Назначение и область использования

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Прибор «Ультразвуковой отпугиватель грызунов», в дальнейшем УЗОГ, предназначен для отпугивания грызунов, таких как мыши, крысы. Метод ультразвукового отпугивания основан на свойстве УЗ влиять на биофизику и психику животных, т.е. на не слышимом ухом человека, но слышимом животными звуковом диапазоне действовать на слух.

Применяется прибор на фермах, элеваторах и в других местах, где возможна порча и уничтожение зерна.УЗОК можно применять в домашних условиях.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ

Диапазон излучаемых частот, Кгц	45-70
Мощность излучения, Дб	115
Число диапазонов	4
Кол-во форм сигналов	1
Напряжение питание, В	220

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Диапазон рабочая температуры, СO	-20…+45
Относительная влажность	98%
Давление	атмосферное

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПРИБОРА

Блок питания – используется для питания напряжением генератора частоты и усилителя.

Генератор частоты – генерирует частоты заданого диапазона  и заданной формы.

Усилитель – усиливает сигнал пришедший с генератора и подает его на биморфный излучатель.

Излучатель – используется для излучения в воздух акустического сигнала заданного частотного диапазона.

 

 

 

ОБЩИЙ ВИД ПРИБОРА

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ

 

Для изготовления данного корпуса можно применить полиформальдегид стабилизированный (МРТУ 6-05-1018-66) который обладает следующими качествами: высокие антифрикционные и физико-механические свойства, хорошие электроизоляционные св-ва, стабильные при увеличении влажности. Для изготовления данного корпуса необходимо использовать литье под давлением и экструзию.

 

Требования к конструкции деталей из пластмассы

Конфигурация детали, получаемой литьем или прессованием, не должна препятствовать свободному течению массы при формовании. При разработке конструкции детали следует максимально упрощать ее конфигурацию и обращать основное внимание на ее расположение в форме и на расположение литника. Если конфигурацию детали упростить нельзя, то ее необходимо расчленить на более простые, сопрягающиеся между собой элементы. На допустимые размеры детали прежде всего влияет текучесть прессматериала. Особенно это проявляется у тер­мореактивных прессматериалов.

Ответственные или сопрягаемые участки деталей не должны располагаться в плоскости разъема формы, так как на точность размеров детали влияет вели­чина облоя. Следует учитывать, что в пресс-формах прямого или литьевого прессо­вания облой может располагаться по всему контуру изделия, а при литьевом прессовании и литье под давлением требуется дополнительная зачистка места рас­положения литника. При правильном подборе навески материала облой по тол­щине детали не превышает 0,3 мм.

Большая точность деталей обеспечивается при использовании метода литья под давлением. Для увеличения точности деталей применяют формы повышенной жесткости, а также жесткие механизмы смыкания машин.

Для беспрепятственного удаления изделий из формы необходимы технологи­ческие уклоны на внешних и внутренних поверхностях детали, параллельных направлениям раскрытия форм или совпадающих с направлением извлечения из детали формующих элементов. Технологические уклоны не делают на плоских монолитных деталях толщиной 5—6 мм и менее. Уклон внутренних поверхностей и отверстий деталей должен быть больше уклона наружных поверхностей. Реко­мендуются следующие углы уклона: наружные поверхности от 15' до 1°, внутрен­ние поверхности от 30' до 2°, отверстия глубиной до 1,5 d от 15 до 45'; ребра жест­кости и выступы от 2 до 10°. Уклоны на деталях из термореактивных материалов, получаемых литьем под давлением, должны выбираться по величине больше, чем при литье под давлением термопластичных материалов.

Толщина стенки детали определяется ее длиной, текучестью материала, механической прочностью, требуемой конфигурацией элемента детали, характеристикой оборудования и режимом переработки. Толщина сплощных сечений из реактопластов должна быть не выше 10—12 мм. Толщину стенок можно уменьшить применением ребер жесткости или приданием стенкам рацио­нальных профилей. Для фенопластов не рекомендуется применять стенки тол­щиной менее 1,5 мм. Разница в толщине стенок не должна превышать 30°о наи­меньшей толщины стенки.

Рис. 1. Радиусы закругления

Для изготовления тонкостенных изделий при литье термопластов необхо­димо применять термостатирование форм. Изготовление изделий из поликарбо­ната, полиформальдегида, его сополимера и полиамидов также требует термоста-тирования формы, а также предварительного подсушивания материала для улуч­шения свойств изделий.

