Sähköiset kosketuslämmittimet

Sähköistä kontaktilämmitystä käytetään lämmitykseen, kontaktihitsaukseen, laminointiin kuluneiden osien ja lämmitysputkien restauroinnissa.

Kuumentamalla sitä käytetään pääasiallisena menetelmänä osien ja yksityiskohtien lämmittämiseen niiden myöhempää painekäsittelyä tai lämpökäsittelyä varten, samoin kuin olennainen osa teknologista lämmitystä yhdessä muiden puolivalmiiden tai valmiiden osien valmistuksen toimintojen kanssa. Kuumentamalla sähköenergia muunnetaan lämpöenergiaksi suoraan sähköpiiriin kuuluvissa osissa tai yksityiskohdissa. Sekä tasa- että vaihtovirtaa voidaan yleensä käyttää lämmitykseen.

Sähkökosketinasennuksissa vaihtovirtaa käytetään laajalti, koska lämmitykseen tarvittavat tuhansien ja kymmenien tuhansien ampeerien virrat useiden volttien jännitteellä saadaan helpoimmin vain vaihtovirtamuuntajien avulla. Osien tai yksityiskohtien sähkökontaktilämmityksen asennukset jaetaan yksi- ja moniasentoisiin (kuva 1).

Riisi. 1. Kaaviot yksikohtaisista (a) ja moniasentoisista laitteista, joissa on sarja (b) ja rinnakkainen (c) yksityiskohtien sisällyttäminen sähköpiiriin: 1-puristuskosketin virtavirralle; 2 — lämmitetty yksityiskohta; 3 — virransyöttöjohto.

Riippuen vaaditusta lämmitysnopeudesta ja teknisen linjan tuottavuudesta, käytetään yhtä tai toista järjestelmää. Teknisistä ja taloudellisista syistä on edullisinta käyttää myoposition mallia, jossa lämmitetyt työkappaleet kytketään sarjaan sähköpiiriin, koska tässä tapauksessa mikä tahansa kuumennettujen työkappaleiden toimitusnopeus varmistetaan niiden lämpötilan asteittaisella nousulla. ennalta määrättyyn arvoon siirtämällä yksityiskohdat paikasta toiseen.

Riippumatta kaaviosta, jolla lämmitetyt osat sisällytetään sähköpiiriin, virtakuormalla virtaa kuljettavien koskettimien kosketuspisteissä kuumennetun työkappaleen kanssa on suuri vaikutus sähköisten kosketinlaitteistojen teknisiin, sähköisiin ja teknisiin ja taloudellisiin indikaattoreihin. . Virtakuormitusta vähennetään jäähdyttämällä ja paineistamalla koskettimia sekä käyttämällä radiaali- ja päätykoskettimia.

Korjausyrityksissä voidaan käyttää yksi- ja kolmivaiheisia sähkökosketinasennuksia. Kolmivaiheiset asennukset ovat tehokkaampia kuin saman suorituskyvyn yksivaiheiset yksivaiheasennukset, koska ne kuormittavat tasaisesti syöttöverkon vaiheita ja vähentävät kunkin vaiheen virtakuormitusta.

Sähkökontaktilämmitys ja lämmitysasennus valitaan erityisolosuhteiden mukaan.

Sähkökontaktilämmityslaitteistojen tärkeimmät sähköiset ominaisuudet

Seuraavat suunnitteluparametrit määritetään kullekin sähkökosketinasennukselle:

• tehomuuntajan teho,

• tarvittava sähkövirta toisiopiirissä,

• rasitus kuumennettuun osaan tai työkappaleeseen,

• tehokkuutta

• Tehokerroin.

Alkutiedot sähkökosketinasennuksen laskemiseksi ovat:

• materiaaliluokka,

• lämmitettävän osan massa ja sen geometriset mitat

• virtalähteen jännite,

• lämmitysaika ja lämpötila.

Näennäisteho, V ∙ A, tehomuuntajan yksiasentoiselle laitteelle:

jossa kz = 1,1 ...1,3 — varmuuskerroin; F — hyötylämmön virtaus; ηyhteensä — laitoksen kokonaishyötysuhde: ηe — sähköinen hyötysuhde; ηt - lämpöhyötysuhde; ηtr — tehomuuntajan hyötysuhde.

