;docx

Практическая работа №1
Тема: Определение электрической прочности жидких диэлектриков.
Цель работы: ознакомить со схемой аппарата АМИ-60 для испытания жидких
диэлектриков, сформировать умения рассчитывать электрическую
прочность жидких диэлектриков
Оснащение: 1.Учебник Н.В.Никулин “Электроматериаловедение”
2.Образцы жидких диэлектриков
3.Схема аппарата АМИ-60
Теоретические сведения:
Для повышения электрической прочности изоляции, трансформаторов,
кабелей и бумажных конденсаторов применяют жидкие диэлектрики
(трансформаторное и конденсаторные масла, совол, октол, «калория-2»).
Трансформаторное масло используют как диэлектрик в различной
высоковольтной аппаратуре, трансформаторах масло является также
охлаждающей средой, В масляных выключателях – дугогасящей средой.
Масло характеризуется достаточно высокой электрической прочностью (1220 кВ/мм), малыми диэлектрическими потерями, удовлетворительной
теплопроводностью (0,0015 Вт/см·град). Оно, как и другие жидкие диэлектрики,
способно восстанавливать свою электрическую прочность после пробоя. Это
масло можно очищать и сушить, тем самым, восстанавливая его
электроизоляционные свойства.
Трансформаторное масло стареет (окисляется) под влиянием кислорода
воздуха, высокой температуры и солнечного света. Процессу старения масла
способствует соприкосновение его с лаковой изоляцией и металлами
(особенно с медью). Масло обладает гигроскопичностью, понижающей его
электрическую прочность.
Одной из наиболее важных электрических характеристик
жидких
диэлектриков является их электрическая прочность Епр.
Епр = Uпр./h (кВ/мм)
Uпр.- пробивное напряжение, кВ.;
h- толщина испытываемого слоя жидкого диэлектрика (расстояние между
электродами), мм.
Величина пробивного напряжения зависит от формы и размеров
электродов, расстояния между ними, давления и температуры жидкого
диэлектрика, характера приложенного напряжения (постоянное, переменное),
степени загрязнения масла волокнами, водой и другими примесями. Снижение
электроизоляционных свойств жидкого диэлектрика может привести к аварии в
электрической установке, поэтому для обеспечения нормальной работы
маслонаполненной аппаратуры периодически проверяют качество диэлектрика и,
в первую очередь, его электрическую прочность.
1
Для испытания электроизоляционных жидкостей на электрическую прочность
применяют аппарат АМИ – 60 (рис. 1)
Рис.1 Принципиальная схема аппарата АМИ-60 для определения электрической прочности трансформаторного масла:
1- испытательный трансформатор, 2- сосуд с электродами, 3-высоковольтные выводы для присоединения
испытываемых образцов твердых диэлектриков, 4-блок-контакты крышки, 5-регулировочный трансформатор, 6автоматический выключатель
Аппарат АМИ-60 питается от сети 220В, вторичное напряжение повышается до
60кВ.
Испытание производят в специальном фарфоровом сосуде 3 (рис.2),
который заполнен жидким диэлектриком 2. Электроды 1 изготовлены из латуни и
имеют диаметр 25мм, толщину – 8мм. Расстояние между электродами можно
изменять, вращая их. Щупом измеряют величину зазора.
Рис.№2 Сосуд с электродами для определения электрической прочности жидких диэлектриков:
1-латунные электроды, 2-жидкий диэлектрик, 3-сосуд
Перед испытанием устанавливают зазор между электродами 2,5мм. В
сосуде должно быть 500мл жидкого диэлектрика. При включении аппарата в
сеть, загорается зеленая лампа. При включении автоматического выключателя 6
(рис.1), подается напряжение на трансформатор 1 (при этом загорается красная
лампа). Плавно повышают напряжение регулировочного трансформатора 5, до
тех пор, пока не наступит пробой жидкого диэлектрика, сопровождающийся
появлением сплошной искры между электродами.
Пробивным считают наибольшее напряжение, предшествующее пробою,
которое определяется вольтметром.
Так испытывают все виды жидких диэлектриков: трансформаторное масло,
конденсаторное масло, кабельное масло.
2
Отчет по работе №1
Тема:
Цель:
Порядок выполнения работы:
Задание № 1: Дать краткое описание и изобразить схему аппарата АМИ-60
Задание № 2:Ответить на вопросы:
2.1. По какой формуле определяется электрическая прочность?
2.2. Какие факторы влияют на электрическую прочность трансформаторного
масла?
2.3.Какими способами повышают электрическую прочность трансформаторного
масла.
2.4. В каких электрических аппаратах используется трансформаторное масло?
2.5. От каких факторов зависит величина пробивного напряжения?
