Разработка детали каркас катушки индуктивности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В данном курсовом проекте  разработана деталь каркас катушки индуктивности. Выбран и обоснован материал детали, произведен конструкторский расчет, выбран и обоснован технологический процесс изготовления детали и метод неразрушающего контроля, а также разработан и выполнен чертеж данной детали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………5

1. Анализ технического задания……………………………………………….6
2. Выбор и обоснование материала детали……………………………………8
3. Конструкторские расчеты…………………………………………………...13
4. Технологический процесс…………………………………………………...15
5. Выбор метода неразрушающего контроля………………………………....30

Заключение………………………………………………………………...........35

Список использованной литературы………………………………………….36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Катушка индуктивности является элементом радиоэлектронных средств, функционирование которой определяется эффектом перехода энергии электрического поля в энергию магнитного поля вследствие протекания по контуру катушки электрического тока. Величина индуктивности определяется конструкцией токопровода и его размерами.

Каркасы катушек в зависимости от рабочего диапазона частот и назначения могут  быть выполнены самыми различными способами  и из различных диэлектрических  материалов (пластмасс, бумаги, прессшпана, органического стекла, высокочастотной керамики и разнообразных высокочастотных материалов). Материал каркаса влияет на добротность катушки. В отношении электрических характеристик наилучшими, являются не требующие пропитки и влагостойкого покрытия, полистироловые каркасы.

К диэлектрическим  материалам в зависимости от их применения предъявляются самые разнообразные  требования. К числу их относятся  сопротивление изоляции вещества, которое  должно быть как можно более высоким. При возникновении сильного нагрева  изолирующий материал должен обнаруживать теплостойкость, а в иных случаях и огнестойкость и др. Особенно высокие требования предъявляются к качеству изоляционных материалов, применяемых в качестве диэлектриков между пластинами конденсаторов, а также при изготовлении радиодеталей для высокочастотных цепей.

Основной  задачей данной курсовой работы является определение наиболее подходящего  по свойствам и  физико-химическим и электрическим характеристикам  материала для создания каркаса  катушки индуктивности с учетом климатических условий и специальных требований.

 

 

 

 

1. Анализ технического задания

В данной курсовой работе необходимо выбрать материал и разработать технологический процесс изготовления детали катушка индуктивности в соответствии с исходными данными:

1. годовая программа выпуска – 100000 штук;
2. коэффициент использования материала детали К_И.М.Д. 0,95;
3. условия эксплуатации аппаратуры, в состав которой входит данная деталь:

• группа 2 ГОСТ 15150.

• климатические условия -М.

Проанализируем исходные данные и распишем каждый пункт более подробно в соответствии с приведенными характеристиками.

Проведем анализ годовой программы выпуска.

Для того чтобы провести анализ количества выпуска детали, необходимо установить тип производства данной детали, и  на основании полученных выводов предположить возможности технологического процесса. Тип производства определяется коэффициентом закрепления операций, Для различных типов производства технология изготовления деталей одного и того же типоразмера отличается по объединению переходов в операции и используемым типам оборудования и оснастки. Технологические решения, прогрессивные в массовом производстве, оказываются нецелесообразными и непрогрессивными в условиях мелкосерийного производства, и наоборот.

В крупносерийном и массовом производстве содержание технологических операций характеризуется: применением специального сложного не переналаживаемого комбинированного технического оборудования совмещенного и последовательного действия, в которых выполняют до нескольких десятков разнообразных переходов; использованием исходных заготовок; применением автоматических быстроходных прессов  и специальных автоматов. Изготовление одних и тех же изделий в данных типах производства ведется непрерывно в большом количестве и в течение значительного промежутка времени.

Исходя из того, что готовая продукция выпуска катушек индуктивности составляет 10 000 штук в год и коэффициент использования материалов , можно сделать вывод: тип производства радиаторов является массовым.

В соответствии с ГОСТ 15150-69 приведем климатические условия эксплуатации аппаратуры. К макроклиматическому району с умеренно-холодным морским климатом (М) относятся моря, океаны и прибрежная территория в пределах непосредственного воздействия морской воды, расположенные севернее 30° северной широты или южнее 30° южной широты.

В таблицах 1.1, 1.2 и 1.3 приведены значения температуры и влажности воздуха, а также содержание коррозионно-активных агентов в  рабочей среде, в которой будет применяться пружина.

 

Таблица 1.1- Значение температуры окружающего воздуха.

Исполнение изделия	Значение температуры воздуха  при эксплуатации, ºC
	Рабочие		Предельные рабочие
	Верхнее значение	Нижнее значение	Верхнее значение	Нижнее значение
М	+40	-40	+45	-40

 

Таблица 1.2 - Рабочие значения влажности воздуха (сочетания относительной влажности и температуры).

Исполнение изделия	Относительная влажность		Абсолютная влажность, среднегодовое  значение, г∙м-3
	Среднегодовое значение	Верхнее значение
М	80 % при 22 °С	100 % при 25 °С	15

 

Таблица 1.3 - Содержание в атмосфере на открытом воздухе коррозионно-активных агентов.

Тип атмосферы		Содержание коррозионно-активных агентов
Обозначение	Наименование
III	Морская	Сернистый газ не более 20 мг/м2×сут. (не более 0,025 мг/м3);

2. Выбор и обоснование материала детали

Пластмассы пластические массы, пластики — органические материалы  пластики , основой вляются синтетические  или природные высокомолекулярные соединения (полимеры). В зависимости  от природы полимера и характера  его перехода из вязкотекучего в стеклообразное состояние при формовании изделий пластмассы делят на термопласты и реактопласты.

