Основы технологии конструкционных материалов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основы технологии конструкционных материалов

Контрольная работа №1

1. Сущность литейного производства. Способы получения отливок и состав формовочных смесей

Сущность литейного производства состоит в получении отливок - литых металлических изделий путём заливки расплавленного металла или сплава в литейную форму.

Стальные отливки начали получать в ХIХ веке, литые детали из алюминиевых и магниевых сплавов - более полувека назад. В настоящее время в литейном производстве применяют множество самых различных сплавов. Литьём получают детали как простой, так и очень сложной формы с внутренними областями, которые нельзя или очень трудно получить другими способами. Во многих случаях это наиболее простой и дешёвый способ получения изделий. Масса деталей колеблется от нескольких граммов до нескольких сот тонн. Некоторые специальные способы литья позволяют получать отливки с высокой частотой поверхности и точностью по размерам. Кроме «традиционных» литейных сплавов: чугуна, стали, бронзы, литьё всё шире применяют для изготовления изделий из нержавеющих и жаростойких сталей, магнитных и других сплавов с особыми физическими и физико-химическими свойствами.

Способы получения отливок. Состав формовочных смесей

Первые формы для литья делали из камня и глины. Примерно с конца ХVIII в. литейные формы начали изготовлять из специально приготовленной увлажненной смеси песка и глины. В настоящее время существует более ста различных способов изготовления форм для отливок. Около ? от всей массы чугунных и стальных отливок получают в песчанно-глинистых формах.

Литьё в песчаные формы

Для изготовления отливок применяют большое число различных приспособлений, называемых литейной оснасткой. В комплект литейной технологической оснастки для изготовления форм из формовочных смесей входят модели, модельные плиты, стержневые ящики, опоки и др.

Модели - приспособления, при помощи которых в формовочной смеси получают отпечатки полости, соответствующие наружной конфигурации отливок. Отверстия и полости внутри отливок, а также иные сложные контуры образуют при помощи стержней, устанавливаемые в формы при их сборке. Размеры модели делают больше, чем соответствующие размеры отливки, на величину литейной усадки сплава, которая для углеродистой стали составляет 1,8 - 2%, а для чугуна 0,8 - 1,2%.если отливки подвергают механической обработке, то в соответствующих размерах модели учитывают размер припусков - слоя металла, удаляемого при механической обработке. Припуск зависит от размеров отливки, вида сплава. Так, для мелкого чугунного литья он составляет 0,7 - 5 мм на сторону. Модели делают из древесины, металлических сплавов и пластмасс.

Для машинной формовки широко применяют модельные комплекты: металлические модельные плиты и быстросменяемую модельную оснастку - координатные подмодельные плиты и подмодельные плиты со сменяемыми вкладышами. Машинная формовка с применением металлических плит обеспечивает высокое качество отливок.

Стержневые ящики для изготовления стержней должны обеспечивать равномерное уплотнение смеси и быстрое извлечение стержня. Стержневые ящики делают из тех же материалов, что и модели. По конструкции стержневые ящики могут быть неразъёмными (вытряхными) и разъёмными.

Опоки - прочные металлические рамы различной формы, предназначенные для изготовления литейных полуформ из формовочных смесей. Опоки изготовляют из серого чугуна, стали, алюминиевых сплавов. Они могут быть цельнолитыми, сварными или сборными из отдельных литых частей. Стенки опок делают с отверстиями для уменьшения их массы, удаления газов из формы при заливке и для улучшения сцепления формовочной земли с опокой. Для удержания уплотненной земли делают внутренние рёбра.

Для подвода расплавленного металла в полость литейной формы, её заполнения и питания отливки при затвердевании используют литниковую систему.

В этом способе получения отливок применяют формовочные смеси.

Основные механические свойства формовочных смесей: прочность, поверхностная прочность, пластичность, податливость.

Основные технологические свойства: текучесть, термохимическая устойчивость (непригораемость), негигроскопичность, выбиваемость, долговечность, газопроницаемость.

Основные теплофизические свойства: теплопроводность, удельная теплоёмкость.

Наиболее широкое применение нашли песчано-глинистые смеси. Два основных исходных материала таких смесей - песок и глина.

Песок. Наиболее часто применяют кварцевый песок, в основном состоящий из кремнезёма SiO₂, обладающего высокой огнеупорностью (t_пл = 1713), прочностью, твёрдостью, термохимической устойчивостью. В литейном производстве используются чистые пески с минимальным содержанием Fe₂O₃, Na₂O и других вредных примесей, снижающих огнеупорность.