3. Заполните таблицу, произведя необходимые расчеты:
№
п/п
1
2
3
Жидкий диэлектрик
h (мм)
U (кB)
трансформаторное
масло
кабельное масло
конденсаторное масло
2,5
75
2,5
2,5
7
27
Выводы:
3
Eпр (кВ/мм)
Практическая работа №2
Тема: Определение температуры
масла.
вспышки паров трансформаторного
Цель: Ознакомить с технологией измерения температуры вспышки
паров трансформаторного масла с использованием прибора
Бренкена. Научить определять температуру вспышки паров
трансформаторного масла по справочной литературе.
Оснащение: 1.Учебник В.Н. Никулин «Электроматериаловедение».
2. Плакат: схема прибора Бренкена
3. Образцы жидких диэлектриков.
Теоретические сведения.
На современных электростанциях и подстанциях имеется большее
количество трансформаторного масла. Оно является горючим материалом
и поэтому очень опасно в пожарном отношении.
Температурой вспышки называется температура, при которой пары
масла, нагреваемого в закрытом сосуде, образуют с воздухом смесь,
вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Если масло нагреть
выше температуры вспышки, то наступит такой момент, когда при
поднесении пламени к маслу оно загорится. Температура вспышки паров
трансформаторного масла, находящегося в закрытом тигле должна быть
не ниже135ºС.
При
уменьшении
температуры
вспышки
паров
масла
увеличивается интенсивность его испарения, что приводит к изменению
его состава и образованию вредных и вазрывоопасных газов. Иногда
количество газов резко увеличивается в связи с повреждениями в
трансформаторе. Об этом сигнализирует газовая защита трансформатора.
Чтобы предотвратить аварии
в трансформаторах и
масляных
выключателях
и выявить возможные повреждения аппаратов,
периодически определяют температуру вспышки масла.
Для
определения
температуры
вспышки
нефтепродуктов
используют прибор Бренкена.
4
Рис. 1 Прибор Бренкена
1-стальной тигель для испытываемой жидкости; 2-баня, заполненная сухим песком; 3-спиртовая горелка; 4термометр; 5-держатель термометра; 6-держатель тигля; 7-стойка прибора для крепления держателя термометра, тигля
и установки горелки
Для определения температуры вспышки паров трансформаторного
масла, его заливают в тигель 1, предварительно промытый бензином.
Уровень масла в тигле должен быть ниже края тигля на 12 мм. Нагревают
тигель с песчаной баней 2 со скоростью 10оС в минуту, затем снижают
скорость нагрева до 4оС в минуту за 40оС до ожидаемой температуры
вспышки. За 10оС до ожидаемой температуры вспышки по краю тигля
проводят пламенем.
Моментом вспышки трансформаторного масла считается появление
большого синего пламени над всей поверхностью масла.
5
Отчёт по работе № 2
Тема:
Цель:
Порядок выполнения работы:
1. Дать краткое описание прибора Бренкена и выполнить рисунок
прибора.
2. Опишите технологию определения температуры вспышки паров
трансформаторного масла с помощью прибора Бренкена.
3. Ответить на вопросы:
3.1. Что называется температурой вспышки паров трансформаторного
масла?
3.2. Каким последствиям приводит уменьшение температуры вспышки
паров трансформаторного масла?
3.3. Каковы недостатки трансформаторного масла?
3.4. Какие есть заменители трансформаторного масла?
3. Заполните таблицу (используя справочник):
№ п/п
Вид жидкого диэлектрика
1
2
3
Трансформаторное масло
Совол
Октол
Температура вспышки, не
менее, ºС
4. Выводы:
6
Практическая работа №3
Тема: Определение электрической прочности твёрдых диэлектриков.
Цель работы: сформировать умения рассчитывать электрическую прочность
твёрдых диэлектриков и изучить принципиальную схему установки АМИ – 60 для
измерения пробивного напряжения.
Оснащение: 1.Учебник: Н.В.Никулин «Электроматериаловедение».
2. Принципиальные схемы установки для измерения пробивного
напряжения (плакат) АМИ – 60.
3. Образцы твёрдых диэлектриков:
кабельная бумага;
гетинакс;
стекло;
пластмасса;
Теоретические сведения
При увеличении напряжения, приложенного к изоляции в электрической
установке, может произойти электрический пробой изоляции. Через диэлектрик
проходит ток очень большой величины, и в диэлектрике образуется проводящий
канал с малым электрическим сопротивлением. В результате пробоя диэлектрик
оказывается непригодным к дальнейшему применению. Напряжение, при котором
происходит пробой, называется пробивным, обозначается Uпр .и выражается в
киловольтах.
Способность электроизоляционных материалов противостоять пробою
называется электрической прочностью. Электрическая прочность Епр определяется
величиной пробивной напряжённости электрического поля и вычисляется по
формуле:
Епр 
 пр кВ / мм
h
где h – толщина диэлектрика в месте пробоя, мм.