Переходы от большего сечения детали к меньшему выполняются при помощи радиусов закругления или уклонов. Торцы деталей для упроч­нения выполняют в виде непрерывных буртиков по всему контуру детали. Толщина буртиков обычно не пре­вышает 1,5—2 толщин стенки. Уве­личение жесткости деталей достигается ребрами, которые не должны быть толще стенки, к которой они примы­кают. Толщина ребер составляет 0,6— 0,8 толщины стенки. Ребра жесткости не должны доходить до опорной поверх­ности детали или до края примыкаю­щего к нему элемента детали на 0,5—1,0 мм. Сечение ребра жесткости должно быть постоянным по всей длине и иметь небольшой технологический уклон.

Углы и грани изделия должны быть скруглены, форма изделия возможно более обтекаемой. Радиусы закруглений на изделиях из пластмасс показаны на рис.1. Острые кромки на детали, необходимые по конструктивным требова­ниям, скругляются минимальным радиусом округления 0,5 мм. Радиусы закруг­ления и фаски для- деталей из пластмасс и металла регламентированы ГОСТ 10948-64. На одном изделии рекомендуется применять наименьшее число размеров радиусов закругления.

Рис. 2. Формы отверстий

В деталях из пластмасс следует применять отверстия наиболее простых форм. Применяемые формы отверстий показаны на рис. 2. Наиболее простые — цилиндрические отверстия, они могут быть сквозными или глухими.

Наиболее распространены отверстия постоянного диаметра. Но могут быть и другие формы отверстий, показанные на рис. 3. Можно получать отверстия со смещенными и наклонными к вертикали осями и отверстия, пересекающиеся под углом (рис. 3). Направление осей отверстий, не совпадающее с направле­нием прессования или съема изделия, нежелательно. Диаметры отверстий выби­рают по ГОСТ 6636-60. Расстояния между соседними отверстиями или отверстием и краем изделия должны быть не менее диаметра отверстия. Отверстия диаметром менее 1,5 мм рекомендуется изготовлять сверлением.

Конструкция детали не должна по возможности иметь выступов или при­ливов значительной длины. Высота выступов и приливов не должна превышать ^l/s высоты основной стенки, при этом необходимо предусматривать их плавное утолщение.

Рис. 3. Конфигурация сквозных отверстии.

а — цилиндрическое; б — ступенчатое, состоящее из двух цилин­дрических отверстий разного диаметра; б — ступенчатое: цилиндри­ческое переходит в коническое; г — ступенчатое, имеющее цилин-дрическо-конические уступы; д, е — отверстия с пересекающимися осями; лс — отверстие с наклонной осью; з — отверстие со смещен­ными и наклонной к вертикали осями.

Для устранения коробления, усадки и неровностей больших площадей, повышения жесткости и точности сопрягаемых элементов деталей применяют выступающие над поверхностями опорные плоскости в виде выступов, бобышек, буртиков. При конструировании опорных поверхностей их размеры необходимо ограничивать до минимума. Сплошные опорные поверхности заменяют опорами на три точки.

Накатку и рифление выполняют прямыми ребрами, параллельными направ­лению выталкивания детали из формы. На конических и цилиндрических поверх­ностях не допускаются винтовые или сетчатые рифления.

 

 

Рие. 4. Глу­хое ребро риф­ления.

Рис. 5. Конструкции рифлении

а—ребра рифления заподлицо с плоскостью изделия; 6 — ребра рифления ниже плоскости изделия.

Ширина ребер рифления должна быть не менее 0,3—0,5 мм, а высота возвышения над базовой поверх­ностью не должна превышать их ширины. При рифлении цилиндрической по­верхности или поверхности, имеющей съемный уклон, ребра рифления должны иметь съемные уклоны, превышающие уклон базовой поверхности. Наиболее целесообразно применять па цилиндрических и конических наружных поверх­ностях глухие ребра рифления (рис. 4). Для плоских Поверхностей применяют прямое (параллельное) и сетчатое рифление полукруглого или треугольного сечения. При сетчатом рифлении взаимное пересечение ребер должно быть в пре­делах 60—90°. Рифление плоских наружных поверхностей целесообразно выполнять так, чтобы ребра рифления были заподлицо с плоскостью изделия или несколько ниже (рис. 5)..