Мелкозернистые пески используют для мелкого литья, что обеспечивает получение гладкой поверхности отливок. Для крупных отливок применяют крупнозернистые пески, обеспечивающие более высокую газопроницаемость формовочных смесей.

Реже для формовочных смесей взамен кварцевого песка применяют циркониевый песок ZrO₂SiO₂ с t_пл = 2000, хромит (хромистый железняк) Fe₂OCr₂O₃ с t_пл = 1850 и некоторые другие материалы. Они превосходят кварцевый песок по термохимической устойчивости, теплопроводности, но они более дороги. Поэтому их используют в наиболее ответственных случаях, например, для получения чистой поверхности.

В природных кварцевых песках всегда присутствует глина.

Глина. Она является связующим веществом, обеспечивающим прочность и пластичность формовочной смеси. Глины представляют собой измельчённые горные породы, имеющие после увлажнения высокую пластичность. В большинстве формовочных глин основным компонентом является каолинит Al₂O₃ 2SiO₂ 2H₂O. вредными примесями считаются слюда, полевой шпат и другие материалы, снижающие связующую способность и термохимическую устойчивость.

В литейном производстве кроме каолинитовых глин применяют бентонитовые глины Al₂O₃ 4SiO₂ H₂O + nH₂O, в которых молекулы воды удерживаются не только на поверхности, но и внутри глинистых частиц. Поэтому эти глины обладают в два-три раза большей связующей способностью.

Добавки для улучшения формовочных смесей. Их вводят для улучшения свойств формовочных смесей.

В сырые формовочные смеси для чугунного литья с целью уменьшения пригара добавляют каменноугольную пыль. При заливке чугуна частицы угля газифицируются и затем сгорают. Образовавшиеся восстановительные газы препятствуют окислению сплава, уменьшают опасность пригара. В смесях для стального литья в качестве антипригарной добавки используют пылевидный кварц (маршалит).

Для повышения податливости и газопроницаемости форм для чугунных отливок в смеси добавляют древесные опилки; при их сгорании образуются капиллярные каналы и поры.

В сухие формовочные смеси для стального литья часто вводят как связующее сульфитно-спиртовую барду и другие вещества - коллоидные растворы органических веществ. Такие добавки повышают не только прочность; в результате их выгорания увеличиваются газопроницаемость и податливость смесей.

Смеси с жидким стеклом. В литейном производстве используют быстро твердеющие жидкостекольные формовочные смеси, обычно содержащие 95 - 97 % песка, 3 - 5 % глины, 3 - 7 % жидкого стекла (сверх 100 %). Добавки жидкого стекла значительно сокращают время твердения. Затвердевание смеси можно достигнуть выдержкой на воздухе при цеховой температуре; сушкой горячим воздухом или продувкой углекислым газом. Продолжительность затвердевания зависит от размеров сечения форм и стержней и может составлять 5 - 15 мин и более.

Цементные жидкоподвижные смеси. Такие смеси содержат: кварцевый песок - 92 %; цемент - 8%% воду - 10 %; катализатор = 2% (сверх 100%). Время затвердевания смеси до извлечения модели - 40 - 50 мин. через 3 ч форму окрашивают противопригарной краской, через 4 - 6 ч заливают сталь.

Также в литейном производстве применяют холоднотвердеющие смеси, изготовляемые с применением песка и синтетических смол, катализаторов-отвердителей; продолжительность отвердения такой смеси до извлечения модели составляет от 1 до 30 мин, дальнейшее отвердение происходит в течение нескольких часов.

В настоящее время к отливкам предъявляются повышенные требования по прочности, точности и шероховатости. Для обеспечения этих требований в производство внедряются специальные методы литья.

Литьё в оболочковые формы

Оболочковые формы с толщиной стенок 6 - 8 мм изготовляют из мелкого кварцевого песка, в который в качестве связующего материала вводится 5 - 8 % фенольной смолы (пульвербакелита и др.). процесс формирования оболочковых форм основан на термореактивной способности фенольных смол. Термореактивность заключается в оплавлении смол при нагревании до температуры 150 формовочной смеси и последующим обволакиванием тонкой пленкой зёрен песка. При дальнейшем нагревании до 350 смола необратимо затвердивает и, связывая зёрна песка, образует прочную оболочку. Оболочковые формы производятся на специальных машинах. Они применяются в условиях крупносерийного и массового производства сложных и ответственных фасонных отливок из чугуна, стали и цветных сплавов массой до 100 кг.