Virran voimakkuus, A, toisiopiirissä, kun työkappale kuumennetaan magneettisen muuntopisteen yläpuolelle

missä ρ on työkappaleen materiaalin tiheys, kg / m3; ΔT = T2 — T1 on loppulämpötilan T2 ja työkappaleen lämmityksen alkulämpötilan T1 välinen ero, K; σ2 - työkappaleen poikkileikkausala, m2.

Kuumennusaika riippuu työkappaleen halkaisijasta ja lämpötilaerosta pituudella ja poikkileikkauksella. Teknisten olosuhteiden mukaan lämpötilaero kuumennettavan työkappaleen sisä- ja pintakerroksen välillä ei saa ylittää ΔТП = 100 K. Lämmitysajan määrittämiseen tarvittavat laskennalliset ja kokeelliset graafiset riippuvuudet on annettu viitekirjallisuudessa.

Käytännön laskelmissa sylinterimäisten aihioiden, joiden halkaisija on d2 = 0,02 … 0, l m s ΔTP = 100 K kuumennusaika s voidaan määrittää empiirisellä kaavalla

Jos työkappale kuumennetaan magneettisen muuntopisteen alapuolelle, toisiopiirin virtaa määritettäessä on otettava huomioon pintavaikutus, jonka vaikutuksen aste riippuu magneettisesta läpäisevyydestä.

Mitä tulee sähköiseen kosketuslämmitykseen, empiirinen riippuvuus, joka määrittää suhteen virran I2, työkappaleen suhteellisen magneettisen permeabiliteetin μr2 ja sen halkaisijan välillä, on muotoa

Käytännön laskelmissa ne annetaan yleensä eri arvoilla μr2, ja virranvoimakkuus I2 määritetään kaavoilla. Annetuista kaavoista (2) ja (4) löydetty sama ampeeriarvo on haluttu arvo tietyllä hetkellä. I2:n ja Z2:n laskettujen arvojen mukaan toisiopiirin jännite V saadaan lausekkeella

Riisi. 2. Sähkökoskettimien cosφ:n riippuvuus suhteesta l2 / σ2: 1 — kaksiasentoiselle asennukselle, jossa on kahden aihion säädettävä lämmitys; 2 — kaksiasentoiseen asennukseen, jossa samanaikaisesti lämmitetään kahta varastoa; 3 — yksiasentoiseen asennukseen.

Sähkökosketinasennuksen pääasiallisia sähköisiä ominaisuuksia määritettäessä on otettava huomioon, että osan fyysiset parametrit ja asennuksen sähköiset parametrit muuttuvat lämmitysprosessin aikana. Ominaislämpö cm ja johtimen ominaissähkövastus ρт muuttuvat lämpötilan mukaan, ja cosφ, η ja t — riippuen lämpötilasta, asennuksen rakenteesta ja teknologisesta tyypistä sekä lämmitysasemien lukumäärästä.

Graafisten kokeellisten riippuvuuksien mukaan (kuvat 2, 3) määritetään cosφ ja ηtotal riippuen työkappaleen pituuden l2 ja σ2 välisestä suhteesta. Vaaditut S:n, l2:n ja U2:n arvot saadaan korvaamalla kaavoissa (1), (2), (4) ja (5) olevien muuttujien suureiden vastaavat arvot. Käytännön laskelmissa kaavoihin korvataan yleensä keskiarvot cm, ρt, η, t ja cosφ ja tehon, virran tai jännitteen keskiarvo määritetään oletetun lämmityslämpötilavälin aikana.

Riisi. 3. Sähkökosketuslaitteistojen kokonaishyötysuhteen riippuvuus l2 / σ2-suhteesta: 1 — kaksiasentoiselle asennukselle, jossa on kahden työkappaleen säädettävä lämmitys; 2 — kaksiasentoiseen asennukseen, jossa kaksi työkappaletta lämmitetään samanaikaisesti; 3 — yksiasentoiseen asennukseen.

Sähkökoskettimien tehomuuntajat toimivat jaksollisessa tilassa, jolle on tunnusomaista päällekytkennän suhteellinen kesto

missä tn on aihioiden lämmitysaika, s; t3 — lastin purkamisen ja kuljetusten aika, sek.

Tehomuuntajan kokonaisnimellisteho kVA, kun otetaan huomioon εx, määräytyy lausekkeella

Riisi. 4. Sähkökontaktilämmitysjärjestelmän hyötysuhteen ja tehokertoimen riippuvuus osan mitoista