12 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Основные параметры выбора материала

Методика выбора материала

При выборе марки стали для конкретной детали конструктор должен учитывать требуемый уровень прочности, надёжности и долговечности детали, а также технологию её изготовления, экономию металла и спе­цифические условия службы детали (температура, окружающая среда, скорость нагружения и т.п.).

Единых принципов при выборе марки стали пока не разработано, поэтому каждый конструктор выполняет эту задачу в зависимости от сво­его опыта и знаний; вследствие этого при выборе марки стали случаются и ошибки, что может привести к нежелательным последствиям.

Решая эту задачу, прежде всего, необходимо знать форму, размеры и условия работы детали. Предположим, что чисто конструктивно опти­мальное решение найдено. Если сила, воздействующая на деталь, из­вестна, то можно определить уровень напряжений в наиболее опасных сечениях детали (чем сложнее конфигурация изделия, тем точность тако­го расчёта меньше). Так как модули упругости для всех сталей практиче­ски одинаковы (Е

0,8-10 5 МПа), то во многих случаях можно подсчитать упругую деформацию при максимальной нагрузке. При невоз­можности проведения таких расчётов необходимо провести натурные испытания. Если эта деформация находится в допустимых пределах, то следует перейти к основному вопросу — выбору марки стали, а если нет, то необходимо изменить конфигурацию детали: увеличить сечение, вве­сти рёбра жесткости и др. Следует помнить, что путём подбора марки стали упругую деформацию уменьшить практически невозможно. После этого следует перейти к оценке прочности, надёжности и долговечности детали.

Прочность характеризует сопротивление металла пластической деформации. В большинстве случаев нагрузка не должна вызывать оста­точную пластическую деформацию выше определённого значения. Для многих деталей машин (за исключением пружин и других упругих элементов остаточной деформацией, меньшей 0,2 %, можно пренебречь, то есть, условный предел текучести ,2) определяет для них верхний пре­дел допустимого напряжения.

Надёжность — это свойство материала противостоять хрупкому раз­рушению. Деталь должна работать при соблюдении условий, преду­смотренных проектом (напряжение, температура, скорость нагружения и т.п.) и преждевременный её выход из строя свидетельствует о том, что она выполнена не из того металла, были нарушения технологии её изго­товления или допущены серьёзные ошибки в расчётах прочности и т.д. Но в процессе эксплуатации возможны кратковременные отклонения не­которых параметров от пределов, установленных проектом, и если при этом деталь выдержала экстремальные условия, то она надёжна. Следо­вательно, надёжность зависит от температуры, скорости деформации и других выходящих за пределы расчёта параметров.

Долговечность — это свойство материала сопротивляться развитию постепенного разрушения, и она оценивается временем, в течение кото­рого деталь может сохранять работоспособность. Это время не беско­нечно, т.к. в процессе эксплуатации могут изменяться свойства материа­ла, состояние поверхности детали и т.п. Другими словами, долговечность характеризуется сопротивлением усталости, износу, коррозии, ползуче­сти и другим воздействиям, которые определяются временными показа­телями.

Кроме необходимого комплекса механических свойств, к конструкци­онным сталям предъявляются и технологические требования, суть кото­рых в том, чтобы трудоёмкость изготовления деталей из них была мини­мальной. Для этого сталь должна обладать хорошей обрабатываемостью резанием и давлением, свариваемостью, способностью к литью и т.д. Эти свойства зависят от её химического состава и правильного вы­бора режимов предварительной термической обработки.

Наконец, к материалам для деталей машин предъявляются и эконо­мические требования. При этом надо учитывать не только стоимость ста­ли, но и трудоёмкость изготовления детали, её эксплуатационную стой­кость в машине и другие факторы. В первую очередь нужно стремиться выбрать более дешёвую сталь, т.е. углеродистую или низколегирован­ную. Выбор дорогой легированной стали оправдан только в том случае, когда за счёт повышения долговечности детали и уменьшения расхода запасных частей достигается экономический эффект.

Следует иметь в виду, что легирование стали должно быть рацио­нальным, т.е. обеспечивать необходимую прокаливаемость. Введение легирующих элементов сверх этого, помимо удорожания стали, как пра­вило, ухудшает её технологические свойства и повышает склонность к хрупкому разрушению.

