Простейшая электрическая цепь | Электрикам

Что такое электрическая цепь?

Под электрической цепью понимают совокупность взаимосвязанных элементов, образующих путь для протекания электрического тока. Все процессы в электрической цепи подчинятся законам электротехники. Входящие в состав электрической цепи элементы можно условно разделить на 3 группы: генерирующие устройства, приемные устройства и вспомогательные элементы.

Простейшая электрическая цепь включает в себя следующие основные компоненты (рисунок 1):

1. Источник электрической энергии (Источник тока).
2. Приемник электрической энергии.
3. Соединительные провода.

Также в состав простейшей электрической цепи может входить вспомогательное оборудование, например, замыкающее устройство, измерительные приборы (амперметр, вольтметр и пр.), защитные аппараты (предохранители и пр.).

Рис.1 Простейшая электрическая цепь

Источник электрической энергии, потребители, соединительные провода.

Источник электрической энергии — это устройство преобразующее различные виды энергии в электрическую энергию.

Источником электрической энергии может быть гальванический элемент, аккумулятор, электромеханический или термоэлектрический генератор, фотоэлемент и пр. Все источники электрического тока имеют внутренне сопротивление, но как правило оно мало по сравнению с сопротивлением других элементов цепи. Протекающий в цепи ток может быть как переменным, так и постоянным; его род определяется источником (например, гальванический элемент дает постоянное напряжение, обмотки трансформаторов и генераторов – переменное).

В зависимости от рода тока электрической цепи подразделяют:

• цепи постоянного тока;
• цепи переменного тока.

Потребителями в электрической цепи являются элементы, преобразующие электрическую энергию в механическую энергию, тепло, световое излучение и пр.

Примерами потребителей электроэнергии являются лампы накаливания, электронагревательные приборы, электродвигатели и другие элементы, требующие для работы потребление электрического тока.

Соединяющие элементы провода как правило выполняются из алюминия или меди. Это связано с низким удельным сопротивлением этих металлов – это значит, что потери напряжения в них будут незначительным. К недостаткам медных и алюминиевых проводов относят их существенное нагревание при превышении установленных предельных (максимально допустимых) значений тока и напряжения.

В состав любого электротехнического устройства (телефона, компьютера, телевизора и пр.) входят электрические цепи по которым, при наличии источника, может протекать электрический ток. В зависимости от  элементов используемых в электрической цепи, можно подразделить на:

• линейные или нелинейные цепи;
• пассивные или активные цепи.

Для удобства расчетов и наглядного представления электрических цепей используют электрические схемы. На них все элементы электрической цепи отображены при помощи условных знаков (графических обозначений). Каждый электрический элемент имеет графическое представление, регламентированное ГОСТом, поэтому составленная одним человеком схема, может быть понятна и корректно интерпретирована другим. Иногда представление на электрической схеме одного реального элемента, может быть выполнено совокупностью нескольких стандартных элементов.  Схема электрической цепи, представленной на рисунке 1, приведена на рисунке 2.

Рис.2 Схема простейшей электрической цепи

Протекание электрического тока возможно только в замкнутой электрической цепи.

Основными параметрами работы любого элемента, а также всей электроцепи в целом, являются значения тока, мощности и напряжения. Они определяют так называемый режим работы устройства. Для большинства электрических цепей значения тока и напряжения могут непрерывно меняться в широком диапазоне, следовательно режимов работы может быть бесконечное множество.

#1. Что представлено на изображении?

Схема электрической цепи

Электрическая цепь

Монтажная схема

#2. В чем измеряется удельное сопротивление?

Ом*мм

Ом

Ом*м

#3.

Как называется устройство преобразующее различные виды энергии в электрическую энергию?

Соединительные провода

Приёмник электрической энергии

Источник электрической энергии

Завершить

Отлично!

Попытайтесь снова(

18.09.2020

ТОЭ,Основы тоэ

Электрические цепи постоянного тока

Простейшая электрическая цепь постоянного тока

10 простых электрических цепей со схемами

Повседневная жизнь на Земле практически невозможна без электричества. От домов до крупных промышленных предприятий, мы все зависим от электричества. Мы знаем, что электрический ток течет по замкнутой цепи. Электрическая цепь представляет собой замкнутый контур, в котором непрерывный электрический ток идет от источника к нагрузке. Если вы пытаетесь описать электрическую цепь своему другу или соседу, скорее всего, вам придется нарисовать соединение. Например, если вы хотите объяснить схему освещения, может потребоваться больше времени, чтобы нарисовать лампочку, аккумулятор и провода, потому что разные люди рисуют различные компоненты схемы по-разному, и объяснение может занять много времени. Поэтому лучше научиться изображать простые электрические схемы. В этой статье мы приводим чертежи некоторых простых электрических цепей: цепь освещения переменного тока, цепь зарядки аккумулятора, счетчик энергии, цепь выключателя, цепь кондиционера, цепь термопары, цепь освещения постоянного тока, цепь мультиметра, цепь трансформатора тока и цепь однофазного двигателя. .

Цепь переменного тока для лампы

Для лампы нам понадобится два провода; один — нейтральный провод, а другой — провод под напряжением. Эти два провода подключаются от лампы к главному щиту питания. Желательно использовать разные цвета для проводов под напряжением и нейтральных проводов. Общепринятой практикой является использование красного цвета для проводов под напряжением и черного цвета для нейтрального провода. Для включения и выключения лампы нам нужен элемент управления, называемый выключателем, который находится в проводе под напряжением между основным питанием и лампой. Если переключатель включен, электрическая цепь замкнута и лампа светится, а если переключатель выключен, он отключит питание лампы. Для безопасной работы эта проводка помещается в коробку, называемую распределительной коробкой. Провод переключателя и провод под напряжением представляют собой один провод; это просто разрез между ними, чтобы подключить переключатель. Если вы хотите заменить лампу, не забудьте выключить лампу и, если возможно, отключить питание цепи.

Цепь зарядки аккумулятора

Зарядка аккумулятора осуществляется с помощью выпрямителя. Основная функция выпрямителя заключается в преобразовании переменного тока (переменного тока) в постоянный (постоянный ток). Выпрямитель, показанный на схеме, представляет собой мостовой выпрямитель, в котором четыре диода соединены в виде моста. В цепи добавлено сопротивление, чтобы ограничить протекание тока. Когда питание подается на выпрямитель через понижающий трансформатор, он преобразует питание переменного тока в питание постоянного тока, которое поступает в аккумулятор, тем самым заряжая его. Обычно эта цепь заключена в зарядное устройство или инвертор, и только клеммы выходят из зарядного устройства для подключения к аккумулятору для зарядки.

Электрическая цепь кондиционирования воздуха

Кондиционирование воздуха — это процесс, который нагревает, охлаждает, очищает и обеспечивает циркуляцию воздуха вместе с контролем его влажности. Электрическая часть переменного тока включает силовое оборудование для двигателей и стартеры для вентиляторов компрессора и конденсатора. Сопутствующее электрическое оборудование включает в себя электромагнитные клапаны, реле высокого и низкого давления, реле высокой и низкой температуры, а также предохранительные выключатели при перегрузке по току, пониженном напряжении и т. д.

Вентиляторы компрессора и конденсатора приводятся в действие простым трехфазным асинхронным двигателем переменного тока с фиксированной скоростью, каждый из которых имеет собственный пускатель и питается от распределительного щита. Текущее техническое обслуживание электрооборудования и поиск неисправностей двигателя и стартеров включает очистку, проверку соединений, проверку изоляции и т. д.

Цепь выключателя

Мы используем выключатели для освещения, вентиляторов и т. д. много раз в день, но обычно мы не пытаемся см. соединение, сделанное внутри переключателя. Функция переключателя заключается в подключении или замыкании цепи, идущей к нагрузке от источника питания. Он имеет подвижные контакты, которые обычно разомкнуты.

Как показано на схеме, подача питания на нагрузку осуществляется через схему переключения, поэтому подачу питания можно отключить, оставив переключатель разомкнутым.

Цепь освещения постоянного тока

Для небольшой светодиодной лампы обычно используется источник постоянного тока (батарея). Эта схема очень проста. Батарея имеет две точки, анод и катод. Анод положительный, а катод отрицательный. Лампа имеет две клеммы — одна плюсовая, а другая минусовая. Положительный вывод лампы подключается к аноду, а отрицательный вывод лампы подключается к катоду батареи. После подключения лампа загорится. Чтобы разрешить включение или выключение, подключите переключатель (схема выше) между любым проводом, который отключит или подаст напряжение постоянного тока на светодиодную лампу.

Более простые электрические схемы и простые электрические устройства обсуждаются на следующей странице.

Цепь термопары

Предыдущая страница была посвящена работе с несколькими простыми электрическими цепями, здесь мы продолжим тему и изучим еще несколько простых электрических устройств и их назначение.

Когда переходы, образованные из двух разнородных однородных материалов, подвергаются воздействию разницы температур, генерируется ЭДС. Это называется эффектом Зеебека. На рисунке показана термопара, состоящая из двух проводов, один из которых железный, а другой из константана, с вольтметром. Этот вольтметр будет измерять генерируемую ЭДС, и его можно откалибровать для измерения температуры. Разница температур между горячим и холодным спаем создаст пропорциональную ей ЭДС. Если температура холодного спая поддерживается постоянной, то ЭДС пропорциональна температуре горячего спая.

Счетчик энергии или мотор-счетчик

Энергия – это общая мощность, потребляемая за определенный интервал времени. Мощность, потребляемая за определенный период времени, может быть измерена электросчетчиком или электросчетчиком. Счетчики энергии используются во всех линиях электроснабжения каждого дома для измерения мощности, потребляемой как в цепях постоянного, так и переменного тока. Измеряется в ватт-часах или киловатт-часах. Для цепей постоянного тока счетчик может быть ампер-часом или ватт-часом.

Алюминиевый диск, который непрерывно вращается при потреблении энергии. Скорость вращения пропорциональна мощности, потребляемой (в ватт-часах) нагрузкой. Счетчики энергии имеют катушку давления и катушку тока. Когда напряжение подается на катушку давления, ток протекает через катушку и создает поток, который создает крутящий момент на диске. Ток нагрузки протекает через катушку тока и создает другой поток, который оказывает противоположное крутящее усилие на алюминиевый диск. Результирующий крутящий момент воздействует на диск и приводит к вращению диска, которое пропорционально используемой энергии и регистрируется в измерителе энергии.

Схема мультиметра

Мультиметр, вероятно, является одним из самых простых электрических устройств, которые могут измерять сопротивление, ток и напряжение. Это незаменимый прибор, который можно использовать для измерения постоянного и переменного напряжения и тока. Применяется для проверки целостности цепи (по шкале омметра, для измерения протекания постоянного тока, постоянного напряжения в цепи, а также для измерения переменного напряжения на силовом трансформаторе. Состоит из гальванометра, последовательно соединенного с сопротивлением .Ток, протекающий в цепи, то есть напряжение в цепи, можно измерить, подключив клеммы мультиметра к цепи.Он в основном используется для проверки непрерывности обмоток в двигателе.

Цепь трансформатора тока

Трансформатор тока используется для измерения силы тока в цепи с помощью амперметра низкого диапазона. Фактически, он понижает ток до уровня диапазона амперметра. Он имеет первичную обмотку и вторичную обмотку. Первичная обмотка подключается к силовой цепи так, что через нее проходит измеряемый ток. Вторичная обмотка трансформатора подключена к амперметру. Трансформатор понизит ток до значения, которое может быть измерено подключенным амперметром.

Однофазные двигатели предназначены для работы от однофазного источника питания и могут выполнять широкий спектр полезных функций в домах, офисах, фабриках и мастерских, а также в других коммерческих учреждениях.

Однофазный двигатель имеет две клеммы в клеммной коробке внешнего корпуса. Одна из этих клемм связана с токоведущим проводом силовой цепи, а другая — с нейтральным проводом. Когда электропитание подается на двигатель, двигатель будет работать до тех пор, пока не будет отключено электропитание.

На этом однофазном двигателе работает даже вентилятор. Иногда вентилятор не запускается, когда мы его включаем. Причина в том, что конденсатор, используемый для запуска однофазного двигателя, не работает. Лучший способ решить эту проблему — заменить конденсатор.

Электрические цепи

Эта основная идея исследуется через:

• Противопоставление студенческих и научных взглядов
• Критические идеи обучения
• Педагогическая деятельность

Противопоставление студенческого и научного взглядов

Студенческий повседневный опыт

Студенты имеют большой опыт использования повседневных бытовых приборов, работа которых зависит от электрических цепей (фонарики, мобильные телефоны, iPod). Скорее всего, у них сложилось ощущение, что вам нужна батарея или выключатель питания, чтобы они «работали», и что батареи могут «разряжаться». Они склонны думать об электрических цепях как о чем-то, что они называют «током», или «энергией», или «электричеством», или «напряжением» — названиями, которые они часто используют взаимозаменяемо. Это неудивительно, учитывая, что все эти ярлыки часто используются в повседневном языке с неясным значением. Какой бы ярлык ни использовали учащиеся, они, скорее всего, увидят электрические цепи как связанные с «потоком» и чем-то, что «сохраняется», «используется» или и тем, и другим. Некоторая повседневная лексика, например о «зарядке аккумуляторов», также может быть источником концептуальной путаницы для учащихся.

В частности, учащиеся часто рассматривают ток как то же самое, что и напряжение, и думают, что ток можно хранить в батарее, и этот ток можно израсходовать или преобразовать в форму энергии, такую ​​как свет или тепло.

Студенты обычно используют четыре модели для объяснения поведения простой схемы, содержащей батарею и лампочку. Они были описаны исследователями как:

В частности, учащиеся часто рассматривают ток как то же самое, что и напряжение, и думают, что ток может храниться в батарее, и этот ток может быть использован или преобразован в форму энергии, такую ​​как свет или тепла.

Студенты обычно используют четыре модели для объяснения поведения простой схемы, содержащей батарею и лампочку. Они были описаны исследователями как:

Повседневный опыт учащихся с электрическими цепями часто приводит к запутанному мышлению. Учащиеся, которые знают, что можно получить удар током, если дотронуться до клемм пустой бытовой розетки, если выключатель включен, поэтому иногда считают, что в розетке есть ток, независимо от того, касаются они ее или нет. (Точно так же они могут полагать, что в любых проводах, подключенных к батарее или розетке, есть ток, независимо от того, замкнут ли выключатель.)

Некоторые студенты считают, что пластиковая изоляция проводов, используемых в электрических цепях, удерживает и направляет электрический ток так же, как водопроводные трубы удерживают и контролируют поток воды.

Исследования: Osborne (1980), Osborne & Freyberg (1985), Shipstone (1985), Shipstone & Gunstone (1985), White & Gunstone (1980) ) относится к области науки.

Модели играют важную роль, помогая нам понять вещи, которых мы не видим, и поэтому они особенно полезны при попытке разобраться в электрических цепях. Модели ценятся как за их объяснительную способность, так и за их предсказательную способность. Однако модели также имеют ограничения.

Модель, используемая сегодня учеными для электрических цепей, использует идею о том, что все вещества содержат электрически заряженные частицы (см.
Макроскопические и микроскопические свойства). Согласно этой модели, электрические проводники, такие как металлы, содержат заряженные частицы, которые могут относительно легко перемещаться от атома к атому, тогда как в плохих проводниках, таких как керамика, заряженные частицы перемещаются гораздо труднее.

В научной модели электрический ток представляет собой общее движение заряженных частиц в одном направлении. Причиной этого движения является источник энергии наподобие батареи, которая толкает заряженные частицы. Заряженные частицы могут двигаться только тогда, когда существует полный проводящий путь (называемый «контуром» или «петлей») от одного вывода батареи к другому.

Простая электрическая цепь может состоять из батареи (или другого источника энергии), лампочки (или другого устройства, использующего энергию) и проводников, соединяющих две клеммы батареи с двумя концами лампочки. В научной модели такой простой цепи движущиеся заряженные частицы, которые уже присутствуют в проводах и в нити накала лампочки, — это электроны.

Электроны заряжены отрицательно. Батарея отталкивает электроны в цепи от своей отрицательной клеммы и притягивает их к положительной клемме (см.
Электростатика – бесконтактная сила). Любой отдельный электрон перемещается только на короткое расстояние. (Эти идеи получили дальнейшее развитие в основной идее «Понятие напряжения»). В то время как фактическое направление движения электронов — от отрицательного к положительному выводу батареи, по историческим причинам обычно направление тока описывается как направление от положительного к отрицательному выводу (так называемый «условный ток»). ‘).

Энергия батареи сохраняется в виде химической энергии (см. основную идею «Преобразование энергии»). Когда он подключен к полной цепи, электроны движутся, и энергия передается от батареи к компонентам цепи. Большая часть энергии передается световому шару (или другому потребителю энергии), где она преобразуется в тепло и свет или в какую-либо другую форму энергии (например, звук в iPod). Очень небольшое количество преобразуется в тепло в соединительных проводах.

Напряжение батареи говорит нам, сколько энергии она обеспечивает компонентам схемы. Это также говорит нам кое-что о том, насколько сильно батарея выталкивает электроны в цепи: чем больше напряжение, тем сильнее толчок (см.
Использование энергии).

Важные обучающие идеи

• Электрический ток представляет собой общее движение заряженных частиц в одном направлении.
• Для получения электрического тока необходима непрерывная цепь от одной клеммы батареи к другой.
• Электрический ток в цепи передает энергию от батареи к компонентам цепи. В этом процессе ток не «расходуется».
• В большинстве цепей движущимися заряженными частицами являются отрицательно заряженные электроны, которые всегда присутствуют в проводах и других компонентах цепи.
• Батарея толкает электроны по цепи.

