Методы испытания эмалированной проволоки

Размещено на http://allbest.ru

ВВЕДЕНИЕ

эмалированный проволока контроль качество

Эмалированной проволокой называют длинномерные металлические изделия с эмалевой изоляцией и очень малым отношением размеров поперечного сечения к длине. Проволоку изготавливают круглого, либо квадратного сечения, после чего покрывают эмалью. Материалом для проволоки в этом случае может служить медь, алюминий и сплавы сопротивления. Незначительная часть проводов выпускается с проводниками из биметаллов, драгоценных металлов и из специальных сплавов, в частности сверхпроводящих.

Эмалированная проволока просто незаменима для изготовления обмоток электрических машин, аппаратов и приборов. Значительное количество обмоточных эмалированных проводов используется также в производстве приборов, в различных радиотехнических устройствах, в телевизорах, в авиационной и космической технике и т. д.

Целью данной курсовой работы является: изучение методов испытания эмалированной проволоки.

Задачи курсовой работы: дать изложение теоретического курса применительно к испытаниям эмалированной проволоки, подробно изучить межгосударственные стандарты о методах испытания эмалированной проволоки, ознакомиться с подготовкой и порядком проведения испытаний, а также определить стоимость проведения испытаний.

Раздел 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИСПЫТАНИЯХ ПРОВОДОВ ЭМАЛИРОВАННЫХ КРУГЛЫХ

1.1 Виды проволоки эмалированной круглой

Проволока покрывается различными лаками:

· Лаки для проводов с температурным индексом 105 єС: В качестве изоляционных покрытий эмалированных проводов наиболее широко применяются покрытия на основе поливинилацеталевых лаков. Поливинилацетали представляют собой продукты взаимодействия поливинилового спирта с различными альдегидами (формальдегид, ацетальдегид, масляный альдегид и др.). В зависимости от типа применяемого альдегида поливинилацетали называются поливинилформалями, поливинилэтилалями, поливинилбутиралями и т. п. Поливинилацетали используются в качестве пленкообразующих эмаль лаков. Самый распространенный в отечественной практике поливинилацета левый лак - это лак ВЛ 931, или винифлекс. Он представляет собой раствор поливинилформальэтилалевой и резольной фенолформальдегидной смол в смеси технического хлорбензола и этилцеллозольва в соотношении 1 : 1. Пленка лака винифлекс не плавится и не размягчается при нагреве (термореактивный полимер), но в то же время она достаточно гибка и эластична, обладает высокой механической прочностью на истирание.

· Лаки для проводов с температурным индексом 120 єС: Полиуретановые лаки применяются для эмалирования проводов с температурным индексом 120 єС. Полиуретаны представляют собой продукт взаимодействия диизоцианатов с соединениями, содержащими две или более гидроксидных групп. Отечественный лак УР 973 получают путем взаимодействия монофенилуретана, фенольной и полиэфирной смолы с добавками поливинилацеталевой смолы. Небольшие добавки поливинилформальэтиталя улучшают растекаемость лака и повышают качество поверхности провода. Разработанный в последнее время для эмалирования проволоки малых диаметров полиуретановый лак марки УП 9119 обладает рядом преимуществ перед лаком УР 973. Дополнительное введение в лак 0,3 % нафтената цинка ускоряет процесс отверждения в процессе тепловой обработки покрытия на проволоке. Покрытия на основе лака УР 9119 обладают повышенной стойкостью против слипания.