Пластмассы: типы, состав, методы получения

Пластмассы — материалы на основе органических природных, синтетических или органических полимеров, из которых можно после нагрева и приложения давления формовать изделия сложной конфигурации. Полимеры — это высоко молекулярные соединения, состоящие из длинных молекул с большим количеством одинаковых группировок атомов, соединенных химическими связями. Кроме полимера в пластмассе могут быть некоторые добавки.

Признаками классификации пластмасс являются: назначение, вид наполнителя, эксплуатационные свойства и другие признаки.

Классификация пластмасс по эксплуатационному назначению: 1 — по применению, 2 — по совокупности параметров эксплуатационных свойств, 3 — по значению отдельных параметров эксплуатационных свойств.

По применеию различают: 1 — пластмассы для работы при действии кратковременной или длительной механической нагрузки: стеклонаполненные композиции полипропилена ПП, этролы, пентапласт, полисульфон ПСФ, полиимид ПИ, материалы на основе кремнийорганических соединений и др.; 2 — пластмассы для работы при низких температурах (до минус 40-60 С): полиэтилены ПЭ, сополимеры этилена СЭП, СЭБ, СЭВ, полипропилен морозостойкий, фторопласт ФТ, полисульфон ПСФ, полиимиды ПИ и др.; 3 — пластмассы антифрикционного назначения: фторопласты ФТ, полиимиды ПИ, текстолиты, полиамиды, фенопласты, полиформальдегид ПФ и др; 4 — пластмассы электро- и радиотехнического назначения: полиэтилены ПЭ, полистиролы ПС, фторопласты ФТ, полисульфон ПСФ, полиимиды, отдельные марки эпоксидных и кремнийорганических материалов и др.; 5 — пластмассы для получения прозрачных изделий: полистирол ПС, прозрачные марки фторпласта ФТ, полиамидов 6,12, ПЭТФ, полисульфон ПСФ, эпоксидные смолы и др.; 6 — пластмассы тепло- и звукоизоляционного назначения: газонаполненные материалы на основе полиэтилена ПЭ, полистирола ПС, поливинилхлорида, полиуретана ПУР, полиимида ПИ, фенопласта, аминопласта и др.; 7 — пластмассы для работы в агрессивных средах: полиэтилены ПЭ, фторопласты ФТ, полипропилен ПП, поливинилхлорид ПВХ, полиимиды ПИ, полусольфон ПСФ и другие.

По совокупности параметров эксплуатационных свойств пластмассы делятся на две

большие группы: 1 — общетехнического назначения, 2 — инженерно-технического назначения.

Пластмассы общетехнического назначения имеют более низкие характеристики параметров эксплуатационных свойств, чем пластмассы инженерно-технического назначения. Пластмассы инженерно-технического назначения сохраняют высокие значения механических свойств не только при нормальной и повышенной температурах, но могут работать и при кратковременных нагрузках при повышенных температурах. Этого не обеспечивают пластмассы общетехнического назначения; они работают в ненагруженном или слабонагруженном состоянии при обычной и средних температурах (до 55 С). Пластмассы инженерно-технического назначения делят на группы, обеспечивающие определенные свойства в некотором интервале; различают пять групп пластмасс по этому классификационному признаку.

По значению отдельных параметров эксплуатационных свойств составляют ряды пластмасс для различных параметров эксплуатационных свойств. Порядок расположения пластмасс в рядах соответствует снижению параметра эксплуатационных свойств. Параметры классификации: электро- и радиотехнические свойства — объемное и поверхностноеэлектросопротивление, электрическая прочность, диэлектрическая проницаемость, механические свойства — коэффициент трения, износа, Пуассона, линейного теплового расширения и другие.

В зависимости от применяемости наполнителя и степени его измельчения все материалы подразделяют на четыре группы: порошковые (пресспорошки), волокнистые, крошкообразные и слоистые.

Технологические свойства пластмасс влияют на выбор метода их переработки. К технологическим свойствам пластмасс относят: текучесть, влажность, время отверждения, дисперсность, усадку, таблетируемость, объемные характеристики.