Исследование: Loughran, Berry & Mulhall (2006)

Количественные подходы к обучению (например, с использованием закона Ома) могут препятствовать развитию концептуального понимания, и их лучше избегать на этом уровне.

Язык, используемый учителями, важен. Использование слова «электричество» следует ограничить, поскольку его значение неоднозначно. Говоря о «течении» тока вместо движения заряженных частиц, можно усилить неверное представление о том, что ток — это то же самое, что и электрический заряд; поскольку «заряд» является свойством веществ, подобно массе, лучше говорить о «заряженных частицах», чем о «зарядах».

Идея фокуса
В разделе «Введение в научный язык» содержится дополнительная информация о развитии научного языка у учащихся.

Использование моделей, метафор и аналогий крайне важно для развития понимания учащимися электрических цепей, потому что объяснение того, что мы наблюдаем в цепи (например, зажигание лампочки), включает в себя использование научных идей о вещах, которые мы не можем видеть, таких как энергия и электроны. Поскольку все модели/метафоры/аналогии имеют свои ограничения, важно использовать их множество. Не менее важно четко понимать сходства и различия между любой используемой моделью/метафорой/аналогией и рассматриваемым явлением. Общее ограничение физических моделей (в том числе приведенных ниже) заключается в том, что они подразумевают, что любой данный электрон движется по всей цепи.

Исследуйте взаимосвязь между идеями об электричестве и преимуществами и ограничениями моделей в
Карты развития концепции – электричество и магнетизм и модели

Некоторые полезные модели и аналогии для использования:

• аналогия с велосипедной цепью — это полезно для развития идеи потока энергии, для отличия этого потока энергии от тока и для демонстрации постоянства тока в данной цепи. Движение велосипедной цепи аналогично току в полной цепи. Движущаяся цепь передает энергию от педали (то есть «батареи») к заднему колесу (то есть «компонентам цепи»), где энергия преобразуется. Эта модель имеет ограниченную полезность и требует, чтобы учащийся осознал, что заднее колесо является компонентом, выполняющим преобразование энергии.

• модель желейных бобов — это полезно для развития идеи о том, что движение электронов в цепи сопровождается передачей энергии. Учащиеся разыгрывают «электроны» в электрической цепи. Каждый из них собирает фиксированное количество желейных бобов, представляющих энергию, когда они проходят через «батарейку», и отдают эту «энергию», когда они достигают/проходят через «лампочку». Эти студенческие «электроны» затем возвращаются к «батарее» для получения дополнительной «энергии», что включает в себя получение большего количества мармеладок.

Другое описание этого вида деятельности представлено в виньетке PEEL
Ролевая игра «Жемейные бобы». Эта модель может быть очень мощной, но важным ограничением является то, что она представляет энергию как субстанцию, а не как изобретенную человеком конструкцию.

• модель веревки — эта модель помогает объяснить, почему в электрической цепи происходит нагрев. Учащиеся образуют круг и свободно держат непрерывную петлю из тонкой веревки горизонтально. Один ученик действует как «батарейка» и тянет веревку так, чтобы она скользила по рукам других учеников, «компонентов схемы». Студенты могут чувствовать, как их пальцы нагреваются, поскольку энергия трансформируется, когда студенческая батарея тянет веревку

Для получения дополнительной информации о разработке идей об энергии см. основную идею
Использование энергии.

• модель водяного контура — часто используется в учебниках, и на первый взгляд кажется, что это модель, с которой учащиеся могут легко разобраться; однако важно, чтобы учителя знали о его ограничениях.

В этой модели насос изображает аккумулятор, турбина — лампочку, а водопроводные трубы — соединительные провода. Важно указать учащимся, что этот водяной контур на самом деле отличается от бытового водоснабжения, потому что в противном случае они могут опираться на свой повседневный опыт и ошибочно заключить, например, что электрический ток может просачиваться из проводов контура таким же образом, как вода может вытекать из труб.

Исследование: Loughran, Berry & Mulhall ​(2006)

Преподавательская деятельность

Открытое обсуждение через обмен опытом

Упражнение POE (Предсказать-Наблюдать-Объяснить) — полезный способ начать обсуждение. Дайте учащимся батарейку, лампочку для фонарика (или другую лампочку с нитью накаливания) и соединительный провод. Попросите их предсказать, как должна быть подключена цепь, чтобы лампочка загорелась. Примечание: НЕ предоставляйте держатель лампы. Это должно вызвать дискуссию о необходимости полной петли для тока и о пути тока в лампочке. Эту деятельность можно расширить, поощряя учащихся использовать другие материалы вместо проволоки.

Оспорить некоторые существующие идеи

Ряд POE (Предсказать-Наблюдать-Объяснить) можно построить, изменив элементы существующей схемы и попросив учащихся сделать прогноз и их обоснование этого прогноза. Например, попросите учащихся предсказать изменения, которые могут произойти в яркости лампочки, когда она подключена к батареям с разным напряжением.

Прояснить и закрепить идеи для/посредством общения с другими

Попросите учащихся изучить модели и аналогии электрических цепей, представленные выше. Учащиеся должны оценить каждую модель на предмет ее полезности для разъяснения представлений об электрических цепях. Студентов также следует поощрять к выявлению ограничений моделей.

Обратите внимание учащихся на упущенную из виду деталь

Попросите учащихся изучить работу горелки и нарисовать рисунок, показывающий путь тока при замкнутом выключателе.

Гальванопластика

Гальванопластика – технология получения точных металлических копий, путем осаждения металла на модели, которые после окончания процесса отделяются. Точность рабочих размеров и шероховатостей поверхности, получаемых гальванопластических копий, всецело зависят от точности размеров и шероховатости поверхности самой модели, на которую происходит осаждение металла.

Важную роль в процессе гальванопластического формирования изделия играет подготовка поверхности используемой формы, и создание на ней токопроводящего слоя.

Перед нанесением токопроводящего слоя, поверхность модели должна быть тщательно вымыта и обезжирена.

Нанесение токопроводящего слоя.

Существует несколько разновидностей токопроводящих слоев, каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Выбор токопроводящего слоя зависит от ряда факторов, и, прежде всего, от материала модели.

Для моделей из эластомеров (каучуки, резины и др.) чаще всего используется коллоидный графит. Поверхность предварительно обрабатывают (протирают) ацетоном или спиртом, высушивают. Графит наносят мягкой кисточкой на поверхность модели, до тех пор, пока слой не будет выглядеть равномерным и однотонным. Излишки графита сдувают, после чего поверхность модели промывают водой. Данный метод рекомендуется использовать в том случае, когда есть возможность проникнуть кистью во все полости матрицы и равномерно нанести слой графита.

Для моделей с более сложным рельефом поверхности, рекомендуется наносить токопроводящую пленку из серебра. Для этого модель обезжиривают, промывают и погружают на 5-10 мин в раствор сенсибилизации.

Состав раствора сенсибилизации:

После обработке в растворе сенсибилизации следует тщательная промывка модели в холодной воде, в результате чего, происходит гидролиз двухлористого олова с образованием на ее поверхности малорастворимых соединений.

После сенсибилизации проводится процесс химического серебрения из следующих растворов:

А.

Б.

Данные растворы должны быть приготовлены в отдельных емкостях, охлаждены до температуры 8-12⁰С, и затем, непосредственно перед серебрением, при перемешивании, раствор «Б» вливают в раствор «А», по следующей технологии:

Металлизируемую модель опускают в емкость и льют на нее одновременно раствор «А» и дистиллированную воду. После этого, в емкость вливают раствор «Б». Раствор «А», раствор «Б» и дистиллированная вода берут в соотношении 1:1:1. Операцию необходимо повторить 2 раза.

Далее модель, с нанесенным токопроводящим слоем, погружают в сернокислую ванну меднения для нанесения на нее затягивающего слоя меди.

Для моделей, выполненных из диэлектриков, как правило, используется способ химического нанесения токопроводящего слоя. Модель предварительно тщательно обезжиривается, причем отдельно внимание уделяется такому параметру как «смачиваемость» поверхности.

Ранее часто применялись раздельные растворы для сенсибилизации и активации поверхности диэлектрика, но в настоящее время, в основном используются растворы «смешанного» типа, в которых одновременно происходит и сенсибилизация, и активация поверхности.

Состав раствора и режим работы:

После обработки в «смешанном» растворе сенсибилизации и активации модель необходимо тщательно промыть в холодной воде, это необходимо для образования на поверхности модели пленки из коллоидного палладия.

Далее на поверхность наноситься слой химической меди, и модель можно завешивать в сернокислую ванну меднения для дальнейшей металлизации.

Нанесение полупроводниковых пленок.

Сущность этого метода состоит в операции адсорбции неорганических веществ поверхностью полимера и преобразование их в кисло растворимые соединения под действием сульфирующих агентов.

Рассмотрим нанесение токопроводящих пленок на основе сульфида свинца и меди.

Нанесение сульфида свинца осуществляется из раствора следующего состава:

После нанесения пленки из сульфида свинца модель необходимо промыть в горячей проточной воде. При наличии не прокрытых мест операцию необходимо повторить.

Недостатком этого способа является повышенная температура, затрудняющая работу с некоторыми видами диэлектриков, или с моделями, размер которых является точно заданным. Так же к недостаткам можно отнести тот факт, что данный раствор является по сути одноразовым.

Нанесение токопроводящего слоя сульфида меди.

Преимуществами данного способа перед вышеописанным является небольшое время продолжительности процесса и сравнительно высокая стабильность применяемых растворов. Технология нанесения сульфида меди заключается в последовательной обработке поверхности раствором соли металла, водой и раствором сульфидирующего агента. Адсорбция на поверхности продуктов гидролиза соли металла происходит на стадии промывки водой.

Технология нанесения токопроводящей пленки сульфида меди

1. Сорбция в растворе:

2. Гидролиз в воде, в течении 5-10 сек (0,1-0,2 мин).

3. Сульфидирование в растворе:

4. Промывка в воде в течение 0,1-0,5 мин.

Модель или деталь проходит выше описанные стадии несколько раз, до тех пор, пока на ней не появится коричневая пленка. Когда пленка станет равномерной по всей площади детали, процесс можно прекращать и приступать к затяжке поверхности медью или никелем.

Нанесение гальванических осадков.

После нанесения токопроводящего слоя на модель, необходимо провести операцию «затяжки» или нанесения первичного покрытия.

Затяжку производят при низких плотностях тока, что обеспечивает эластичность осаждаемого металлического покрытия. Затяжку осуществляют в разбавленных сернокислых электролитах меднения.

Состав электролита “затягивающая медь” и режим работы:

Модель завешивается в ванну под током. Необходимо следить за тем, что бы при завешивании в углубленных местах, полостях модели не оставалось пузырьков воздуха, иначе там останутся не прокрытые участки.

После осаждения “затягивающего” слоя меди модель переносят в ванну для наращивания более толстого “рабочего” слоя меди, никеля или железа.

Электролиты для нанесения “рабочего” слоя металлопокрытия и режимы работы.

Состав и режим работы:

Состав электролита(г/л) и режим работы	Электролит №1	Электролит №2	Электролит №3	Электролит №4
Никель сернокислый	170	240	140-160	360
Никель хлористый	—	45	—	—
Борная кислота	—	30	20-30	30
Натрий хлористый	40	—	—	40
Натрий уксуснокислый	50	—	—	—
Уксусная кислота, 80%	1	—	—	—
Магний сернокислый	—	—	25-30	—
Натрий сернокислый	—	—	180-200	—
Калий хлористый	—	—	5-10	—
Натрий фтористый	—	—	—	15
Катодная плотность тока, А/дм2	4-8	5-10	0,5-0,8	1,5
Температура, 0С	70-72	50-60	36-38	40
pH	—	—	5. 6-5.8	5.6

Электролиты для нанесения “рабочего” слоя меди.

Состав и режим работы:

Для нанесения толстых слоев железа, используются сернокислые и хлористые электролиты железнения.

Сернокислые электролиты для нанесения “рабочего” слоя железа.

Состав и режим работы:

Хлористые электролиты железнения.

Состав и режим работы:

В декоративной гальванопластике процессы железнения почти не используются, т. к. это больше прерогатива промышленных производств, при изготовлении матриц или пресс форм. В декоративной гальванопластике чаще всего используются электролиты меднения и реже электролиты никелирования, с последующим нанесением на полученную медную или никелевую модель изделия тонкого слоя серебра или золота, либо иной другой способ придания модели или изделию товарного вида. Гальванопластика является достаточно трудоемким процессом и требует постоянного контроля при проведении такого вида работ. Процессы гальванопластического осаждения толстых слоев могут быть достаточно длительными по времени, в зависимости от необходимой толщины осаждаемого слоя, и могут длиться от нескольких часов до нескольких недель.

Что такое гальванопластика — Art Stone Group Москва

Осваивая новые способы изготовления декоративных изделий и предметов искусства, человек нередко обращается к науке. Сегодня знания из областей физики и химии необходимы мастерам, работающим с декором. В этой статье мы расскажем о технологии гальванопластики, раскроем ее преимущества и опишем области применения.

Гальванопластика — это раздел гальванотехники, посвященный формообразованию из цветного металла путем его осаждения из специального раствора (электролита) под воздействием электрического тока. Проще говоря, гальванопластика — это технология получения металлических изделий или точных металлических копий предметов. Тонкий слой металла оседает на модели путем электрохимического воздействия, потом модель отделяется от металла — получается копия. Толщина слоя металла, наносимого на предмет, составляет примерно 0,25-2,00 мм.

Метод гальванопластики был открыт русским ученым Б. С. Якоби в первой половине XIX века. Свое название этот метод получил по той причине, что получаемые изделия «пластически точно» копируют оригинал. Отличительной особенностью метода гальванопластики является характеристика прочности сцепления осаждаемого металла с поверхностью формы. Сцепление должно быть минимальным, чтобы осажденный слой свободно отделялся от покрываемой формы без ее повреждения или разрушения.

Сегодня гальванопластику используют в случаях, когда оригинал изделия имеет сложную форму или фактуру, и повторить его путем литья, ковки, штамповки или механической обработки практически невозможно. Гальванопластика широко применяется во многих областях, в том числе, при изготовлении точных художественных копий небольших скульптур или предметов декора, ювелирных украшений.

Технология гальванопластики

Процесс состоит из нескольких этапов:

1. Изготовление формы;
2. Нанесение токопроводящего (или разделительного) слоя на форму;
3. Гальваническое наращивание;
4. Отделение готового изделия от формы.

Формы, изготавливаемые для гальванопластики, должны соответствовать ряду требований:

• легко отделяться от копируемого предмета, без повреждения самой формы или полученной металлической копии;
• не давать усадку и не деформироваться в процессе затвердевания, охлаждения, сушки;
• быть устойчивыми к воздействию электролита, не разрушаться в процессе электролиза, не давать осадка и не загрязнять электролит;
• обладать достаточной адгезией к наносимому токопроводящему или разделительному слою.

Классификация форм для гальванопластики

По материалу формы для гальванопластики делятся на металлические и неметаллические, по конструкции — на сплошные и составные, по времени использования — на однократно используемые и многократно используемые.

Металлические формы изготавливаются из меди, стали, алюминия, свинца или титана. Неметаллические формы могут быть пластмассовыми, деревянными, гипсовыми, стеклянными, восковыми или пенопластовыми. Комбинированные формы сочетают в себе несколько материалов. Многократно используемые формы являются неразрушимыми, а однократно используемые можно растворять, выжигать или выплавлять, чтобы отделить металлическую копию от формы. Сплошные (неразборные) формы, как правило, отливают из воска или металла, составные формы делают из пластмассы, гипса, пенопласта и других материалов.

После того как форма изготовлена, следует этап ее покрытия токопроводящим слоем (если форма неметаллическая) или разделительным слоем (если форма металлическая). Перед нанесением такого слоя следует провести предварительную обработку поверхности формы: очистить ее от ржавчины, налета, пыли и грязи; обезжирить и высушить.

Токопроводящий слой для неметаллических форм может наноситься механическими или химическими способами: в первом случае происходит напыление металлического порошка (часто используется графит), во втором – производится меднение, никелирование, или кобальтирование. Важно, чтобы в итоге поверхность формы стала электропроводящей.

Разделительный слой для металлических форм может быть неорганическим (например, из солей или оксидов), или органическим (из специальных пленок). Иногда оксидный слой самопроизвольно образуется на поверхностях форм из металла, например, при работе с титаном, никелем, нержавеющей сталью или некоторыми сплавами алюминия.

Основной этап процесса гальванопластики – гальваническое наращивание. На этом этапе происходит электроосаждение слоев металла на форме. Наиболее популярными металлами для изготовления копий являются медь и никель. Далее происходит подключение формы к источнику тока и ее помещение в гальваническую емкость, наполненную специальной жидкостью – электролитом. В качестве электролитов используются сульфатные электролиты меднения, сульфаминовый или сульфатно-хлоридный электролит никелирования. Для ускорения процесса к раствору добавляется серная кислота.

По окончании процесса электролиза происходит отделение готового изделия от формы, по необходимости выполняются полировка, нанесение функциональных покрытий и художественная обработка.

Для получения копий предметов искусства (копий мелких скульптур, барельефов, гербов, монет, медалей, эмблем, ювелирных украшений) чаще всего применяют метод осаждения меди. Для приготовления электролита используется медный купорос – смешивается сульфат меди и серная кислота. Медный купорос выделяет ионы меди (катионы) в процессе прохождения тока через электролит. Катионы оседают на форме, подключенной к катоду (электроду, на котором происходят реакции восстановления металла). По завершении электролиза форма также отделяется от слоя осажденного металла, из него получается точная копия изделия. Медь осаждается не только в качестве основного слоя покрытия, но и как промежуточный слой при никелировании, хромировании, серебрении и золочении изделий.