Величина электрической прочности твёрдых диэлектриков зависит от их
структуры, толщины, окружающей температуры и других факторов. Электрическая
прочность твёрдых диэлектриков зависит от их структуры, толщины, окружающей
температуры
и других факторов. Электрическая
прочность
ряда
электроизоляционных материалов может быть повышена пропиткой их маслами,
лаками или компаундами. Для обеспечения надёжности работы электрических
установок рабочее напряжение (Uраб ) электроизоляционных материалов должно
быть значительно ниже пробивного напряжения (Uпр).
Для испытания твёрдых диэлектриков на пробой можно использовать аппарат
АМИ- 60, который также используется для определения электрической прочности
трансформаторного масла.
7
Рис.№1 Принципиальная схема аппарата АМИ-60: 1-испытательный трансформатор; 2-сосуд с электродами; 3высоковольтные выводы для присоединения испытываемых образцов твёрдых диэлектриков; 4-блок-контакты
крышки; 5-регулировочный трансформатор; 6-автоматический выключатель.
Образцы для определения электрической прочности
в однородном
электрическом поле выполняются в виде квадратных или круглых пластин.
При подаче напряжения сети загорается лампа зелёного цвета, которая
указывает на наличие напряжения на автотрансформаторе 5. Затем включают
автоматический выключатель 6, и загорается лампа красного цвета, указывающая
на наличие напряжения на первичной обмотке высоковольтного трансформатора.
Регулировочным трансформатором
плавно увеличивают
напряжение до
наступления пробоя. В момент пробоя диэлектрика автоматический выключатель 6
срабатывает. В этот момент записывают показание вольтметра. Это напряжение
является пробивным. Зная пробивное напряжение и толщину диэлектрика можно
вычислить электрическую прочность.
8
Отчёт по работе №3.
Тема:
Цель:
Порядок выполнения
1. Изобразить схему аппарата АМИ – 60.
2. Ответить на вопросы:
2.1.В чём различие в терминах: пробивное напряжение и
электрическая прочность?
2.2.Почему у твердых диэлектриков, пропитанных жидкими
электроизоляционными материалами увеличивается электрическая
прочность.
2.3.Какого назначение регулировочного трансформатора в схеме
аппарата АМИ – 60 (рис.1)?
2.4. Какие факторы влияют на электрическую прочность твёрдых
диэлектриков?
3.Вычислить Епр по формуле
Епр =
№
п./п.
1
2
3
4
=
 пр кВ / мм , результаты вычислений записать в таблицу.
h
наименования h, мм. Unр.,
кВ.
материала
Пластмасса
1
4
Гетинакс
2
24
Стекло
2
40
Кабельная
3
18
бумага
3. Выводы:
9
Епр
кВ
мм
Практическая работа № 4
Тема:
Определение диэлектрической проницаемости
диэлектрических потерь твердых диэлектриков.
и
тангенса
угла
Цель
работы:
сформировать
умения
рассчитывать
диэлектрическую
проницаемость,
выбирать
твердые
диэлектрики
по
значению
диэлектрической проницаемости (ε) и тангенс угла диэлектрических потерь
(tgδ), используя справочную литературу.
Оснащение: 1. Схема прибора МЛЕ-1.
2. Учебник Н.В.Никулин «Электроматериаловедение».
3. Образцы конденсаторов (слюдяной, бумажный, керамический)
Теоретические сведения
Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь –
важнейшие характеристики электроизоляционных материалов. Диэлектрической
проницаемостью (или относительной диэлектрической проницаемостью)
называется отношение абсолютной диэлектрической проницаемости вещества εа к
диэлектрической постоянной εо

а
о
Значение
относительной
диэлектрической
проницаемости
электроизоляционных материалов можно вычислить, сравнив емкости двух
конденсаторов, одинаковых по форме и геометрическим размерам:

Сx
Cо
где Сх - емкость конденсатора с испытываемым диэлектриком;
Со – емкость конденсатора при тех же геометрических размерах, но в случае,
когда испытываемый диэлектрик заменен воздухом.
Значение диэлектрической проницаемости исследуемого диэлектрика можно
определить, измеряя дважды емкость разборного конденсатора: когда между
обкладками данный диэлектрик (Сх) и когда между ними воздух (Со).
Используя для измерения плоские (пластинчатые) образцы и электроды,
можно применить для вычисления формулу емкости плоского конденсатора,
где S – площадь образца электродов в см2,
h – толщина диэлектрика в см,
10
Диэлектрическими потерями называют мощность, рассеиваемую в
диэлектрике при воздействии на него электрического поля и вызывающую нагрев
диэлектрика.