Текучесть характеризует способность материала к вязкому течению под полимера, выдавленной в течение 10 мин через стандартное сопло под давлением определенного груза при заданной температуре. Так для литья под давлением текучесть равна 1,2-3 г/10 мин, для нанесения покрытий используют полимеры с текучестью 7 г /10 мин. Текучесть реактопласта равна длине стержня в мм, отпрессованного в подогреваемой прессформе с каналом уменьшающегося поперечного сечения. Этот показатель текучести, хотя и является относительной величиной, позволяет предварительно установить метод переработки: при текучести по Рашигу 90-180 мм применяют литьевое прессование, при текучести 30-150 мм — прямое прессование.

Читать еще:  Облицовка дома кирпичом своими руками

Усадка характеризует изменение размеров при формовании изделия и термообработке:

У = (Lф-Lи) / Lф * 100 % ; Уд = (L-Lт) / Lф * 100 % ;

где У — усадка после формования и охлаждения; Уд — дополнительная усадка после термообработки; Lф, Lи — размер формы и размер изделия после охлаждения; L, Lт — размер изделия до термообработки и после охлаждения.

Усадка изделий из реактопластов зависит от способа формования изделия и вида реакции сшивания: полимеризации или поликонденсации. Причем последняя сопровождается выделением побочного продукта — воды, которая под действием высокой температуры испаряется. Процесс усадки протекает во времени; чем больше время выдержки, тем полнее протекает химическая реакция, а усадка изделия после извлечения из формы меньше. Однако после некоторого времени выдержки усадка при дальнейшем его увеличении остается постоянной. Влияние температуры на усадку: усадка увеличивается прямо пропорционально увеличению температуры. Усадка после обработки также зависит от влажности прессматериала и времени предварительного нагрева: с увеличением влажности усадка увеличивается, а с увеличением времени предварительного нагрева — уменьшается.

Усадка изделий из термопластов после формования связана с уменьшением плотности при понижении температуры до температуры эксплуатации.

Усадка полимера в различных направлениях по отношению к направлению течения для термо- и рекатопластов различна, т.е. полимеры имеют анизотропию усадки. Усадка термопластов больше усадки реактопластов.

Содержание влаги и летучих веществ. Содержание влаги в прессматериалах и полимерах увеличивается при хранении в открытой таре из-за гигроскопичности материала или конденсации ее на поверхности. Содержание летучих веществ в полимерах зависит от содержания в них остаточного мономера и низкокипящих пластификаторов, которые при переработке могут переходить в газообразное состояние.

Оптимальное содержание влаги: у реактопластов 2,5 — 3,5%, у термопластов — сотые и тысячные доли процента.

Гранулометрический состав оценивают размерами частиц и однородностью. Этот показатель определяет производительность при подаче материала из бункера в зоны нагрева и равномерность нагрева материала при формовании, что предупреждает вздутия и неровности поверхности изделия.

Объемные характеристики материала: насыпная плотность, удельный объем, коэффициент уплотнения. (Удельный объем — величина, определяемая отношением объема материала к его массе; насыпная плотность — величина обратная удельному объему). Этот показатель определяет величину загрузочной камеры прессформы, бункера и некоторые размеры оборудования, а при переработке пресспорошков с большим удельным объемом уменьшается производительность из-за плохой теплопроводности таких порошков.

Таблетируемость — это возможность спрессовывания прессматериала под действием внешних сил и сохранения полученной формы после снятия этих сил.

Пластмассы выбирают исходя из требований к эксплуатационным свойствам и геометрическим параметрам изделия. Поэтому сначала выбирают вид пластмассы на основе требований к ее эксплуатационным свойствам, а затем базовую марку и марку с улучшенными технологическими свойствами, которую можно эффективно переработать выбранным способом.

Существует два метода выбора вида пластмасс:

1 — метод аналогий — качественный;

2 — количественный метод.

Метод аналогий применяют при невозможности точного задания параметров эксплуатационных свойств пластмассы; в этом случае используют для выбора характерные параметры эксплуатационных свойств, назначение, достоинства, ограничения, рекомендации по применению и способам переработки; в этом случае для выбора также могут быть использованы рекомендации по применению пластмасс в других типах изделий, работающих в аналогичных условиях.