· Лаки для проводов с температурным индексом 130...180 єС: Для производства эмалированных проводов с ТИ 130, 155 и 180 используются лаки на полиэфирной, полиэфиримидной, полиэфирциануратимидной и полиэфирамидимидной основе. Эта группа лаков в настоящее время является основной как в нашей стране, так и за рубежом. В отечественной практике используются два полиэфирных лака, различающихся по способу получения, ПЭ 943А и ПЭ 939. Несмотря на относительно высокую нагревостойкость, изоляция на основе полиэфирных лаков обладает специфическим недостатком - пониженной стойкостью к тепловому удару, которая заключается в том, что при растяжении или изгибе провода до определенной степени резкое кратковременное воздействие повышенной температуры может привести к растрескиванию изоляции. В целях улучшения стойкости эмалированных проводов с полиэфирной изоляцией к тепловым ударам при одновременном повышении нагревостойкости используются модифицированные полиэфирные лаки. Модифицированные полиэфирные лаки были разработаны для повышения нагревостойкости изоляции эмалированных проводов, механической прочности ее на истирание, стойкости к действию теплового удара и некоторых растворителей. Для модифицирования полиэфирных смол используются производные изоциануровых кислот. Нагревостойкость изоляции на основе полиэфирциануратных лаков составляет 155...180 єС. Основными типами модифицированных полиэфирных лаков являются полиэфиримидные и полиэфирциануратимидные. Полиэфиримиды - это нагревостойкие полимеры, содержащие имидные, эфирные группы и ароматические циклы. В отечественной практике полиэфиримидный лак имеет марку ПЭ 955 и представляет собой продукт, получаемый из диметилтерефталата, этиленгликоля, глицерина, тримеллитового ангидрида и диаминодифенилметана. Полиэфирциануратимидный лак марки ПЭ 999 - это раствор полиэфирциануратимидной смолы на основе диметилтерефталата, этиленгликоля, ТГЭИЦ, тримеллитового ангидрида и 4,4 диаминодифе нилметана в смеси трикрезола и ксилола. Отечественный лак ИД 9142 отличается от лака ПЭ 999 повышенным содержанием имидной части. Покрытие на основе лака ИД 9142 обладает повышенной прочностью на истирание, адгезией, температурой продавливания изоляции, стойкостью к тепловому удару. Для производства эмаль проводов марки ПЭВТЛ 155 предложен полиуретановый лак УР 155К, содержащий до 28...32 % нелетучей части, в композиции крезола, сольвента, ксилола, с вязкостью 25...50 по ВЗ На класс нагревостойкости Н используются лаки ПИ 180ФА и ПИ 180ФБ, химической основой которых является полиимид алициклического строения. Пробивное напряжение составляет 8000/10000 В. В качестве растворителей для данных лаков используются крезол, сольвент, ксилол. Их вязкость по ВЗ 246 при 20 єС: 120...106 с (для ПИ 180ФА) и 35...45 с (для ПИ 180ФБ). Провод ПЭТ 180 относится к фреоностойким проводам. Интенсификация процесса изготовления эмалированных проводов при использовании высокоскоростных эмаль агрегатов потребовала разработки новых эмаль лаков, обладающих специфическими свойствами: хорошей растекаемостью, незначительным содержанием низкомолекулярных фрагментов пленкообразующей смолы, которые выгорают при повышенных температурах эмалирования и т. д. ЗАО «Электроизолит» разработаны для высоко скоростного эмалирования лаки Элизван 155 (155Т) и ПИ 180 ФМ для эмалирования проводов на эмаль агрегатах с VД > 50. Обычным способом получения полиимидов алициклического строения является поликонденсация, когда в результате взаимодействия диангидридов и диаминов вначале образуется полиамидокислота, из которой формуется пленка, которая затем термическим путем превращается в полиимид, причем температурный режим термообработки форполимеров довольно жесткий - от 80...100 до 300...350 єС. Известно, что среди полимерных пленочных материалов полиимидная пленка занимает особое место благодаря высоким термическим, физико-механическим свойствам, диэлектрическим характеристикам, химической стойкости.

· Лаки для проводов с температурным индексом 200...240 єС: Для проводов, длительно эксплуатируемых при температуре 200...240 єС, используются лаки на полиамидимидной основе. Полиамидимиды представляют собой полимеры, которые кроме амидных групп содержат имидные ароматические циклы. Отечественный полиамидимидный лак АД 9113 представляет собой раствор полиамидимида в смеси N метил 2 пирролидона с сольвентом каменноугольным в соотношении 9 : 1; в лаках ПАИ 200А, ПАИ 200Б используется композиция растворителей N метилпирролидон, ксилол. Кроме высокой нагревостойкости полиамидимидные лаки обеспечивают получение покрытий с механической прочностью, превышающей даже прочность покрытий на основе поливинилацеталевой смолы.

Полиимидных лаки применяются для изоляции проводов, длительно эксплуатируемых при 220...240 єС. В процессе хранения при комнатной температуре вязкость полиимидных лаков снижается. При повышенных температурах, наоборот, возможна желатинизация из за циклизации и сильного увеличения вязкости. Производство полиимидных лаков связано с использованием дорогих и дефицитных материалов. Производительность труда при эмалировании полиимидными лаками снижается, что также приводит к удорожанию провода. Поэтому применение проводов с полиимидной изоляцией ограничено. Кроме того, следует учитывать, что эмалевая пленка на основе полиимидов обладает меньшей механической прочностью на истирание, чем, в частности, пленка на основе полиэфиров.