Потери в диэлектрике наблюдаются как при переменном напряжении, так и
при постоянном, так как в материале обнаруживается сквозной ток, обусловленный
проводимостью. Для оценки способности диэлектрика рассеивать мощность в
электрическом поле пользуются тангенсом угла диэлектрических потерь (tgδ)
Углом диэлектрических потерь называют уголδ, дополняющий до 90о угол
фазового сдвига φ между током и напряжением в емкостной цепи.
Векторная диаграмма тока и напряжения
в реальном конденсаторе
U
I
Для идеального диэлектрика δ=0, чем больше рассеиваемая мощность,
переходящая в теплоту, тем меньше угол фазового сдвига и больше угол δ.
Большие диэлектрические потери в изоляционном материале вызывают нагрев
изготовленного из него изделия ,что может привести к его разрушению.
Обычно для характеристики потерь энергии используют tgδ
tg б 
P
U  I cos 

,
Q
U  I sin 
Р – активная мощность
Q – реактивная мощность
Для измерения емкости С и тангенса угла потерь конденсаторов в диапазоне
частот от 400 до 10 000 Гц прямым методом и методом замещения предназначен
мост МЛЕ-1.
11
Схема моста МЛЕ-1.
В качестве источника питания прибора может быть использован любой
отдельный генератор с частотой 400-10000 Гц
Наиболее подходящими генераторами являются ЗГ-2А или ЗГ-4
В приборе МЛЕ-1 использован мостовой метод измерения.
Мостовая схема является уравновешенной, когда ток в измерительной
диагонали равен 0. Отсчёт измеряемой величины ёмкости и тангенса угла
диэлектрических потерь производится в момент баланса моста.
Измеряемые величины определяют по следующим формулам:
R1
C0 ;
R2
Сх  М  С 0 ;
R
M  1 .
R2
Сх 
где Сх – измеряемая емкость; С0 – эталонная емкость; С1 и С2 – переменные емкости;
R1 и R2 – сопротивления резисторов.
12
Отчёт по работе № 4
Тема:
Цель:
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с теоретическими сведениями.
2. Изобразить схему прибора МЛЕ-1
3. Ответить на вопросы:
3.1. По какой формуле определяется диэлектрическая проницаемость?
3.2. Для каких изделий диэлектрическая проницаемость материала должно иметь
большую величину?
3.3. Какие параметры конденсатора необходимо знать, чтобы определить
диэлектрическую проницаемость?
3.4. Какой метод положен в основу работы прибора МЛЕ.
3.5. Какой параметр характеризует потери энергии в конденсаторе?
3.6 Чему равен угол δ для идеального диэлектрика?
3.7. К чему могут привести большие диэлектрические потери изоляционных
материалов?
3.8. Перечислите факторы, приводящие к увеличению tg δ изоляционных
материалов.
4.Расчитать значение диэлектрической проницаемости и заполнить таблицу.
№
п./п.
1
2
3
Вид диэлектрик
конденсатора
Бумага
Керамика (на
основе титаната
кальция)
Слюда
(флогопит)
Рассчитать
Задано
S,
см2
1
h,
см
0,2
С0,
пФ
16
R1,
Ом
100
R2,
Ом
1000
1
0,2
740
100
1000
1
0,2
26,5
100
1000
Вывод:
13
ε
Найти по
справочнику
tg δ
Практическая работа № 5
Тема: Определение нагревостойкости твердых диэлектриков (способ Мартенса).
Цель: сформировать умения определять по предельно-допустимой рабочей
температуре диэлектриков класс нагревостойкости и ознакомить учащихся с
методикой определения нагревостойкости, используя справочную литературу.
Оснащение: 1. Учебник: Н.В.Никулин «Электроматериаловедение»
2. Плакат: Схема аппарата Мартенса.
3. Образцы диэлектриков: гетинакс, стекло, непропитанная бумага,
пропитанная бумага, миканит, резина, фторопласт.
Теоретические сведения:
К
основным
тепловым
характеристикам
диэлектрика
относится
нагревостойкость.
Нагревостойкость – это способность диэлектрика функционировать при
повышенных температурах или при резкой смене температур без недопустимого
ухудшения его свойств. Нагревостойкость определяется температурой, при которой
происходит
недопустимое
изменение
эксплуатационных
характеристик
диэлектрика. При воздействии температуры выше допустимой на изоляционный
материал ухудшаются его электрические и механические характеристики. Материал
может размягчаться, деформироваться, его механическая прочность может
уменьшаться, в некоторых случаях может разрушиться, загореться или обуглиться.
Все эти изменения зависят от химического состава и структуры материала, условий
эксплуатации и конструктивного выполнения изделия.
Одним из наиболее применяемых методов оценки нагревостойкости является
метод Мартенса.