Литьё по выплавляемым моделям

Характерной особенностью этого способа изготовления отливок является использование неразъёмных форм, которые получают по выплавляемым моделям, изготовленным обычно из смесей таких легко плавких материалов, как буроугольный воск, парафин и др. Неразъёмные формы изготовляют из огнеупорного материала, состоящего из частиц пылевидного кварца с добавкой связующего вещества (этилсиликат и др.).

Литьё в неразъёмные формы применяется при производстве отливок очень сложной конфигурации, требующих многооперационной механической обработки, из любых сплавов, в том числе из высоколегированных сталей, а также сплавов с высокой температурой плавления или очень высокой твёрдостью, трудноподдающихся ковке и механической обработке (лопатки газовых турбин и др.). этим способом получают очень точные отливки от 0,02 до 100 кг с толщиной стенок до 0,5 мм и отверстиями в любом направлении диаметром до 2 мм.

Кокильноё литьё

При кокильном литье расплав из разливочного ковша под действием собственного веса заливают в металлическую форму - кокиль. В качестве материала для изготовления кокилей используют сталь, а чаще всего обыкновенный или модифицированный серые чугуны. Литьё в металлические формы применяется в условиях массового и серийного производства разнообразных отливок до 5 т из чугуна и цветных сплавов. Стойкость чугунных кокилей составляет от 500 (мелкое литьё) до 50 (очень крупное литьё) заливок.

В практике применяются разъёмные (с вертикальной и горизонтальной поверхностью разъёма) и вытряхные кокили. Для получения в отливках отверстий или внутренних полостей при кокильном литье применяются песчаные (чугун, сталь) и металлические стержни (цветные сплавы).

Литьё под давлением

Этот метод литья осуществляется на специальных машинах, в которых расплав поступает в стальную форму под давлением поршня или сжатого воздуха, что обеспечивает быструю и хорошую заполняемость форму расплавом, большую точность и малую шероховатость поверхности получаемых отливок. Литьё под давлением применяется в условиях крупносерийного производства очень сложных отливок из алюминиевых, медных (латунь), цинковых и других цветных сплавов массой до 50 кг с разнообразной конфигурацией при наличии очень тонких стенок (толщиной до 1 мм), литых отверстий не менее 1 мм, а также литой резьбой.

Центробежное литьё

При центробежном литье расплав заливают в форму, вращающуюся с большой угловой скоростью. Под действием центробежной силы расплав распределяется по внутренней поверхности формы и, кристаллизуясь, образуют отливку. Центробежное литьё применяется главным образом при получении отливок, имеющих форму тел вращения - водопроводные и канализационные трубы, стволы артиллерийских орудий, втулки, барабаны и т. п. подобные отливки от нескольких килограмм до 3 т отливаются из чугуна, стали, бронзы и других сплавов. При центробежном литье поочерёдной заливкой в форму различных сплавов можно получить двухслойные заготовки. Кристаллизация расплава в металлической форме под действием центробежной силы обеспечивает получение плотных отливок, в которых отсутствуют газовые включения. Особым преимуществом этого метода является возможность получения в отливках внутренних полостей без применения стержней и выход годных отливок до 95 %.

2. Каковы особенности применения серебра в электротехнической промышленности? Область его применения

Серебро, Ag, белый, блестящий, благородный металл, стойкий против окисления при нормальной температуре. Однако, химическая стойкость серебра по сравнению с другими благородными металлами (золото, платина, палладий). Главнейшие усредненные физические свойства серебра при нормальной температуре приведены в таблице:

Серебро имеет удельное сопротивление (при нормальной температуре), меньше, чем какой бы то ни было другой металл. Это свойство даёт широкие возможности для его применения в электротехнике.

Но следует учитывать, что при применении чистого серебра в качестве контактного материала оно склонно к образованию дуги. Объёмный перенос на серебряных контактах меньше, чем у золота или платины, что связано с окислением серебра в воздухе под влиянием электрических разрядов. Окислы серебра легко диссоциируют при сравнительно невысокой температуре (около 200), благодаря чему они очень мало влияют на стабильность контактного сопротивления. Тем не менее для прецизионных контактов с очень малым контактным давлением серебро не рекомендуется. В остальных случаях серебро широко применяют как в чистом виде, так и в сплавах с медью или кадмием. Наибольшее распространение такие контакты получили в релейной аппаратуре. Серебряную проволоку используют для изготовления контактов, рассчитанных на небольшие токи.