Преимущества метода гальванопластики перед другими способами копирования деталей и декоративных изделий

1. Высокое качество воспроизводимых копий;
2. Возможность точного воспроизведения мельчайших деталей фактуры и рельефа оригинального изделия;
3. Возможность изготовления как уникальных изделий, так и крупных партий;
4. Низкая стоимость производства по сравнению с другими методами: литьем, ковкой, чеканкой;
5. Высокая скорость изготовления гальванопластических изделий;
6. Многократное использование одной и той же формы;
7. Тождественность копий, снимаемых с одной формы;
8. Возможность изготавливать не только мелкие, но и крупные изделия — в зависимости от размера гальванической емкости и мощности источников тока;
9. Меньший вес копии по сравнению в оригинальным изделием;
10. Возможность придать изделию необходимый цвет и создать защитное покрытие на этапе финишной обработки.

Метод гальванопластики позволяет создавать изделия, до мельчайших подробностей совпадающие с оригиналом. Можно воспроизводить копии фактур коры дерева, выделанной кожи, натурального камня, растений (листьев и цветов) и даже металлические копии насекомых.

Область применения гальванопластики

Область применения гальванопластики в промышленности довольно обширна. При помощи этого метода изготавливаются, например, бесшовные трубы, волноводы, гильзы с кумулятивным зарядом (для бронебойных снарядов и бурения нефтяных скважин), пресс-формы и штампы, пластины для печати и тиснения. Кроме того, гальванопластика применяется в оптике — при изготовлении видеодисков и голографических штампов, телескопов, отражателей. Изготавливаются также тонкослойные изделия: печатные платы, огнестойкие одеяла, бесшовные ленты, солнечные поглотители, решетки для микроскопов и сита для сахарной центрифуги. В авиационно-космической промышленности метод гальванопластики применяется для производства радиаторов ракетных конусов, воздухозаборников, прожекторов, щитов для лопастей вертолетов. Гальванопластика используется даже в производстве таких повседневных изделий, как электробритвы!

Наиболее интересной областью применения метода является художественная гальванопластика. При помощи этой технологии можно копировать барельефы, гербы, монеты, ордена и медали, ювелирные украшения. Еще гальванопластика применяется при реставрации или создании декора интерьера: подсвечников, статуэток, сувениров и даже некоторых предметов мебели (например, ножек стульев или дверных ручек).

Методом гальванопластики можно воспроизводить и скульптуры. На первом этапе процесса создания таких скульптур изготавливается первичная форма из глины. После этого глиняная фигура разделяется на несколько частей, с которых снимаются гипсовые копии — вторичные формы. Гипсовые элементы подвергаются обработке: их тщательно высушивают и пропитывают. Пропитка гипса нужна потому, что сам по себе материал обладает высокой гигроскопичностью. Поэтому необходимо пропитать его воском или парафином. На следующем этапе на гипсовые формы наносят графитный слой, чтобы изделие могло проводить электрический ток.

После этого гипсовые элементы, покрытые графитом, помещают в гальваническую ванну (емкость с электролитом) и запускают процесс электролиза — на формы оседает медь. Добавленная к электролиту серная кислота ускоряет процесс осаждения металла. Полученные металлические копии монтируют и соединяют друг с другом, так, что получается готовая скульптура. В последствии мастера осуществляют монтажные работы: изготавливают каркас для изделия, припаивают отдельные элементы, зачищают швы.

В компании Art Stone Group вы можете заказать изготовление скульптур и других художественных изделий, полученных методом гальванопластики. Внешне они практически неотличимых от изделий из бронзы!

ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ

Загрузить еще

Все
Арт
Тренды
Технологии
Стили
Интервью
Мероприятия

Что такое гальваническое покрытие и как оно работает

Гальванопокрытие — популярный процесс отделки и улучшения металла, используемый в самых разных отраслях промышленности для различных целей. Однако, несмотря на популярность гальваники, очень немногие за пределами отрасли знакомы с этим процессом, что это такое и как он работает. Если вы планируете использовать гальваническое покрытие в своем следующем производственном процессе, вам необходимо знать, как этот процесс работает и какие материалы и варианты процесса вам доступны.

БЫСТРЫЕ ССЫЛКИ

Что такое гальваника? | Процесс гальваники | Типы гальванических покрытий

Использование гальванических покрытий| Отрасли, в которых используется гальваническое покрытие | Преимущества гальваники

Примеры гальваники | Выберите СПК | Запросить предложение

ЧТО ТАКОЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ?

Гальваническое покрытие также известно как электроосаждение. Как следует из названия, процесс включает в себя осаждение материала с помощью электрического тока. В результате этого процесса на поверхность заготовки, называемой подложкой, осаждается тонкий слой металла. Гальваника в основном используется для изменения физических свойств объекта. Этот процесс можно использовать для придания объектам повышенной износостойкости, защиты от коррозии или эстетической привлекательности, а также увеличения толщины.

Хотя гальваническое покрытие может показаться передовой технологией, на самом деле это многовековой процесс. Самые первые эксперименты по гальванике произошли в начале 18 века, а официально этот процесс был формализован Бруньятелли в первой половине 19 века. После экспериментов Бруньятелли процесс гальваники был принят и развит по всей Европе. По мере развития производственной практики в течение следующих двух столетий в результате промышленной революции и двух мировых войн процесс гальванического покрытия также развивался, чтобы не отставать от спроса, в результате чего компания Sharretts Plating использует процесс сегодня.

ПРОЦЕСС ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ

В процессе гальванопокрытия используется электрический ток для растворения металла и осаждения его на поверхность. В процессе используются четыре основных компонента:

• Анод: Анод или положительно заряженный электрод в цепи представляет собой металл, из которого формируется покрытие.
• Катод:  Катод в цепи гальванического покрытия — это та часть, на которую необходимо нанести покрытие. Его также называют субстратом. Эта часть действует как отрицательно заряженный электрод в цепи.
• Решение:  Реакция электроосаждения происходит в растворе электролита. Этот раствор содержит одну или несколько солей металлов, обычно включая сульфат меди, для облегчения прохождения электричества.
• Источник питания:  Ток добавляется в цепь с помощью источника питания. Этот источник питания подает ток на анод, вводя электричество в систему.

После помещения анода и катода в раствор и их подключения источник питания подает на анод постоянный ток (DC). Этот ток вызывает окисление металла, позволяя атомам металла растворяться в растворе электролита в виде положительных ионов. Затем ток заставляет ионы металла двигаться к отрицательно заряженной подложке и оседать на изделии в виде тонкого слоя металла.

В качестве примера рассмотрим процесс нанесения золота на металлические украшения. Металл с золотым покрытием является анодом в цепи, а металлические украшения — катодом. Оба помещаются в раствор, и к золоту, которое растворяется в растворе, подается постоянный ток. Затем растворенные атомы золота прилипают к поверхности ювелирных изделий из недрагоценных металлов, создавая золотое покрытие.

Хотя этот процесс является постоянным, на качество покрытия могут влиять три фактора. Эти факторы следующие:

• Условия ванны:  Температура и химический состав ванны влияют на эффективность процесса гальваники.
• Размещение детали:  Расстояние, которое должен пройти растворенный металл, влияет на эффективность нанесения покрытия на подложку, поэтому важно расположение анода относительно катода.
• Электрический ток:  Как уровень напряжения, так и время подачи электрического тока играют роль в эффективности процесса гальваники.

КАКИЕ МЕТАЛЛЫ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ В ПРОЦЕССЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ?

Нанесение покрытия может производиться отдельными металлами или в различных сочетаниях (сплавы), которые могут повысить ценность процесса гальванопокрытия. Некоторые из металлов, наиболее часто используемых для гальваники, включают:

• Медь: Медь часто используется из-за ее проводимости и термостойкости. Он также широко используется для улучшения сцепления между слоями материала.
• Цинк: Цинк обладает высокой коррозионной стойкостью. Часто цинк сплавляют с другими металлами для усиления этого свойства. Например, в сплаве с никелем цинк особенно устойчив к атмосферной коррозии.
• Олово:  Этот матовый блестящий металл хорошо поддается пайке, устойчив к коррозии и не наносит вреда окружающей среде. Он также недорог по сравнению с другими металлами.
• Никель:  Никель обладает отличной износостойкостью, которую можно улучшить с помощью термической обработки. Его сплавы также очень ценны, предлагая сопротивление элементам, твердость и проводимость. Химическое никелирование также ценится за его коррозионную стойкость, магнетизм, низкое трение и твердость.
• Золото:  Этот драгоценный металл отличается высокой коррозионной стойкостью, устойчивостью к потускнению и износу, а также ценится за свою проводимость и эстетическую привлекательность.
• Серебро: Серебро не так устойчиво к коррозии, как золото, но обладает высокой пластичностью и ковкостью, обладает отличной стойкостью к контактному износу и обеспечивает превосходный эстетический вид. Это также альтернатива золоту в приложениях, где необходима тепло- и электропроводность.
• Палладий:  Этот блестящий металл часто используется вместо золота или платины из-за его твердости, коррозионной стойкости и красивой отделки. В сплаве с никелем этот металл достигает превосходной твердости и качества покрытия.

Цена, состав подложки и желаемый результат являются ключевыми факторами при выборе наиболее подходящего гальванического материала для вашего применения.

Доступно несколько различных методов покрытия, каждый из которых можно использовать в различных областях. Некоторые из этих типов гальванического покрытия более подробно описаны ниже:

• Гальваническое покрытие:  Гальваническое покрытие — это метод, используемый для покрытия больших групп мелких деталей. В этом процессе детали помещаются внутрь бочки, заполненной раствором электролита. Процесс гальванического покрытия происходит, пока барабан вращается, перемешивая детали, чтобы они получали неизменно ровную поверхность. Покрытие ствола лучше всего использовать для небольших прочных деталей, но это дешевое, эффективное и гибкое решение.
• Гальваническое покрытие стойки:  Покрытие стойки или проводки является хорошим вариантом, если вам необходимо нанести покрытие на большие группы деталей. В этом методе детали размещаются на проволочной стойке, что позволяет каждой детали вступить в физический контакт с источником электроэнергии. Хотя этот вариант более дорогой, он оптимален для более деликатных деталей, которые не могут подвергаться гальваническому покрытию. Важно отметить, что стеллажное покрытие сложнее для деталей, чувствительных к электричеству или имеющих неправильную форму.
• Химическое покрытие:  Химическое покрытие, также известное как автокаталитическое покрытие, использует процесс, аналогичный электроосаждению, но не подает электричество непосредственно на деталь. Вместо этого металл покрытия растворяется и осаждается с использованием химической реакции вместо электрической. Хотя этот вариант полезен для деталей, несовместимых с электрическим током, он более дорогостоящий и менее производительный, чем другие варианты.

Хотя эти методы осуществляют электроосаждение по-разному, все они используют одни и те же основные принципы.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ

Хотя гальваническое покрытие часто используется для улучшения эстетического вида основного материала, этот метод используется для нескольких других целей в различных отраслях. Эти виды использования включают следующее:

• • Толщина слоя:  Гальваническое покрытие часто используется для увеличения толщины подложки за счет последовательного использования тонких слоев.

• Защитная подложка:  Гальванические слои служат расходуемым металлическим покрытием. Это означает, что при попадании детали во вредную среду гальванический слой разрушается раньше основного материала, защищая подложку от повреждений.
• Придать свойства поверхности:  Гальваническое покрытие позволяет использовать свойства металлов, которыми они покрыты. Например, некоторые металлы защищают от коррозии, улучшают электропроводность, уменьшают трение или подготавливают поверхность для лучшей адгезии краски. Разные металлы обладают разными свойствами.
• Улучшение внешнего вида:  Конечно, гальваническое покрытие также широко используется для улучшения эстетического вида подложки. Это может означать покрытие подложки эстетически привлекательным металлом или просто нанесение слоя для улучшения однородности и качества поверхности.

ПРЕИМУЩЕСТВА ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ

Гальваническое покрытие дает ряд преимуществ для компонентов. Некоторые из конкретных преимуществ гальваники включают следующее:

• • Защитный барьер:  Гальваническое покрытие создает барьер на основе, защищая ее от условий окружающей среды. В некоторых случаях этот барьер может защитить от коррозии, вызванной атмосферой. Это свойство особенно полезно для компонентов, поскольку детали служат дольше в более суровых условиях, а это означает, что они реже нуждаются в замене.
  • Улучшенный внешний вид:  Элементы экстерьера часто покрывают тонким слоем драгоценных металлов, чтобы сделать их более блестящими и привлекательными. Это покрытие придает эстетическую привлекательность без чрезмерных затрат, а это означает, что привлекательные детали можно продавать по более низким ценам. Кроме того, гальваническое покрытие часто используется для предотвращения потускнения столового серебра, что со временем повышает долговечность и эстетический вид.
  • Электропроводность: Покрытие серебром и медью помогает улучшить электропроводность деталей, предлагая экономичное и эффективное решение для улучшения электропроводности электронных и электрических компонентов.

• Термостойкость:  Некоторые металлы, в том числе золото и цинк-никель, устойчивы к высоким температурам, улучшая способность подложки сопротивляться тепловым повреждениям. Это, в свою очередь, может увеличить срок службы деталей с покрытием.
• Повышенная твердость:  Гальваническое покрытие часто используется для повышения прочности и долговечности материалов подложки, что делает их менее восприимчивыми к повреждениям в результате стресса или грубого использования. Это качество может помочь увеличить срок службы деталей с покрытием, уменьшая потребность в замене.

Некоторые предлагаемые преимущества зависят от металла. Например, никелирование полезно для уменьшения трения, что помогает уменьшить износ и увеличить срок службы деталей. С другой стороны, сплавы цинка и никеля используются для предотвращения образования острых выступов во время производства, которые могут привести к повреждению детали. Медь также специально используется в качестве грунтовки во многих случаях, поскольку она облегчает адгезию с дополнительными металлическими покрытиями для улучшения качества поверхности готовой детали.

ОТРАСЛИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ

Независимо от того, нужна ли вашей компании защита от коррозии, повышенная долговечность или повышенная электропроводность, гальваническое покрытие предлагает решения. Вот почему гальваника широко используется в различных отраслях промышленности. Ниже перечислены некоторые отрасли, которые обслуживает SPC, и способы применения гальванических покрытий:

• • Автомобильная промышленность: Покрытие обычно используется в автомобильной промышленности для предотвращения коррозии в суровых условиях окружающей среды. Цинк-никелирование помогает предотвратить образование ржавчины, а химическое никелирование служит отличной альтернативой хромированию каталитических нейтрализаторов и пластиковых деталей.
  • Электронная промышленность:  Компании, производящие электронику, часто используют золотое покрытие из-за его проводимости, нанося его на полупроводники и разъемы. В этой отрасли золото также ценится за его коррозионную стойкость. Медное покрытие является еще одним широко используемым металлом в этой отрасли, используемым в качестве альтернативы золоту, когда основное внимание уделяется проводимости. Сплавы палладия также широко используются в качестве защитных покрытий для электронного оборудования и компонентов.

• Медицинская промышленность: В производстве медицинского оборудования часто используется гальваническое покрытие металлов для улучшения биосовместимости компонентов, особенно имплантатов. Золото, серебро и титан широко используются в этой отрасли из-за их биосовместимости, коррозионной стойкости, твердости и износостойкости, которые необходимы для имплантатов и замены суставов.
• Аэрокосмическая промышленность: Авиакосмическая промышленность часто использует титан для производства самолетов из-за его высокого отношения прочности к весу. Никелирование также широко используется в этой отрасли для защиты от коррозии и износа, а медь используется для повышения термостойкости.
• Нефтегазовая промышленность:  Защита от коррозии является основной задачей нефтегазовой промышленности из-за особенностей нефтехимии. Химическое никелирование часто используется в этой отрасли для защиты трубопроводов и других компонентов от коррозии, что помогает увеличить срок службы деталей.

Многие другие отрасли промышленности, в том числе производство огнестрельного оружия, военная и оборонная промышленность, также используют гальваническое покрытие в различных целях. Все эти отрасли отдают предпочтение гальванике из-за ее функциональных возможностей, а также низкой стоимости и гибкости применения.

ПРИМЕРЫ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

Существует множество конкретных примеров применения гальванических покрытий в различных отраслях промышленности. Некоторые из них подробно описаны ниже:

• • Меднение полупроводников: В электронной промышленности используются различные варианты металлизации. Меднение обычно используется для увеличения способности полупроводников и схем проводить электричество.

• Никелирование жестких дисков: Никель — это магнитный металл, который является важным свойством жестких дисков. Жестким дискам для улучшения чтения дисков требуется магнетизм, поэтому в процессе производства жесткие диски обычно гальванически покрываются никелем.
• Палладиевое покрытие каталитических нейтрализаторов:  Палладиевое покрытие обычно используется в автомобильной промышленности, особенно в каталитических нейтрализаторах. Палладий поглощает избыток водорода в процессе производства, элемент, который отрицательно влияет на функциональность каталитических нейтрализаторов. Покрытие палладием поглощает этот избыток водорода, улучшая работу каталитического нейтрализатора.
• Химическое никелирование аэрокосмических компонентов: Черное химическое никелирование способно поглощать свет и энергию. Это необходимое качество при производстве различных видов оборонной техники. Многие производители оборонной и аэрокосмической промышленности предпочитают использовать этот вариант покрытия, чтобы обеспечить соответствие отраслевым стандартам, включая рекомендации Министерства обороны.

Обладая обширным опытом работы в различных отраслях промышленности, компания SPC может помочь с этими и другими гальванопокрытиями, предлагая ряд экономически эффективных услуг по нанесению покрытий.

ВЫБЕРИТЕ SPC

Определение наилучших вариантов производства имеет важное значение для эффективности вашей компании. Гальваника служит функционально и финансово выгодным вариантом для различных применений, но вам необходимо сотрудничать с подходящей компанией по гальванике, чтобы увидеть все преимущества. Компания Sharretts Plating может помочь.

