Автоматичне регулювання температури електричних

Печей

Залежно від заданої точності регулювання температури і

динамічних характеристик печі та давача температури використовують різні системи регулювання. За принципом дії їх поділяють на дискретні (релейні) і неперервні.

Структурна схема системи автоматичного регулювання (САР) температури (потужності) печей опору зображена на рисунку 2.6, де розташовано давач сигналу (ЗС), пропорційного температурі або потужності, орган порівняння (ОП), пристроїв вимірювання (ВП), регулюючого пристрою (РП), програмного пристрою (ПП), виконавчого (ВМ), давача температури (ДТ) (потужності ДП).

 

Рисунок 2.6 - Структурна схема САР температури

(потужності)електропечей опору

 

У регуляторах загального призначення (позиційних і імпульсних) функції ЗС, ОП, ВП, і РП суміщені в одному приладі наприклад, у компенсаторах типів КСП або мілівольтметрі МР. У неперервних системах регулювання у РП використовують безконтактний аналоговий пристрій.

Електричні печі опору

Електричні печі опору за призначенням поділяють на

плавильні і термічні, за способом перетворення електричної енергії

 

 

Таким чином, за допомогою високочастотного генератора

1, випрямляча 2, концентратора 7 (акустичного перетворювача швидкості) електрична енергія коливань технологічного елемента перетворювача 8, який діятиме на оброблювану деталь 10. Через шланг 9 до місця обробки подається робоча рідина.

П р о м и с л о в і с ть п р о д у к у є с е р і й н і ма г ні т о с тр и к ці йні перетворювачі типу ПМ і ПМС з технічними параметрами ƒ =

20 кГц; Р = 1- 5 кВт; Iпідм = 10-30 А.

Н е д ол і к а м и м аг ні т ос тр и к ці й н их п е ре т в ор ю в а ч і в є

наявність втрат на перемагнічування сердечника, споживання значного струму на підмагнічування, невисока економічність, Низький ККД.

Дія п'єзоелектричних перетворювачів основана на здатності деяких речовин змінювати свої геометричні розміри (товщина і об'єм) у електричному полі. П'єзоелектричний ефект зворотній, якщо пластина із п'єзо матеріалу зазнає деформації стиснення або розтягу, то на її гранях появляються електричні заряди. Якщо п'єзоелемент помістити в змінне електричне поле, то він буде деформуватись, збуджуючи в навколишньому середовищі вищі ультразвукові коливання. Значне поширення одержали п'єзоелементи на основі титану-барію, цирконата-титана свинцю. П'єзоматеріали набагато дешевші та зручніші. Виробам з них можна надавати будь-яку форму, вони мають вищий ККД, особливо для високих частот, і завдяки вищому повздовжньому п'єзомодулю забезпечують більшу зміну їх товщини в електричному полі.

Акустичні трансформатори швидкості (концентратори повздовжніх пружних коливань) служать для узгодження параметрів перетворювача з навантаженням, для кріплення коливної системи і введення ультразвукових коливань у робочу зону. Ці пристрої представляють собою стержні різного перерізу, кавітаційною та жаротривкістю, а також стійкістю в агресивних середовищах, на стирання і т.д.

У технологічних ультразвукових установках найширше застосовують акустичні трансформатори швидкості конічної, експоненціальної, катеноїдної, циліндричної і ступінчатої форми.

 

 

магнітострикцію мають нікель і пермендюр, які знайшли широке

застосування у виробництві магнітострикційних перетворювачів.

Пакет магнітострикційного перетворювача - це сердечник із тонких пластин, на якому розміщена обмотка для збудження в ньому змінного електромагнітного поля високої частоти.

На р ис. 4. 1 5 по к а з а на с х е ма ма г ні то с т р ик ці й но г о перетворювача. Обмотка 5 сердечника перетворювача 4 живиться від генератора струму високої частоти 1. Під дією електромагнітів З і 6, які живляться від джерел постійного струму 2, виникає постійне магнітне поле. Воно створює в сердечнику перетворю­ вача стан початкової намагніченості - поляризацію. Внаслідок магнітострикції сердечник 4 у постійному магнітному полі змінює свою довжину до значення 11. За умови приєднання обмотки 5 до генератора 1, змінний струм високої частоти, що протікає в ній, створює магнітне поле такої ж частоти. В результаті в системі буде

проходити два магнітних потоки: постійний з індукцією В0і

змінний з індукцією В3. У будь-який момент часу результуючий магнітний потік В ррівний їх алгебраїчний сумі В р=В 0+ В 3. У випадку узгодженого напряму потоків, коли В р ¹ 0, сердечник

мас довжину I 1, коли ж потоки напрямлені напроти і

результуючий потік В р » 0, довжина сердечника 12 I 2 ¹ I 1.

 

Рисунок. 4.15 - Схема магнітострикційного перетворювача

 

 

в теплову - на печі побічного і прямого нагрівання, за характером

роботи і способом завантаження - на печі періодичної і неперервної дії (методичні).

Печі періодичної дії

Такі печі застосовують для термічної і хімотермічної обробки

металів, паяння твердими припоями, нагрівання для подальшої гарячої деформації, сушки тощо. Конструкції печей визначають за особливостями процесу теплової обробки. Схеми будови деяких печей періодичної дії показані на рис. 2.7.

Камерні печі (рис. 2.7, а) прості за конструкцією, універсальні для різних виробів і технологічних процесів, уможливлюють змінювати у великому діапазоні режими термообробки. Камерна піч - камера 2 з вогнетривкою футеровкою і теплоізоляцією, перекрита склепінням 8 і ззовні закрита металічним кожухом. Піч завантажують і розвантажують через боковий отвір у передній частині, що закривають дверцятами. Робоча температурі камерних печей від 700 до 1600°С, нагрівники із карборунду або молібдену. Потужність печей - 5-90 кВт, робоча напруга -380 В.

Недоліки камерних печей: важко забезпечити рівномірність нагрівання виробів у всьому об'ємі робочого простору; складність механізації завантаження і розвантаження і створення у печі газового середовища заданого складу за умови короткочасних

режимів термообробки; висока питома витрата захисного газу

Піч з висувним подом (рис. 2.7, б) являє собою механізовану модифікацію камерної печі. Під печі 10 монтують на візку; для завантаження і розвантаження виробів візок викочують із пічної камери.

Шахтні печі (рис. 2.7, в) прості і компактні. В них легше, ніж у камерних, здійснити завантаження і розвантаження виробів з використанням цехових підйомних механізмів. Вироби підвішують у вертикальному положенні, завантажують у кошиках або на решітках. Піч займає невелику площу в цеху. Кришку шахтної печі легше ущільнюють, ніж дверцята камерної печі, тому в шахтній печі теплові втрати менші і вона більше придатна для роботи з захисною атмосферою.

 

1‒ оброблювана деталь; 2 ‒ зерна абразивного порошку;

3 ‒ інструмент; 4 ‒ проміжок.

Рисунок 4.14 - Схема ультразвукового прошивання

 

Оскільки в суспензії, яку подають під інструмент є велика кількість зерен абразиву, то сумарна їх дія досить ефективна При цьому методі обробки є направлене руйнування інструмента, який коливають з ультразвуковою частотою із допомогою зерен абразивного посошка (рис. 4.14.).