Резьбы в пластмассовых изделиях получают тремя основными способами:

1) непосредственно при прессовании или литье изделия; 2) механической обработ­кой отдельных элементов изделия; 3) вставкой металлических частей, имеющих резьбы.

На деталях из пластмасс можно получать наружную, и внутреннюю резьбу различного профиля. Можно применять резьбу метрическую, дюймовую, трубную, цилиндрическую по ГОСТ 6357-52, коническую дюймовую по ГОСТ 6111-52 и др. Метрическая резьба на деталях диаметром 1—20 мм регламентирована ГОСТ 11709-66. Диаметры и шаги резьбы выбирают по ГОСТ 8724-58; не рекомендуется применять шаги 0,5, 0,75, 1,0 мм для диаметров резьбы соответственно свыше 16, 18, 36 мм. Основные резьбы с крупным и мелким шагом выбирают по ГОСТ 9150-59. Шаг резьбы выбирают в соответствии с приложением к ГОСТ 11709-66. Для термореактивиых материалов с порошкообразным наполнителем наиболее прочной является резьба с шагом 1,5 мм. Резьбы с более крупными или меньшими шагами имеют меньшую прочность. На термопластичных материалах можно получить резьбу с любым шагом.

Наиболее экономичными и производительными способами получения резьбы являются компрессионное и литьевое прессование и литье под давлением. Резьбы могут быть получены с точностью классов 2а, 3 и 4. Процесс получения наружных резьб технологически проще процесса получения внутренних резьб, так как первые могут быть оформлены разъемными матрицами, а внутренние резьбы требуют свинчивания детали. Если прочность резьбы должна быть высокой или деталь.необходимо часто отвинчивать, резьбу следует нарезать на металлических встав­ках, заделанных при формовании.

Резьбы легче нарезать на деталях из термореактивных пластиков с волокни­стыми наполнителями, чем на деталях из порошкообразных материалов.

Для соединений, требующих точности, следует применять метрическую резьбу по ГОСТ 11709-66. При расчете диаметра резьбы необходимо учитывать усадку материала и оставлять зазор между винтом и гайкой больше, чем для изделий из металла.

При длине резьбы более 20—25 мм усадку рассчитывают и для шага резьбы. Для более грубых резьбовых соединений применяют резьбу круглого профиля. Шаг резьбы 2,5—4 мм. Для всех видов прессуемых резьб обязательно наличие фаски или кольцевой выточки на конце резьбы. Величина фаски регламентиро­вана ГОСТ 10549-63. Для наружной резьбы наличие фаски на заходной части нежелательно: затрудняет изготовление формующего элемента. В тонкостенных изделиях следует предусматривать вместо фаски выточку для сбега и выхода резьбы. Размер выточки составляет 0,5—1,0 мм.

Для увеличения жесткости, точности, электро- и теплопроводности деталей используют металлическую арматуру из стали, латуни, бронзы. Стержневая арматура крепится в пластмассовых деталях при помощи шестигранной или квадратной головки. Вокруг арматуры необходимо иметь материал толщиной не менее ²/.., диаметров головки. Проволочную арматуру закрепляют с помощью различных отгибов, разрезов, расплющивания арматуры. Листовую арматуру крепят с по­мощью вырезов, отверстий, отгибов. Поверхность арматуры подвергают грубой обработке.

Надписи на деталях получают обычно в процессе прессования или литья. В некоторых случаях надписи наносят после изготовления детали гравировкой, печатанием и др. Наименьшая высота надписей 0,3—0,5 мм. Буквы высотой больше 0,75 мм выполняют у основания шире, чем у вершины. Для защиты вы­пуклого шрифта от повреждений надписи помещают в углубления. Углубления должны быть такими, чтобы надписи не выступали за пределы наружной поверх­ности детали.

Взаимозаменяемость деталей определяется их допуском при изготовлении. Для пластмасс допуск зависит от колебания размеров, определяемых главным образом усадкой. Усадка зависит от многих факторов: конструктивных (располо­жение литника, разнотолщинность, отношение толщины к длине), технологи­ческих (равномерность температур, технология литья, свойства материала) и др. Допуск должен примерно в 2,5 раза превышать колебания усадки.

