книги из ГПНТБ / Рабинович А.Г. Технология производства гидроакустической аппаратуры учеб. для судостроит. техникумов

Токопроводящую массу ДС-20 используют в тех случаях, когда не допускается нагрев деталей при склеивании. Масса ДС-65 полимеризуется при нагревании до 60—65° С.

В состав токопроводящих клеящих масс ДС-20 и ДС-65 входят эпоксидные смолы ЭД-5 и ДЭГ-1, молекулярное серебро и отвердители: полиэтиленполиаминов — в массу ДС-20 и триэтаноламин — в массу ДС-65.

При приготовлении токопроводящих клеящих масс в фарфоро­ вом стакане смешивают навески эпоксидной смолы и молекуляр­ ного серебра. Затем в массу вводят отвердители и тщательно перемешивают ее в течение 10 мин. Жизнеспособность

Ws.

массы ДС-20 после введения отвердителя составляет 30—40 мин

Удельное объемное сопротивление токопроводящих масс в от-

ДС-20, составляет 17-106 н/м2, а массой ДС-65 — 34 • 106 н/м2. Токопроводящие клеящие массы наносят в виде отдельных то­

чек диаметром 2-^3 мм на свеженанесенный слой клеящих масс

ПД-20 или ДМ-5-65. Количество точек зависит от площади склеи­ ваемой поверхности. Токопроводящую массу наносят на поверх­ ность пьезокерамического элемента, отступя от края не менее чем на 5 мм.

§ 34. Армирование пьезокерамических преобразователей

Пределы прочности пьезокерамики при сжатии и растяжении не равны. Так, например, если при сжатии прочность пьезокерамики

При работе пьезокерамических преобразователей в режиме из­ лучения активный материал (пьезокерамика) испытывает значи­ тельные напряжения растяжения. Чтобы снизить величину растяги­ вающих напряжений в пьезокерамике и, следовательно, увеличить мощность излучения преобразователя, пьезокерамические элементы излучателей подвергают предварительному сжатию. Этот процесс называется армированием.

Известно большое количество различных способов армирования преобразователей: насадкой на пьезокерамическое кольцо нагре­ того металлического бандажа; намоткой на преобразователь стек­ лонити; с помощью расклинивания призм; центробежный способ армирования цилиндрических преобразователей; армирование стержневых преобразователей центральной стяжкой и др.

Рассмотрим наиболее распространенные способы армирования цилиндрических и стержневых пьезокерамических преобразова­ телей.

Армирование пьезокерамических цилиндрических блоков путем

металлическим бандажом при его остывании. Перед армированием на внешнюю поверхность пьезокерамического кольца наклеивают электроизоляционную прослойку из резины, гетинакса, текстолита или другого электроизоляционного материала.

новых сплавов. Высота бандажа по образующей обычно равна вы­ соте армируемого пьезокерамического блока.

Сжимающие напряжения в заармированном цилиндрическом пьезоблоке создаются за счет натяга, определяемого разностью между наружным диаметром армируемого пьезоблока и внутрен­ ним диаметром армирующего бандажа. Для уменьшения разброса в значениях механических сжимающих напряжений в пьезокера­ мике от блока к блоку производится селективная (избирательная) по размерам сборка преобразователей. При этом поступившие на сборку изготовленные в пределах установленных допусков бандажи распределяют по размерам внутреннего диаметра в три-четыре группы через 0,05 мм и соответственно маркируют.

Подготовленные к армированию пьезокерамические блоки шли­ фуют по наружному диаметру на круглошлифовальном станке до

размеров, обеспечивающих соответствующую посадку бандажей. Пьезоблоки комплектуют с соответствующими им бандажами не­ посредственно перед армированием.

Армирование насадкой нагретого бандажа производится на специальных установках. Схема одного из вариантов таких устано­ вок приведена на рис. 75. На основании 10 укреплена опорная ко­ лонна 3, вокруг которой верхняя часть установки может быть

повернута на 90°. В верхней части уста­ новки расположены нагревательная ка­ мера с теплоизоляционным кожухом 4, теплоизоляционная плита 7, электрона­ гревательный элемент 6 и приспособле­ ние 5 для захвата и центрирования ме­ таллического бандажа, которое закреп­ лено на штоке 1 пневмоцилиндра 2.

В нижней части установки располо­ жена камера охлаждения бандажа с под­ ставкой 9 для центрирования и установ­ ки армируемого пьезоблока и форсунка­ ми 8 для подачи сжатого воздуха или воды.

При армировании бандаж устанавли­ вается в приспособлении для захвата и удерживается в нем пластинчатыми пру­ жинами. Нагрев бандажа до температу­ ры 350—450°С обеспечивается электро­ нагревателем и регулируется автомати­ чески.

Подлежащий армированию пьезоблок устанавливается на центрирующей под­ ставке.