SPC обладает более чем девятидесятилетним опытом работы в отрасли, разрабатывая широкий спектр экономичных процессов нанесения покрытий и отделки металлов для удовлетворения потребностей компаний во многих отраслях. Мы можем помочь вам определить лучший метод покрытия для вашего проекта, а также тип металла, который вы хотите использовать. С SPC вы можете доверять нам в предоставлении опытного, ориентированного на клиента обслуживания от начала до конца.

Свяжитесь с SPC, чтобы узнать больше о процессе гальваники и о том, как он может принести пользу вашему бизнесу, и запросите бесплатное предложение прямо сейчас!

Гальваническое покрытие 101: Как работает гальваническое покрытие металлов

Гальваническое покрытие позволяет сочетать прочность, электропроводность, стойкость к истиранию и коррозии, а также внешний вид определенных металлов с различными материалами, имеющими свои преимущества, такими как доступные и/или легкие металлы или пластмассы.

Из этого руководства вы узнаете, почему многие инженеры, исследователи и художники используют гальваническое и металлическое покрытие на каждом этапе производства — от прототипирования до массового производства.

Информационный документ

Читайте дальше, чтобы узнать, как инженеры добавляют металл к 3D-печати из смолы и почему гибридные металлические детали могут открывать двери для удивительного диапазона применений, включая (но не ограничиваясь) прочность и долговечность конечного использования.

Загрузить информационный документ

Гальваника — это процесс электроосаждения для покрытия объекта слоем металла. Инженеры используют контролируемый электролиз для переноса желаемого металлического покрытия с анода (часть, содержащая металл, который будет использоваться в качестве покрытия) на катод (часть, на которую будет нанесено покрытие).

Схема гальванического покрытия медью с использованием электролитной ванны из сульфата меди, серной кислоты и ионов хлора. (источник изображения)

Анод и катод помещаются в химическую ванну с электролитом и подвергаются непрерывному электрическому заряду. Электричество заставляет отрицательно заряженные ионы (анионы) двигаться к аноду, а положительно заряженные ионы (катионы) — к катоду, покрывая или покрывая желаемую часть ровным металлическим покрытием. При гальваническом покрытии используется материал подложки (часто более легкий и/или более дешевый материал) и герметизируется подложка в тонкой оболочке из металла, такого как никель или медь.

Гальваническое покрытие чаще всего применяется к другим металлам из-за основного требования, чтобы основной материал (подложка) был проводящим. Хотя они менее распространены, были разработаны автокаталитические предварительные покрытия, которые создают ультратонкий проводящий интерфейс, позволяющий наносить различные металлы, в первую очередь медные и никелевые сплавы, на пластиковые детали.

Гальваническое покрытие и гальванопластика выполняются с использованием электроосаждения. Разница в том, что при гальванопластике используется форма, которую удаляют после формирования детали. Гальванопластика используется для создания цельных металлических деталей, тогда как гальваническое покрытие используется для покрытия существующей детали (изготовленной из другого материала) металлом.

Вы можете гальванизировать один металл или комбинацию металлов. Многие производители предпочитают наносить слои металлов, таких как медь и никель, чтобы максимизировать прочность и проводимость. Материалы, обычно используемые в гальванике, включают:

• Латунь
• Кадмий
• Хром
• Медь
• Золото
• Железо
• Никель
• Серебро
• Титан
• Цинк

Подложки могут быть изготовлены практически из любого материала, от нержавеющей стали и других металлов до пластика. Ремесленники гальванопокрывали органические материалы, такие как цветы, а также ленты из мягкой ткани.

Важно отметить, что непроводящие подложки, такие как пластик, дерево или стекло, необходимо сначала сделать проводящими, прежде чем на них можно будет наносить гальваническое покрытие. Это можно сделать, покрыв непроводящую подложку слоем токопроводящей краски или аэрозолем.

Благодаря научным достижениям в области производства материалов и пластмасс легкие и недорогие пластиковые детали заменили более дорогие металлические детали в самых разных областях применения, обслуживающих различные отрасли промышленности, от автомобилей до водопроводных труб.

Несмотря на то, что пластик имеет ряд преимуществ перед металлом, есть много областей применения, в которых металл по-прежнему доминирует. Как бы вы ни старались, вы никогда не получите пластик с такой же роскошной отделкой, как у меди. И хотя пластик может быть более гибким, чем большинство металлов, он не такой прочный. Здесь на помощь приходит металлизация.

3D-печать предлагает уникальные преимущества в сочетании с гальванопокрытием. Инженеры часто выбирают подложки для 3D-печати из-за свободы проектирования аддитивного производства. Часто гальванопокрытие 3D-печатных деталей дешевле, чем литье, машинная обработка или использование других методов производства, особенно когда речь идет о прототипировании.

Стереолитография (SLA) 3D-печать идеально подходит для гальванопокрытий, поскольку позволяет создавать 3D-печатные детали с очень гладкими или тонко текстурированными поверхностями, которые делают переход между двумя материалами — пластиком и металлом — бесшовным. Он также создает водонепроницаемые детали, которые не будут повреждены при погружении в химическую ванну, необходимую в процессе гальванического покрытия.

С инженерной точки зрения сочетание 3D-печати и гальванического покрытия предлагает уникальные варианты прочности на растяжение для готовых конструкций. Как вы можете видеть на диаграмме выше, сочетание этих двух производственных процессов устраняет разрыв в прочности на растяжение между двумя группами материалов.

Металлическое покрытие может сильно повлиять на механические характеристики пластиковых деталей (напечатанных на 3D-принтере). Благодаря конструкционной металлической оболочке и легкому пластиковому сердечнику детали могут быть изготовлены с удивительно высокими характеристиками прочности на изгиб.

Помимо улучшения механических свойств, гальваническое покрытие может использоваться для защиты пластиковых деталей от воздействия окружающей среды. В тех случаях, когда пластиковые детали подвергаются химическому воздействию или ультрафиолетовому излучению, металлическое покрытие обеспечивает постоянный барьер, который может продлить срок службы ваших деталей с месяцев до лет.

При использовании в качестве эстетической обработки покрытие предлагает простой способ создания прототипов, которые одновременно выглядят и ощущаются как металл. В зависимости от толщины пластины гальванический пластик может быть тонким и легким или придавать изделию заметный вес. Более толстые гальванические покрытия можно даже текстурировать или полировать, чтобы получить различные металлические покрытия, от литого алюминия до зеркального хрома. Более сложные текстуры можно получить с помощью 3D-печати текстурированной подложки из смолы.

Учитывая потенциальные комбинации материалов для 3D-печати, различных металлов для покрытия и соотношений толщины пластин, легко увидеть, как гальваническое покрытие дает инженерам новую область возможностей для проектирования.

Веб-семинар

На этом веб-семинаре вы узнаете, как гальваническое покрытие расширяет палитру материалов SLA 3D-печати для получения высокопрочных и износостойких деталей конечного назначения.

Посмотреть веб-семинар сейчас

Гальваническое покрытие дает множество преимуществ, включая повышенную прочность, срок службы и проводимость деталей. Инженеры, производители и художники извлекают выгоду из этих преимуществ различными способами.

Инженеры часто используют гальваническое покрытие для повышения прочности и долговечности различных конструкций. Вы можете увеличить прочность на растяжение различных деталей, покрыв их металлами, такими как медь и никель. Поместите металлическую оболочку на детали, и вы сможете повысить их устойчивость к факторам окружающей среды, таким как химическое воздействие и УФ-излучение, для наружного или коррозионного применения.

Художники часто используют гальваническое покрытие, чтобы сохранить природные элементы, склонные к гниению, такие как листья, и превратить их в более долговечные произведения искусства. В медицинском сообществе гальваническое покрытие используется для изготовления медицинских имплантатов, устойчивых к коррозии и поддающихся надлежащей стерилизации.

Гальваническое покрытие — это эффективный способ придания косметической металлической отделки изделиям, скульптурам, статуэткам и произведениям искусства. Многие производители также предпочитают гальваническое покрытие подложки для создания более легких деталей, которые легче и дешевле транспортировать и транспортировать.

Гальваническое покрытие также обладает преимуществом проводимости. Поскольку металлы по своей природе являются проводящими, гальваническое покрытие — отличный способ увеличить проводимость детали. Антенны, электрические компоненты и другие детали могут быть покрыты гальваническим покрытием для повышения производительности.

Хотя гальваническое покрытие имеет множество преимуществ, его ограничения заключаются в сложности и опасной природе самого процесса. Рабочие, занимающиеся гальванопокрытием, могут пострадать от воздействия шестивалентного хрома, если не примут надлежащих мер предосторожности. Рабочим необходимо иметь хорошо проветриваемое рабочее место. Управление по охране труда и гигиене труда Министерства труда США опубликовало множество документов, в которых описываются риски, связанные с гальванопокрытием.

Несмотря на то, что гальваническое покрытие смоляных деталей возможно выполнить самостоятельно, пользователи-любители могут столкнуться с трудностями. Основная причина — качество и возможности. Адгезионная прочность ламината с использованием методов гальванического покрытия своими руками обычно ниже, чем у профессиональных услуг по гальванике. Нанесение структурного покрытия, которое требует длительного времени обработки, нескольких ванн и совместимости металлов, довольно сложно выполнить надежно. Успешные применения внутреннего покрытия, как правило, просты и малы, например, прототипирование ювелирных изделий и тонкие (однослойные) медные покрытия RF.

Из-за требуемых знаний и связанных с этим опасностей многие инженеры и дизайнеры предпочитают нанимать сторонних производителей гальванических покрытий, специализирующихся на этом процессе. К счастью, несколько компаний, таких как RePliForm и Sharretts Plating, специализируются на индивидуальных проектах гальванического покрытия. Загрузите нашу белую книгу со списком гальванических услуг по регионам и объемам работ.

В приведенном выше видеоролике показано, как выполнять гальваническое покрытие с помощью легкодоступных инструментов, таких как зарядное устройство для мобильного телефона и запасная медная труба. Мы рекомендуем вам носить маску, перчатки и защитные очки во время гальванического покрытия и работать только в хорошо проветриваемом помещении.

Многие отрасли промышленности используют гальваническое покрытие для изготовления всего, от обручальных колец до электрических антенн. Вот несколько типичных примеров:

На многие детали самолетов нанесено гальваническое покрытие для добавления «защитного покрытия», которое увеличивает срок службы деталей за счет замедления коррозии. Поскольку компоненты самолета подвержены экстремальным перепадам температуры и факторам окружающей среды, к металлической основе добавляется дополнительный слой металла, чтобы функциональность детали не страдала от нормального износа.

Многие стальные болты и крепежные детали, разработанные для аэрокосмической промышленности, имеют гальваническое покрытие из хрома (или, в последнее время, из цинко-никелевого сплава в связи с изменением ограничений).

Введите слово «с гальванопокрытием» на Etsy, и вы получите огромное количество гальванического декора для дома и единственные в своем роде сувениры. С помощью этого процесса ремесленники часто превращают биоразлагаемые предметы, в том числе цветы, ветки и даже жуков, в прочные и долговечные произведения искусства. Вы можете использовать гальваническое покрытие, чтобы показать и сохранить мелкие детали в предметах, которые в противном случае быстро разложились бы.

Гальваника часто используется для создания произведений искусства, таких как медный жук и соты. (источник изображения)

Цифровые дизайнеры иногда используют гальваническое покрытие для создания скульптур. Дизайнеры могут 3D-печатать подложку с помощью настольного 3D-принтера, а затем гальванизировать дизайн медью, серебром, золотом или любым металлом по выбору для достижения желаемого результата. Комбинируя таким образом 3D-печать с гальванопокрытием, можно получить изделия, которые проще (и дешевле) в производстве, но при этом имеющие тот же внешний вид и отделку, что и скульптура из цельного литого металла.

Гальваника очень распространена в автомобильной промышленности. Многие крупные автомобильные компании используют гальваническое покрытие для создания хромированных бамперов и других металлических деталей.

Гальваническое покрытие также можно использовать для создания нестандартных деталей для концептуальных автомобилей. Например, VW объединился с Autodesk для создания колпаков для своего концептуального автомобиля Type 20. Колпаки прототипа были напечатаны на 3D-принтере, а затем покрыты гальваническим покрытием.

Компании по реставрации и тюнингу автомобилей также используют гальваническое покрытие для нанесения никеля, хрома и других покрытий на различные детали автомобилей и мотоциклов.

Гальваническое покрытие, пожалуй, чаще всего ассоциируется с ювелирной промышленностью и драгоценными металлами. Дизайнеры и производители ювелирных изделий полагаются на этот процесс для улучшения цвета, долговечности и эстетической привлекательности колец, браслетов, подвесок и широкого спектра других изделий.

Когда вы видите ювелирные изделия, которые описываются как «позолоченные» или «посеребренные», велика вероятность того, что изделие, на которое вы смотрите, было гальванопокрытием. Комбинации различных металлов используются для получения уникальных оттенков отделки. Например, золото часто сочетают с медью и серебром для создания розового золота.

Гальванопокрытие используется для придания упругости наружным слоям всех видов медицинских и стоматологических элементов. Золотое покрытие часто используется для создания зубных вкладок и помощи в различных стоматологических процедурах. Имплантированные детали, такие как сменные соединения, винты и пластины, часто покрываются гальваническим покрытием, чтобы сделать детали более устойчивыми к коррозии и совместимыми со стерилизацией перед установкой. Медицинские и хирургические инструменты, в том числе щипцы и радиологические детали, также обычно покрываются гальваническим покрытием.

На многочисленные электрические и солнечные компоненты нанесено гальваническое покрытие для повышения проводимости. Контакты солнечных элементов и различные типы антенн обычно изготавливаются с использованием гальванического покрытия. Провода могут быть покрыты серебром, никелем и многими другими металлами. Золотое покрытие часто используется (в сочетании с другими металлами) для увеличения долговечности. Золото также часто используется для увеличения срока службы деталей, потому что оно является проводящим, очень пластичным и не взаимодействует с кислородом.

Изготовление нестандартных или мелкосерийных металлических деталей для прототипирования может быть очень дорогостоящим и трудоемким при использовании традиционных производственных процессов. В результате инженеры часто комбинируют гальваническое покрытие с 3D-печатью, чтобы получить недорогое и экономящее время решение.

Например, Андреас Остервальдер из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL) смог ускорить процесс создания прототипов и снизить затраты на расширенные экспериментальные установки за счет самостоятельной 3D-печати новых конструкций на своем 3D-принтере Formlabs SLA и работы с Galvotec позаботится о гальваническом покрытии этих деталей.

Андреас Остервальдер использовал 3D-печать и гальваническое покрытие для изготовления этого светоделителя.

Антенны должны иметь электропроводность для распространения радиоволн. Пластиковые детали, напечатанные на 3D-принтере, не проводят электричество, но предлагают почти безграничную свободу дизайна и материалы с хорошими механическими и термическими свойствами. Эти преимущества можно сочетать с гальванопокрытием для достижения желаемой проводимости, в результате чего получается отличное решение для нестандартных антенн для исследований и разработок в автомобильной, оборонной, медицинской и образовательной областях.

Клапан обратный ЛАЗ Ду65 Ру16 двухстворчатый межфланцевый в г. Москва

0
товаров
(0 шт) 0 ₽

Корзина

Сумма 0 ₽ с НДС

В корзину

Оформить заказ

Свернуть

О товаре

Производитель: ЛАЗ, Россия

Тип присоединения: межфланцевый

Диаметр: Ду65

Корпус: чугун

Артикул: D100-00950

Давление номинальное: 16 бар

Среды: воздух, пар, слабоагрессивная среда, вода техническая

Температура: 130 ℃

Тип действия: двухстворчатый

Уплотнение: EPDM

Все характеристики

Низкая цена

4 388
на 27.10.2022
₽

$

€

мало (требует уточнения)

Доставка в г. Москва под запрос ?

Гарантия 12 месяцев

Возможна отсрочка до 90 дней

Перейти к сравнению

Убрать из сравнения

Перейти к избранным

Убрать из избранных

Все размеры:

Ду40 3 237₽Ду50 3 354₽Ду65 4 388₽Ду80 5 655₽Ду100 7 001₽Ду125 9 828₽Ду150 12 812₽Ду200 19 266₽Ду250 28 236₽Ду300 39 947₽Ду350 86 120₽Ду400 122 428₽Ду500 178 593₽Ду600 203 281₽

Для монтажа

шт. необходимо

x
Прокладка ПОН-Б Ду65 Ру10-40 исп. А фл. ГОСТ 15180-86

— 12 ₽

x
Гайка стальная М16 ГОСТ 5915-70

— 15 ₽

x
Болт стальной М16х120 ГОСТ 7798-70

— 64 ₽

x
Фланец ст. плоский Ду65 Ру16 тип 01 ряд 1 исп.В Китай

— 848 ₽

Итого за комплект

2 034

₽

Характеристики

Характеристики

Клапан обратный КО двухдисковый Ду50 Ру16 межфланцевый чугунный в г. Москва

0
товаров
(0 шт) 0 ₽

Корзина

Сумма 0 ₽ с НДС

В корзину

Оформить заказ

Свернуть

О товаре

Производитель: Энерготехномаш, Россия

Тип присоединения: межфланцевый

Диаметр: Ду50

Корпус: Чугун СЧ20

Артикул: D100-00935

Давление номинальное: 16 бар

Среды: воздух, пар, вода техническая

Температура: 130 ℃

Тип действия: двухстворчатый

Все характеристики

Низкая цена

2 402
на 27.10.2022
₽

$

€

мало (требует уточнения)

Доставка в г. Москва под запрос ?