Порядок выбора пластмасс количественным методом по комплексу заданных значений эксплуатационных свойств сводится к следующему:

— выявление условий эксплуатации изделия и соответствующих им значений параметров эксплуатационных свойств пластмасс при основных условиях работы изделия;

— подбор пластмассы с требуемыми параметрами эксплуатационных свойств;

— проверка выбранной пластмассы по другим параметрам, не вошедшим в основные.

порядок выбора пластмассы следующий:

I. Составление поискового образа пластмассы:

— составление графа дерева свойств изделия,

— составление параметрического ряда и определение значения параметров,

— определение веса параметров с использованием метода расстановки приоритетов,

— установление порога совпадения поисковых параметров;

II. Порядок выбора:

— выбор материала по поисковым параметрам, начиная с наиболее ценного, методом последовательного приближения,

— при наличии нескольких равноценных марок материала сопоставление и выбор лучшей с помощью обобщенного показателя или по результатам опробования.

Выбор базовой марки полимера. Базовую марку полимера выбирают по вязкости (текучести) в зависимости от предполагаемого способа переработки. Далее подбирают базовую марку по вязкости (текучести) в зависимости от конфигурации и размеров детали. В справочниках (на пластмассы) обычно приведены конкретные рекомендации по применению различных марок пластмасс. Выбор литьевых марок пластмасс для литья под давлением наиболее сложен, поэтому приведем его.

Выбор базовых марок для литья под давлением. Основными параметрами при этом являются толщина детали S и отношение длины детали к тощине L/S.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 10636 — | 8006 — или читать все.

Ремонт-Квартирр.РФ

Портал для самостоятельного ремонта, дизайна и обустройства дома

Разделы сайта

Популярное

Почему большую роль играет интерьер рабочего офиса?

Малярные работы
Выбор и установка натяжных потолков

Какие бывают кровельные материалы. Основные параметры выбора кровельных материалов

Опубликовано: 15 апреля 2015

Чтобы не прогадать с материалом для своей крыши, лучше заранее проанализировать свойства и характеристики возможных претендентов на покрытие. Рассмотри некоторые имеющиеся кровельные материалы со всех сторон как положительных так и не очень.

Основные параметры выбора кровельных материалов

Определяем, какие нагрузки будут действовать на кровлю. К ним относятся не только нормативные осадки, но и масса кровли и крыши (включая стропильную систему) и ветровые нагрузки. Поэтому необходимо знать максимальные нормативные показатели и массу всей крыши, чтобы приступать к выбору материала для кровли.

Как долго вы хотите, чтобы будущая кровля вам служила? Включая огнестойкость. Главное рациональность в подходе выбора материала, чтобы не получилось так, что не слишком крутое строение покрыто слишком крутым материалом (например, хозяйственная постройка и т. п). Ну а на доме экономить, конечно, не нужно. Ведь не зря говорят: «скупой платит дважды».

Вкусовые предпочтения в архитектурном решении. Но оно должно зависеть от выбранного материала (фактуры, текстуры, цвета). Стоит также учитывать нормативные нормы для того или иного материала определяющие допуски по применению покрытия, ведь они могут стать препятствием в укладке его на вашу крышу (например, уклон).

Какая же кровля будет лучше?

Есть различные виды кровельных материалов для крыши дома:

— Металлочерепица;
— Композитная черепица;
— Битумная черепица.

Большой ассортимент стройматериалов на современном рынке позволяет покупателю приобрести именно то, что нужно. Но чтобы не промахнуться в выборе, надо знать отличия материалов. Поэтому подробно расскажем о каждом из них.

Металлочерепица

Такой материал для кровли крыши как металлочерепица был придуман больше 30-ти лет назад, но высокой популярностью так и не стал пользоваться. Основная причина это ее недолговечность (эксплуатационный срок около 30 лет, а влияющими факторами являются толщина и качество стали).

В основном металлочерепица изготавливается из рулонной стали 0,5 мм, которая покрывается цинковым защитным покрытием с полимерами (например, полиэстер или пластизоль). Также у нее высокая теплопроводность, низкая звукоизоляция и особые требования при монтаже (любые повреждения могут стать причиной коррозии).