1.2 Назначение и особенности испытания эмалированной проволоки

В связи с многообразием применения эмалированной проволоки она должна иметь различные механические свойства, размеры, режимы термической обработки.

Для проверки различных свойств, эмалированную проволоку подвергают испытаниям:

· Испытание на адгезию (ГОСТ 12340.2-69)

· Испытание изоляции на пластичность (ГОСТ 12340.3-69)

· Испытание изоляции на тепловой удар (ГОСТ 12340.4-79)

· Испытание изоляции на прочность склеивания (ГОСТ 12340.5-78)

· Испытание на облуживание (ГОСТ 12340.6-69)

· Испытание изоляции напряжением (ГОСТ 12340.7-74)

· Испытание стойкости изоляции к воздействию растворителей, масла и воды (ГОСТ 12340.8-69)

· Определения относительности удлинения (ГОСТ 12340.9-69)

· Испытание механической прочности изоляции на истирание (ГОСТ 12340.10-69)

· Определение термопластичности изоляции (ГОСТ 12340.11-69)

· Определение стойкости изоляции проводов к воздействию холодильных агентов (ГОСТ 12340.12-76)

· Определение упругости (ГОСТ 12340.13-82)

· Определение числа точечных повреждений (ГОСТ 12340.14-83)

В данной работе я рассмотрю проведения испытания изоляции на пластичность (ГОСТ 12340.3-69)

Испытание навиванием на стержень. Изоляция проводов должна быть испытана на эластичность путем навивания образца на стержень. Образец провода навивают десятью плотными витками на стержень, диаметр которого устанавливается в стандартах или технических условиях.

Навивание должно быть проведено при натяжении 4,9 МПа (0,5 кгс/мм') для алюминиевой проволоки и 9,8 МПа (1 кгс/мм') для медной проволоки и проволоки из сплавов сопротивления. Предельное отклонение от указанных величин натяжения ±20 %. При испытании проводов частота вращения стержня должна быть 60- 180 мин^-1. При навивании не должно быть перекручивания образца вокруг его оси. После навивания образец должен быть снят со стержня.

После испытания образца провода поверхность его должна быть осмотрена с применением просмотровой лупы:

· 10-15 кратного увеличения для проводов номинальным диаметром проволоки до 0.04 мм включительно

· 6-10 кратного увеличения для проводов номинальным диаметром проволоки св. 0.04 до 0,50 мм включительно

· Невооруженным глазом для проводов номинальным диаметром проволоки св. 0,50 мм.

При разногласии в оценке результатов испытания проводов с номинальным диаметром проволоки св. 0.50 мм должна быть применена лупа 6-кратного увеличения.

Раздел 2. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

2.1 Подготовка к испытанию

Испытания должны быть проведены при температуре окружающего воздуха (25±10) *С и относительной влажности не более 75 %, если в стандарте или технических условиях на провода не предусмотрены другие температура или влажность.

Допускается испытание при другой температуре и относительной влажности окружающего воздуха, если результаты испытаний удовлетворяют требованиям стандарта или технических условий на провода.

При получении неудовлетворительных результатов образцы должны быть выдержаны не менее 6 ч до начала испытания при температуре (25±10) *С, относительной влажности окружающего воздуха не более 75 % и испытаны в этих условиях.

2.2 Оборудование и аппаратура

Оборудование и аппаратура для испытания изоляции эмалированной проволоки на пластичность

Устройство для навивания образцов на стержень, схема устройства указана на чертеже.

В качестве испытательного оборудования применяются машины, удовлетворяющие следующим требованиям:

· Комплект цилиндрических стержней с предельным отклонением по диаметру ±10 % от величии, установленных в стандартах или технических условиях на провода (шероховатость обрабатываемой поверхности стержней должна быть не более Ra 0,63 мкм по ГОСТ 2789), и набор грузов, обеспечивающий соответствующее натяжение провода при намотке;

· Термостат с перемешиванием воздуха и автоматическим регулированием температуры

· Лупы типа Л П (просмотровые) по ГОСТ 25706.

· При испытании проводов частота вращения стержня должна быть 60- 180 мин ^-1.