По достижении заданной темпера­ туры бандажа верхняя поворотная часть установки разворачивается на 90° и на­ гретый бандаж фиксируется строго со-

осно над пьезоблоком. Нижняя изоляционная плита убирается. Под действием пневмоцилиндра нагретый бандаж движется вер­ тикально вниз и насаживается на армируемый пьезоблок. В момент достижения бандажом подставки автоматически включается ох­ лаждение и через форсунки, расположенные по всей окружности охлаждающей камеры, подается сжатый воздух или вода под дав­ лением. Происходит быстрое охлаждение бандажа и армирование

пьезоблока. Приспособление 5 поднимается вверх.

А р м и р о в а н и е ц и л и н д р и ч е с к и х п ь е з о к е р а м и ч е - с к и х п р е о б р а з о в а т е л е й с т е к л о н и т ь ю включает в себя следующие основные технологические операции:

силовую намотку стеклонити на пьезокерамическое кольцо (стеклонить при этом обволакивается связующим);

полимеризацию связующего;

Рис. 77. Схема станка для армиро­ вания пьезокерамических колец стеклонитью.

Обработка ведется твердосплавными резцами при следующих режимах: скорость резания 140—200 м/мин; подача 0,1 мм/об; глу­ бина резания 0,1—0,3 мм.

ределенным усилием и фиксации этого усилия при помощи стяжной шпильки с гайкой.

В процессе армирования стержневой пьезокерамический преоб­

заданного значения Рп, после чего про­ изводится затяжка гайки 6 посредством ключа с установленным крутящим мо­ ментом Л1Кр.

Армированный преобразователь снимается с пресса и направ­ ляется на контроль электроакустических параметров.

Г е р м е т и з а ц и я п р е о б р а з о в а т е л е й производится из­ вестными способами вулканизации резиновых смесей, склеиванием резин с металлами клеями холодного отверждения, получением герметичных объемов с помощью дуговой сварки, заливкой актив­ ных элементов эпоксидными компаундами и т. д.

§ 35. Проверка параметров пьезокерамических активных

элементов и преобразователей

В процессе изготовления пьезокерамических преобразователей с целью проверки качества и соблюдения режимов технологиче­ ского процесса производятся замеры их параметров — внутреннего сопротивления постоянному току, сопротивления изоляции, элек­ трической прочности изоляции, электрической емкости, тангенса угла диэлектрических потерь и др.

ствляется с помощью тераомметров типов ЕК.6-7 и Е6-10 или ме­ гомметров типов МС-0,5 и МС-06. Тераомметры используются для замера RBH пьезоэлементов или преобразователей с рабочим напря­ жением до 500 в, а мегомметры — при рабочем напряжений свыше 500 в.

Замеры RBH ДОЛЖНЫ производиться с точностью ± 2 0 % . Перед замером образец необходимо выдерживать при нормальных усло­ виях (^ = 20 ±5° С, влажность не выше 65%) не менее 24 ч. Напря­

прибора. Выводы « + » и «—» прибора подключают к соответствую­ щим выводам преобразователя.

С о п р о т и в л е н и е и з о л я ц и и п р е о б р а з о в а т е л я ЯИЗ, т. е. сопротивление между выводами преобразователя, а также

между выводами и металлическим корпусом, измеряют тераомметрами и мегомметрами, которые выбираются в зависимости от рабо­

теля проверяется переменным током. Для этого необходимо изме­ рить сопротивление изоляции и убедиться, что оно соответствует норме. Обычно величина сопротивления изоляции составляет 5 Мол и более. Частота и величина испытательного напряжения, а также места подключения испытательной установки указываются в техни­ ческой документации на преобразователь.

Проверка электрической прочности изоляции производится на

ческих элементов и преобразователей производится на любом измерительном мосте, который на измеряемую емкость подает напря­ жение не свыше 10 в. Точность измерения по тангенсу угла диэлек­

Измерение емкости и тангенса угла диэлектрических потерь можно производить мостом типа МЛЕ-1. Если емкость измеряе­ мого образца меньше нижнего предела измерения используемого моста, то к измеряемому образцу подключается добавочный кон­ денсатор с известными значениями емкости Сдоб и тангенса угла

К о н т р о л ь п о л я р н о с т и пьезокерамических элементов или преобразователей производится с помощью осциллографа или гальванометра.

Для измерений элемент или преобразователь устанавливают на прокладке из пористой резины. Вывод преобразователя с марки­ ровкой « + » подключают к клемме «вход», а вывод с маркировкой «—» подключают к клемме «земля» осциллографа. При использо­ вании гальванометра выводы « + » и «—» преобразователя подклю­ чают к одноименным клеммам гальванометра.