Гарантия 12 месяцев

Возможна отсрочка до 90 дней

Перейти к сравнению

Убрать из сравнения

Перейти к избранным

Убрать из избранных

Все размеры:

Ду40 2 402₽Ду50 2 402₽Ду65 2 862₽Ду80 3 347₽Ду100 5 206₽Ду125 5 336₽Ду150 6 305₽Ду200 9 942₽

Для монтажа

шт. необходимо

x
Прокладка ПОН-Б Ду50 Ру10-40 плоская ГОСТ 15180-86

— 9 ₽

x
Гайка стальная М16 ГОСТ 5915-70

— 15 ₽

x
Болт стальной М16х120 ГОСТ 7798-70

— 64 ₽

x
Фланец ст. плоский Промдеталь Ду50 Ру16 тип 01 ряд 1 исп.В ГОСТ 33259-2015

— 551 ₽

Итого за комплект

1 433

₽

Характеристики

Характеристики

Поворотные обратные клапаны

и межфланцевые обратные клапаны — понимание различий

Возможно, в вашем браузере отключен JavaScript.

Для использования функций этого веб-сайта в вашем браузере должен быть включен JavaScript.

Fittings

Piping

Клапаны

Сантехника

Фильтрация

Электрические принадлежности

Аксуары

Эта запись была опубликована 11 октября 2019 г.Кори Кашмер.

Обратные клапаны являются важным типом клапанов для многих промышленных и бытовых объектов. Этот тип клапана предназначен для предотвращения обратного потока в системе, а также для поддержания постоянного уровня давления. Обратные клапаны обычно используются для регулирования потока жидкостей и газов. Они используются в огромном количестве различных отраслей промышленности, включая нефтепереработку, химию, водоснабжение и водоотведение, а также в производственных системах. В настоящее время на рынке доступен ряд различных обратных клапанов, таких как шаровые, поворотные и межфланцевые. Поворотные обратные и межфланцевые обратные клапаны выполняют одну и ту же функцию, но сильно различаются по конструкции. Их различия обычно определяют, какие ситуации или системы требуют того или иного типа клапана.

Поворотные обратные клапаны

Поворотные обратные клапаны используют поворотный диск, который предназначен для пропуска или блокировки потока материалов. Поворотные обратные клапаны спроектированы так, чтобы быть самоактивирующимися, что означает, что они пропускают и блокируют поток материалов без вмешательства пользователя. Конструкция поворотного обратного клапана обеспечивает полный поток материалов. Это связано с тем, что литой корпус клапана имеет форму, позволяющую диску полностью открыться. Это очень важно, если в системе, в которой используется клапан, требуется полный поток, что делает поворотные обратные клапаны идеальными в ситуациях, когда требуется полнопроходной клапан.

Магазинные поворотные обратные клапаны

Принцип работы

Поворотные обратные клапаны функционируют с использованием диска и шарнира, которые затем подвешиваются к верхней части устройства с помощью шарнирного штифта. Когда материал проходит через блок, диск остается параллельным потоку, удерживая клапан открытым. Когда возникает обратный поток материала, диск перемещается вниз перпендикулярно потоку материала, что приводит к закрытию клапана.

Эти клапаны доступны в двух распространенных формах: с прямым корпусом или с Y-образной конструкцией. Любая форма может быть предпочтительной в зависимости от ситуации или настроек, в которых используется клапан.

Преимущества и недостатки

Поворотные обратные клапаны имеют ряд преимуществ и недостатков. С положительной стороны, турбулентность и падение давления среди материалов, проходящих через клапан, очень низкие. Кольца седла также можно заменить в поворотных обратных клапанах, что означает, что весь компонент не нужно заменять, если что-то случится с кольцом седла. Поворотные обратные клапаны также имеют угловую посадочную поверхность. Эта характеристика позволяет легче открывать клапан даже при более низком давлении. Этот угол также помогает вызвать гравитацию в случае обратного потока, который помогает закрыть клапан. Этот тип клапана также имеет более надежное уплотнение и меньше подвержен ударным нагрузкам даже при высоком давлении.

С другой стороны, поворотные обратные клапаны нельзя использовать в системах с пульсирующим потоком. Вместо этого поток материалов должен быть непрерывным. В противном случае продолжающееся колебание клапана может привести к повреждению элементов седла.

Области применения

Поворотные обратные клапаны обычно используются в бытовых системах, например, в туалетных бачках. Они также используются в случаях пожаротушения и для предотвращения наводнений в канализационных системах. Поворотные обратные клапаны предназначены для работы с различными материалами, включая газы и жидкости.

Хотите узнать больше об обратных клапанах? Просмотрите и купите наш выбор стандартных, промышленных, прозрачных и заводских моделей.

Межфланцевые обратные клапаны

Межфланцевые обратные клапаны названы так из-за их компактных размеров. Небольшой размер клапана позволяет устанавливать его между набором фланцев. Фланцы — это материалы, предназначенные для соединения труб, клапанов и различного трубопроводного оборудования с целью создания системы трубопроводов. Они помогают обеспечить быстрый доступ в случае необходимости очистки или другого обслуживания.

Как они работают

Клапаны вафельного профиля делают их отличным выбором для систем, требующих короткой длины отвода. Межфланцевые обратные клапаны работают почти так же, как поворотные обратные клапаны. Как и поворотные обратные клапаны, межфланцевые обратные клапаны состоят из диска и седла. Когда материал течет в одном направлении, поток поднимает диск с посадочного места. Это позволяет материалу проходить через клапан. Если и когда поток меняет направление через клапан, поток материала толкает диск обратно в седло, таким образом закрывая клапан от потока материала.

Бесфланцевые обратные клапаны имеют малую толщину и маловероятно засорение. Такая конструкция делает их идеальными для использования с материалами, содержащими твердые частицы или мусор. Этот тип клапана может быть установлен как вертикально, так и горизонтально, если обратное давление, необходимое для посадки обратного клапана, достаточно. Доступны механизмы, помогающие обеспечить вспомогательные клапаны в случае недостаточного противодавления.

Области применения

Бесфланцевые обратные клапаны могут использоваться в различных областях. К ним относятся использование в химической промышленности, на электростанциях и в горнодобывающей промышленности. На бытовом уровне эти типы клапанов также используются на входе / выходе из резервуаров, аквариумах и бассейнах.

Вы работаете над проектом, в котором вам нужны обратные клапаны из ПВХ? У нас есть некоторые в нашем интернет-магазине здесь.

Межфланцевые обратные клапаны для цеха

Определение типа необходимого обратного клапана

Когда дело доходит до выбора правильного типа обратного клапана, ответ полностью зависит от ситуации. Принимая решение, важно помнить ключевые факты о каждом типе клапана. Например, поворотные обратные клапаны не предназначены для использования с пульсирующими потоками материалов, а предназначены для систем, в которых требуются полнопроходные клапаны. Межфланцевые обратные клапаны предназначены для установки в небольших пространствах между двумя фланцами, куда могут не подойти поворотные обратные клапаны. Еще одно важное различие между поворотным обратным клапаном и межфланцевым обратным клапаном заключается в том, что межфланцевый обратный клапан ограничивает поток на больший процент, чем поворотный обратный клапан. Межфланцевые обратные клапаны также предназначены для систем с материалами с взвешенным мусором, так как они вряд ли засорятся.

Информационный бюллетень

Наверх

Обратные клапаны: Бесфланцевый поворотный обратный, с двойной дверью

Обратные клапаны Bray, также известные как обратные клапаны, имеют простую, но эффективную конструкцию, предотвращающую обратный поток рабочей среды, включая газы, жидкости и т.

Токарные станки по металлу. Общие сведения

Токарные станки по металлу предназначены для обработки главным образом тел вращения. При точении с них снимается стружка, и заготовка приобретает нужную форму. Доказано, что токарный станок является одним из древнейших, созданных человеком. Впоследствии именно на его основе были сконструированы сверлильные, расточные и другие станки.

Современные токарные станки очень разнообразны и составляют значительную часть всего выпускаемого металлорежущего оборудования. Выделяют, например, универсальные станки с полноценной системой управления, станки с малыми габаритами, токарно-револьерыне центры. Токарный станок позволяет выполнять следующие основные операции:

• наружное точение и внутреннее растачивание;
• сверление, зенкерование и развертывание отверстий;
• нарезание резьбы резцом и метчиком;
• обработка канавок и отрезка.

Кроме того, на некоторых токарных станках можно выполнять и фрезерные операции. Существуют также специализированные токарные станки по металлу для обработки труб различного диаметра, муфт, колесных пар и прочих изделий.

Стремление максимально автоматизировать производство привело к появлению на рынке токарных станков с ЧПУ (с числовым программным управлением). Наряду с традиционной, в станках с ЧПУ используется компоновка, которая подразумевает наличие у станины наклонных направляющих. Это существенно упрощает процесс удаления стружки. Рабочая зона, закрытая специальными кожухами, является герметичной.

Токарные станки с ЧПУ состоят из следующих основных узлов.

• Жесткая станина. Чаще всего, это массивная литая чугунная конструкция с ребрами жесткости, которая обеспечивает стойкость к изгибающим нагрузкам и демпфирование вибраций.
• Шпиндель, с помощью которого вращается заготовка. Шпиндель может вращаться как по часовой стрелке, так и против. Необходимая скорость вращения задается в управляющей программе. Современные станки с ЧПУ умеют поддерживать постоянную скорость резания, автоматически изменяя обороты шпинделя при уменьшении диаметра обработки.
• Револьвер для автоматической смены инструмента. Револьверные головки бывают разных типов и рассчитаны на разное количество инструментов (обычно, от 8 до 24).
• Задняя бабка для поджима деталей большой длины. Задняя бабка может быть гидравлической или с сервоприводом, может быть полностью управляемой или только с подвижной пинолью.

На видео ниже показан процесс создания современного токарного станка с ЧПУ от изготовления станины до установки кожухов.

Современные токарные станки с ЧПУ также часто имеют следующие управляемые элементы.

• Щуп для обмера/привязки режущего инструмента. Щуп позволяет проводить обмер инструмента, как в ручном, так и в автоматическом режиме. Безаварийное функционирование станка во многом определяется правильностью выполнения привязки. С помощью такого щупа можно также контролировать износ инструмента.
  
• Система удаления стружки. На токарных станках чаще применяется транспортер для удаления стружки ленточного типа. Такой транспортер лучше справляется со сливной токарной стружкой. Применяется также и система шнекового типа.
• Подача СОЖ высокого давления через инструмент. Давление СОЖ может достигать 70 бар. Струя подается непосредственно в зону резания, охлаждая инструмент и деталь и эффективно удаляя стружку. Все это увеличивает срок службы инструмента и повышает качество обрабатываемой поверхности.
  
• Люнет для работы с деталью большой длины. Используется, когда поджима задней бабкой недостаточно или когда такой поджим невозможен (внутренняя обработка с торца). Зажим-разжим гидравлического люнета происходит по команде из управляющей программы.
  
• Ловитель деталей. Применяется при работе токарного станка с автоматическим податчиком прутка или вытягивателем прутка. Ловитель деталей увеличивает автоматизацию производства: нет необходимости останавливать станок и открывать дверь, чтобы достать готовую деталь.
  

Токарные станки с ЧПУ обладают многими преимуществами. Наиболее важными из них являются:

• высокий уровень автоматизации производственного процесса и его автономности;
• вмешательство оператора в работу станка сводится к минимуму и, в основном, ограничивается визуальным контролем и загрузкой заготовок;
• высокая производственная гибкость и простота наладки: для обработки деталей одного типа на станке с ЧПУ необходимо всего лишь произвести замену управляющей программы;
• высокий уровень точности ЧПУ-обработки и ее повторяемость: при необходимости по одной и той же программе на современном токарном станке можно изготавливать тысячи деталей, практически идентичных между собой;
• продолжительный срок работы до капитального ремонта, высокая надежность, износостойкость и долговечность.

Для подготовки управляющей программы для станка с ЧПУ сейчас широко применяются компьютерные технологии — CAD/CAM системы. Использование таких систем позволяет значительно сократить сроки проектирования и изготовления изделий, снижает вероятность ошибок. С помощью CAD/CAM систем можно выполнить трехмерную имитацию процесса обработки, перед изготовлением детали непосредственно на станке, т.е. выполнить проверку на возможные столкновения.

Таким образом, токарные станки с ЧПУ — современное и многофункциональное оборудование, призванное решать самый широкий круг задач, связанных с металлообработкой. Его использование позволяет оптимизировать производственный процесс предприятия, наладить выпуск конкурентоспособной продукции, отвечающей самым высоким требованиям потребителей.

что можно на нем сделать, как им пользоваться

Токарные станки, основа для большинства малых и средних производств, пользуются популярностью во всем мире ввиду высокого КПД при обработке заготовок и изготовлении разнообразных деталей.

Станки имеют довольно большое количество разновидностей, обусловленных их функциональными задачами, и со всем этим многообразием мы ознакомим читателя в нашем материале.

Содержание:

• 1 Что он делает?
• 2 Виды оборудования для токарной обработки
  • 2. 1 Работы по дереву
    • 2.1.1 Пилильные
    • 2.1.2 Строгальные
    • 2.1.3 Сборочные
    • 2.1.4 Гнутарные
    • 2.1.5 Шлифовальные
    • 2.1.6 Фрезерные
    • 2.1.7 Сверлильные
    • 2.1.8 Токарные
  • 2.2 Для работ по металлу
    • 2.2.1 Лоботокарные
    • 2.2.2 Карусельные
    • 2.2.3 Токарно-винторезные
    • 2.2.4 Токарно-револьверные
• 3 Как пользоваться?
• 4 Что можно сделать на нем?
  • 4.1 Изделия из древесины
  • 4.2 Металлические поделки

Что он делает?

Токарный станок служит для обработки деталей: расточки и обточки, сверления и зенкерования, развертывания и нарезания резьбы, подрезания и обработки торцов, некоторых других операций. Все это вместе называется обработкой тел вращения.

Тело вращения — это объемное тело, которое получается при вращении объекта (фигуры-контура) обработки вокруг оси вращения, которая расположена в одной плоскости с этим объектом.

Виды оборудования для токарной обработки

Виды станков разделяют в зависимости от следующий параметров:

• предназначения станка;
• точности выполняемых им работ;
• его массы;
• максимальной длины и диаметра детали, которую можно обработать на станке, а также ее положения по отношению к инструменту обработки, установленном в станке.

Фактически, можно разделить станки на деревообрабатывающие и металлообрабатывающие, после чего выделить в каждой группе свои подгруппы, в зависимости от специфики оборудования, сориентированного на выполнение конкретных поставленных перед станками задач.

Читайте также: основы токарного дела по металлу для начинающих

Работы по дереву

Станки по дереву обычно имеют несколько меньший размер и мощность по сравнению с их «коллегами», работающими по металлу, кроме того, они не требуют наличия системы подачи жидкости-охладителя, т. к. работа с деревом дает значительно меньшие нагрузки. Существует довольно большое количество разновидностей станков для работы по дереву, рассмотрим их подробнее.

Пилильные

Оборудование такого типа используется для придания формы выбранным деревянным элементам, а также для распилки заготовок, оборудование требует минимального уровня подготовки работника для выполнения работ. Этот вид станков делится на:

• пилорамы, которые с помощью линейных пил обеспечивают поперечную либо продольную распиловку деревоматериала, они обеспечивают общую подготовку материала к дальнейшей работе;
• ленточные станки, которые разрезают деревоматериал во время линейного движения пилы, используются для предварительной заготовки материала и его обработки;
• круглопильные устройства, распиливающие древесину в вертикальной либо наклонной плоскостях с использованием круглых пил, чаще всего используются при формовке ввиду их более высокую точность работы, по сравнению с другими устройствами этой группы.

Читайте также: токарный станок 1Д601 описание технические характеристики

Строгальные

Строгальное станочное оборудование выполняет задачи, связанные со снятием верхнего слоя обрабатываемого материала, и делятся на:

• рейсмусовые односторонние, с помощью которых обрабатывается верхняя поверхность, чаще всего на крупных заготовках, просты как конструктивно, так и при обслуживании;
• рейсмусовые двухсторонние, которые могут обрабатывать обе плоскости, и нижнюю, и верхнюю, значительно повышают эффективность работы, но сложнее в обслуживании;
• фуговальные, главным преимуществом которых является возможность снятия фаски под нужным углом, при этом функция обработки поверхности также доступна.

Читайте также: устройство токарного станка по металлу

Сборочные

Сборочные станки — автоматизированные устройства, служащие для сборки ряда элементов в готовое изделие либо полуфабрикат, служащий для последующей обработки и/или сборки с другими элементами.

Гнутарные

Как можно понять из названия данной группы станков, главная функция данного оборудования — придание элементам определенной формы последствием их выгибания, для чего используются гидравлические прессы, оборудованные фиксирующими зажимами.

Шлифовальные

Эти станки обычно используются на последних стадиях изготовления деталей, с их помощью делают чистовую обработку, снимая верхний слой материала с помощью покрытого абразивами инструмента. Шлифовальные станки делятся на несколько групп:

• круглошлифовальные, для обработки тел вращения;
• плоскошлифовальные, для соответствующих поверхностей;
• кромкошлифовальные, для обработки кромки фигурных элементов;
• специальные шлифовальные, для сложных поверхностей.

Фрезерные

Фрезерные станки нужны для обработки фасонных и плоских поверхностей. В зависимости от своей конфигурации, они разделяются на:

• вертикально-фрезерные, с перпендикулярным расположением инструмента по отношению к столу и детали;
• горизонтально-фрезерные, с горизонтальным расположением шпинделя;
• универсальные, на которых можно менять расположение заготовки по отношению к обрабатывающему узлу без ее переустановки.

Сверлильные

Станки такого типа служат для просверливания и рассверливания отверстий в деталях либо для их обработки. Также имеют деление на несколько видов:

• вертикальные, работающие исключительно в вертикальной плоскости;
• горизонтальные, аналогично обрабатывающие детали, но в горизонтали;
• радиальные, на которых можно менять угол наклона инструмента для обработки закрепленной детали.

