Схема керування установкою електро-

контактного зварювання б).

TV – силовий трансформатор; ТП – тиристорний

перетворювач; ПЗР – пристрій задачі режимів;

ПВЧ – пристрій витримок часу; БІФК – блок імпульсно-фазового керування.

 

Конструкція машини точкового зварювання загального призначення типу АТП-50 приведена на рис. 6.39.

                                         Рис. 6.39. Конструкція точкової машини АТП-50.

                                                       1 – педаль включення; 2 – механічний контактор; 

                                                    3 – електродні тримачі; 4, 9, 8, 10 – важелі; 5 – пружина;

                                                    6 – регулювальні гайки; 7, 11 – вісі; 12 – собачка; 

                                                   13 – тяга.

Контрольні запитання.

1. Галузь використання та класифікація  електротермічного обладнання.

2. Принцип дії та види конструкції печей опору.

3. Електрообладнання печей опору. Схеми регулювання нагріву.

4. Електрообладнання електродугових печей.

5. Схема регулювання потужності електродугової печі.

6. Види установок індукційного нагріву.

7. Принцип дії та будова  установок прямого нагріву.

8. Види електричного зварювання.

9. Конструкція та принципи дії зварювальних трансформаторів.

10. Конструкція та принципи дії зварювальних генераторів.

11. Робота електричної схеми зварювального випрямляча.

12. Способи регулювання зварювального струму.

13. Робота схеми керування установкою електроконтактного зварювання.

14. Схема підключення зварювального трансформатора.

Розділ 7. Електроустаткування для електрофізичної та електро –

             хімічної обробки.  

Тема 7.1. Електроустаткування гальванічних установок.

1. Призначення і принцип дії гальванічних установок.

Гальванічні установки призначені для нанесення металевого покриття на інши метали. Найбіль поширеним є електролітичний спосіб – гальваностегія.

Вироб (катод) з’єднується з негативним полюсом джерела постійного струму і занурюється в вану з електролітом – кислотним або лужним розчіном, який вміщує іони покривного металу. В вану занурюється також електрод з покривного металу (анод), який з’єднаний з позитивним полюсом джерела струму. В процесі електролізу метал аноду переноситься через електроліт і осаджується на виробі.

Для підвищення корозійної стійкості виробів з алюмінію та його сплавів використовують потовщення оксидної плівки до 10 – 12 мкм. Цей процес характерний тім, що анодом служить сам вироб.

Кількість осадженого металу пропорційна кількості електрики, яка пройшла через електроліт з врахунком втрат з-за побічних хімічних реакцій, витіку струму та інших причин.

Час витримки Т, хв., виробів в гальванічній ванні для отримання шару покриття товщиною h, мкм, визначається по формулі:

                                

с – електрохімічний еквівалент покривної речовини, кг/К,

η_т – катодний вихід металу по струму (відношення фактичної кількості виділеної речовини до теоретичної),

ρ – густина покривної речовини, кг/м³,

δ – катодна густина струму, А/м^2.

Гальванічна ванна являє собою прямокутні резервуари з листової сталі, футеруються матеріалом, стійким до впливу кислот і лугів (свинцем, гумою або вініпластом).

Схеми живлення гальванічних ванн забезпечують струми до декількох тисяч ампер при напрузі 6 – 12 В. Напівпровідникові з некерованими вентилями (сер. ВАКГ, ВАЗ) та тиристорні випрямлячі (сер. ВАК, ВАКР) являються останнім часом основними видами джерел живлення установок гальванічного покриття і випускаються на струми від 100 до 25000 А і напруги від 6 до 48 В.

Електричні схеми таких установок надані на рис. 7.1.

 

                                                                      Рис. 7.1. Схеми електроживлення

                                                                 гальванічних установок, а) – з неке -

                                                                                   рованим випрямлячем, б) – з керова-

                                                                                   ним випрямлячем.