Сейчас для контактов всех классов мощностей применяют наряду с металлическими металлокерамические материалы, полученные методами порошковой металлургии. Наибольшее применение они находят для мощных контактов. При постоянном и переменном токах 0,5 - 4 А и напряжении от 2 до 10 В лучшие результаты показали металлокерамические контакты из серебра и никеля и серебра и вольфрама. Поэтому для высоконагруженных контактов применяют: серебро; серебро - палладий; серебро - медь; серебро - кадмий. Кроме того применяют ещё следующие металлокерамические композиции: серебро - окись кадмия; серебро - никель; серебро - графит; серебро - вольфрам; серебро - молибден; серебро - карбид вольфрама; серебро - окись цинка; серебро - кадмий - никель.

Широко применяются биметаллические размыкаемые контакты, состоящие из стойкого к эксплуатационным воздействиям рабочего серебряного спая и основания из меди, никеля, железа и др. к таким контактам относятся посеребренные.

Следует учитывать - серебро очень интенсивно реагирует с серой, поэтому не следует допускать соприкосновения серебряных контактов с материалами, содержащими серу, например, с резиной.

Механические свойства серебряной проволоки: предел прочности при разрыве у_р = 200МПа, относительное удлинение Дl/l примерно 50 %. Таким образом, серебро, также как и платина обладает высокой пластичностью. Это позволяет применять его при изготовлении фольги и тонкой проволоки диаметром до 0,01 мм.

Серебро применяют также для непосредственного нанесения на диэлектрики в качестве обкладок в производстве керамических и слюдяных конденсаторов. Для этой цели используют метод вжигания или испарения в вакууме. Недостатком серебра в этом случае является его склонность к миграции внутрь диэлектрика, на который нанесено серебро, в условиях высокой влажности, а также при высоких температурах окружающей среды.

Серебро входит (как составная часть) в припои, дающие прочные соединения. Марки серебряных припоев: ПСр-10, ПСр-25, ПСр-50, ПСрКд-20-5 температурой плавления 730 - 780 и др.

3. Каковы виды электроизоляционных бумаг и картона, изготовляемых из целлюлозы

Исходное сырьё

Для изготовления бумаг и картона преимущественно применяется древесная целлюлоза, получаемая путём варки измельчённой древесины. В зависимости от способа варки различают следующие виды целлюлозы: сульфитную, получаемую по кислому способу варки, и сульфатную, получаемую по щелочному способу.

Из сульфатной целлюлозы получаются материалы, как правило, обладающие большей механической прочностью и более стойкие против воздействия повышенной температуры, чем из сульфитной. Поэтому электроизоляционные бумаги в большинстве случаев вырабатываются из сульфатной целлюлозы. Для получения бумаг и картонов целлюлоза подвергается размолу в воде в специальных размалывающих агрегатах. Различают следующие виды размола целлюлозы: длинный, когда волокна не разрубаются на отдельные куски и их длина остаётся в большинстве близкой к первоначальной длине; короткий - когда волокна разрубаются на короткие куски; жирный размол - когда волокна расчёсываются на фибриллы или даже превращаются в жирную на ощупь ослизлую массу; тощий - волокна не расчёсываются на фибриллы, не оводняются.

Электроизоляционные бумаги делятся на кабельные, телефонные (для кабелей связи), конденсаторные, пропиточные, намоточные, микалентные и бумаги для оклейки электротехнической стали.

Кабельная бумага составляет основную изоляцию высоковольтных и низковольтных кабелей. После намотки на проводниковые жилы кабеля её пропитывают электроизоляционным маслом или маслоканифольным составом. При намотке на кабельную жилу ленты из бумаги подвергаются механическому натяжению, поэтому кабельная бумага должна обладать достаточно высокой механической прочностью на разрыв. Кроме того, в готовом кабеле в процессе его укладки намотанная бумага может подвергаться изгибам и поэтому должна отличаться прочностью на двойные перегибы.

