Разработка методики экспресс-оценки адгезионных свойств термореактивных материалов изоляции электрических машин
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
24Зона 28386адг. соед.3347адг. соед.9397адг. соед.4394адг. соед.10403адг. соед.5386адг. соед.11408адг. соед.6402адг. соед.12389адг. соед.3.5 Ширина ленты
Пресс-форма, используемая в работе, имеет ширину пазов 20 мм. Именно это значение ширины имели образцы в базовом варианте испытаний. Но, при использовании конструкции, показанной на рис. 3.9, разрывное усилие, необходимое для разрыва конструкции превышает 500 Н, а это предел для используемой в работе разрывной машины Шоппера. Поэтому для продолжения испытаний и сохранения выводов из п. 3.3.1, уменьшили площадь рабочей зоны за счет ширины образцов в 2 раза до 10мм. Уменьшения ширины можно бы было избежать, если бы использовалась более мощная разрывная машина, например "Instron-1122". Данный машина позволяет варьировать скорость нагружения от 0,05 мм/мин до 1000 мм/мин, а диапазон нагрузок от 10-3 Н до 5103 Н.
3.6 Длина зоны перекрытия
Базовая конструкция образцов имела длину зоны перекрытия 10 мм. Таким образов площадь перекрытия составляла 20*10 = 200 мм2, а после уменьшения ширины лент - 10*10 = 100 мм2. Но было решено уменьшить зону перекрытия вдвое, после чего площадь перекрытия составила 5*10 = 50 мм2. В этом случае величина разрывного усилия находилась в большинство случаев в середине шкалы разрывной машины.
Необходимо было учесть тот факт, что при прессовании образцов в результате воздействия температуры и давления вытекающее связующее растекается по ленте, и фактическая зона перекрытия становится больше, чем расчетная. Для борьбы с этим явлением в работе был использован кремнийорганический вазелин КВ-3, являющийся антиадгезионным составом. Вазелин наносился на края рабочей зоны и препятствовал установлению адгезионного соединения между вытекающим связующим и слюдосодержащей лентой в нерабочей зоне образцов. Благодаря этому фактическая площадь адгезионного соединения практически не отличается от расчетной.
3.7 Усиление нерабочей части
Как указано выше, при прессовании существует проблема равномерного распределения давления по рабочим частям лент. Для решения этого вопроса, а также для усиления нерабочей части при испытании в конструкцию образцов введены дополнительные накладки на нерабочую часть образцов (рис. 3.10) из двух слоев ленты.
Рис. 3.10 - Использование дополнительных накладок в нерабочей части конструкции
Как показали испытания, размер дополнительных накладок также имеет немаловажное значение, т.к. сказывается на качестве изготовленных образцов. При использовании дополнительных накладок длиной 40 мм, ленты могли расслаиваться и разъезжаться (рис. 3.11). Это не оказывало заметного влияния на разрывную прочность в рабочей части.
Рис. 3.11 - Смещение волокон ленты
Такой дефект наблюдается только при уменьшении ширины образцов до 10 мм, когда появилось необходимое пространство для смещения волокон ленты. Подобного смещения слоев не наблюдалось в случае изготовления лент шириной 20 мм, занимающих всю ширину паза пресс-формы.
При использовании дополнительных накладок длиной 80 мм, т.е. площадь поверхности, на которую оказывается давление, увеличилась почти вдвое, такого эффекта уже не обнаружено, что отчетливо видно на рис. 3.12.
Рис. 3.12 - Использование защитных накладок увеличенной длины
3.8 Описание процесса термопрессования
В общем виде процесс термопрессования изделий из предварительно пропитанных материалов, а значит и изоляции статорных обмоток на основе предварительно пропитанных лент, может быть представлен как процесс, состоящий из нескольких стадий (рис. 3.13):
- предварительный нагрев изоляции;
- прессование;
- отверждение изоляции;
- охлаждение.
На первой стадии процесса термопрессования температурно-временной режим обеспечивает подготовку связующего - придание ему необходимой подвижности. К концу этой стадии создается такая подвижность связующего по всей толщине изоляции, которая необходима для дальнейшего прессования ее высоким давлением. В случае недостаточной подвижности связующего может произойти излом слюдобарьера при прессовании. В то же время, преждевременная полимеризация связующего, возможная в конце этой стадии, затруднит его перераспределение на следующем этапе, а, следовательно, вызовет появление пор внутри изоляции, и снизит цементацию слоев.
Рис. 3.13 - Принципиальная диаграмма процесса термопрессования: 1 - предварительный нагрев, 2 - прессование, 3 - отверждение, 4 - охлаждение
На этапе прессования изоляции высоким давлением происходит перераспределение связующего, заполнение им воздушных прослоек и сжатие слоев изоляции до требуемого размера, сопровождающееся удалением избытков связующего. Результат этой стадии (толщина изоляции, количество связующего, содержание пустот в изоляции) зависит как от количества слоев изоляционной ленты, нанесенной до процесса термопрессования, так и от подготовки связующего, то есть от параметров стадии предварительного нагрева.
Последующее отверждение изоляции при повышенной температуре заканчивает формирование всех характеристик изоляции. Так как эпоксидные смолы являются сетчатыми полимерами, то температура и длительность отверждения определяют степень полимеризации связующего, то есть густоту пространственной сетки, что определяет механические и электрические характеристики композиционных материалов при повышенных температурах.
?/p>