Испытываемые образцы, к которым приложено определенное изгибающее
усилие, помещают в термостат и нагревают. Температура, при которой образец
прогнется, например, на 6 мм для пластмасс от первоначального положения или
сломается, является теплостойкостью по Мартенсу.
Конструкция аппарата Мартенса:
1 – термостат,
2 – нижний зажим,
3 – основание,
4 – верхний зажим,
5 – рейка,
6 – груз,
7 – стержень,
8 – указатель,
9 – шкала,
10 – термометр,
Рис. 1 Конструкция аппарата Мартинса.
Аппарат Мартенса представляет собой термостат 1, на основании 3 которого
установлены зажимы 2 для крепления в них трех стандартных образцов. Зажимы 4
служат для крепления верхних концов образцов. С зажимом 4 соединена рейка 5, по
14
которой может передвигаться груз 6. На конце рейки 5 укреплен стержень 7 с
указателем 8, положение которого отмечается на миллиметровой шкале 9. Образец
должен иметь постоянное поперечное сечение 15х10 мм и длину 120 мм. Допуск на
каждый размер ± 0,2 мм. Подъем температуры внутри термостата производится
терморегулятором. Для контроля за температурой аппарат имеет два термометра 10,
шарики которых располагают вблизи испытываемых образцов.
Испытываемые образцы закрепляют в зажимы 2 и 4. Груз располагают на
рейке 5 так, чтобы расстояние l было 150-160мм. Вес груза 0,65кг, вес рейки 5кг.
Устанавливают указатель 8 на шкале 9 на ноль. Затем повышают температуру в
термостате 1 со скоростью 50 град/ч. По мере повышения температуры образец
начинает изгибаться. Температура, при которой указатель опустится на 6мм или
образец сломается, считается нагревостойкостью.
В электрических машинах и аппаратах повышение нагревостойкости, которая
обычно определяется нагревостойкостью изоляции, позволяет получить более
высокую мощность при неизменных габаритах или же при сохранении мощности
достичь уменьшения габаритных размеров и стоимости изделия. Повышение
рабочей температуры особенно важно для крановых двигателей, самолетного
электрооборудования и других передвижных устройств, где необходимо уменьшить
массу и габаритные размеры. В электрических печах, нагревательных приборах, в
электросварочной аппаратуре, в осветительных устройствах высокая рабочая
температура электрической изоляции определяется особенностями работы всего
устройства.
Электротехнические материалы для электрических машин, трансформаторов и
аппаратов подразделяются на классы нагревостойкости в соответствии с предельно
допустимой рабочей температурой.
класс нагревостойкости
предельно-допустимая
рабочая температура, оС
Y
F
E
B
F
H
90
105
120
130
155
180
15
C
выше
180
Отчет по работе №5
Тема:
Цель:
Порядок выполнения:
Задание № 1:
Ответить на вопросы:
1.1. Каким образом характеристики электрических машин и аппаратов зависят от
нагревостойкости диэлектриков.
1.2.Дайте определение понятия нагревостойкости.
1.3.Изложите в чем сущность определения нагревостойкости по Мартенсу.
1.4.Назовите
классы
нагревостойкости
изоляционных
соответствующие им предельно-допустимые температуры.
материалов
и
1.5. Объясните, к чему приводит повышение нагревостойкости изоляционных
материалов электрических машин, аппаратов.
2. Дать краткое описание прибора Мартенса.
3. Заполнить таблицу (используя справочник):
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
Изоляционный материал
Предельно-допустимая
температура
непропитанная бумага
пропитанная бумага
гетинакс
стекло
миканит
резина
фторопласт
Выводы:
16
Класс нагревостойкости
Практическая работа №6.
Тема: Определение твёрдости конструкционных материалов
Цель работы: Сформировать умения определять твердость металлов и сплавов
способом Бринелля с помощью исходных данных по справочной
литературе
Оснащение: 1.Плакат «Испытание на твердость»
2. Таблица «Диаметр твердости»
3.Таблица «Определение чисел твердости НВ (по ГОСТ 9015-59)»
Методические указания.
Твердостью
называют
способность
материала
сопротивляться
проникновению в него более твёрдого тела, не получающего при этом остаточной
деформации. Высокой твёрдостью должны обладать инструменты, а также многие
детали конструкций. Твёрдость металла определяется наиболее распространенным
способами Бринелля.
Способ Бринелля основан на вдавливании в испытуемую поверхность
стального закалённого шарика. Число твёрдости НВ – это отношение нагрузки,
действующей на стальной шарик, к площади поверхности сферического отпечатка.
НВ =
Н
(МПа)
мм 2
F
S
Для определения площади S измеряют диаметр отпечатка и подсчитывают
площадь по формуле
S
D
(D  D 2  d 2 )
2
мм2
F – нагрузка (Н)
D - диаметр шарика (мм)
d – диаметр отпечатка (мм)
F
Рис. 1 Схема испытания на твердость
ГОСТ 9012-59 устанавливает зависимость между диаметром шарика,
нагрузкой, продолжительностью выдержки под нагрузкой материала и толщиной
испытуемого образца (Таблица 3).