Кабельные бумаги вырабатывают из сульфатной целлюлозы преимущественно жирного помола в целях обеспечения высоких механических свойств. Жирный помол, кроме этого, придаёт бумаге большую плотность и малую пористость. Пропитывающее жидкое вещество (масло или маслоканифольная смесь) разбивается бумагой при пропитке на тонкие плёнки, что повышает её электрическую прочность. Для изоляции жил кабелей на напряжения до 35 кВ выпускают кабельные бумаги следующих марок: К-0,8; К-12; К-17 (К - кабельная, а цифры означают толщину бумаги в сотых долях миллиметра). Для изоляции жил кабелей на напряжения выше 35 кВ применяют бумаги марок КВ и КВУ (У - уплотненная) толщиной от 0,03 до 0,24 мм.

Основные параметры: плотность -простая бумага - 760 - 850 кг/м³, уплотненная - 1090 - 1100 кг/м³ и выше. tgд сухой бумаги 0,0027 - 0,0023, пропитанной маслом 0,0037 - 0,0030; удельная прводимость водной вытяжки 0,0065 - 0,0020 См/м, зольность 1,0 - 0,3 %. Электрическая прочность кабельных бумаг разных толщин и плотностей, пропитанных маслом, лежит в пределах 60 - 90 МВ/м.

Телефонная бумага изготовляется из сульфатной целлюлозы и применяется для изоляции жил телефонных кабелей. Её обозначают маркой КТ (кабельная телефонная) и выпускают в рулонах шириной 500 мм и толщиной 0,04 (КТ-0,4) и 0,05 мм (КТ-0,5). Механические свойства телефонных бумаг ниже, чем у кабельных.

Конденсаторная бумага применяется для бумажно-масляных конденсаторов. Для изготовления этой бумаги используется наиболее чистая сульфатная бумага жирного помола. Конденсаторные бумаги - самые тонкие бумаги. Их толщина колеблется в пределах от 0,005 до 0,030 мм. по плотности они разделяются на две группы: с плотностью 1000 кг/м³ и от 1160 до 1250 кг/м³. Воздухопроницаемость их невелика, что указывает на сравнительно высокую электрическую плотность, которая колеблется в пределах от 15,8 до 45 МВ/м соответственно их толщине (с увеличением толщины электрическая прочность бумаги уменьшается). После пропитки минеральным конденсаторным маслом электрическая прочность конденсаторных бумаг повышается и находится в пределах от 250 до 300 кВ/м. Предел прочности при растяжении конденсаторных бумаг достигает у_р = 100 МПа/мм³. Такая бумага выпускается в бобинах шириной от 12 до 750 мм.

Пропиточная бумага предназначается для изготовления слоистой пластмассы - гетинакса. Пропиточная бумага вырабатывается из сульфатной целлюлозы и имеет толщину 0,09; 0,11; и 0,13 мм, а плотность 600 - 800 кг/м³. Поэтому у пропиточных бумаг воздухопроницаемость и впитываемость выше, чем у других бумаг, а механическая прочность ниже.

Параметры: разрывающее усилие полоски бумаги шириной 15 мм в продольном направлении от 50 до 70 Н, в поперечном - от 25 до 40 Н, с капиллярной впитываемостью воды за 5 мин от 28 до 40 мм.

Намоточная бумага применяется для изготовления электроизоляционных цилиндров (для высоковольтных трансформаторов) и изоляционных трубок. Вырабатывается она из сульфатной целлюлозы жирного помола. Плотность этих бумаг 750к г/м³, а толщина 0,05 - 0,07 мм. электрическая прочность не менее 8 МВ/м. для получения изоляционных цилиндров бумага покрывается бакелитовым лаком с одной стороны, поэтому намоточная бумага обладает большей плотностью по сравнению с пропиточными бумагами.

Микалентная бумага применяется для изготовления гибкой слюдяной ленты, для чего на полотно микалентной бумаги наклеиваются листочки слюды. Микалентная бумага должна обеспечивать гибкость изделия, повышать его механическую прочность на разрыв и быть одновременно тонкой, чтобы не снижать электрической прочности микаленты. Кроме того, микалентная бумага должна обдадать достаточной механической прочностью в пропитанном состоянии, так как в этих условиях она подвергается усилию на растяжение. Чтобы была возможна хорошая и быстрая пропитка лаками, эта бумага должна обладать большой пористостью. Для изготовления микалентной бумаги используется длинноволокнистая хлопковая целлюлоза с волокнами, ориентированными в направлении длины полотна бумаги. Это обеспечивает ей большую механическую прочность, равную вдоль полотна бумаги 65 - 80 МПа/мм², а поперёк полотна 10 МПа/мм². Микалентная бумага выпускается в рулонах шириной 450 и 900 мм. толщина бумаги 15 - 30 мкм.