К положительной стороне можно отнести: малую массу (от 4 до 6 кг на м.кв), отсутствие надобности в усилении стропильной системы, устойчивость к воздействию экстремальных температур, пожароустойчивость и экологичность.

Композитная черепица

Это многослойное покрытие придумано не так давно, и позволяет крыть крыши с уклоном. В этом материале основой служит листовая сталь, обработанная с обеих сторон алюмоцинком.

Верхняя сторона композитной черепицы это акриловая грунтовка, на которую нанесены гранулы камня и акриловая глазурь.
Барьером для коррозии служит сплав из алюмоцинка, гранулы камня выступают в роли тепло- и шумоизолятора, ну а не дает выцветать этому материалу слой акриловой глазури. К недостаткам следует отнести ее паронепроницаемость и немалая стоимость.

Битумная черепица

Молодой материал на рынке нашей страны появившийся недавно и представляет группу мягкой кровли. Основным в этом материале является «стеклохолст», прекрасно впитывающий жидкость.

Сначала он пропитывается битумом, а затем на одну из сторон наносится клеящее вещество. С другой стороны (внешней) наносится минеральная крошка различных цветов. Монтаж битумной черепицы требует ровной и сплошной поверхности (настил из плит OSB или фанеры), а это существенно сказывается на стоимости крыши. Ее плюсы это легковесность (от 5 до 6 кг на м.кв), высокая тепло- и шумоизоляция, прекрасный вариант для кровли сложной формы. Минусы : при механическом воздействии быстро повреждается, от чего может потрескаться и порваться, пожароопасность, неэкологичность.

Вот некоторые виды материалов для кровли , ну а какую кровлю выбрать решать вам.

Основные параметры выбора материала

Проблема эстетического совершенствования окружающих предметов стала популярной в современном мире. Сравнительно недавно при проектировании изделий значительное внимание уделялось практическим и функциональным особенностям продукта, а эстетическая характеристика, художественная идея, композиция и форма уходили на второй план; сейчас осознание важности последних приобретает все большее значение [1]. Из множества направлений промышленного дизайна проектирование электронных устройств требует особого подхода.

При проектировании дизайна любой электроники помимо эстетических составляющих необходимо учитывать условия эксплуатации. Это касается всех направлений, относящихся к форме и устройству изделия, от выбора материалов, композиции и формы конструкции до производственных и технологических процессов изготовления. Выбор материала играет важную роль и напрямую зависит от функций электронных устройств [4]. Он должен отталкиваться не только от художественных и эстетических идей, тактильных ощущений и эксплуатационных особенностей, но и от многих инженерно-технических параметров, включая электрические и магнитные свойства материалов. От этого зависит корректное функционирование и долговечность [2].

Целью работы является исследование метода подбора материалов для обоснования возможности их применения в электронных устройствах. Для этого необходимо выполнить следующие задачи: обзор основных видов материалов; анализ их свойств; определение критериев выбора материалов; обоснование применимости материалов при производстве электронных устройств,

Результаты

1. Критерии подбора материалов

Подбор материалов осуществляется исходя из трех основных принципов: эксплуатационного, технологического и экономического, которые в совокупности, определяют экономическую и техническую целесообразность использования материала [3]. Подробнее критерии рассмотрены в табл. 1.

На основе этих принципов предлагается следующий порядок подбора материалов: природа (металлы, неметаллы); химическое строение и состав; термодинамические характеристики; физические и химические свойства; механические свойства; технологические свойства; свойства рабочей среды; экономическая целесообразность [5].

2. Свойства материалов

Существуют механические, физические, химические, технологические и эксплуатационные свойства материалов.

Механические свойства – это способность материала сопротивляться деформации и разрушению, которые обусловлены воздействием внешних сил, а также особенность поведения материала в процессе разрушения [3]. При выборе материала для производства изделия необходимо учитывать механические свойства, которые включают в себя следующие показатели: прочность, упругость, пластичность, ударная вязкость, твердость, износостойкость [5].

Эти показатели в значительной степени влияют на сохранение внешнего вида изделия в процессе его эксплуатации. При хорошо подобранных материалах с достаточной твердостью, прочностью и т.д. продукт способен переносить без потери внешнего вида ежедневные бытовые воздействия, такие как контакт с различными поверхностями и другими изделиями, способными поцарапать корпус, случайный локальный либо местный нажим и т.д.