Пластические массы имеют низкую плотность, обладают диэлектрическими свойствами, не поддаются коррозии во многих агрессивных средах, легко окрашиваются. Применяются пластмассы в качестве строительных и конструкционных материалов, заменяющих металлы, дерево и другие материалы, антифрикционных и фрикционных материалов, для изготовления посуды, мебели, труб для химической промышленности, деталей внутренней отделки всех видов транспорта, декоративных изделий, волокон, тканей и др

Основные отрасли промышленности, в которых в широких масштабах  применяются пластические массы:

- В электротехнической  и радиотехнической промышленности  пластмассы используются в качестве конструкционных и изоляционных материалов при производстве электродвигателей, трансформаторов, электрических кабелей и проводов, радиоаппаратуры, телевизоров, печатных схем и др.

- В машиностроении пластмассы  применяют для производства конструкционных элементов машин и механизмов, бесшумно трущихся частей машин, самосмазывающихся подшипников, многих деталей станков и машин, подвергающихся в процессе работы истиранию.

Пластические массы обладают очень  высокими электро-, тепло- и звукоизолирующими свойствами, почти абсолютной стойкостью к действию агрессивных сред; обеспечивают защиту от радиоактивных излучений; способны отражать или пропускать световые, звуковые и радиоволны. Пластмассы широко применяются в новейших областях техники - атомной энергетике, электронике, ракетной технике, современном самолетостроении и др.

Исключительно широкое  применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров.

Таблица 2.1  Основные виды пластиков и их характеристики.

Основные виды пластиков	Основные характеристики	Область применения пластиков
Полистирол ПС упаковка из пластика	Данный пластик отличается высокими диэлектрическими свойствами, оптической прозрачностью, низкой теплостойкостью ( до 70ºС) и низкой ударной вязкостью, хорошо перерабатывается в изделия литьём под давлением и экструзией.	Применяется при производстве изделий  электронной, электротехнической и  радиотехнической промышленности, товаров  народного потребления, а также  листов, профилей и пленок.
Поликарбонат ПК	Поликарбонат относится к конструкционным пластикам; он характеризуется высокими прочностными характеристиками, особенно при действии ударных нагрузок, низким поглощением, высокими диэлектрическими характеристиками, высокой оптической прозрачностью. Температурный интервал эксплуатации ПК от -100ºС до +135ºС	Применяется в машиностроении, приборостроении, для изготовления различных корпусных  изделий. Благодаря своей высокой  прозрачности этот пластик используется в медицине и при изготовлении пищевой упаковки.
Полиамид ПА	Полиамиды относятся к конструкционным пластикам; они характеризуются  прекрасной стойкостью к маслам, бензину, керосину, высокой химической стойкостью к щелочным средам, высокой изностойкостью. К недостаткам данного вида пластиков  следует отнести нестабильность размеров в условиях эксплуатации, связанных  с довольно значительным водопоглащением. Температура плавления 180-260ºС	Применяются при производстве изделий  технического назначения.
Полипропилен ПП	По сравнению с ПНД ПВД  характеризуется более высокой  теплостойкостью, огнестойкостью, повышенными показателями физико-механических характеристик при растяжении и изгибе. Температура плавления 125-135ºС Морозостойкость -70ºС Отдельные марки данного пластика могут эксплуатироваться при  температурах от -260ºС до +120ºС. Отдельные марки данного пластика обладают стойкостью к растрескиванию, химической стойкостью в наиболее агрессивных  средах.	Широко применяется для изготовления различных видов медицинской  упаковки. Различных деталей технического назначения.

 
Продолжение таблицы 2.1

 

АБС-пластики	Данный пластик отличается высокими диэлектрическими свойствами, оптической прозрачностью, низкой теплостойкостью ( до 70ºС) и низкой ударной вязкостью, хорошо перерабатывается в изделия  литьём под давлением и экструзией.	Применяются при производстве изделий  в автомобилестроении,  приборостроении, всевозможных видов оргтехники, медицинской  аппаратуры и т.п.
Поливинилхлорид ПВХ	Марочный ассортимент данного  пластика очень широк. Делят на жесткий ПВХ  Данный пластик водо- химостойкий, обладает хорошими диэлектрическими свойствами. К недостаткам можно отнести ни низкую ударную прочность и невысокую температуру эксплуатации ( не выше 70-80ºС) И эластичный ПВХ Данный пластик характеризуется  высокой эластичностью в широком  диапазоне температур (от -60ºС до +100ºС), хорошими диэлектрическими характеристиками, высокой водо, бензо и маслостойкостью.	Данные пластики применяются для  изготовления труб, шлангов, различных  видов профилей, изоляционных прокладок, изделий медицинского назначения и т.п.

 

Таблица 2.2 - Основные физико-механические свойства материалов

 

Материал	Физические характеристики		механические характеристики		термические характеристики		электрические характеристики
	Плотность, г/см 3	Гигроскопичность, %	ударная прочность, Дж	твердость по Роквелу, R	диапазон рабочих температур, °С	Теплопроводность, °С	диэлектрическая постоянная		поверхностное сопротивление, Ом	объемное сопротивление, Ом-см
							50 Гц	1МГц
1. поликарбонат	1.2	0.15	158	120R	от -50 до 100	0.21	3.0	2.9	1015	1017
2. Поливинилхлорид	1.4	0,12	45-60	97R	-20 до +50	0,15	3,24		1013 – 1014	1015 – 1017
3. Полиамид	1,130	0,23	60-65	80 R	От -60 до 110	0,12		3,6	1015	1017
4. АБС-пла стик	1,040	0,09	80-100	91 R	от -40 до +80	0,1		2.4-5.0	1013 - 1016	1016