Оклеечная бумага изготовляется из небеленой сульфатной целлюлозы и предназначается для оклейки стальных листов, из которых собирают магнитопроводы электрических машин. Толщина такой бумаги 20 - 30 мкм, плотность 670 - 700 кг/м³, механическая прочность на разрыв у_р = 30 МПа/мм².

Электроизоляционные картоны разделяются на два вида: для работы в масле и для работы на воздухе. Первые выпускают в листах толщиной от 1 до 6 мм максимального формата 3х4 м из сульфатной целлюлозы или из смеси сульфатной целлюлозы с хлопковой целлюлозой.

Для цилиндров и других деталей главной изоляции высоковольтных трансформаторов применяют картон «мягкий» с пониженной плотностью: он легче деформируется при изготовлении разных деталей, иногда довольно сложной формы, и хотя имеет несколько пониженные механические параметры и электрическую прочность, но более стоек к воздействию так называемых «ползущих разрядов», вызывающих со временем пробой вдоль слоёв. Наибольшую стойкость к ползущим разрядам имеет картон с хлопковой целлюлозой. Для стойкости к воздействию ползущих разрядов важно, чтобы картон имел повышенную масловпитываемость, определяемую по проценту привеса картона.

Для продольной изоляции трансформаторов, т. е. прокладок между катушками обмоток и других деталей, работающих на сжатие, применяется картон с большой средней плотностью. Специфическим параметром для него является сжимаемость под нагрузкой. Показатель сжимаемости определяется в процентах при давлениях 0,1 и 20 МПа как на воздухе, так и в масле.

Предельные значения по действующим стандартам:

Плотность - от 900 до 1250 кг/м³, предел прочности при растяжении в поперечном направлении от 40 до 60 МПа/мм², масловпитываемость от 6 до 25 %, сжимаемость на воздухе при 20 МПа - от 6 до 18 %, стойкость к воздействию поверхностных (ползущих) разрядов - от 6 до 20 мин. испытательное одноминутное напряжение в масле (при толщине 2 мм) от 40 до 55 кВ. Электрокартон, имеющий в своём составе 30 % хлопковой целлюлозы, имеет среднее значение стойкости к воздействию ползущих разрядов не менее 35 мин. Целлюлозный картон для работы на воздухе применяется в низковольтных машинах, аппаратах, для всевозможных прокладок и в качестве пазовой изоляции самостоятельно и в сочетании с полиэтилентерфталатной плёнкой в виде плёнкокартона, обеспечивающего после пропитки обмоток класс нагревостойкости Е. плотность воздушных картонов по требованиям ГОСТ разных марок и толщин лежит в пределах 1150 - 1250 кг/м³, предел прочности при растяжении в исходном состоянии 120 МПа/мм², после 100 перегибов - 67,5 - 80 МПа/мм³. Электрическая прочность после сушки от 11 до 13МВ/м.

Маркировка:

Картоны для работы на воздухе: ЭВТ, ЭВ, ЭВС.

Картоны для работы в масле: ЭМЧ, ЭМС, ЭМТ.

4. С какой изоляцией изготовляются обмоточные провода? Область их применения

Обмоточный провод - одножильный, реже многожильный электрический провод для намотки индуктивных катушек, трансформаторов, обмоток электрических машин и аппаратов.

Обмоточные провода выпускаются преимущественно с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами (может применяться нихром, константан, манганин), с эмалевой, эмалево-волокнистой, бумажной, хлопчатобумажной, плёночной и стекловолокнистой изоляцией.

Выпускаются провода круглого сечения диаметром от 0,02 до 8 мм; прямоугольного сечения (0,9 - 7)х(2,1 - 22) мм, а также особо тонкие в сплошной стеклянной изоляции (диаметр 0,005 - 0,2 мм).

Обмоточные провода с эмалевой изоляцией.

Эмалевая изоляция имеет наименьшую толщину (0,007 - 0,065 мм) по сравнению с волокнистой и плёночной изоляцией. Это позволяет в том же объёме обмотки заложить большее число проводов и тем самым увеличить мощность электрической машины или аппарата. Поэтому эмалированные провода являются наиболее перспективными среди обмоточных проводов. Эмалевая изоляция на проводе представляет собой гибкое лаковое покрытие, полученное в результате затвердевания слоя лака, нанесённого на провод.

