жидкости, получаемые из семян различных растений. Из числа растительных масел особо должны быть отмечены высыхающ
Синтетические жидкие диэлектрики.
Из синтетических жидких диэлектриков наибольшее применение получили совол и «калория-2».
Совол - жидкий синтетический диэлектрик. Исходным материалом для изготовления служат кристаллическо
Полимеризационные органические диэлектрики.
К полимеризационным диэлектрикам, широко применяемым в электротехнике, относится полистирол, полиэтилен, поливинилхлорид и др.
Полистирол- твердый прозрачн
Поликонденсационные органические диэлектрики.
Из этой группы высокополимерных материалов в электротехнике получили наибольшее применение: резольные, новолачные полиэфирные,поливинилацеталевые и эпоксидные смолы.
Резольные смолы
Природные электроизоляционные смолы.
Из природных смол наибольшее применение в электротехнике получили канифоль, шеллак и битумы.
Канифоль представляет собой хрупкое стеклообразное вещество в виде кусков неправильной
Нагревостойкие высокополимерные диэлектрики.
Одной из важнейших задач электроматериаловедения является разработка электроизоляционных материалов с повышенной нагревостойкостью. Применение таких материалов в изоляции электрических машин и апп
Электроизоляционные пластмассы.
Пластическими массами, или пластиками, называются материалы, способные в нагретом состоянии приобретать пластичность, т. е. легко принимать заданную форму какого-либо изделия и ее сохранять. Пласт
Свойства и области применения пластмассы.
Изделия из пластических масс, применяемые в электротехнике, многообразны, так как очень много возможностей их использования и различны требования, предъявляемые к ним. Помимо электрических свойств,
Пленочные электроизоляционные материалы.
Пленочные электроизоляционные материалы представляют собой гибкие пленки и ленты, получаемые из синтетических высокополимерных диэлектриков: полистирола, полиэтилена, фторопласта-4 и др.
Слоистые электроизоляционные пластмассы.
Слоистые пластмассы (слоистые пластики) — это материалы, в которых наполнителем служит бумага или ткани, создающие слоистую структуру материала. Связующим веществом в них являются термореактивные ф
Воскообразные диэлектрики
Характерными особенностями воскообразных диэлектриков являются их мягкость, незначительная механическая прочность и наличие жирной, плохо смачиваемой водой поверхности, вследствие чего водопоглащае
Электроизоляционные резины.
Резины широко применяют в производстве электрических проводов и кабелей, где они выполняют роль электроизоляционных материалов (электроизоляционные резины) или роль защитных покров
Эмали, компаунды.
Лаки представляют собой коллоидные растворы различных пленкообразующих веществ в специально подобранных органических растворителях.
Пленкообразующими называются таки
Электроизоляционные эмали.
Эмали представляют собой лаки с введенными в них мелкораздробленными (мелкодисперсными) веществами — пигментами. В качестве пигментов применяют неорганические вещества, преимущественно окислы метал
Термопластичны компаунды.
Компаунды — это электроизоляционные составы из нескольких исходных веществ. В момент применения компаунды представляют собой жидкости, которые постепенно отвердевают.
В отличие от лаков и
Термореактивные компаунды.
Большой практический интерес представляют термореактивные компаунды, которые не размягчаются при последующем нагревании. К таким электроизоляционным составам относятся компаунды МБК; КГМС, являющие
Электроизоляционных материалах.
Волокнистые материалы состоят из волокон. По своему происхождению волокна могут быть природные, искусственные и синтетические. К природным относятся асбестовые, хлопковые, льняные, натуральный шелк
Древесина и ее свойства.
Древесина обладает очень высокой гигроскопичностью, поэтому электроизоляционные свойства ее очень низки. Свежесрубленные лиственные деревья (дуб, бук, граб) содержат от 35 до 45% во
Волокнистые диэлектрики.
Из дерева путем его химической обработки поучают целлюлозу, или клетчатку, которая является сырьем для изготовления различных электроизоляционных бумаг и картонов. В составе дерева,
Текстильные электроизоляционные материалы.