Качество поверхности деталей, полученных прессованием и литьем, опре­деляется чистотой поверхности прессовых и литьевых форм.

Рис. 7

Сборочный чертеж генератора сигнала

Рис.8

 

Для расчета числа посадочных мест печатной платы (рис.4) воспользуемся следующей формулой:

 , где

n_x – число посадочных мест по оси X,

n_y – число посадочных мест по оси Y.

;  , где

L_x=70 мм – размер печатной платы по оси Х,

L_y=47.5 мм – размер печатной платы по оси Y,

x=7.5 мм – ширина краевого поля по оси X,

t_x=5 мм - шаг установки по оси X,

t_y=10 мм – шаг установки по оси Y,

l_y=15 мм – размер посадочного места по оси Y,

y₁=2.5 мм – ширина краевого поля для контактных гнезд,

y₂=5 мм – ширина краевого поля для соединительных гнезд.

Таким образом, на печатную плату размером 70´47.5 можно установить 36 элементов.

 

 

Подготовка материалов

 

 Исходное сырье для пьезокерамичоского материала предварительно дозируют, затем смешивают компоненты и производят высокотемпературный синтез.

Исходным сырьем для изготовления пьезокерамики являются углекислый барий и двуокись титаната. Углекислый барий в состоянии поставки может быть в виде порошка или пасты. Двуокись титана поставляется в виде порошка. Поступающие со склада компоненты содержат большое количество влаги и поэтому подвергаются сушке при температуре 110 - 130° С. Сушка производится в сушильных шкафах с естественной вытяжкой или в специально оборудованных туннельных печах. Сушильные устройства должны быть оборудованы терморегулирующей аппаратурой.

После сушки образовавшиеся комки компонентов протирают через сито на протирочной машине. Протирочная машина состоит из сварной станины, на которой установлен цилиндрический бункер. Под бункером размещается металлическое сито, по которому скользят вращающиеся металлические лопасти, приводимые в движение электродвигателем с редуктором. Загруженные в бункер комкообразные компоненты разбиваются вращающимися лопастями и одновременно протираются через сито.

Вредной примесью в исходном сырье является металлическое железо. Для очистки от примесей железа сырье обрабатывается на магнитном сепараторе. В магнитном сепараторе сырье через загрузочный бункер тонким слоем ссыпается на вращающийся барабан, изготовленный из листовой тонкой (1,5 – 2 мм) латуни. Внутри латунного барабана находятся мощные электромагниты. Сырье, очищенное от железа, ссыпается в лоток, а частицы железа счищаются с поверхности барабана скребком и попадают в лоток.

Контроль качества очистки порошкообразной массы сырья осуществляется при помощи постоянного магнита, погружаемого в порошок. Если на полюсах магнита собираются частички железа, процесс магнитной сепарации повторяется.

Дозировка исходного сырья производится взвешиванием на технических весах 1-го класса. Шихта (набор компонентов) для синтеза титаната бария состоит из углекислого бария (71%) и двуокиси титана (29%). Перед дозировкой взвешиванием необходимо проверять влажность компонентов, которая не должна превышать 0,5%. Содержание влаги в компонентах проверяют следующим образом: берут навеску 50 - 100 г компонента и помещают в хорошо прокаленную фарфоровую чашку или стеклянный стакан. Сосуд с проверяемым сырьем взвешивают, а затем прокаливают при температуре 100 - 110°С. Охлажденную в эксикаторе до комнатной температуры навеску вновь взвешивают вместе с чашкой. Абсолютная влажность определяется по формуле

,

где W - абсолютная влажность сырья, %,

q₀ - масса влажного сырья, г;

q₁  - масса высушенного сырья, г.

Смешивание компонентов шихты производится в шаровых или вибрационных мельницах.

Шаровая мельница представляет собой стальной цилиндрический барабан, внутренние стенки которого выложены (футерованы) радиофарфором или другим высокопрочным керамическим материалом. Барабан приводится во вращение электродвигателем через систему клиноременных передач.

Перемешивание и измельчение материалов в шаровых мельницах осуществляется с помощью фарфоровых шаров диаметром от 20 до 100 мм. Размер шаров зависит от емкости барабана. Загрузка и выгрузка материалов и шаров производится через специальные люки в барабане. При вращении барабана шары поднимаются и падают вниз, перемалывая и перемешивая таким образом материал.