 

                                                                                           ВА – ввідний автомат;

                                                                                           КЛ – лінійний контактор;

                                                                                           ПН – перемикач напруги;

                                                                                           Тр – трансформатор;

                                                                                           РВ – реактор вирівняльний;

                                                                                           Др – дросель насичення;

                                                                                           БД – блок діодів;

                                                                                           ТП – тиристорний перетворювач;

                                                                                           БСО – блок струмового                 

                                                                                                       обмеження;

                                                                                           БК – блок керування;

                                                                                           ПК – пульт керування;

                                                                                           ПЗЗ – перемикач зворотного                       

                                                                                                      зв’язку;

                                                                                           ЗС, ЗН, ЗГС – датчики зворотного

     а )                                 б)    зв’язку по струму, напрузі і густині струму відповідно;

                                                                                            Rз – резистор задатчика режиму.

Наявність перемикача зворотного зв’язку дозволяє виконувати регулювання режиму роботи вани з різними типами зворотних зв’язків.                        

                                                                                                      

В багатьох гальванічних цехах живлення декількох ван здійснюється від загального джерела живлення постійного струму ДПС (рис. 7.2). В цьому випадку для регулювання струму в колі кожної вани вмикається реостат R_peг.B. Якщо для процесу покриття потребується напруга більша, ніж дає одне джерело, використовують послідовне включення джерел.

 

  

                                                                                               

 

                                                         Рис. 7.2. Схеми включення гальванічних ван        

                                                                а) по двопровідній схемі, б) по трьохпровідній

                                                                схемі.

 

 

В автоматичних конвеєрних установках гальванічного покриття всі операції механізовані, починаючи від знежирювання до сушіння виробів. Конвеєрні лінії цих установок приводяться в рух електроприводом з широким діапазоном регулювання для забезпечення часу витримки виробів в гальванічній ванні.

Для підтримання необхідного режиму і параметрів гальванічних ванн використовують автоматичні пристрої — регулятори густини струму, температурного режиму, заданої кислотності та рівню електроліту.

Регулятори густини струму працюють на принципі вимірювального елементу, який отримує вхідний сигнал від зонда, зануреного в ванну з електролітом і передаючого вихідний сигнал на серводвигун регулюючого трансформатора. Схема регулятора представлена на рис. 7.3.

                                                                Рис. 7.3. Схема регулятора густини 

                                                                                                 струму.

                                                              U_в – вихідна напруга вимірювального

                                                                                         елементу;

                                                                І_к – струм вимірювального зонду;

                                                                Д – серводвигун з обмоткою збудження

                                                                                        ОЗ;

                                                                АТ – автотрансформатор;

                                                                А-К-А – електроди зонду;

                                                                R_ш – опір шунта;

                                                                R_п – підстроювальний опір.

 

Регулятор підтримує задану густину струму в електроліті, яка пропорційна струму в вимірювальному зонді І_к. Цей струм, протікаючи по опору R_ш, створює падіння напруги, яка потрапляє на вхід вимірювального елемента (на схемі не показаний). Вихідний параметр вимірювального елемента компенсується до нуля підстроювальним опором R_п. При роботі ванн відбувається відхилення густини струму від заданого значення, в опорі R_ш створюється падіння напруги. При цьому компенсація порушується і на виході вимірювального елемента з’являється сигнал, який впливає на серводвигун Д. Останній переміщує движок автотрансформатора в напрямку зменшення отриманого сигналу.

Для регулювання кислотності електроліту використовується регулятор заданої кислотності електроліту (рН), приведений на рис. 7.3.

                                                                                  

                                                                              Рис.7.4. Схема підтримання

                                                                              заданої кислотності

                                                                                                   електроліту.

 

                                             

 

 

Датчик відбирає проби електроліту в ванні і в залежності від змісту рН-іонів на виході датчика з’являється напруга, яка вимірюється рН-метром. Цей прилад настроюється на визначене значення рН, відхилення від якого призводить до замикання контактів рН-метра. Останніми включаються реле К1, контакти якого включають електромагніт YC крана-дозатора кислоти і реле часу КТ. По закінченні заданої витримки часу реле КТ вмикає реле К2, яке відключає реле К1 і електромагніт YC. Подача кислоти в ванну припиняється. При роботі ванн гальванічного покриття відбувається витрата електроліту за рахунок виносу його з виробами і випарювання при високих температурах в ваннах. Тому ванни мають регулятори рівню електроліту, датчиками яких являються поплавкові реле та інші прилади, які вимірюють рівень.

