Разработка методики экспресс-оценки адгезионных свойств термореактивных материалов изоляции электрических машин
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
тавляющая учитывает его в каждый последующий момент времени, добавляя или вычитая значение ошибки с учетом знака. Обычно величину интегрального коэффициента определяют временем подъема температуры до заданной величины. Добавление интегральной составляющей уже значительно уточняет процесс регулирования, но этого все равно недостаточно, чтобы предвидеть возможные отклонения, за что отвечает дифференциальная составляющая.
Дифференциальная составляющая устраняет затухающие колебания, так что кривая изменения температуры на конечном участке выравнивается. Дифференциальный коэффициент Кd обозначает длину зоны пропорциональности, которую необходимо выровнять и измеряется в секундах. Начальную настройку этого коэффициента следует начинать со значения, равного 0,2KI.
Рис. 3.5 - Динамика изменения температуры прессформы после начальной настройки ПИД коэффициентов(Кр= 1С, КI= 1300 с, Кd = 260 с)
Из рис. 3.6 видно, что регулирование с помощью оканчательно настроеного ПИД регулятора (Кр= 4С, КI= 1300 с, Кd = 130 с), удовлетворяет необходимым для работы требованиям.
Рис. 3.6 - Динамика изменения температуры прессформы после конечной настройки ПИД коэффициентов (Кр= 4 С, КI= 1300 с, Кd = 130 с)
Выбор конструкции образцов
В данной работе в качестве базовой выбрана методика определения адгезионной прочности с помощью испытаний на межслойный сдвиг. Конструкция исследуемых образцов представлена на рис. 3.7. Образцы такой конструкции были изготовлены по следующей технологии.
3.3 Технология изготовления образцов
Образцы изготавливались из ленты Элмикатерм 52409, для чего использовались отрезки длиной 100 мм. Отрезки укладывались с перекрытием 10 мм. При этом слой слюдобумаги должен ложиться на слой стеклоткани, как и в реальной конструкции изоляции. Образцы укладывались в пазы прессформы.
При прессовании образцов при повышенном давлении в пазах пресс-формы неизбежно вытекание связующего из ленты Элмикатерм 52409. В этом случае адгезия проявляется не только между слоями ленты, но и между лентой и пресс-формой. Чтобы этого избежать, необходимо обработать антиадгезионным составом пресс-форму перед прессованием. В качестве антиадгезионного состава используется кремнийорганический вазелин КВ-3. Кроме того, почти полностью исключить адгезию между пресс-формой и испытуемыми образцами и образцов между собой позволяет использование фторопластовой пленки толщиной 40 мкм и шириной 100 мм. Она прокладывается между самими образцами и в паз пресс-формы. Использование фторопластовой пленки значительно сокращает попадание вытекающего связующего на элементы установки, но ее недостаточно, чтобы полностью исключить нежелательные адгезионные соединения и отказаться от использования КВ-3.
Температурный режим при изготовлении образцов выполнялся по следующей программе Термодата: подъем температуры до 110оС со скоростью 360 град/ч, выдержка при температуре 110оС в течение 10 мин, подъем температуры до 160оС со скоростью 360 град/ч, выдержка при температуре 160оС в течение 1 ч, охлаждение. Давление 1 МПа подавалось на образцы после их выдержки при температуре 110 оС.
Рис. 3.7 - Базовая конструкция образцов: 1 - зона адгезионного соединения, 2 - нерабочая зона, 3 - зона закрепления в разрывной машине
В ходе испытаний было обнаружено, что данная конструкция не может быть использована в работе, т.к., во-первых, прочность адгезионного соединения лент в композиции, представленной на рис. 3.7, может значительно превышать прочность одного слоя ленты, что приводит разрыву не в месте адгезионного соединения, а в зонах 2 или 3. Во-вторых, образцы при испытании на разрыв крепятся в зоне 3 (рис. 3.7, 3.8) и в результате воздействия держателей разрывной машины может происходить смятие образцов, то есть разрушение их в зоне 3.
Рис. 3.8 - Воздействие держателей разрывной машины на ленту
В-третьих, на этапе изготовления адгезионного соединения лент (зона 1) в пресс-форме, возможно неравномерное воздействие давления, т.к. давление дается по всей длине пресс-формы, а наибольшая толщина лент приходится на небольшую площадь в середине образца. Поэтому необходимо усилить зоны 2 и 3 за счет изменения количества слоев ленты.
3.4 Выбор количества слоев
Как было отмечено выше, прочность на разрыв одного слоя ленты может уступать прочности адгезионного соединения лент Элмикатерм 52409. Это было подтверждено опытным путем, из 12 испытанных образцов 9 были разорваны вне места адгезионного соединения в зоне 2 (табл. 3.1). Поэтому было принято решение использовать двойной слой ленты при той же площади рабочей зоны (рис. 3.9).
Таблица 3.1 - Результаты определения прочности для однослойных образцов
№Усилие, НМесто разрыва№Усилие, НМесто разрыва1349Зона 2 7317Зона 22323Зона 28338Зона 23355адг. соед.9326Зона 24360Зона 210359Зона 25347адг. соед.11345адг. соед.6298Зона 212343Зона 2
Рис. 3.9 - Конструкция с двойным слоем ленты
В этом случае адгезионная прочность соединения почти во всех случаях уступает разрывной прочности двух соединенных вместе лент (1 разрыв ленты в зоне 2 против не менее 11 разрывов в месте адгезионного соединения) (табл. 3.2). Поэтому дальнейшие исследования проходили с использованием конструкции, представленной на рис. 3.9.
Таблица 3.2 - Результаты определения прочности для двухслойных образцов
№Усилие, НМесто разрыва№Усилие, НМесто разрыва1378адг. соед.7413адг. соед.24