В качестве электроизоляционных материалов широко применяются текстильные материалы: пряжа, ткани, ленты и другие виды текстильных изделий. В таких материалах употребляются натуральн
Намотанные электроизоляционные изделия.
Изготавливают слоистые намотанные электроизоляционные изделия в виде цилиндров, трубок, прессованных стержней и различных фасонных деталей. Для этих изделий применяют бумагу, покрытую бакелитовым л
Электроизоляционная слюда и материалы на ее основе.
Слюда представляет собой природный минерал с характерным слоистым строением, позволяющим расщеплять кристаллы слюды на тонкие листочки толщиной до 0,005 мм. Расщепление кристаллов
Миканиты.
Миканиты — твердые или гибкие листовые материалы, получаемые склеиванием листочков щипаной слюды с помощью клеящих смол (шеллачной, глифталевой и др.) или лаков на основе этих смол.
Рис
Микафолий, микалента.
Микафолий — рулонный или листовой материал, состоящий из двух или трех слоев щипаной слюды (мусковит или флогопит), наклеенных на плотную телефонную бумагу толщиной 0,05 мм. В кач
Слюдинитовые электроизоляционные материалы.
При разработке природной слюды и изготовлении из нее электроизоляционных материалов образуется около 90% различных отходов. Среди них большой процент составляют мелкие отходы слюды
Электрокерамические материалы.
Электрокерамические материалы представляют собой твёрдые камнеподобные вещества, которые можно обрабатывать только абразивами (карборунд, алмаз). К электрокерамическим материалам от
Изоляторная керамика.
Одним из широко применяемых керамических материалов является электротехнический фарфор. Из него изготовляют многочисленные конструкции изоляторов высокого и низкого напряжения. Исхо
Фарфоровые изоляторы.
Из электротехнического фарфора изготовляют изоляторы установок низкого напряжения и для линий связи, а также различные электроустановочные изделия (основания для пробочных предохран
Стекло и стеклянные изоляторы.
Неорганическое стекло является дешевым материалом, так как оно изготовляется из очень доступных веществ: кварцевого песка (SiО2), соды (Na2CO3), доломита (СаС
Основные характеристики изоляторов.
Рис.136. Испытание штыревого изолятора с целью определения макроразрядного напряжения: 1- провод, 2- изолятор, 3- стальной штырь: А,Б,В,Г,Д,Е- путь электрического разряда
Конденсаторные керамические материалы.
Конденсаторные керамические материалы отличаются от обычных керамических материалов большей величиной диэлектрической проницаемости (e). Кроме того, большинство конденсаторных кер
Сегнетокерамика.
Среди рассмотренных керамических конденсаторных материалов особое место занимает титанат бария (ВаTiО3), отличающийся очень большим значением диэлектрической проницаемости (e = 1500&div
Минеральные диэлектрики.
Из минеральных диэлектриков наибольшее применение получили кварц, мрамор, асбест и асбестоцемент.
Кварц представляет собой естественный минеральный диэлектрик, обла
Электропроводность полупроводников
Полупроводниковые материалы имеют удельные электрические сопротивления 10-2—1010 Ом * см.
Электрический ток в полупроводниках обусловлен движением сравнительно небольшого
Полупроводниковых материалов.
Каждый полупроводниковый материал, как это выяснено выше, обладает электронной и дырочной электропроводностями. Под действием приложенного электрического напряжения свободные электроны движутся от
Основные характеристики магнитных материалов.
К магнитным материалам относятся железо, кобальт и никель в технически чистом виде и многочисленные сплавы на их основе. Наибольшее распространение получили технически чистое железо, стали и спла
Свойства магнитных материалов.
На свойства магнитных материалов оказывают заметное влияние их химический состав, способ изготовления и виды тепловой обработки их после изготовления. Не все, однако, свойства один
Магнитно -мягкие материалы.
Наиболее широко применяемыми магнитно-мягкими материалами являются технически чистое железо, листовая электротехническая сталь, сплавы железа и никеля с различным содержанием ник
Магнитно-мягкие сплавы
Хорошими магнитными свойствами обладает тройной сплав на основе железа, содержащий алюминия 5,4%, кремния 9,6%, железа 85%. Такой сплав называется альсифером. Его магнитные
Ферриты.
