Выбор и обоснование материала детали

 

Материал, из которого изготавливается корпус бесконтактного трансформаторного датчика, должен соответствовать условиям, которые были поставлены в анализе технического задания. Для изготовления, в большей мере, используется поливинилхлорид (ПВХ).

Поливинилхлорид (ПВХ) относится к термопластичным синтетическим материалам. В зависимости от условий полимеризации образуются продукты различной степени полимеризации с различными физико-химическими свойствами.

Материалы на основе ПВХ вырабатываются двух видов:

с применением пластификатора (пластифицированный ПВХ);

без применения пластификатора (не пластифицированный ПВХ).

Пластификаторы - это вещества, которые вводят в состав полимерных материалов для придания (или повышения) эластичности и (или) материалов пластичности при переработке и эксплуатации. Пластификаторы облегчают диспергирование ингредиентов, снижают температуру технологической обработки композиций, улучшают морозостойкость полимеров, но иногда ухудшают их теплостойкость. Некоторые пластификаторы могут повышать огне-, свето- и термостойкость полимеров. Также это поверхностно-активные добавки, которые вводят в строительные растворы и бетонные смеси (0,15-0,3% от массы вяжущего) для облегчения укладки в форму и снижения содержания воды.

По внешнему виду товарный ПВХ представляет собой порошок белого цвета, без вкуса и запаха. ПВХ достаточно прочен, обладает хорошими диэлектрическими свойствами. Поливинилхлорид устойчив к воздействию влаги, основных кислот, щелочей, растворов солей и промышленных газов, таких как хлор и диоксид азота. Материал также устойчив к воздействию бензина, керосина, жиров и спиртов. Ограниченно растворим в ацетоне и бензоле. Растворяется в дихлорэтане и нитробензоле. Поливинилхлорид безвреден для здоровья и окружающей среды. В чистом виде поливинилхлорид довольно трудно перерабатывается, поэтому для производства изделий из ПВХ его смешивают с различными пластификаторами, доля которых в зависимости от требуемых свойств конечного продукта может достигать 30% от общей массы изделия. Как результат, параметры жесткости конечного изделия могут варьироваться в больших пределах. Для повышения теплостойкости и улучшения растворимости ПВХ подвергают хлорированию.

ПВХ аморфный материал, свойства которого сильно зависят от метода получения. ПВХ получают суспензионным, эмульсионным методами, полимеризацией в массе - блочным методом.

Суспензионный ПВХ или ПВХ С (PVC-S) имеет сравнительно узкое молекулярно-массовое распределение, малую степень разветвленности, более высокую степень чистоты, низкое водопоглощение, хорошие диэлектрические свойства, лучшую термостойкость и светостойкость.

Эмульсионный ПВХ или ПВХ Е (PVC-E) характеризуется широким молекулярно-массовым распределением, высоким содержанием примесей, высоким водопоглощением, худшими диэлектрическими характеристиками, худшей термостойкостью и светостойкостью.

Изготавливаются по ГОСТу 14332-78 и 14039-78.

 

Таблица 3. Основные физико-химические свойства ПВХ

Молекулярная масса	40000-145000
Температура самовоспламенения, С	1100
Температура воспламенения, С	500
Температура вспышки, С	624
Плотность, г/см3	1,34-1,34
Насыпная плотность, г/см3	0,4-0,7
Температура разложения, С	100-140
Температура стеклования, С	70-80

Подведем итог. ПВХ - один из наиболее распространённых пластиков. Применение пластмасс как конструкционных материалов экономически целесообразно. Пластмассы обладают рядом ценных свойств: они прочны, водостойки, не нуждаются в защите от гнилостных грибков и разрушающих материал насекомых, легко обрабатываются. Пластмассовые детали, как правило, не нуждаются в отделочных операциях. Характерными особенностями пластмасс являются высокая химическая стойкость, хорошие электроизоляционные свойства, невысокая теплопроводность и значительное тепловое расширение, в 10-30 раз больше, чем у обычных сталей. Преимущества пластмасс в сочетании с удобством переработки обеспечили им применение в машино- и приборостроении.

Для пластика ПВХ разработан специальный однокомпонентный водный полиуретаново акриловый финишный лак, характеризующийся высокой декоративностью покрытия, хорошей атмосферостойкостью и устойчивостью к загрязнениям. Он рекомендован для дополнительной защиты декоративного лакокрасочного слоя при получении эффектов металлик и перламутр на ПВХ профилях.

Покрытие, образованное лаком для ПВХ, является износоустойчивым, твёрдым, прозрачным и отталкивает воду. Также лак придает ПВХ профилям исключительный внешний вид, защищает от воздействия атмосферного кислорода и ультрафиолетового излучения. Если необходимо создать эффект перламутра, то пигментная паста перламутра вводится прямо в лак. После нанесения лака поверхность в течение 3 дней нельзя подвергать воздействию воды и отрицательных температур.

 

Конструкторские расчеты

 

Расчет массы корпуса производится по формуле

 

, (2)

 

Где  - плотность материала;

 - объем детали.

Плотность пластмассы: =1,1 г/см

Корпус состоит из пяти объемов и восьми креплений-защелок:

V₁ = V₂ =V₃ =V = ·b·h= 9,0·10⁴ мм³₅ = ·b·h =300·300·5 = 4,5·10⁵ мм^3,

·b·h=30·16·5=2,4· 10³ мм³

8· 1,92·10⁴ мм³

Объем детали:

V_дет = 4·(9,0·10⁴ )+4,5·10⁵ +1,92·10⁴ =82,92· 10⁴ мм³ = 82,92·10^-5 м³

Масса детали:

 

= 82,92·10^-5 · 1,1·10⁶ = 912,12 г,

 

Заключение

 

В данной курсовой работе был рассмотрен процесс разработки конструкции бесконтактного трансформаторного датчика. Можно сделать вывод, что проектируемая измерительная система на БТД полностью соответствует требованиям техзадания. По таким важным показателям как помехоустойчивость, чувствительность и разрешающая способность требования техзадания даже превосходятся. Были рассмотрены методы электроразведки. Методы электроразведки широко применяются как при геологоструктурных исследованиях и геологическом картировании, так и при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

Было проанализировано техническое задание, и на его основе был выбран наиболее подходящий материал - ПВХ. Для пластика ПВХ был выбран специальный однокомпонентный водный полиуретаново акриловый финишный лак.

Были произведены расчеты объёма, массы материала.

датчик трансформаторный зондирование материал

Список литературы

 

1. Детали приборов и основы конструирования: Методические указания к курсовому проектированию для студентов образовательной программы / сост.: В.В. Булкин. Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2009.

. Научные труды муромских ученых. Часть 1. Материалы 35-й научно-технической конференции преподавателей, сотрудников т аспирантов по итогам работы за 1999 год. Под ред. Н.В. Чайковской

. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка и изготовление действующего макета измерительного блока электровариометра». Москва 1991 год.