Полярность элемента или преобразователя определяется легким постукиванием по активной поверхности. При правильной марки­ ровке выводов первый выброс на экране осциллографа будет на­ правлен вверх от линии развертки.

Если для контроля полярности используется гальванометр, то при правильной маркировке выводов первый бросок показания гальванометра при нажатии на активную поверхность должен быть в сторону, соответствующую положительному знаку возникающего заряда.

П р о в е р к е н а м е х а н и ч е с к у ю п р о ч н о с т ь подвергают сплошные и секционированные элементы цилиндрических преобра­ зователей, а также неармированные пьезоблоки. В процессе этой проверки выявляются скрытые дефекты отдельных элементов или дефекты, появившиеся при их склеивании и обработке.

Проверка механической прочности цилиндрических активных элементов осуществляется возбуждением в них напряжений растя­ жения — сжатия, меняющихся по симметричному циклу при резо­ нансных колебаниях системы.

Механические напряжения, возникающие в активном элементе в процессе проверки, контролируются током, протекающим через активный элемент. Схема подачи электрического напряжения на активный элемент и измерения протекающего через него тока зави­ сит от размеров и электрофизических параметров преобразователя и указывается в технической документации.

Проверка герметичности преобразователей внутренним воздуш­

в его внутреннюю полость подается воздушное давление, величина которого указывается в чертеже.

Испытания на герметичность внутренним воздушным давлением продолжаются 15 мин. По появлению или отсутствию воздушных

окончательно собранных преобразователей производятся в гидро­ баках (см. гл. 14). Перед испытаниями измеряют внутреннее со­ противление постоянному току и сопротивление изоляции преобра­ зователя. Преобразователь помещают в гидробак, концы присоеди­ нительных проводов выводят наружу через отверстия сальников гидробака и зажимают в сальниковых уплотнениях. После напол­ нения бака водой осуществляют повторные измерения внутреннего

сопротивления постоянному току и сопротивления изоляции преоб­ разователя. Если замеренные параметры соответствуют требова­ ниям ТУ, гидробак закрывают крышкой и поднимают в нем гидро­

истечении которых производят замер сопротивления изоляции. После этого давление в гидробаке снижают до нормального и вновь поднимают до значения /3 2 И сп = -Рраб-

Под давлением Ягисп преобразователь выдерживают в течение 24 ч, осуществляя при этом промежуточные измерения сопротивле­ ния изоляции преобразователя через 8 и 16 ч. По истечении 24 ч выдержки под давлением Ргисп давление в гидробаке снижают до нормального и снова производят замер сопротивления изоляции.

Преобразователь считается выдержавшим гидростатические ис­ пытания, если при его наружном осмотре не обнаружены механи­ ческие повреждения, а его сопротивление изоляции и внутреннее

3.Каким образом производится подготовка поверхностей для склеивания пьезоэлементов?

4.Каковы режимы отверждения клеящих масс ПД-20 и ДМ-5-65?

5.Как проверяется качество клеящей массы?

6.Каково назначение токопроводящих клеящих масс?

10.Как производится армирование стержневых преобразователей?

11.Какими приборами измеряется сопротивление изоляции преобразователей?

12.Каким образом проверяется электрическая прочность изоляции преобразо­ вателей?

13. Каков порядок проведения гидростатических испытаний преобразователей?

ГЛАВА 10

СБОРКА ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ

§ 36. Обпще сведения

Одной из составных частей процесса изготовления гидроакусти­ ческой аппаратуры является механическая сборка изделия. Под с б о р к о й понимают процесс соединения в определенной последо­ вательности отдельных деталей и материалов в сборочные узлы, блоки, приборы, системы для получения изделия. Выбор последси

вательности операций сборочного процесса зависит от конструкции изделия, вида производства и организационных форм сборки. Сбо­ рочные процессы являются одними из завершающих процессов из­ готовления изделия.

Базовой деталью при сборке в большинстве конструкций раз­ личных устройств служит каркас-шасси или основание. Сборку на­ чинают с установки на основание мелких деталей и узлов, а закан­ чивают установкой крупногабаритных деталей большого веса.

В ряде случаев сборочный процесс ведут, чередуя его с опера­ циями электрического монтажа.

§ 37. Размерные цепи при сборке

Р а з м е р н о й ц е п ь ю называется цепь связанных размеров, относящихся к одной или нескольким деталям и определяющих от­ носительное положение поверхностей или осей этих деталей. На

положение. Звено размерной цепи, которое при ее замыкании полу­

Для построения размерной цепи наносят две линии, которые связывают сопрягаемыми звеньями в виде стрелок. Звенья, кото­ рые, увеличиваясь, увеличивают замыкающий размер, изображают стрелкой, направленной слева направо или снизу вверх. Звенья, ко­ торые, увеличиваясь, уменьшают замыкающий размер, изображают стрелками, направленными справа налево или сверху вниз.