2.3 Образцы для испытаний

Отрезок проволоки, используемый в качестве испытуемого образца, должен быть достаточно прямым, при этом допускаются небольшие искривления в плоскости.

Если необходима правка образца, то ее следует осуществлять вручную или. При правке поверхность проволоки не должна быть повреждена, образец не должен быть перекручен, поперечное сечение не должно быть изменено.

2.4 Проведение испытаний

Эластичность изоляции после воздействия повышенной температуры должна быть проверена после выдержки образцов в термостате. Температура и время выдержки в термостате должны соответствовать требованиям, указанным в стандарте или технических условиях на провода. Образцы должны быть помещены в термостат с установившейся температурой как, чтобы они не касались стенок термостата. Время пребывания образцов в термостате должно быть отсчитано с момента установления в нем требуемой температуры после помещения образцов. Образцы должны быть выдержаны не менее 30 мин в условиях, указанных в условиях проведения испытаний для конкретной эмалированной проволоки, после чего испытаны.

Один конец эмалированной проволоки должен быть закреплен к стержню, к другому концу необходимо закрепить груз. Навивание должно быть проведено при натяжении 4,9 МПа (0,5 кгс/мм') для алюминиевой проволоки и 9,8 МПа (I кгс/мм') для медной проволоки и проволоки из сплавов сопротивления.

При проведении испытания частота вращения стержня должна соответствовать 60- 180 мин ^-1

2.5 Обработка результатов испытаний

После испытания образца провода поверхность его должна быть осмотрена с применением просмотровой лупы:

· 10--15-кратного увеличения для проводов номинальным диаметром проволоки до 0.04 мм включительно

· 6 -- 10-кратного увеличения для проводов номинальным диаметром проволоки св. 0.04 до 0,50 мм включительно

· Невооруженным глазом для проводов номинальным диаметром проволоки св. 0,50 мм.

При разногласии в оценке результатов испытания проводов с номинальным диаметром проволоки св. 0.50 мм должна быть применена лупа 6-кратного увеличения.

На поверхности образца после испытания не должно быть трещин (разрывов изоляции до проволоки) и отслаивания изоляции.

2.6 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать:

· Обозначение настоящего стандарта

· Характеристику испытуемого образца

· Данные о подготовке образца к испытанию

· Условия испытания (например, диаметр стержня)

· Результаты испытаний.

Раздел 3. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПЫТАНИЙ ОБЪЕКТА

Экономическое обоснование испытаний включает в себя такие затраты, как:

1. Аренда или стоимость оборудования;

2. Аренда площадей;

3. Заработная плата сотрудников;

4. Прочие расходы (затраты на электроэнергию, отопление, затраты на транспорт и т.д.).

Стоимость оборудования:

Печь малоинерционная трубчатая с терморегулятором МТП-2МР для нагрева: 90000 руб./шт.

Машина предназначена для испытания проволоки на скручивание ИХ 5092: 420375 руб./шт.

Аренда площадей: 100000 в месяц.

Заработная плата сотрудников: в среднем 25000 рублей в месяц.

Прочие расходы: 50000 рублей в месяц.

Исходя из вышеперечисленных затрат, при условии 2 опыта/день, установлена цена на испытание одного стандартного образца, без учета НДС: 1439 руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Эмалированная проволока представляет собой длинномерное изделие из металла, покрытое лаком, которое имеет форму нити или шнура. Она применяется для изготовления обмоток электрических машин, аппаратов и приборов. Значительное количество обмоточных эмалированных проводов используется также в производстве приборов, в различных радиотехнических устройствах, в телевизорах, в авиационной и космической технике. Обычно у эмалированной проволоки круглое сечение, но встречается также сечение в виде квадрата.

В ходе данной курсовой работы я изучил метод испытания эмалированной проволоки - испытание изоляции на пластичность. Изложил теоретический курс применительно к испытаниям. Подробно изучил межгосударственные стандарт о методах проведения испытаний изоляции на пластичность, ознакомился с подготовкой и порядком проведения испытаний, а также определил стоимость проведения испытаний.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 14340.3-69. Провода эмалированные круглые. Методы испытания изоляции на пластичность

2. ГОСТ 28840-90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования

3. Инженерный центр. Механические испытания и расчеты. (ИЦ «МИР»). Электронный ресурс [режим общего доступа]: http://ic-mir.ru/

Размещено на Allbest.ru