Физические свойства обусловлены химическим составом и типом межатомной связи материалов, давлением и температурой. В большинстве технологических процессов обработки материалов величина давления не превышает 500 МПа, что почти не влияет на физические свойства. Физические свойства материалов разделяют на зависимые и независимые от структуры. Последние обусловлены только температурой и химическим составом материала [3].

Общеизвестно, что материалы необходимо выбирать с учетом перепадов температур в окружающей среде, но кроме этого существуют электронные устройства, которые подвержены сильному нагреву, и температура может достигать в некоторых случаях 80–90 °C. Поэтому довольно часто имеет место вопрос об использовании материалов с соответствующими температурными свойствами.

При практическом использовании материала, в зависимости от области применения, назначения и условий эксплуатации, наиболее важными физическими свойствами являются: плотность, теплоемкость, теплопроводность, тепловое расширение и электромагнитные свойства.

Технологические свойства – это способность материала подвергаться обработке [5]. К этим свойствам относят следующие параметры:

● Литейные свойства (для металлов) – способность материала к отливке без дефектов. Зависят от жидкотекучести, усадки и ликвации металла.

● Ковкость (для металлов) – способность материала в холодном или горячем состоянии без разрушения обрабатываться давлением.

● Свариваемость (для металлов) – способность материала к образованию качественного соединения, которое близко к свойствам основного материала.

3. Характеристики материалов

Традиционно в материаловедении принято делить материалы на 2 части – металлы и неметаллические материалы [5]. Основные виды материалов, свойства и их использование при проектировании и производстве электронных устройств приведены в табл. 2 [3].

Основные критерии подбора материалов

Основывается на учете характеристик, определяющих работоспособность приборов, инструментов или деталей машин, а так же стойкостные, силовые и другие свойства материала, влияющие на качество изготовленных из него изделий. К ним относятся физико-механические и химические свойства материала

Учитывает параметры, влияющие на степень пригодности материала для изготовления деталей приборов, инструментов и машин в рамках требуемого качества при минимальных затратах. Технологичность материала оценивается обрабатываемостью давлением, резанием, свариваемостью, способностью к литью и т.д. От него зависит качество и производительность изготовления деталей для изделия

Оценивается экономичность использования материала. Обычно вычисляется стоимостью единицы массы материала в виде порошка, слитков, заготовок, проката, по которым изготовитель производит свою продукцию

ОСНОВЫ ВЫБОРА МАТЕРИАЛА

Выбор материала для детали является сложной задачей, так как в большинстве случаев деталь можно создать либо из различных материалов, либо из сложных совокупностей.

Правильный выбор материала может быть сделан на основании анализа функционального назначения детали, условий ее эксплуатации и технологических показателей с учетом следующих факторов:

1. Материал является основой конструкции, т. е. определяет способность детали выполнять рабочие функции в изделии и противостоять действию климатических и механических факторов. Например, в качестве диэлектрика конденсатора постоянной емкости, работающего в контуре высокой частоты, применяют материал с малым значением тангенса угла потерь, В противном случае конденсатор внесет большое затухание в контур и снизит его добротность.

Если конденсатор имеет обкладки с большим сопротивлением, то потери в нем будут также большими, если даже диэлектрик имеет малый тангенс угла потерь.’

2. Материал определяет технологические характеристики детали k как обрабатывается определенными технологическими методами. Например, объемные детали из текстолита можно обрабатывать только резанием. Те же детали из пластмасс изготавливают прессованием, что дает большую производительность при серийном и массовом производстве.

При прочих равных условиях следует выбирать тот материал, который допускает обработку наиболее прогрессивными методами: литьем, штамповкой, прессовкой, обработкой на станках-автоматах и т. д. Особенно это относится к деталям сложной формы, так как обработка их резанием увеличивает трудоемкость и материальные затраты.

3. От свойств материалов зависит точность изготовления детал .Так, точность штампованных гнутых изделий зависит от упругих свойств материала: после изъятия детали из штампа она распружинивает, поэтому деталь из мягкой стали при прочих равных условиях будет изготовлена с большей точностью, чем та же деталь из пружинящей стали.