Токарные

Деревообрабатывающие токарные станки применяются для точения корпусных деталей и крепежа, изготовление декоративных элементов. Делятся они на группы, обусловленные степенью автоматизации устройства:

• устройства с ручным управлением, полностью зависящие от работника;
• автоматизированное оборудование, в котором есть узлы, обеспечивающие копирование ряда процессов без участия человека, но под его контролем;
• полностью автоматическое оборудование, в которых все процессы контролируются заданной до запуска станка компьютерной программой.

Для работ по металлу

Станки для работы по металлу имеют меньшее количество разновидностей, но несколько другую специфику.

Исходя из степени точности выполняемых работ оборудование может быть:

• сверхточным;
• повышенной точности;
• особо точным;
• точным;
• нормальной точности.

Исходя из типа предстоящих работ, можно подобрать оборудование с учетом его специфики.

Лоботокарные

Данные механизмы работают с металлическими деталями большого или неравномерного диаметра, вытачивания цилиндрообразных заготовок большой тяжести, работают они в горизонтальной плоскости.

Карусельные

С помощью таких станков можно выполнять простую подготовку деталей (обтачивание) либо создать заготовки для изготовления более сложных объектов, например, зубчатых колес, так как они могут использоваться как для обычного токарного точения, так и для:

• сверления;
• растачивания;
• подрезания торцов;
• нарезки резьбы;
• зенкирования;
• создания канавок.

Токарно-винторезные

Пожалуй, самый распространенный тип устройств для обработки металла ввиду своей универсальности, кроме того, существуют модели действительно небольших размеров, которые можно поставить в любой маленькой мастерской.

Такой станок позволяет работать с цветметом и черметом, точить конусы, нарезать резьбу разных типов: дюймовую или метрическую, питчевую.

Токарно-револьверные

Токарно-револьверные станки также имеют большое распространение, особенно в формате ЧПУ, с револьверной головкой под несколько инструментов сразу. Многопозиционная поворотная головка, конструктивный элемент, который значительно увеличивает эффективность работы устройства, сокращая время на обработку детали.

Как пользоваться?

Перед тем, как дать краткий экскурс в особенности использования токарных станков, обязательно необходимо напомнить выполнении правил техники безопасности при работе с этим оборудованием:

1. Одежда и обувь работника должны закрывать все тело, оставляя открытыми только кисти, шею и голову, одежда в идеале не должна быть прилегающей или свободной — этот комплекс мер защитит как от мелкой стружки, летящей во время работы, так и от серьезных травм, которые могут возникнуть при затягивании одежды в подвижные элементы станка.
2. Необходимо использовать защитные очки и стоять на деревянном настиле во избежание поражения током во время работы на оборудовании.
3. Категорически необходимо всегда использовать защитный кожух станка, который закроет зону вращения закрепленной детали.

Токарные станки, в большинстве своем, достаточно просты в освоении, поэтому как под руководством опытных мастеров, так и с помощью обучающих роликов в сети можно познать азы их использования и сделать первые шаги в этой сфере.

Примитивно, принцип работы на станке (для примера берем токарно-винторезный) выглядит следующим образом:

• работник становится перед станком;
• размещает заготовку между двумя окончаниями ходового вала;
• включает станок;
• плавно и медленно перемещает резец, выполняя обработку;
• выключает станок по завершению работы.

Более детальные инструкции, конечно, лучше получать под контролем опытных коллег, поскольку даже видеоролики пока еще не умеют отвечать на заданные вопросы, возникающие в процессе работы на станках.

Что можно сделать на нем?

Токарный станок в умелых руках и при наличии необходимых для работы материалов является крайне эффективным инструментов для изготовления металлических или деревянных изделий, причем сюда можно отнести как высокоточные детали для другого оборудования, так и разнообразные ручные поделки для дома или досуга.

Изделия из древесины

Изготавливать изделия из дерева можно как «для дома, для семьи», так и на продажу. В последнем случае сделанные вещи имеют магическую приставку в своем названии «сделано индивидуально», что в нашу эпоху глобализации всех процессов имеет немалый вес в глазах многих потенциальных покупателей.

Можно изготавливать элементы мебели для ее последующей сборки (думаем, все помнят школьные табуретки, изготовленные и собранные на уроках труда), рукоятки для инструментов, средний и мелкий декор — основу для настенных часов, вазы, фигурки существ, популярным видом изготовляемых на станке изделий являются шахматы, шашки, нарды.

Металлические поделки

Токарные станки для металлообработки обычно не связывают с поделками, ведь с их помощью масса предприятий и мастеров-одиночек работает над изготовлением гаек и болтов, втулок и муфт, колец и валов различного назначения, максимум, что может представить себе человек, не владеющий информацией — это расточка каких-то деталей во время ремонта и схожие действия.

Тем не менее, круг выполняемых задач не ограничивается только работой. Металлические поделки может изготовить как опытный работник, так и начинающий практикант, чаще всего это фигурки либо отдельные декоративные элементы: шары и брелоки, кубики и целые модельки (например, автомобилей).

В заключение хочется отметить следующее: мир токарных станков, при всей его величине и многообразии, доступен каждому, кто захочет попробовать себя на этой стезе. Тем более, сейчас, с активным распространение устройств с ЧПУ, маленький токарный станок можно установить даже у себя дома, а после прохождения курсов по его использованию со временем и растущим опытом можно стать одним из тех, кто может превратить кусок материала в настоящий шедевр, будь он предназначен для работы или досуга.

Что такое токарный станок и что делают токарные станки? Горнило

перейти к содержанию

MachiningMachine

Автор: Peter Jacobs

Будучи слесарем или специалистом по ЧПУ, целый день работающим на вертикальных фрезерных станках, вы должны знать о токарном станке. Хотя токарные станки в настоящее время очень продвинуты с новыми технологиями, они являются одним из старейших станков, изобретенных еще в 1300 г. до н.э. в Древнем Египте.

Около 1569 г. н.э. токарные станки в основном использовались во Франции для изготовления изделий из дерева; однако во время промышленной революции 18 века люди в Англии модернизировали токарный станок по металлу.

В этом блоге мы будем вникать в детали, различные типы, как научиться их использовать и многое другое. Давайте начнем.

Что такое токарный станок?

Токарный станок — это станок, используемый для придания формы деревянным или металлическим изделиям. Он обрабатывает деревянную или металлическую деталь, вращая ее вокруг оси, в то время как стационарный режущий инструмент продолжает удалять ненужный материал с заготовки, чтобы придать ей желаемую форму.

Эти машины используются для различных операций по изготовлению изделий, таких как шлифование, сверление, резка, деформация и токарная обработка. Они используются в металлообработке, термическом напылении, обработке стекла и тюнинге различных художественных изделий по дереву.

Являясь одним из самых древних станков, способных выполнять широкий спектр производственных задач, он также известен как «Мать всех станков».

Как работает токарный станок?

Прежде чем узнать, как работает эта машина, необходимо узнать о ее частях. Большинство состоит из следующего:

• Bed

• Headstock

• Tailstock

• Spindle

• Motor

• Chuck

• Режущие инструменты

Рабочий процесс токарного станка

Этап 1: Обрабатываемая деталь помещается между передней и задней бабками. Он соединен с патроном, который помогает поставить заготовку в устойчивое положение, захватывая ее снаружи.

Шаг 2: Заготовка вращается с помощью шпинделя, соединенного с двигателем. Он заставляет заготовку вращаться вокруг своей оси.

Шаг 3: Режущий инструмент помещается в держатель инструмента, который удерживает фрезу на соответствующем расстоянии от вращающейся заготовки, чтобы его лезвия могли резать заготовку по желанию. Различные типы режущих инструментов используются для различных желаемых форм и материалов.

Типы токарных станков

В настоящее время вы можете найти множество типов токарных станков, наиболее часто используемыми из которых являются:

Токарный станок с двигателями

Токарные станки с двигателями были популярным изобретением со времен промышленной революции. Они использовали паровые двигатели в качестве источника энергии для непрерывного вращения. Эти машины в настоящее время используются в основном в промышленных целях для сверления или растачивания металлических деталей.

Скоростные токарные станки

Скоростные токарные станки используются для резки деревянных деталей. Поскольку скорость вращения шпинделя в токарных станках этого типа высока, они известны как скоростные токарные станки. Это одна из самых простых машин для понимания, поскольку они состоят только из передней бабки, задней бабки и револьверной головки.

Револьверные станки

Револьверные станки идеально подходят для изготовления идентичных заготовок. Он имеет револьверную головку, которая позволяет машине удерживать несколько режущих инструментов, которые можно использовать одновременно.

Токарные станки для инструментальной мастерской

Токарный станок для инструментальной мастерской — лучший вариант, если вам нужна точность резки. По функциям и рабочему процессу токарные станки Tool Room идентичны токарным станкам Engine. Вы можете легко контролировать скорость токарных станков Tool Room в соответствии с желаемым резом.

Токарные станки по стеклу

Поскольку стекло очень хрупкое и может разбиться при резке лезвием, токарные станки по стеклу используют тепло от горелки, чтобы сделать его ковким. Как только стекло становится гибким, ему придают форму вручную. Этот тип токарного станка в основном используется для производства изделий из стекла, таких как браслеты или дизайнерские зеркала.

Разница между токарным станком по металлу и токарным станком по дереву

Хотя большинство станков имеют схожие функции, не все из них можно использовать для изготовления одного материала. Например, токарный станок, изготавливающий деревянные изделия, нельзя использовать для обработки металлических деталей.

	Токарный станок по металлу	Токарный станок по дереву
Мощность двигателя	Токарный станок, используемый для обработки металлических деталей, имеет мощный двигатель.	Имеет относительно менее мощный двигатель.
Скорость вращения	Большинство токарных станков по металлу вращаются намного быстрее, чем токарные станки по дереву, и имеют переменную скорость вращения.	Имеет скорость вращения 500-1200 оборотов в минуту и ​​вообще не имеет переменной скорости.
Размер и острота режущих инструментов	Токарные станки, используемые для обработки металлических деталей, имеют относительно большие размеры и более заточенные лезвия.	Лезвия токарного станка по дереву меньше по размеру и менее заточены.

Часто задаваемые вопросы о токарных станках

Для чего используются токарные станки?

Токарные станки использовались для обработки различных материалов с самых ранних времен. Начиная с Древнего Египта и промышленной революции в Англии и заканчивая современным миром, эти машины используются для придания формы материальным изделиям.

Трудно научиться пользоваться токарным станком?

Важно сначала научиться механической обработке у опытного инструктора в официальном механическом цехе. В The Crucible вы можете научиться безопасно использовать обрабатывающее оборудование и делать точные и аккуратные разрезы. Наш механический цех предлагает вводные занятия для станочников, которые только начинают свою деятельность, а также открытое лабораторное время для студентов, чтобы усовершенствовать свои навыки работы на токарном станке, и для опытных рабочих, работающих над личными проектами. Если вы заинтересованы в токарной обработке дерева на токарном станке, наш магазин по дереву предлагает как вводные курсы для начинающих столяров, так и продвинутые курсы для тех, кто имеет представление о токарной обработке дерева на токарном станке.

Сколько стоят станки?

Средняя стоимость токарного станка для любителей может варьироваться от 800 до 6000 долларов. Цены на промышленные токарные станки могут доходить до 60 000 долларов, а станки с ЧПУ могут стоить даже 500 000 долларов. Существует огромная разница между различными типами токарных станков, поэтому проведите исследование и убедитесь, что у вас есть четкое представление о том, какой тип вам нужен.

Какой токарный станок мне нужен?

Тип, который вам понадобится, определяется материалом, с которым вы работаете, количеством места, которое у вас есть, и вашим начальным бюджетом. Различные типы имеют различную мощность двигателя, скорость вращения, размеры лопастей и многое другое. Если вы работаете с металлом, вам понадобится более мощный двигатель и больше переменных скоростей на вашем станке. Деревянные токарные станки не требуют такой большой мощности и могут работать с меньшими и менее острыми размерами лезвий.

Продолжить знакомство с руководствами по станкам

В этом руководстве рассказывается о том, что делают токарные станки, о различных типах и о том, как научиться пользоваться токарным станком….

Подробнее →

Машинисты создают точные детали для механического оборудования. В этом руководстве рассказывается о том, чем занимаются механики, и о том, каково быть механиком в целом….

Подробнее →

В этом подробном руководстве мы подробно расскажем, что такое механическая обработка, основные методы, как учиться и процессы обработки. ..

Подробнее →

Убедитесь, что вы готовы ко всему, вооружившись знаниями по ремонту велосипедов! Мы рассказываем, как починить цепь, плоскую трубу и многое другое….

Читать далее →

Понимание обслуживания велосипеда и наличие безопасного способа передвижения важнее, чем когда-либо. Читайте дальше, чтобы узнать основы и многое другое….

Подробнее →

Это руководство имеет одобрение эксперта

Питер Джейкобс, старший директор по маркетингу в CNC Masters

Питер Джейкобс — старший директор по маркетингу в CNC Masters. Он активно участвует в производственных процессах и регулярно публикует свои идеи в различных блогах, посвященных обработке с ЧПУ, 3D-печати, быстрой оснастке, литью под давлением, литью металлов и производству в целом.

Вы можете научиться механической обработке

В Горниле еженедельно предлагаются новые курсы механической обработки.

Не найдена сетка для классов механических цехов.

МАГАЗИН МАШИНОСТРОИТЕЛЬ

2022-06-28T08:26:48-07:00

Ссылка для загрузки страницы

Перейти к началу

Что такое токарный станок и как он работает

Сегодня мы собираемся ответить на популярный вопрос по механической обработке:

Что такое токарный станок?

Если вы подумываете о работе на токарном станке и хотите узнать больше о том, что делает этот инструмент, вы обратились по адресу. Вот некоторые основы токарного станка, которые помогут вам понять, что это такое, как он работает и почему он может быть полезен в вашем следующем проекте:

1. Токарный станок 101: Что такое токарный станок?

Токарный станок — это обрабатывающий инструмент, который используется в основном для обработки металла или дерева. Он работает путем вращения заготовки вокруг неподвижного режущего инструмента. Основное применение — удаление ненужных частей материала, оставляя после себя заготовку красивой формы.

Существует множество типов токарных станков, предназначенных для обработки различных материалов и технологий. Здесь, в All Metals Fabricating, у нас есть четыре различных типа токарных станков, в том числе токарный станок с инструментами для работы в многозадачном режиме.

Люди использовали токарные станки для изготовления деталей для других механизмов, а также специальных предметов, таких как чаши и музыкальные инструменты. Независимо от типа и функции, все они работают с использованием этого основного удерживающего и вращающегося механизма.

2. Детали токарного станка

Основными частями токарного станка являются станина, передняя и задняя бабки, шпиндели, подручник и двигатель. Вот как это работает:

Станина удерживает все вместе

Все части токарного станка прикреплены к станине. Это формирует основу токарного станка и является одним из факторов, определяющих размер детали. То есть расстояние от основного шпинделя до станины подскажет вам предел максимального диаметра.

Правильная ориентация

Передняя бабка должна быть слева, а задняя — справа. Если вы видите обратное, проверьте и убедитесь, что вы не стоите не с той стороны станка.

Передняя бабка — это место, где происходит основное действие. Здесь мощность двигателя передается на заготовку. Частью его назначения является удержание основного шпинделя, так что вы должны увидеть и этот шпиндель здесь.

Двигатель находится на нижней стороне станины станка, слева возле передней бабки. Часто это какой-то тип электродвигателя, но токарный станок может иметь и гидравлический двигатель.

Регулируемые детали

Вы можете отрегулировать подручник по высоте и повороту, но из соображений безопасности это следует делать только при выключенном станке. После того, как вы ослабите его для регулировки, дважды проверьте, чтобы убедиться, что он снова затянут, прежде чем продолжить.

Задняя бабка также регулируется, и вы, вероятно, сможете полностью ее снять. Как и в случае с подручником, вы никогда не должны выполнять эти регулировки во время работы токарного станка. Подробнее об этом читайте в разделе «Безопасность токарного станка» этого поста.

Приспособления и принадлежности

Шпиндели, включая вращающийся главный шпиндель, удерживающий заготовку, могут быть оснащены различными приспособлениями и принадлежностями. Чтобы учесть эти фитинги, главный шпиндель часто является полым и имеет резьбу снаружи.

Некоторые полезные приспособления для главного шпинделя включают центры, патроны и планшайбы. Вы можете использовать их, чтобы расположить заготовку и удерживать ее на месте.

3. Кто должен использовать токарный станок?

Токарные станки, известные как «матери обрабатывающих инструментов», могут использоваться для самых разных целей. К ним относятся формование, сверление, шлифование, накатка, токарная обработка, резка и деформация. Такую универсальность инструмента трудно превзойти, и именно поэтому так много рабочих по металлу и дереву полагаются на токарные станки в качестве основы своей работы.

Если вам нужен прецизионный инструмент для резки и формовки, токарный станок может идеально подойти для вашего проекта. Токарные станки хороши для команд, которым требуется универсальное оборудование, способное выполнять работу нескольких инструментов.

4. Безопасность токарного станка

Вы должны освоиться с токарным станком, если хотите хорошо им пользоваться, но не слишком.

Вы знаете момент, когда вы используете машину, выполняете какое-то повторяющееся движение, и ваш мозг медленно переключается на автопилот? Как вы, возможно, знаете из опыта, именно в такие моменты случаются ошибки.

В этих инструкциях по технике безопасности для токарных станков, разработанных Университетом Пердью и Университетом Западной Вирджинии, приведены некоторые важные моменты, на которые следует обратить внимание:

Носите правильное снаряжение протекторы или, может быть, даже лицевой щиток. Если нет, то правильное время для снаряжения — до токарной операции.