17
Твердость по способу Бринелля определяют на специальном рычажном
прессе (рис. 2)
Рис. 2. Рычажный пресс для определения твердости:
1 – оправка с шариком, 2 – столик, 3 – винт, 4 – рукоятка, 5 - груз
Испытываемый образец устанавливают на столике 2 (рис. 2) и вводят его в
соприкосновение со стальным шариком 1. Включив двигатель пресса, создают
нужное давление F (для черных металлов оно равно 3000 кг, для цветных металлов –
1000 кг).
Для испытания используют стальные закалённые шарики диаметрами 2,5; 5 и
10мм.
Нагрузку прикладывают плавно, повышая ее до требуемой величины. Доведя
нагрузку до необходимой величины, выдерживают ее в течение 10 – 15 сек. (для
чёрных металлов), 10-180 сек. (для цветных металлов), а затем снимают и измеряют
диаметр отпечатка d, после этого рассчитывают твердость испытываемого
материала. Для точного измерения диаметра отпечатка пользуются микроскопом,
если его нет, то измеряют при помощи специальной лупы:
Рис. 3. Лупа с мерной сеткой:
1 – лунка, 2 – мерная сетка
(Диаметр отпечатка d = 3,9 мм)
18
Испытание проводят дважды и затем определяют средний диаметр отпечатка
по формуле:
dср =
d1  d 2
2
Твёрдость материалов, определяемая способом Бринелля, не должна
превышать 450 НВ.
19
Отчёт по работе № 6
Тема:
Цель:
Порядок выполнения работы.
1. Изобразить схему испытания конструкционных материалов на твердость
способом Бринелля
2. Дать краткой описание пресса для определения твердости конструкционных
материалов.
3. Ответить на вопросы
3.1. Что понимают под твердостью материалов?
3.2. В каких единицах измеряют твердость материалов?
4. С помощью исходных данных (табл. 2) и справочной таблицы 3 рассчитать
твердость конструкционных материалов и примерный предел прочности GB
GB ≈ 0,36 НВ - для стали, GB≈ 0,5 НВ - для сплавов меди
GB≈ 0,4 HB – для сплавов алюминия
№ образца
Результаты вычислений записать в таблицу 1.
Наименован
ие
материала
образца
Условия испытания
Д, мм F, кг
Время
выдержки
1
2
3
Выводы:
20
Диаметр
отпечатка
d1
d2
d ср.
НВ
Н
ММ2
(МПа)
GB
Н
ММ2
(МПа)
№ образца
Таблица 2
1
2
3
Наименование
металла
образца
Сталь
Медный сплав
Алюминиевый
сплав
Условия
испытания
D
(мм)
10
10
10
F
(кг)
3000
1000
1000
Варианты
Время
I
II
III IV
V
VI
выдержки d1/ d2 d1/ d2 d1/ d2 d1/ d2 d1/ d2 d1/ d2
10 с
3,24 4,52 5,32 3,00 4,41 3,84
30 с
60 с
21
3,22
4,54 5,30 3,02 4,43 3,86
4,41
4,64 3,93 3,86 4,63 4,99
4,43
4,66 3,95 3,88 4,65 4,99
5,07
5,11
4,7
4,53 5,15 5,11
5,09
5,13
4,7
4,51 5,17 5,13
Определение чисел твёрдости HB(по ГОСТ 9015-59)
Таблица 3
Диаметр
отпечатка
dср
2.89
2.90
2.91
2.92
2.93
2.94
2.95
2.96
2.97
2.98
2.99
3.00
3.01
3.02
3.03
3.04
3.05
3.06
3.07
3.08
3.09
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
3.21
3.22
3.23
3.24
3.25
3.26
Число твёрдости по
Бринеллю
при нагрузке Р(кг),
равной
3000
448
444
441
438
436
432
429
426
423
420
417
415
412
409
406
404
