Биметална пластина

Биметалната пластина се състои от два метала с различен коефициент на температурно разширение (α₁≠α₂), които са свързани помежду си чрез запояване, заваряване или съвместно валцоване. Слоят метал с по-голям коефициент на температурно разширение се нарича активен, а този с по-малко – пасивен. При загряване двата слоя на биметалната пластина се разширяват различно, вследствие на което тя се огъва по посока пасивния слой. При охлаждане огъването е в обратна посока. Най-характерният показател на биметалната пластина е нейната чувствителност, т.е големината на деформацията, която се получава при изменение на температурата с 1 °C. За голяма чувствителност трябва да бъдат изпълнени следните условия:

коефициентите α₁ и α₂ да се различават значително,
материалите, от които е изработена пластината, да могат да се свързват с гарантирана сигурност,
използваните материали да имат голяма еластичност,
ако пластината е предназначена за работа при висока температура и двата слоя да бъдат термоустойчиви.

Форми

В практиката се срещат биметални пластини с разнообразна форма, като най-широко е разпространено конзолно закрепване.

Конзолно закрепване
U-образна
Полукръгла форма
Плоскоспирална пружина

Материали

Изборът на материали зависи до каква степен трябва да бъдат удовлетворени изискванията за висока чувствителност. Най-подходящи за пасивния слой са желязо-никелови сплави. Най-често се използват инвар (35%÷37% Ni (никел) и 65%÷63% Fe (желязо)), както и платинит (41%÷42% Ni и 59%÷58% Fe) За активен слой се използва немагнитна стомана.

Най-често използвани материали
Материали	Модули на линейна деформация E.10^-3, MPa	Работни температури, °C	Максимални температури, °C	Коефициент на чувствителност за температура, °С	(α₁-α₂).10⁶, °C
Инвар ЕН36 Хром-никелова стомана	150 204÷240	-60÷200	225	100	18
Инвар Е36 Молибден-никелова стомана	150 189÷210	-60÷200	225	100 200	18.2 16
Платинит Н42 Монелметал	166 170÷183	-60÷315	325	100 300	99.7 12.6
Платинит Н42 Молибден-никелова стомана	166 189÷210	-60÷375	400	300 400	14.5 12
Платинит Н42 Хром-никелова стомана	166 204÷240	-60÷375	400	100	13.5
Инвар Е36 Месинг	150 115	-60÷180	200	100	18.7
Инвар Е36 Берилиев бронз	150 117÷132	-60÷200	225	100	15.1

Приложение

Биметалните пластини се използват за измерване на температура, за компенсация на температурните грешки в прецизните предавателни механизми, в часовниковите махала. Те са съставна част на терморегулаторите и терморелетата, на автоматичните термопредпазители за защита на електрически вериги и апарати от прегряване. Изпълняват функциите на чувствителни, двигателни или регулиращи елементи.

Източници

Елементи на уредите и машините – д-р Ц. К. Недев и др; издателство Техника, 1979
Основи на проектирането на уредите – д-р Ц. К. Недев и др; издателство Техника, 1999