От точности изделия зависит точность узла или прибора, куда оно входит. Поэтому выбор материала влияет на стоимость, Так, стоимость изделия из керамики, обработанного шлифовкой, при высоких требованиях к точности изготовления значительно увеличивается.

4. Материал влияет на габариты и массу прибора. Так, использование алюминиевых сплавов для шасси аппарата может дать сокращение массы в 1,5—3 раза при полном удовлетворении требований к прочности и жесткости; использование высококачественных трансформаторных сталей позволяет значительно сократить количество металла в трансформаторе и тем самым уменьшить его массу и габариты, что весьма важно для специальной малогабаритной аппаратуры.

5. Материал оказывает влияние на эксплуатационные характеристики детали, на ее надежность и долговечность. Контакты переключателя из латуни в сложных климатических условиях выдерживают незначительное число переключений. Календарный срок службы этих контактов независимо от числа переключений также крайне ограничен, так как окисление материала приводит к нарушению электрического контакта в переключателе. Те же детали, выполненные из стойких к окислению материалов (серебра, золота), выдерживают десятки тысяч переключений и в определенных условиях могут эксплуатироваться годами без дополнительной подрегулировки.

Выбор марки материала для соответствующих деталей нужно производить так, чтобы технические параметры этого материала (электрические, механические и др.) были согласованы с требованиями, предъявляемыми к разрабатываемой конструкции.

Удовлетворить в полной мере всем эксплуатационным и производственно-технологическим требованиям не всегда представляется возможным. Эти требования часто вступают в противоречие и приводят к различным конструктивным решениям. Задача конструктора заключается в выборе наиболее правильного компромиссного решения, при котором наиболее полно удовлетворяются главные требования к конструкции.

При конструировании деталей электронной аппаратуры конструктору приходится иметь дело с очень широкой номенклатурой материалов, обладающих различными физико-химическими свойствами. В зависимости от этих свойств используемые материалы можно классифицировать по различным признакам.

С точки зрения электропроводности все материалы подразделяют на проводники, полупроводники и диэлектрики. Рассмотрим проводники и диэлектрики.

К проводникам относят все металлы. Однако различные металлы обладают различной электропроводностью. Когда решающим фактором является малое удельное сопротивление электрическому току, то применяют медь, алюминий и другие материалы, обладающие малым удельным сопротивлением.

К материалам относят также провода и кабели, хотя многие из них состоят из металлических проводников, покрытых снаружи слоем изоляционного материала, исключающего возможность замыкания различных цепей электронного устройства.

Металлы широко используют в качестве конструкционных материалов для изготовления деталей. Номенклатура таких материалов необычайно велика: это различные марки углеродистых и легированных сталей, алюминиевые сплавы для холодной обработки и литья, магниевые сплавы. медные сплавы (латуни и бронзы) и др.

Материалы для холодной обработки выпускают в виде плит, листов, ленты, прутков (круглых и шестигранных), проволоки, трубок, уголков и других профилей сложных сечений.

Пластмассы. К числу диэлектриков относятся пластмассы, слоистые пластики и др. По механическим характеристикам они, как правило, уступают металлам. Так как многие детали электронных устройств при работе не несут больших нагрузок, то для их изготовления часто применяют пластмассы даже тогда, когда от детали не требуется электроизоляционных свойств. Связано это с тем, что при использовании пластмасс можно применять такие высокопроизводительные технологические процессы, как прессование и литье, которые позволяют за одну технологическую операцию получить деталь сложной формы. Это дает большой экономический эффект при серийном и массовом производстве. Отечественная промышленность выпускает большое количество различных пластмасс, различающихся физическими и технологическими характеристиками.

К группе термореактивных материалов относятся порошки К-21-22 » К-211-2, которые обладают хорошими электроизоляционными свойствами. Их применяют для изготовления ламповых панелей, каркасов’ i |ушек и других деталей, работающих в поле высокой частоты.

Порошки К-211-3 и К-211-34 отличаются от предыдущих тем, что и них наполнитель из древесной муки заменен на минеральный, в результате чего они обладают повышенной теплостойкостью. Материал марки Кб (асбобакелит) имеет в качестве наполнителя асбестовое волокно и обладает повышенной механической прочностью и теплостойкостью;

его изоляционные свойства хуже, чем у предыдущих порошков.