Соберите волосы, если они длинные, и закатайте длинные рукава. Никогда не надевайте перчатки, кольца или часы при работе на токарном станке. Если какой-либо из этих предметов попадет в сверло или шпиндель, вы быстро окажетесь в смертельной ситуации.

Проверьте щитки и ограждения

Перед началом использования станка убедитесь, что все находится на своих местах. Если что-то выглядит не так, четко обозначьте это, прежде чем покинуть это место. Вы можете написать что-то вроде «Не работает». Вы же не хотите, чтобы кто-нибудь, пришедший после вас, столкнулся с проблемами, которые вы могли бы предотвратить.

Держите инструменты острыми

Тупые и поврежденные токарные инструменты не только неэффективны, но и опасны в использовании. Пометьте и зафиксируйте, прежде чем двигаться вперед.

Выключите питание перед регулировкой

Никогда не регулируйте токарный станок во время его работы. Если вы заметили что-то, что хотите переместить, подождите, пока токарный станок полностью не выключится, прежде чем делать это. Аналогичным образом, если вам необходимо выполнить какое-либо техническое обслуживание токарного станка, вы должны заранее полностью отключить источник питания.

Партнерство с опытным механическим цехом

Самым большим преимуществом, когда речь идет о безопасности токарного станка, является то, что нелегко исправить: опыт и навыки. Если вы обнаружите, что вам не хватает собственных отбивных, не волнуйтесь. Все, что вам нужно сделать, это найти хорошую механическую мастерскую, которая знает, что они делают, и создать прочное партнерство, чтобы выполнить работу.

Вы готовы использовать токарный станок!

Итак, что такое токарный станок?

Токарный станок — это, помимо прочего, формовщик, резец, шлифовальный станок и деформатор. Он использует навесное оборудование для выполнения специальных работ и создает достаточно точные результаты, чтобы их можно было использовать на другом оборудовании.

Аппарат электродуговой сварки в домашних условиях

Для изготовления сварочного аппарата для электродуговой сварки в домашних условиях нужно совсем не много, делается это довольно просто без применения специализированного оборудования или схем. Все, что для этого нужно – это микроволновая печь в количестве двух штук, или же два трансформатора от них. Их можно найти даже на свалке.

Если мы взяли микроволновые печи, тогда достаем из них трансформаторы.

Это трансформаторы повышающего типа – это значит, что она преобразуют 220 В в напряжение примерно 2,5 кВ, которое требуется для работы магнетрона. Из-за этого для вторичной обмотки у них используется провод меньшей толщины и большее количество витков. Трансформатор обладает мощность около 1200 Вт.

Для сборки сварочного аппарата для дуговой сварки мы не будем разбирать сердечник наших трансформаторов. Нам нужно лишь спилить и высверлить вторичную высоковольтную обмотку. Как правило, эта обмотка размещена сверху, первичная на 220 В – в нижней части.

Наш рабочий инструмент.

Нужно взять трансформатор и закрепить, чтобы он не двигался. Далее берется ножовка по металлу и срезается вторичная обмотка с обеих сторон у обоих трансформаторов. Если будете повторять, будьте осторожны, следите чтобы не повредилась вторичная обмотка.

После этого обмотка сверлится дрелью со сверлом по металлу и таким образом снимается внутреннее напряжение металлов, чтобы было просто выбить остатки.

Выбивание остатков намотки.

Мы получили два трансформатора с обмотками на 220 В. Трансформатор слева, над обмоткой, имеет токовый шунт, который разделяет обмотки. Чтобы увеличить мощность, их надо тоже выбить. Благодаря такой манипуляции мощность трансформатора возрастет примерно на 20–25%.
Между большими обмотками также может присутствовать маленькая низковольтная обмотка из пары проводов – ее нужно выбросить.

Берется многожильный провод с пластиковой изоляцией, сечение шесть квадратов, длина 11–12 метров. Подойдет и многожильный провод, не грубый – как в моем примере.

Автор намотал приблизительно 17–18 витков для каждого трансформатора, высота 6 рядов, толщина 3 слоя.

Обмотки включаются последовательным образом. Автор все мотал, используя один провод, но допускается и намотка каждого трансформатора отдельно, и затем – их соединение. Вся намотка получилась очень плотной, болтаться не должна.

Когда намотка завершена, нужно подключить высоковольтные обмотки на 220 В параллельным образом. Автором использованы автомобильные наконечники с изоляцией термоусадочной трубкой.

Вся конструкция включается в сеть, замеряется напряжение на намотанной вторичке. Вышло примерно 31–32 В.

После этого была взята деревянная доска и оба трансформатора прикручены на саморезы, чтобы вышло единое целое.

Во время сварки автор планирует применять электроды 2,5 мм, и варить две железки с толщиной 2 мм.

Так выглядит результат.

Все работает, но варить долго не рекомендуется, поскольку происходит нагрев трансформаторов. После каждого электрода аппарату нужно дать время, чтобы он остыл.

Армирование фундамента: особенности стеклопластиковой арматуры

Еще несколько лет назад для армирования фундаментов и стяжек в России применяли исключительно металлические изделия. Сегодня доступны аналоги тяжелой стальной сетки, один из них — стеклопластиковая арматура.

Для российского строительного рынка такой вид материала для армирования является относительно новым, в других странах арматурные пруты из композита применяются в строительстве и реконструкции примерно с 70-х годов прошлого столетия. Помимо стеклопластиковой к композитным относятся базальтокомпозитная,углекомпозитная и арамидокомпозитная арматуры, но они не получили широкого распространения ни в нашей стране, ни за рубежом.

Заказать стеклопластиковую арматуру в Тюмени от производителя вы можете в компании «Орион».

Что такое стеклопластиковая арматура

Для изготовления такой арматуры применяют стекловолокно — прочный, гибкий и эластичный материал. Волокна накрепко склеиваются при помощи полимерного состава.

В разрезе прута видны его составляющие: основной ствол из параллельных волокон и спиралевидную намотку. Некоторые виды продукции имеют песчаное напыление, могут быть окрашены в синий, черный или другой цвет. Оттенок не влияет на технические характеристики материала.

Арматура композитная стеклопластиковая производится в бухтах до 12 мм и в прутках диаметром выше 12 мм.

Характеристики композитной арматуры

Стеклопластик имеет следующие физические свойства:

• 
  высокая прочность;
• 
  долговечность;
• 
  эластичность;
• 
  химическая инертность;
• 
  отсутствие экранирующих свойств.

Вес стеклопластиковой арматуры меньше, чем металлической примерно в 4 раза. Масса композита примерно 1900 кг на кубометр, тогда как сталь весит не менее 7000 кг на м³.

Материал легко гнуть и сматывать в бухты. Одна бухта стеклопластиковой арматуры довольно компактна, что упрощает транспортировку материала — ее легко перевозить даже в багажнике легкового авто.

Вязка стеклопластиковой арматуры при выполнении армирования конструкций осуществляется на стяжку или вязальную проволоку, сварка при работе с композитным материалом не используется.

Область применения

Стержень из стеклопластика можно использовать для:

• 
  Укрепления кладки. Кладочные растворы часто разбавляют противоморозными и другими добавками, разрушающими металл. Композит невосприимчив к воздействию агрессивных веществ.
• 
  Армирования фундамента. Особенно часто при помощи стеклокомпозита укрепляют ленточный фундамент в домах малой этажности.
• 
  Армировки стяжки. Арматурная конструкция продлевает срок службы стяжки, препятствует ее разрушению под воздействием усадки, механических нагрузок и других факторов.
• 
  Армирования дорожных, береговых и других конструкций. Для стеклопластика, в отличие от металла, допустим прямой контакт с грунтом.

Особенности стеклопластиковой арматуры

Плюсы стеклопластиковой арматуры:

• малый вес — легко перевозить, нет необходимости в специальном транспорте и дополнительных рабочих на объекте;
• 
  простота укладки — вязать композитную арматуру просто как вручную, так и с использованием механизированного вязального крючка;
• 
  в два раза большая прочность по сравнению со стальной арматурой аналогичного диаметра — меньшая расчетная площадь, высокая надежность армирования;
• 
  химические свойства — стеклопластик не подвержен коррозии, гниению, устойчив к агрессивным средам, низким температурам, что допускает ее применение в сложных условиях, без дополнительной гидроизоляции конструкции и других защитных мер;экономичность — цена композитной арматуры может быть больше, однако экономия достигается за счет использования наименования меньшего диаметра.

• 
  низкая теплопроводность — композит не будет мостиком холода;
• 
  вязка без швов — отсутствие сварных стыков, как самых слабых мест конструкции;
• 
  экологичность — материал не выделяет токсичных веществ в течение всего срока эксплуатации;
• 
  экономичность — цена композитной арматуры может быть больше, однако экономия достигается за счет использования наименования меньшего диаметра.

Минус стеклопластиковой арматуры — отсутствие возможности сгибать материал непосредственно на объекте даже при использовании строительного фена и другого инструмента для нагрева не получится. Если вам нужен гнутый особым образом стержень, необходимо заказать его изготовление у производителя.

Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой

Армирование ленточного фундамента композитными стержнями позволяет увеличить его прочность и срок службы. Работа выполняется по следующему алгоритму:

1. 
   Расчет диаметра и количества материала. Общей формулы для подсчета нет, так как нужный типоразмер выбирается исходя из многих факторов: тип и глубина фундамента, этажность и назначение строения, планируемая нагрузка.
2. 
   Копка траншеи и создание песчано-щебеночной конструкции, уплотнение и выравнивание основания.
3. 
   Возведение опалубки.
4. 
   Установка опор из кирпичей, чтобы не укладывать армокаркас на дно траншеи.
5. 
   Непосредственно обустройство и вязка армирующего каркаса.
6. 
   Заливка бетонной смеси.

Закажите композитную арматуру у нас

У нас вы можете купить стеклопластиковую композитную арматуру оптом и в розницу, возможна поставка одной единицы товара — бухты или стержня. Есть доставка во все регионы РФ. Оставьте заявку на сайте, чтобы получить прайс.

Заказать продукцию «ЗМИ Орион»:

• Арматурная сетка

• Гнутые элементы

• Проволока вязальная

• Сетка дорожная

• Сетка кладочная

• Объемные арматурные каркасы

• Каркасы для буронабивных свай

• Треугольный арматурный каркас

• Сетка рабица

• Сетка штукатурная ЦПВС

• Арматура стеклопластиковая

• Плоский арматурный каркас

Армирование ленточного фундамента стеклопластиковой арматурой: да или нет

Содержание статьи

• 1 Что такое композитная арматура и ее виды
• 2 Достоинства применения
• 3 Недостатки и мифы
  • 3. 1 Расчетные характеристики
  • 3.2 Уменьшение веса конструкции
  • 3.3 Долговечность
• 4 Возможные области применения
• 5 Армирование ленточного фундамента

Последнее время на рынке строительных материалов появляется все большее количество новинок, разобраться с которыми непрофессионалу не под силу. Одной из таких новых технологий стало применение стеклопластиковой арматуры. Производители позиционируют свой товар, как арматуру, имеющую массу преимуществ относительно привычных стальных стержней, но так ли это?

Что такое композитная арматура и ее виды

Композитные материалы — это целая группа арматурных стержней, отличающихся по типу исходного сырья. Композит получил свое название из-за того, что в его составе содержится несколько элементов. Первый — волокна из различных видов сырья, второй — термореактивный или термопластичный полимер (смола). После отвердевания вяжущего получают прочные стержни.

В зависимости от происхождения волокон различают несколько видов арматуры:

• стеклопластиковая;
• базальтокомпозитная;
• углекомпозитная;
• арамидокомпозитная;
• комбинированная, состоящая в основном из одного вида волокон, но имеющая включения по всей длине другого вида.

Наиболее распространено применение стеклопластиковой арматуры, о ней дальше и пойдет речь. Структура стеклопластиковой арматуры схожа со строением древесины. Точно так же вдоль стержня располагаются волокна, которые за счет вяжущего образуют единое целое.

Достоинства применения

Армирование таким материалом имеет следующие преимущества:

• Возможность сматывать материал в бухты существенно облегчает его транспортировку и снижает затраты на самостоятельное строительство — арматуру можно доставить на собственном автотранспорте.
• Небольшой вес изделий упрощает работу своими руками. Нет необходимости в применении большого количества рабочей силы и грузоподъемной техники. Для сравнения, плотность стали составляет 7850 кг на кубометр, в то время как кубический метр композитного материала имеет массу 1900 кг. Отсюда можно посчитать, что масса стеклопластиковой арматуры в 4,13 раза меньше, чем стальной.
• Устойчивость к коррозии. Самая главная проблема стальных прутов — они подвержены появлению ржавчины. Стеклопластик не боится воды и различных агрессивных сред. Армирование композитным материалом хорошо подойдет для бетонов с добавками различных модификаторов (противоморозные и тому подобное).
• Также к достоинствам относят то, что стеклопластик плохо проводит тепло и не проводит электрический ток. Бетонные конструкции не обеспечивают необходимой теплоизоляции здания, поэтому к ним всегда предусматривают слой утеплителя, который предотвращает тепловые потери. В связи с этим низкая теплопроводность композита не играет существенной роли. Непроводимость электричества дает некоторые преимущества. Но иногда в железобетонных конструкциях предусматривают выпуски стержней для устройства заземления или молниезащиты. При использовании стеклопластиковой арматуры такие мероприятия невозможны.

Недостатки и мифы

Материал достаточно новый, поэтому не до конца изучен. Применение в массовом строительстве такого типа стержней делает невозможным отсутствие нормативной базы для расчета. По стеклопластику существует только ГОСТ 31938-2012. Это недавно появившийся и единственный нормативный документ. ГОСТ предусматривает технические требования к материалу, но не дает рекомендаций по расчету, производители приводят лишь примерные значения соответствующих стальных стержней.

Армирование композитом имеет следующие недостатки:

• Невозможность гибки: материал могут изогнуть только на заводе по заранее предоставленным схемам;
• Невозможность применения сварки. Обычно сварка применяется на больших каркасах, в частном домостроении арматуру чаще вяжут.
• Неустойчивость к высоким температурам. Сталь начинает терять свои свойства при нагреве до 600 градусов Цельсия. В случае с композитом потеря несущей способности происходит намного раньше. А это значит, что при пожаре бетонные перекрытия и балки обрушатся быстрее.

Помимо недостатков существуют сомнительные моменты, о которых стоит знать.

Расчетные характеристики

Расчет железобетонных элементов выполняют по СП «Бетонные и железобетонные конструкции» по 2 группам предельных состояний (ГПС).

• 1 ГПС — расчет по несущей способности. Проверяют, может ли элемент выдержать нагрузку, прикладываемую к нему. Расчет ведут с учетом прочности материала.
• 2 ГПС — расчет по жесткости. Здесь учитываются деформации и величина раскрытия трещин железобетонных конструкций. Расчет ведут с учетом модуля упругости материала.

В железобетонном элементе сжимающую нагрузку берет на себя бетон, а функция арматуры — предотвратить разрушение под действием деформаций. Производители композита заявляют о высоких прочностных характеристиках (Rs), но умалчивают о модуле упругости (Еs). Именно эта величина определяет деформативность конструкции.

Рассчитать деформативность можно, разделив прочность на модуль упругости. Для стальной арматуры А400 Rs = 360 МПа, Es = 200000 МПа, отсюда получаем деформативность равную 0,0018 или 0,18 %. Для стеклопластиковой арматуры Rs = 1000 МПа, Es = 50000 МПа. Деформативность равна 0,02 или 2%. Т.е. на 1 метр конструкции растяжение композитной арматуры возможно до 2-х см против 0,18 см у стальной, представьте какие трещины будут образовываться в конструкции. Арматура предназначена для предотвращения растрескивания и растяжения. Композитная справляется с этой функцией в 10 раз хуже, чем стальная.

Особенно важно это качество при армировании плит перекрытия и различных балок. Здесь деформации очень велики, поэтому армирование таких элементов композитом невозможно.

При применении в конструкциях с предварительным напряжением, его потери со временем для стали составляют 20-30% (то насколько теряется жесткость конструкции). Для стеклопластиковой арматуры это значение может дойти за 5-10 лет до 80-90%, потому что это органический материал. То есть весь смысл предварительного напряжения пропадает.

Обратите внимание что ни один производитель напряженного железобетона (плиты, балки) не использует композитную арматуру. Для неё нет нормативных документов (СП, СНиП), поэтому невозможно рассчитать как она себя поведет.

Исходя из этого, заверения производителей о высокой прочности материала справедливы, но на нормальную работу конструкции влияет не только прочность. По деформативности стеклопластик значительно уступает стали.

Уменьшение веса конструкции

Небольшая масса материала существенно снижает трудоемкость, но стержни не могут дать существенного уменьшения веса всей конструкции, которым добиваются уменьшения нагрузок на фундамент.

Для обоснования приводятся числовые значения:

1. Нагрузка на фундамент от плиты 6 м на 1,5 м и толщиной 0,2 м из железобетона равняется сумме массы бетона и арматуры. Процент армирования принимаем 3%. Объем бетона = 6 * 1,5*0,3 = 2,7 м³. Умножив этот объем на процент армирования получим объем стали = 2,7 * 0,03 = 0,081 м³. Масса бетона = 2,7м³ * 2000 кг/м³ = 5400 кг. Масса стали = 0,081 м³ * 7850 кг/м3 = 636 кг. Итого масса плиты = 6036 кг.
2. Для такой же плиты армирование предусмотрено стеклопластиком. Объем бетона, арматуры не меняется, масса бетона тоже. Масса арматуры = 0,081 м³ * 1900 кг/м³ = 154 кг. Масса плиты равна 5400 кг + 154 кг = 5554 кг.

Из приведенных выше вычислений видно, что суммарная масса элемента отличается меньше, чем на 500 кг. При массе плиты более 5000 кг это не очень большое значение. Поэтому применение стеклопластиковой арматуры для снижения нагрузки на фундамент экономически необоснованно, так как композит стоит дороже.

Долговечность

Можно верить производителям композитной арматуры на слово, о том что срок службы композитной арматуры составляет 80 лет. Но сомнительными их слова делают два факта:

• Сталь применяется человеком уже долгие годы, о ней много информации, можно довольно точно определить ее срок службы в тех или иных условиях. Композитные стержни — новый материал. Сведений о ее эксплуатации в течение долгого периода, а именно заверенные 80 лет, нет.
• Композитные пруты — органический материал. Со временем в любом органическом веществе происходит разрыв полимерных связей, так называемый процесс “старения” органики, это приводит к потере свойств материала, иногда к разрушению (например резина становится жесткой и начинает растрескиваться через определенное время).

Возможные области применения

Предыдущий пункт расписывает все в черных красках. Но при его прочтении не стоит забывать о достоинствах материала. Благодаря своим физическим свойствам данный тип арматуры будет хорошим решением для:

• Армирования кладки. В кладочных растворах часто используются противоморозные и другие агрессивные добавки, которые оказывают плохое влияние на стальные изделия. Стеклопластику такие модификаторы не страшны.
• Армирование ленточного фундамента. Закладка арматуры в ленточный фундамент часто носит конструктивный характер (без расчета), поэтому стеклопластиковая арматура, легкая и устойчивая к химическим воздействиям может подойти, но применять её стоит осторожно, особенно для массивных зданий и фундаментов на проблемных грунтах (высокий уровень грунтовых вод, пучинистая, просадочная почва и т. д.).
• Армирование дорожного полотна. Арматура не разрушается при контакте с грунтом.

Помните, что не существует нормативной документации на композитную арматуру (СП, СНиП), поэтому ни один проектировщик не сможет грамотно посчитать конструкцию с такой арматурой. Не может идти никакой речи о применении данной арматуры в плитных фундаментах и ростверках, т.к. растягивающие нагрузки могут быть велики.

Армирование ленточного фундамента

Ленточный фундамент в зависимости о сечения может быть двух типов:

• прямоугольный;
• т-образный.

В т-обазной конструкции ленточного фундамента стенка работает только на сжатие, и арматура закладывается в нее без расчета. Подошва при этом воспринимает изгиб и рассчитывается. Стеклопластик можно закладывать в стенку, но в подошву — с осторожностью. Она подойдет только для небольших нагрузок.

При прямоугольном сечении ленточного фундамента композитные стержни применять можно. Это связано с тем, что данная конструкция в основном работает на сжатие. Рабочее горизонтальное армирование (диаметр и количество прутов) определяют из процента армирования, равного, как приводилось ранее 2-3%. Хомуты для небольших зданий подбирают исходя из конструктивных требований в документе «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию», здесь также приведены минимальные диаметры рабочего армирования. В этом документе представлены требования для стальных стержней, для композита нормативов нет, поэтому застройщик может его применять на свой страх и риск.

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод: стеклопластиковая арматура еще не изученный до конца материал. Его использование на сегодняшний день возможно только для конструктивного армирования, но для рабочего армирования применять данный материал не стоит. Особенно не подходит композит для армирования балок, перекрытий и ростверков, т.е. там где большие изгибающие и крутящие моменты.

SCIRP Открытый доступ

Издательство научных исследований

Журналы от A до Z

Журналы по темам

• Биомедицинские и биологические науки.
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение.
• Информатика. и общ.
• Науки о Земле и окружающей среде.
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные науки. и гуманитарные науки

Журналы по тематике  

• Биомедицина и науки о жизни
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение
• Информатика и связь
• Науки о Земле и окружающей среде
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные и гуманитарные науки

Публикация у нас

• Представление статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Публикуйте у нас  

• Представление статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766
	Публикация бумаги WeChat

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766
	Публикация бумаги WeChat

Бесплатные информационные бюллетени SCIRP

Copyright © 2006-2022 Scientific Research Publishing Inc. Все права защищены.

верхний

Армированные пластмассы делают металл слабым6 Clearwater, Fla.

Под редакцией Жана Хоффмана

Два типа материалов, армированных непрерывным волокном, недавно заменили металл во многих аэрокосмических, спортивных и промышленных приложениях. Первые и наиболее известные изготавливаются из реактопластов. Детали из этих композитов легче и более устойчивы к коррозии, чем металлы. Они также легче принимают сложные формы. Другой, изготовленный из термопластичных материалов, армированных непрерывным волокном (CFRTP), предлагает несколько дополнительных преимуществ по сравнению с термореактивными композитами. Они более жесткие и лучше выдерживают удары. Они легко плесневеют и могут быть переработаны. Они также имеют неограниченный срок годности и не выделяют вредных растворителей во время обработки.

Типичные термореактивные композиты являются хрупкими и имеют низкую ударопрочность. Удар может вызвать незначительные видимые повреждения поверхности, но значительно ослабит деталь. Термопласты, с другой стороны, намного прочнее и выдерживают более сильные удары практически без повреждений. Но удары, достаточно сильные, чтобы ослабить деталь, обычно вызывают хорошо видимые повреждения поверхности.

Термореактивные смолы нуждаются в химической реакции, обычно вызываемой теплом, для затвердевания или отверждения. Химическая реакция необратима; после отверждения термореактивный материал нельзя перерабатывать или реформировать. А время цикла формования термореактивных материалов во многом определяется временем отверждения. Напротив, термопластичные матричные материалы не требуют химической реакции. Они многократно плавятся при нагревании и затвердевают при охлаждении. CFRTP хорошо работают с методами быстрого изготовления деталей: время цикла их формования зависит от того, насколько быстро инструменты и оборудование нагреваются или охлаждаются, а не от времени, необходимого для протекания химической реакции.

Однако коммерческих приложений для CFRTP было немного. Одна из причин заключалась в том, что ранние формы продуктов из этих материалов были сложнее обрабатывать и формовать. Разработка хорошо драпируемых и эластичных тканей CFRTP устраняет эти недостатки. Они изготавливаются из термопластов, таких как нейлон, полипропилен, полифениленсульфид (PPS), полиэфиримид (PEI) и полиэфирэфиркетон (PEEK) с углеродными, стеклянными или арамидными армирующими волокнами. Из них можно легко формовать сложные структурные формы, и они идеально подходят для объемов производства от 1000 до 50 000 деталей в год.

CFRTP BASICS
Термопласты, армированные волокном, широко используются в литье под давлением. В подавляющем большинстве этих продуктов используются короткие или рубленые волокна. Эти волокна обычно имеют размер менее 0,25 дюйма и во время формования ориентируются случайным образом. Типичные детали, изготовленные методом литья под давлением, содержат только 20–30 % армирующего волокна. Короткие беспорядочно ориентированные волокна в малом процентном соотношении не обеспечивают сильного усиления. И зачастую из такого материала трудно формовать сложные, большие или толстостенные детали без пустот или линий вязания.

Для сравнения, детали, отлитые из новых углепластиков, часто содержат более 60% армирования. Армирующие волокна непрерывно проходят по всей детали в заданных направлениях, помогая оптимизировать прочность и жесткость. CFRTP содержат волокнистые нити с непрерывным армированием, покрытые порошковым покрытием из плавких в расплаве термопластичных частиц. Нити с однородным покрытием вплетаются в ткани или тесьму, формируются в полужесткие однонаправленные ленты или ленты или ламинируются в панели. Частицы смолы смачиваются и быстро затвердевают при компрессионном формовании.

Первым этапом компрессионного формования ткани CFRTP является резка и сборка слоев ткани. Слои создают заготовку, которая приближается к плоской форме формованной детали. Автоматизированное режущее оборудование, такое как возвратно-поступательные ножи или ультразвуковые зубчатые колеса, может быть вариантом для сложных моделей, производимых в больших объемах. Штампы со стальными линейками, электроножницы или ручные ножницы/ножницы лучше всего подходят для небольших объемов работ. Часто бывает полезно обработать простую заготовку с полостью или углублением в форме развертки. Приспособление для сборки помогает удерживать предварительно нарезанные слои ткани в правильном порядке, расположении и ориентации. Это включает в себя любые частичные слои, необходимые для создания дополнительной толщины в определенных областях.

Сложенные друг на друга слои свариваются прихваточным швом ультразвуком или паяльником перед снятием с приспособления. Это помогает удерживать их в правильном положении во время обращения и хранения. Преформы имеют неограниченный срок хранения и могут производиться в больших количествах независимо от процесса формования или пресс-форм. Они также не требуют дополнительной подготовки перед прессованием в готовые детали. Ткань легко драпируется и обеспечивает простой процесс формования, который формирует и формирует плоскую заготовку. Напротив, предварительно пропитанные термореактивные материалы обычно требуют резки и сращивания для формования сложных форм.

КОНСТРУКЦИЯ ФОРМЫ
Подходящие стальные металлические формы обеспечивают наилучшее качество поверхности и срок службы формы при формовании деталей из углепластика. Никелированные алюминиевые формы подходят для умеренных объемов обработки материалов при температуре ниже 600°F. Стальные формы обязательны для высокотемпературного формования матричных смол, таких как PPS или PEEK. Совмещение верхней и нижней половин пресс-формы осуществляется либо с помощью направляющих штифтов, либо с помощью самой конфигурации пресс-формы.

Как правило, пресс-формы предназначены для полного «дна» на материале CFRTP, а не на ограничителях толщины. Это помогает поддерживать давление на материал на протяжении всего процесса формования. Однако ограничители толщины используются для поддержания плоскостности и помогают гарантировать, что форма не «качается» во время процесса. Они также устанавливают минимальную толщину детали. Упоры обычно должны быть на 0,010–0,020 дюйма ниже желаемой номинальной толщины детали. Для относительно тонких деталей или пластин толщиной менее 0,15 дюйма количество слоев ткани, загруженных в форму, главным образом определяет толщину. Более толстые детали или пластины используют указанный вес заготовки вместе с количеством слоев для контроля толщины детали.

Для быстрой обработки пресс-форм требуется небольшая масса — быстрый нагрев и охлаждение. Для обработки определенных деталей глубокой вытяжки при обработке горячим/холодным челночным прессом к формовочным прессам добавляются охлаждаемые плиты/валики, которые приблизительно соответствуют форме детали. Эта тактика помогает держать источники нагрева и охлаждения близко к CFRTP и устраняет ненужную массу пресс-формы.

Формованные детали должны иметь углы наклона боковых стенок не менее 3°, чтобы поддерживать достаточное давление на материал и облегчить снятие детали. Для достижения наилучших результатов радиусы углов должны быть не меньше 0,06 дюйма.

Важным фактором при обработке толстых листов является несоответствие теплового расширения между материалами CFRTP и металлическими формами. Этот эффект становится проблемой, когда толщина листа превышает 0,15 дюйма, а ширина или длина превышают 10 дюймов. Форма сжимается во время охлаждения. Но армированные углеродом материалы CFRTP с почти нулевым коэффициентом теплового расширения перестают сжиматься после затвердевания. Инструмент «захватит» деталь в пресс-форме, возможно, повредив пресс-форму или деталь, если это не будет учтено. Способы решения этой проблемы включают снятие формованных пластин из углепластика при как можно более высокой температуре и разработку формы с двумя регулируемыми сторонами, которые могут двигаться во время охлаждения. Другой подход заключается в изготовлении форм из таких материалов, как инвар, которые незначительно расширяются при нагревании.

ВАРИАНТЫ ПРЕССОВОГО ФОРМОВАНИЯ
Ткани CFRTP обычно используют три варианта процесса компрессионного формования. Все они используют обычное оборудование и не нуждаются в высокой скорости закрывания или чрезмерном усилии пресса.

Плиты одиночного пресса/обогреваемые-охлаждаемые — Плиты одинарного пресса нагреваются и охлаждаются для достижения правильных условий обработки. Они, в свою очередь, нагревают и охлаждают формы, загруженные в пресс. Формы остаются в прессе на протяжении всего технологического цикла. Но тот факт, что плиты пресса и пресс-формы должны нагреваться и остывать, замедляет скорость цикла. Время цикла варьируется от 30 до 90 мин для типичного оборудования и оснастки в зависимости от толщины детали, массы пресс-формы и других факторов. Полезно охлаждать формы, используемые в повторяющихся циклах, только до тех пор, пока не будет снята деталь. Это помогает сократить общее время цикла.

Этот подход лучше всего подходит в ситуациях, когда требуется множество различных деталей в относительно небольших объемах, не требующих быстрого цикла формования.

Процесс формования начинается с загрузки заготовки в нижнюю половину пресс-формы. Затем операторы устанавливают верхнюю половину пресс-формы и загружают пресс-форму в сборе. Затем его нагревают при давлении порядка от 10 до 50 фунтов на квадратный дюйм. Низкое давление при нагреве помогает обеспечить хорошую теплопередачу и инициирует формирование преформы. Полное давление, от 100 до 800 фунтов на квадратный дюйм, возникает во время окончательного уплотнения, когда форма достигает требуемой температуры обработки. Затем плита пресса охлаждается, чтобы довести форму и деталь из углепластика до температуры удаления.

Челночные прессы с горячим/холодным прессованием — Челночные прессы с горячим/холодным прессованием разделяют основные этапы процесса компрессионного формования — нагрев, охлаждение и загрузку/разгрузку — для повышения эффективности. Отдельные плиточные прессы с подогревом и охлаждением оказывают давление на пресс-форму и материал CFRTP. Время цикла короткое, потому что формы перемещаются между предварительно нагретыми горячими прессами и предварительно охлажденными охлаждающими прессами.

Время цикла особенно мало для относительно тонких деталей и пресс-форм малой массы. Пресс-формы не нуждаются в индивидуальных системах нагрева и охлаждения, что помогает снизить затраты. Для пресс-форм для деталей глубокой вытяжки может потребоваться использование нагретых или охлажденных плит пресса или суппортов. Они приближаются к форме детали и крепятся к горячим и холодным прессам. Такой подход помогает расположить источники нагрева и охлаждения близко к материалу, чтобы увеличить скорость обработки.

Челночный пресс с горячим/холодным прессом полезен для комбинаций различных деталей в умеренных и больших объемах. Здесь экономика не оправдывает затраты на нагревание и охлаждение каждой формы.

Станция горячего прессования сначала предварительно нагревается до температуры на 50 или 100°F выше желаемой температуры пресс-формы. Преформа помещается в нижнюю половину пресс-формы, верхняя половина пресс-формы опускается на место, и пресс-форма перемещается в предварительно нагретый пресс. Низкое давление, от 10 до 50 фунтов на квадратный дюйм, применяется по мере того, как форма нагревается для хорошей теплопередачи и начала формирования преформы. Полное давление от 100 до 500 фунтов на квадратный дюйм или более вызывает окончательное уплотнение, когда форма достигает диапазона температур обработки. Затем открывается горячий пресс, сбрасывается давление, и пресс-форма перемещается на станцию ​​холодного прессования. Снова применяется полное давление, поскольку форма и материал достаточно остыли для удаления детали.

Для лучшей экономичности процесса три формы должны одновременно проходить каждый этап процесса. В зависимости от формы детали типичное время цикла при непрерывной обработке часто составляет 5 минут или менее для деталей размером от 0,030 до 0,125 дюйма. детали с маломассивными пресс-формами. Пластины толщиной более 1 дюйма, для которых требуются тяжелые стальные формы, могут иметь циклы порядка 30 минут.

Процесс челночного прессования обычно реализуется либо в «линейной», либо в «роторной» конфигурации. Формы для поточного производства шаттлируются на направляющих или роликовых конвейерах от станции загрузки через четырехстоечный горячий пресс в холодный пресс и обратно. Прессы выровнены спиной к спине или бок о бок. В роторных конфигурациях станция загрузки/разгрузки и С-образные нагревательные и охлаждающие прессы размещаются вокруг поворотного стола. Пресс-формы прикреплены к поворотному столу индексом к каждой станции обработки.

Пресс-формы с одинарным прессованием/обогревом-охлаждением — Здесь встроенные формы с подогревом и охлаждением устанавливаются непосредственно на плиты пресса. Циклы обработки деталей сложной формы могут быть быстрыми, поскольку системы нагрева и охлаждения формы могут быть близки к CFRTP. Индивидуальные формы дороже, потому что каждая форма должна иметь встроенный обогрев и охлаждение. Прессовые плиты также должны иметь достаточный ход, чтобы открываться достаточно широко для легкой загрузки преформы и удаления деталей. В противном случае формы необходимо будет снимать с пресса для удаления деталей.

Подход с одним прессованием/формой с подогревом и охлаждением особенно подходит для больших производственных циклов конкретной детали или плиты. Производители могут амортизировать пресс-формы при большом количестве деталей, а быстрая обработка помогает снизить затраты. Он также подходит для больших или глубоких форм, где челночный процесс нецелесообразен.

Интегрально обогреваемые и охлаждаемые половины пресс-формы обычно прикрепляются к плитам пресса, чтобы свести к минимуму манипуляции. Температура пресс-формы колеблется между температурой обработки и температурой удаления детали. Преформа CFRTP загружается в пресс-форму, пресс закрывается с низким давлением, от 10 до 50 фунтов на квадратный дюйм, для хорошей теплопередачи и начала формирования преформы. Нагретая форма находится под полным давлением от 100 до 500 фунтов на квадратный дюйм или более для окончательного уплотнения и формования. Затем форма и материал охлаждаются, и деталь извлекается. Время цикла может составлять менее 5 минут в зависимости от массы пресс-формы, толщины детали и геометрии детали.

10 X –60098

21