В якості регулятора температурного режиму в ванне використовують електроконтактні термометри, контакти якого при визначених змінах температури замикаються, термометри опору та термоелектричні термометри. Через проміжне реле К цей сигнал передається на включення електромагніту, який керує вентилем гарячої води, пару, або на включення нагрівальних елементів, які вбудовані в стінки ванни.

Для підвищення швидкості процесу і поліпшення якості покриття використовують реверс струму в ванні. Реверс переключає полярність на джерелі живлення або безпосередньо на ванні з використанням контакторів на великі струми.

Автоматизацію всієї лінії гальванічного покриття здійснюється в функції шляху за допомогою кінцевих вимикачів.

 

  Тема 7.2. Електроустаткування установок електростатичного                         

                фарбування.

1. Призначення, принцип дії та будова установок.

На установках електростатичного фарбування фарбуються різні вироби, в тому числі корпуса електричних машин і апаратів.

 Сутність методу фарбування розпиленням в електростатичному полі високої напруги до 140 кВ складається в тому, що між заземленим виробом, який фарбується і так названим коронувальним електродом, який знаходиться під негативним потенціалом, створюється постійне електричне поле, в яке вводиться розпилений лакофарбовий матеріал. Потрапляючи в це поле, частинки (дрібні краплі) матеріалу придбають негативний заряд і рухаються по лініям поля до виробу.

Фарбування ведуть в спеціальній камері, яка служить для огородження електродної системи, яка знаходиться під високою напругою, а також запобігає від запилення фарбовані вироби. Камера виконується металевою, прохідного типу, частково засклована і добре освітлюється для спостерігання за процесом. Вхід в камеру має блокування безпечності. Розміри, камери визначаються умовами виробництва. На рис. 7.5. представлена схема електрофарбувальної камери.

 

Рис. 7.5. Схема електрофарбувальної камери.

1 – вироби; 2 – конвеєр; 3 – ізольована стійка; 4 – розпилювач; 5 – очищувач повітря; 

6 – бачок з мішалкою для фарби; 7 – пульт дистанційного керування; 8 – дозуючий пристрій; 9 – прохідний ізолятор; 10 – розрядник; 11 – струмопровід; 12 – додатковий опір; 13 – кенотрон; 14 – трансформатор розжарювання; 15 – підвищувальний трансформатор; 16 – ізольований корпус; ВВУ – високовольтна установка.

 

Приводи механізмів електрофарбувальних установок виконуються від асинхронних двигунів в вибухозахищеному виконанні (для приводу відцентрових вентиляторів, турбін розпилювачів, насосу дозуючих пристроїв, розміщувачів фарби, коливання розпилювачів).

Керування двигунами механізмів виконується за допомогою магнітних пускачів и кнопкових станцій.

Основні блокувальні пристрої в схемах керування установок електроста -тичного фарбування забезпечують неможливість: 1) включення високої напруги сторонніми особами; 2) пуску конвеєру без попереджувального звукового сигналу і послідуючої витримки часу протягом 5—15 с; 3) вклю-чення високої напруги в тих випадках, коли не подана напруга на нитку розжарювання кенотрону; 4) при відкритому огородженні фарбувальної камери і кабіни з обладнанням високої напруги; 5)  регулятор високої напруги не знаходиться в вихідному положенні; 6) включення розпилювача при відключеній вентиляції, нерухомому конвеєрі, виключеній високій напрузі; 7) включення високої напруги при виключеній вентиляції.

Всі елементи установки електростатичного фарбування, які підлягають заземленню (камера, стійки розпилювачів, конвеєр, вентиляційна система та ін.), заземлюються відповідно правилам заземлення установок високої напруги.

 

2. Джерела живлення установок електростатичного фарбування.

Електроживлення установок електростатичного фарбування здійснюється від випрямляючих пристроїв (рис. 7.6.).

 

                                                                           Рис. 7.6. Електрична схема пристрою

                                                                            В-140-5.