В таблице 4.1. приведён основной сортамент медных и алюминиевых проводов с эмалевой изоляцией. Следует заметить, что нагревостойкость эмалевой изоляции на 6 - 8⁰ выше по сравнению с соответствующими эмалями на медных жилах. Важнейшими характеристиками эмалированных проводов являются: эластичность, нагревостойкость и электрическая прочность эмалевых покрытий. Из других характеристик следует отметить электрическое сопротивление эмалевой изоляции, её термопластичность и механическую прочность при истирании.

Таблица 4.1. Провода с эмалевой изоляцией.

Обмоточные провода с эмалево-волокнистой изоляцией.

У этих проводов поверх слоя эмали наносится обмотка из хлопчатобумажной, шёлковой, капроновой или стеклянной пряжи. Такого рода провода применяют для более тяжёлых условий работы в тяговых, шахтных электродвигателях и в других электрических машинах и аппаратах, где для эмалевой изоляции требуется защитное покрытие из волокнистых материалов. Наибольшей механической прочностью обладают обмотки из лавсановых волокон. Повышенной нагревостойкостью отличается обмотка из стеклянной пряжи.

В таблице 4.2. приведён основной сортамент обмоточных проводов с эмалево-волокнистой изоляцией.

Таблица 4.2. Обмоточные провода с эмалево-волокнистой изоляцией.

Обмоточные провода с волокнистой и плёночной изоляцией.

Обмоточные провода с волокнистой и плёночной изоляцией имеют большую толщину изоляции (0,05 - 0,17 мм) по сравнению с эмалированными проводами. Основной сортамент медных и алюминиевых проводов приведен в таблицах 4.3.

В качестве волокнистой изоляции применяется пряжа: хлопчатобумажная, шёлковая, из капроновых, асбестовых, лавсановых и стекольных волокон.

Таблица 4.3. Обмоточные провода с волокнистой и плёночной изоляцией.

Наибольшая нагревостойкость обмоточных проводов достигается применением стеклянной и асбестовой пряжи (ПБА - не указан в таблице), подклеиваемой к поверхности провода с помощью глифталевых и кремнийорганических лаков.

Для изготовления обмоток трансформаторов с масляной изоляцией находят большое применение провода с изоляцией из бумажных лент, которые хорошо пропитываются минеральным маслом. Этим обеспечивается высокая электрическая прочность изоляции обмоток трансформаторов. Для повышения механической прочности изоляции из бумажных лент сверху её накладывают обмотку из хлопчатобумажной (ППБО) или капроновой (ППКО) пряжи.

Среди проводов с плёночной изоляцией следует отметить провода с фторопластовой плёнкой (ПФ), а также с полиамидной, дублированной фторопластом (ППФ), что даёт возможность путём спекания термопластичных плёнок получить монолитную витковую изоляцию.

К числу обмоточных проводов высокой нагревостойкости относятся алюминиевые провода с оксидной изоляцией, получаемой путём окисления поверхности провода. слой оксида алюминия, образующийся при воздействии кислорода воздуха, очень тонок и имеет малое пробивное напряжение. оксидирование алюминиевых проводов осуществляют непрерывным способом, пропуская провода, находящиеся под напряжением, через электролитическую ванну, обычно содержащую слабую серную или щавелевую кислоту. Таким способом получают изоляцию толщиной в несколько сотых долей миллиметра, пробивное напряжение которой достаточно для многих практических целей. Например, при толщине 0,06 мм пробивное напряжение оказывается порядка 300 В. оксидная изоляция на алюминии имеет очень высокую температуру плавления - свыше 2000, благодаря чему рабочая температура таких проводов определяется уже не нагревостойкостью изоляции, а температурой плавления алюминия.

Литература

литейное производство электротехническая изоляционная обмотка

1. Дроздов Н.Г., Никулин Н.В. Электроматериаловедение. - М.: Высшая школа, 1991.

2. Займовский А.С., Чудновская Л.А. Металлы и сплавы в электротехнике. - М.: Энергоатомиздат, 1992.

3. Корицкий Ю.В. Электротехнические материалы. - М.: 2007.

4. Привезенцев В.А. Обмоточные провода с эмалевой и волокнистой изоляцией.- М.: Энергоатомиздат, 1991.

5. Сосненко М.Н. Вдович Б.Н. Заливка литейных форм.- М.: Металлургия,1990.

Размещено на Allbest