За последние годы были разработаны и приобрели широкое применение в электротехнике новые магнитные материалы, получившие название ферритов. Эти материалы неметаллические, и
Магнитные характеристики некоторых ферритов
Наименование ферритов
μн
, А/см
r wsp:rsidR="000000
Основные свойства магнитно-твердых материалов.
Магнитно-твердые материалы используются для изготовления постоянных магнитов, применяемых в различных электротехнических устройствах, где требуется наличие постоянного магнитного
Состав и магнитные характеристики кобальтовых сталей
Наименование стали
Состав, %
Магнитные характеристики
Сr
С
W
Со
Fе
Магнитно-твердые сплавы.
Магнитно-твердые сплавы, из которых изготовляют постоянные магниты, носят название альни, альниси, альнико и магнико.
Альни — тройной сплав, состоящий из алюминия,
Магнитно-твердые ферриты.
Постоянные магниты изготовляют также из магнитно-твердых ферритов. В настоящее время выпускают магнитно-твердые материалы на основе феррита бария. Исходными материалами для этого ф
Магнитные характеристики бариевых магнитов
Марка
магнита
Плотность,
г/см³
Нс, э
, Гс
Электрическая сварка.
Электрическая сварка металлов – русское изобретение.
Русский ученый Василий Владимирович Петров в 1802 году открыл явление электрической сварки и показал возможность плавления металлов в д
Газовая сварка и резка.
Газовая сварка относится к способам сварки плавлением. При это способе сварки кромки свариваемых деталей соединяются швом совершенно так же, как при дуговой сварке, но источником тепла служит не ду
Литье и литейное производство.
Литейным производством называется процесс изготовления литейных изделий, а так же соответствующая ему отрасль промышленности. В заводской практике широко используется термин «литьё», под ко
Виды литья.
Процесс получения отливки складывается из следующих операций:
1) Изготовление литейной формы.
2) Плавка металла.
3) Заливка металла в форму.
4) Затвердев
Специальные виды литья.
Применяют для устранения недостатков литья в песчано-глинистые формы – низкой точности размеров и чистоты поверхности, приводящих к большим припускам на механическую обработку и потерям металла в с
Паяние.
Паянием называется процесс получения неразъемного соединения различных металлов при помощи расплавленного промежуточного металла, плавящегося при более низкой температуре, чем соединяемые металлы.
Паяльные лампы.
Паяльными лампами нагревают спаиваемые детали и расплавляют припой. Ими пользуются чаще всего при пайке легкоплавкими припоями, но иногда применяют их при пайке тугоплавкими припо
Инструменты для паяния. Виды паянных соединений.
Основным инструментом для выполнения паяния является паяльник. По способу нагрева паяльники разделяют на три группы: периодического подогрева, с непрерывным подогревом газом или жидким топливом и
Паяние мягкими припоями.
Пайка мягкими припоями делится на кислотную и бескислотную. При кислотной пайке в качестве флюса употребляют хлористый цинк или техническую солярную кислоту, при бескислотной п
Лужение.
Покрытие поверхностей металлических изделий тонким слоем соответствующего назначению изделий сплава (олова, сплава олова со свинцом и др.) называется лужением, а наносимый слой — п
Паяние твердыми припоями.
Паяние твердыми припоями применяют для получения прочных и термостойких швов.
Паяние твердыми припоями осуществляют, соблюдая следующие основные правила:
как и пр
Особенности пайки некоторых металлов и сплавов.
Низкоуглеродистые стали хорошо подвергаются пайке как мягкими, так и твердыми припоями. В качестве мягких припоев применяют оловянно-свинцовистые припои, а в качестве флюса - хлорис
Дефекты пайки и техника безопасности.
Дефекты при паянии, их причины и меры предотвращения следующие:
припой не смачивает поверхность паяемого металла вследствие недостаточной активности флюса, наличия окисной пленки, жира и
Новости и инфо для студентов