                                                                           Коронувальний електрод КЭ живиться          

                                                                          однопівперіодною напругою від выпрям -   

                                                                          ляча, який складається з кенотрона висо –

                                                                          кої напруги ВК типа КР-220 і підвищуваль- 

                                                                         ного трансформатора ТрВ. Первинна  

                                                                         обмотка цього трансформатора підключена 

                                                                         до мережі 220 В через автотрансформатор

                                                                         AT, який дозволяє плавно регулювати

                                                                          випрямленою напругою в межах від 65 до

                                                                         140 кВ. Трансформатор Тр2 розжарювання

                                                                         кенотрона включений через настроювальний

                                                                          реостат R_H. Для контролю напруги на  

                                                                          коронувальному електроді служить               

                                                                          вольтметр V. Струм навантаження

                                                                          випрямляча високої напруги вимірюється

                                                                          мікроамперметром µA на 500 мкА, межі

                                                                           вимірювання якого можуть бути збільшені

                                                                           в 10 разів за допомогою шунта R_ш2 з вими -  

                                                                          качем ВШ. Для запобігання мікроампер –

                                                                          метра від високочастотних струмів служить

                                                                          конденсатор С2.

Включення високої напруги виконується за допомогою головного контактора КГ після натискання пускової кнопки КнП. Одночасно автоматичний розрядник РкА знімає заземлення з негативного полюса кола високої напруги. При перевантаженнях по струму спрацьовує максимальне реле РМ і відключає контактор КГ. Як і при відключенні установки кнопкою КнС разом з контактором КГ втрачає живлення електромагніт розрядника РкА, який заземлює коронувальний електрод КЭ.

В коло високої напруги послідовно з обмежувальним резистором R0 включено також іскро-попереджувальний пристрій ИПУ. Призначення ИПУ - попередити іскровий пробій між коронувальним електродом КЭ і виробом И, який може виникнути під час розкачування виробів на конвеєрі К, обриві електродних проволок, падіння виробу на коронувальний електрод і т. п. Іскровий розряд в деяких випадках викликає загорання фарби на виробі, тому іскро-попереджувальний пристрій повинен бути надшвидкодіючим. Дане ИПУ являє собою тиратронне реле, яке в аварійних випадках знімає високу напругу з коронувального електроду протягом одної міліонної частини секунди.

Вузол ИПУ оформлений конструктивно в вигляді самостійного блока, в бакелітовому циліндрі, який заповнений маслом.

Секціонований тиратрон високої напруги СТ блоку ИПУ включений паралельно кенотрону ВК. Напруга на коронувальний електрод потрапляє через пентод Л, в коло катоду якого включений резистор зміщення R1. На екранну сітку пентоду подається позитивний потенціал від випрямляча Вп через фільтр R3, СЗ. Живлення випрямляча Вп і кіл розжарювання тиратрону і пентоду здійснюється від трансформатора Tpl, який в свою чергу підключений до мережі 220 В через стабілізатор напруги СН.

Якщо виникло замикання коронувального електроду КЭ з виробом И, збільшується анодний струм пентоду Л і напруга зміщення на опорі R1. Внутрішній опір пентоду різко зростає, тому на керуючу сітку тиратрону СТ подається відпираючій потенціал, тиратрон запалюється і шунтує коло високої напруги і знімає напругу з коронувального електроду. Після цього реле РМ відключає контактор КГ.

Трансформатор ТрЗ служить для живлення сигнальних ламп пониженою напругою. Лампа 8ЛС контролює наявність напруги па схемі; лампа 7JIC («світлофор»), встановлена на вході в фарбувальну камеру, загорається при включенні високої напруги. Інші сигнальні лампи призначені для контролю за роботою допоміжних пристроїв установки.

Крім захисту кола високої напруги від перевантаження і іскрового розряду, в схемі передбачений захист від к. з. в трансформаторі ТрВ і на стороні низької напруги плавкими запобіжниками Пр. Конденсатори С1 захищають живлячу мережу від радіозавад. Мікроамперметр і обмотка реле РМ захищені від перенапруг іскровим проміжком ИП.

Електроапаратура керування і захисту випрямляючого пристрою високої напруги розміщена в пульті керування, на кришці якого знаходяться прилади, вимикачі, сигнальні лампи і кнопки КнП, КнС. Іноді також використовують додаткові підвісні пульти керування.