401
398
395
393
390
388
385
383
380
378
375
373
370
368
366
363
361
359
356
354
352
350
1000
130
129
128
128
127
126
125
124
123
123
122
121
120
120
119
118
117
117
Диаметр
отпечатка
dср
500
35.0
34.8
34.6
34.3
34.1
33.9
33.7
33.4
33.2
33.0
32.7
32.5
32.3
32.1
31.9
31.7
31.5
31.3
31.1
30.9
30.7
30.5
30.3
30.1
29.9
29.7
29.5
29.3
29.2
3.28
3.29
3.30
3.31
3.32
3.33
3.34
3.35
3.36
3.37
3.38
3.39
3.40
3.41
3.42
3.43
3.44
3.45
3.46
3.47
3.48
3.49
3.50
3.51
3.52
3.53
3.54
3.55
3.56
3.57
3.58
3.59
3.60
3.61
3.62
3.63
3.99
4.00
22
Число твёрдости по
Бринеллю
при нагрузке Р(кг), равной
3000
345
343
341
339
337
335
333
331
329
326
325
323
321
319
217
315
313
311
309
307
306
304
302
300
298
297
295
293
292
290
288
286
285
283
282
280
230
229
1000
115
114
114
113
112
112
111
110
110
109
108
108
107
106
106
105
104
104
103
102
102
101
101
100
99.5
98.9
98.3
97.7
97.2
69.6
96.1
95.5
95.0
94.4
93.9
93.3
76.6
76.3
500
28.8
28.6
28.4
28.2
28.1
27.9
27.7
27.6
27.4
27.2
27.1
26.9
26.7
26.6
26.4
26.2
26.1
25.9
25.8
25.6
25.5
25.3
25.2
25.0
24.9
24.7
24.6
24.5
24.3
24.2
24.0
23.9
23.7
23.6
23.5
23.3
19.2
19.1
3.27
3.64
3.65
3.66
3.67
3.68
3.69
3.70
3.71
3.72
3.73
3.74
3.75
3.76
3.75
3.76
3.77
3.78
3.79
3.80
3.81
3.82
3.83
3.84
3.85
3.86
3.87
3.88
3.89
3.90
3.91
3.92
3.93
3.94
3.95
3.96
3.97
3.98
4.34
4.35
4.36
4.37
4.38
4.39
4.40
347
278
277
275
274
272
271
269
268
266
265
263
262
260
262
260
259
257
256
255
253
252
250
249
248
246
245
244
242
241
240
239
237
236
235
234
232
231
193
192
191
190
189
188
187
116
92.8
92.3
91.8
91.2
90.7
90.2
89.7
89.2
88.7
88.2
87.7
87.2
86.8
87.2
86.8
86.3
85.8
85.3
84.9
84.4
84.0
83.5
83.0
82.6
81.1
81.7
81.3
80.8
80.4
80.0
79.6
79.1
78.7
78.3
77.9
77.5
77.1
64.2
63.9
63.6
69.6
63.0
62.7
62.4
29.0
23.2
23.1
22.9
22.8
22.7
22.6
22.4
22.3
22.2
22.1
21.9
21.8
21.7
21.8
21.7
21.6
21.5
21.3
21.2
21.1
21.0
20.9
20.8
20.7
20.5
20.4
20.3
20.2
20.1
20.0
19.9
19.8
19.7
19.6
19.5
19.4
19.3
16.1
16.0
15.9
15.8
15.8
15.7
15.6
4.01
4.02
4.03
228
226
225
75.9
75.5
75.1
19.0
18.9
18.8
4.04
4.05
4.06
4.07
4.08
4.09
4.10
4.11
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15
4.16
4.17
4.18
4.19
4.20
4.21
4.22
4.23
4.24
4.25
4.26
4.27
4.28
4.29
4.30
4.31
4.32
4.33
4.69
4.70
4.71
4.72
4.73
4.74
4.75
224
223
222
221
219
218
217
216
215
214
215
214
213
212
211
210
209
208
207
205
204
203
202
201
200
199
198
198
197
196
165
164
164
163
162
161
161
160
159
74.3
74.3
73.9
73.5
73.2
72.9
72.4
72.0
72.4
72.0
71.7
71.3
71.0
70.6
70.2
69.9
69.5
69.2
68.8
68.5
68.2
67.8
67.5
67.1
66.8
66.5
66.2
65.8
65.5
65.2
64.9
64.6
54.5
54.3
54.0
53.8
53.5
53.3
53.0
18.7
18.6
18.5
18.4
18.3
18.2
18.1
18.0
18.1
18.0
17.9
17.8
17.7
17.6
17.6
17.5
17.4
17.3
17.2
17.1
17.0
17.0
16.9
16.8
16.7
16.6
16.5
16.5
16.4
16.3
16.2
16.1
13.6
13.6
13.5
13.4
13.4
13.3
13.3
23
4.41
4.42
4.43
4.44
4.45
4.46
4.47
4.48
4.49
4.50