У порошков марок К-18-2, К-17-2, К-18-3, К-20-2 электроизоляционные свойства хуже, чем у порошков К-21-22, К-211-2. Марки типа К-18-2, К 17-2 и другие применяют при изготовлении бытовой электроаппаратуры, неответственных изоляционных деталей в радиовещательной аппаратуре, ручек управления, клемм и т. д.

Материал АГ-4 получен на основе модифицированной фенолформальдегдной смолы и стекловолокна в качестве наполнителя. Высокая теплостойкость, хорошая механическая прочность и электроизоляционнные свойства обеспечили ему широкое распространение для самых разнообразных целей.

Аминопласты воспринимают красители, благодаря чему из них можно прессовать декоративные детали любого цвета. Они обладают дугостойкостью, поэтому их целесообразно использовать при изготовлении коммутационной аппаратуры.

Термопластичные материалы обладают наименьшей влагопоглощаемостью и лучшими электроизоляционными свойствами, особенно и диапазоне сверхвысоких частот. К этой группе относится полиэтилен (теплостойкость 100—120°С) и полистирол (теплостойкость 80°С). Полиэтилен, имеющий хорошую гибкость, используют в качестве изоляции в высокочастотных кабелях.

Полистирол используют при изготовлении каркасов катушек и других деталей, работающих в поле высокой частоты. К числу его недостатков следует отнести склонность к образованию поверхностных трещин при изменении температуры окружающего воздуха, а также в результате старения.

Наиболее теплостойким материалом является фторопдаст-4, который одновременно обладает хорошими диэлектрическими свойствами до диапазона сверхвысоких частот (СВЧ). Детали из фторопласта изготавливают методом механической обработки из прутков или брусков.

Для изготовления деталей радиоаппаратуры, работающей в условиях влажного тропического климата, применяют материалы, стойкие к грибообразованию. К их числу относятся К-18-22, К-211-3, К-211-34, АГ-4, фторопласт-4, полиэтилен и др.

К числу слоистых пластиков относятся гетинакс, стеклотекстолит (гл. 13). Листовой гетинакс и стеклотекстолит выпускают также с наклеенным тонким слоем медной фольги.

Керамические материалы.Все керамические материалы подразделяют на следующие три типа:

А — для изготовления высокочастотных конденсаторов;

Б — для изготовления низкочастотных конденсаторов;

В — высокочастотный материал, предназначенный для изготовления установочных изделий и других радиотехнических деталей (антенных изоляторов, катушек высокостабильных контуров и т. д.).

Каждый керамический материал по температуре, при которой его можно использовать, относят к одной из четырех категорий: 1-я — от —60 до +85°С; 2-я— от —60 до +125°С; 3-я— от —60 до 4-155°С; 4-я—-от —60 до +300°С.

Материалы типов А и Б подразделяют на классы и группы, отличающиеся в основном значениями диэлектрической проницаемости и температурного коэффициента диэлектрической проницаемости. Материалы типа В подразделяют на пять классов (VI, VII, VIII,IX и X), отличающихся механической прочностью, температурным коэффициентом линейного расширения (от 1,8-10

б до 11·10 -6 ) и технологическими, характеристиками.

Из этих материалов можно изготавливать различные по размерам и конфигурации электроизоляционные детали.

На каждый материал, выпускаемый промышленностью, имеются технические условия (ТУ) или ГОСТы. В этих документах приводятся технические характеристики материалов с допустимыми отклонениями, а также изменения характеристик под действием различных факторов (температуры, повышенной влажности и т. д.).

На материалы, выпускаемые в виде листов, лент, прутков, проволоки и т. д., в ГОСТах и ТУ приводится сортамент, т. е. сведения о форме, размерах и допусках.

При выборе материала конструктор должен учитывать не только его физико-механические свойства, обеспечивающие выполнение заданной функции деталью, но и должен выбрать такой сортамент, который пзволит изготовить деталь требуемой конфигурации с наименьшими затратами.

Дата добавления: 2015-06-28 ; Просмотров: 1146 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector