Файл: Рабинович А.Г. Технология производства гидроакустической аппаратуры учеб. для судостроит. техникумов.pdf

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

§ 34. Армирование пьезокерамических преобразователей

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

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

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

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

Армирование пьезокерамических цилиндрических блоков путем

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Подлежащий армированию пьезоблок устанавливается на центрирующей под­ ставке.

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

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

пьезоблока. Приспособление 5 поднимается вверх.

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

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

полимеризацию связующего;

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

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

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

В процессе армирования стержневой пьезокерамический преоб­

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

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

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

§ 35. Проверка параметров пьезокерамических активных

элементов и преобразователей

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

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

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

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

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

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

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

Проверка электрической прочности изоляции производится на

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

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