4.51
4.52
4.53
4.54
4.55
4.56
4.57
4.58
4.59
4.60
4.61
4.62
4.63
4.64
4.65
4.66
4.67
4.68
5.04
5.05
5.06
5.07
5.08
5.09
5.10
5.11
5.12
5.13
5.14
5.15
5.16
5.17
5.18
5.19
186
185
185
184
183
182
181
180
179
179
178
177
176
175
174
174
173
172
171
170
170
169
168
167
167
166
165
164
140
140
139
138
138
137
137
136
135
135
134
134
133
133
132
132
62.1
61.8
61.5
61.2
60.9
60.6
60.4
60.1
59.8
59.5
59.2
59.0
58.7
58.4
58.1
54.9
57.6
57.3
57.1
56.8
56.5
56.3
56.0
55.8
55.5
55.3
55.0
54.8
46.7
46.5
46.3
46.1
45.9
45.7
45.5
45.3
45.1
45.0
44.8
44.6
44.4
44.2
44.0
43.8
15.5
15.4
15.4
15.3
15.2
15.2
15.1
15.0
15.0
14.9
14.8
14.7
14.7
14.6
14.5
14.5
14.4
14.3
14.3
14.2
14.1
14.1
14.0
13.9
13.9
13.8
13.8
13.7
13.7
11.6
11.6
11.5
11.5
11.4
11.4
11.3
11.3
11.3
11.2
11.2
11.1
11.1
11.0
11.0
4.76
4.77
4.78
4.79
4.80
4.81
4.82
4.86
4.84
4.85
4.86
4.87
4.88
4.89
4.90
4.91
4.92
4.93
4.94
4.95
4.96
4.97
4.98
4.99
5.00
5.01
5.02
5.03
5.39
5.40
5.41
5.42
5.43
5.44
5.45
5.46
5.47
5.48
5.49
5.50
5.51
5.52
5.53
5.54
24
158
157
157
156
156
155
154
154
153
153
152
152
151
150
150
149
148
148
147
146
146
145
144
144
143
143
142
141
141
121
121
120
120
119
119
118
118
117
117
116
116
115
114
114
52.8
52.6
52.3
52.1
51.9
51.7
51.4
51.2
51.0
50.7
50.5
50.3
50.1
49.8
49.6
49.4
49.2
49.0
48.8
48.6
48.4
48.2
47.9
47.7
47.5
47.3
47.1
46.9
40.4
40.2
40.0
39.9
39.7
39.6
39.4
39.2
39.1
38.9
38.8
38.6
38.5
38.3
38.2
38.0
13.2
13.1
13.1
13.0
13.0
12.9
12.9
12.8
12.8
12.7
12.6
12.6
12.5
12.5
12.4
12.4
12.3
12.3
12.2
12.2
12.1
12.0
12.0
11.9
11.9
11.8
11.8
11.7
10.1
10.1
10.0
9.97
9.94
9.90
9.86
9.82
9.78
9.73
9.70
9.66
9.62
9.58
9.54
9.50
5.20
5.21
5.22
5.23
5.24
5.25
5.26
5.27
5.28
5.29
5.30
5.31
5.32
5.33
5.34
5.35
5.36
5.37
5.38
5.74
5.75
5.76
5.77
5.78
5.79
5.80
5.81
5.82
5.83
5.84
5.85
5.86
126
126
125
125
124
124
123
123
122
122
105
105
105
104
104
103
103
103
102
102
101
101
101
43.7
43.5
43.3
43.1
42.9
42.8
42.6
42.4
42.2
42.1
41.9
41.7
41.5
41.4
41.2
41.0
40.9
40.7
40.5
35.0
34.9
34.9
34.7
34.6
34.5
34.3
34.2
34.1
33.9
33.8
33.7
33.6
10.9
10.9
10.8
10.8
10.7
10.7
10.6
10.6
10.6
10.5
10.5
10.4
10.4
10.3
10.3
10.3
10.2
10.2
10.1
8.79
8.76
8.73
8.69
8.66
8.63
8.59
8.56
8.53
8.49
8.46
8.43
8.40
5.55
5.56
5.57
5.58
559
5.60
5.61
5.62
5.63
5.64
5.65
5.66
5.67
5.68
5.69
5.70
5.71
5.72
5.73
5.87
5.88
5.89
5.90
5.91
5.92
5.93
5.94
5.95
5.96
5.97
5.98
5.99
6.00
25
114
113
113
112
112
111
111
110
110
110
109
109
108
108
107
107
107
106
106
100
99.9
99.5
99.2
98.8
98.4
98.0
97.7
97.3
96.9
96.6
96.2
96.9
99.5
37.9
37.7
37.6
37.4
37.3
37.1
37.0
36.8
36.7
36.5
36.4
36.3
36.1
36.0
35.8
35.7
35.6
35.4
35.3
33.4
33.3
33.2
33.1
32.9
32.8
32.7
32.6
32.4
32.3
32.2
32.1
32.0
31.8
9.46
9.43
9.38
9.35
9.31
9.27
9.24
9.20
9.17
9.14
9.10
9.07
9.03
9.00
8.97
8.93
8.90
8.86
8.83
8.36
8.33
8.29
8.26
8.23
8.20
8.17
8.14
8.11
8.08
8.05
8.02
7.99
7.96