Смешивание в шаровой мельнице может производиться «сухим» или «мокрым» способом. Во втором случае кроме смешиваемых компонентов и шаров в шаровую мельницу наливают воду в весовом соотношении 1:1:1,7. Перемешивание углекислого бария и двуокиси титана должно длиться 6 - 7 ч.

По окончании перемешивания шихте дают отстояться 3 - 4 ч, удаляют верхний слой воды, а отстоявшийся шликер (жидкую массу) просушивают с помощью фильтра - пресса и в сушильном шкафу.

Применение шаровых мельниц имеет ряд серьезных недостатков: очень длительный процесс смешивания или помола, необходимость сушки шликера после смешивания и помола, для чего требуется дополнительное оборудование и время. Кроме того, в шаровых мельницах происходит намол материала футеровки и шаров, который отделить практически невозможно. Поэтому шаровые мельницы в ряде случаев заменяют более производительными вибрационными мельницами.

Вибромельница представляет собой стальной корпус, внутренняя полость которого покрыта резиной. Он установлен на пружинах, которые в свою очередь посажены на направляющие пальцы, укрепленные на несущей раме Вибратор, состоящий из чашек с набором секторов, предназначенных для нарушения баланса, укреплен на валу. Вал через соединительную муфту соединен с электродвигателем, от которого он получает вращение. Вал проходит через корпус, в котором запрессованы подшипники. При вращении вала вследствие дисбаланса, создаваемого вибратором, корпус совершает колебательные движения в вертикальной плоскости.

Для охлаждения корпус снабжен водяной рубашкой, в которую вода подается через специальный штуцер. Размельчаемый и смешиваемый материал загружается через люк, закрываемый крышкой. Вместе с материалом в мельницу загружаются стальные шары диаметром 15 - 25 мм. Выгрузка материала и шаров из вибромельницы производится через люк.

Амплитуда колебаний корпуса вибромельницы может быть изменена за счет изменения количества секторов вибратора.

Смешивание компонентов шихты - углекислого бария и двуокиси титана - на вибромельнице производится в течение 50 - 60 мин. При этом коэффициент заполнения объема вибромельницы составляет 0,8 - 0,9; соотношение веса загруженных материалов и веса шаров 1: 6.

Смешанная на вибромельнице шихта подвергается магнитной сепарации для удаления частиц железа, которые могли появиться от намола стальных шаров.

Очищенный от железных примесей пьезокерамический материал увлажняется водой (5 – 8 %) и брикетируется. На гидравлическом прессе в формах при удельном давлении прессования 4 - 10⁷ Н/м² получают брикеты цилиндрической формы диаметром 70 - 75 мм и высотой 50 - 60 мм.

Ответственной операцией при изготовлении титаната бария является синтез углекислого бария и двуокиси титана.

Высокотемпературный синтез (получение твердого раствора) BaCO₃ и TiO₂ производится в нагревательных печах при температуре 1280 - 1330°С. При высокой температуре происходит реакция образования титаната бария

ВаСО₃ + ТiO₂ = ВаТiO₃ + СО₂.

Наиболее успешно эта реакция происходит в туннельных электрических печах, так как электрическими нагревателями можно легко обеспечить необходимый температурный режим.

Подготовленные к обжигу брикеты устанавливаются на подвижные тележки, которые проталкиваются через туннельную печь с определенной скоростью, зависящей от характеристик печи и партии исходного сырья. После синтеза брикеты ВаТiO₃ имеют удельный вес 57,5 Н/м³ и равномерную желтовато - зеленую окраску.

Приготовленный указанным способом ВаТiO₃ представляет собой полуфабрикат и еще не пригоден для изготовления пьезоэлементов.

Дробление брикетов титаната бария производится на дробильном агрегате.

 

 

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Прибор «Ультразвуковой отпугиватель грызунов», в дальнейшем УЗОГ, предназначен для отпугивания грызунов, таких как мыши, крысы. Метод ультразвукового отпугивания основан на свойстве УЗ влиять на биофизику и психику животных, т.е. на не слышимом ухом человека, но слышимом животными звуковом диапазоне действовать на слух.

Применяется прибор на фермах, элеваторах и в других местах, где возможна порча и уничтожение зерна.УЗОК можно применять в домашних условиях.