Главная


Электроконтактный нагрев металлов




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 22 ... 66 ... 110 ... 154 ... 166
88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131


скачать книгу Электроконтактный нагрев металлов




71. Четырехпозиционная трехфазная электроконтактная установка для нагрева прутков элеватора свеклоубо­рочного комбайна, встроенная в автоматическую линщо
...
71. Четырехпозиционная трехфазная электроконтактная установка для нагрева прутков элеватора свеклоубо­рочного комбайна, встроенная в автоматическую линщо
...
71. Четырехпозиционная трехфазная электроконтактная установка для нагрева прутков элеватора свеклоубо­рочного комбайна, встроенная в автоматическую линщо
...
71. Четырехпозиционная трехфазная электроконтактная установка для нагрева прутков элеватора свеклоубо­рочного комбайна, встроенная в автоматическую линщо
...
71. Четырехпозиционная трехфазная электроконтактная установка для нагрева прутков элеватора свеклоубо­рочного комбайна, встроенная в автоматическую линщо
...
На Онежском тракторном заводе используется четырехпо-зиционная трехфазная электроконтактная установка для нагре­ва штанг перед рубкой заготовок, в которой применена указан-«ая схема с нулевым проводом. Эту установку применяют вме­сто однофазной четырехпозиционной установки (см. рис. 67).
...
Производительность трехфазной установки вполне соответ--ствует производительности кузнечно-прессового оборудования при работе его на самоходе и рубке штанг широкого диапазона как по диаметру (от 40 до ПО мм), -так и по длине (от 2,5 .до 10 м).
...
Четырехпозиционные трехфазные установки очень удобны и эффективны при применении их в автоматических линиях для нагрева небольших заготовок диаметром 15—30 мм, длиной .300—1000 мм (большая производительность при темпе выдачи нагретых заготовок 5—10 с).
...
На рис. 71 дан чертеж одной из* указанных трехфазных че-тырехпозиционных установок, предназначенных для нагрева заготовок прутка элеваторного транспортера свеклоуборочного комбайна, изготовляемого Тернопольским комбайновым заво­дом. Установка встроена в автоматическую линию, в которой .нагреваемые прутки подвергаются гибке и последующей закал-:ке. После этого они нагреваются на однопозиционной электро­контактной установке, также встроенной в ту же автоматиче­скую линию, под операцию отпуска. Установки работают с темпом выдачи нагретых заготовок 6 с (как все агрегаты ав­томатической линии).
...
Выше было отмечено, что комбинированные электроконтакт­ные установки по технологическому признаку подразделяются на две группы: в установках первой группы нагрев и последую­щая операция обработки давлением совмещаются в простран­стве, т. е. в одних контактах, но не во времени; во второй—та и другая операции совмещаются не только в пространстве (в одних контактах), но и во времени, иначе говоря, соверша­ются одновременно.
...
Комбинированные нагревательные устройства совмещенного магрева и обработки давлением в одних контактах. Необходи­мость в комбинированных установках подобного типа возника­ет очень часто. Если технологи и конструкторы знакомы с устройством установок такого типа, они могут применить их весьма эффективно. Об этом свидетельствуют работы НИИтрак­торосельхозмаш при создании серии полуавтоматов для изго­товления коленчатых валов зерноуборочных • комбайнов. [2,37,43].
...
На Онежском тракторном заводе используется четырехпо-зиционная трехфазная электроконтактная установка для нагре­ва штанг перед рубкой заготовок, в которой применена указан-«ая схема с нулевым проводом. Эту установку применяют вме­сто однофазной четырехпозиционной установки (см. рис. 67).
...
Производительность трехфазной установки вполне соответ--ствует производительности кузнечно-прессового оборудования при работе его на самоходе и рубке штанг широкого диапазона как по диаметру (от 40 до ПО мм), -так и по длине (от 2,5 .до 10 м).
...
Четырехпозиционные трехфазные установки очень удобны и эффективны при применении их в автоматических линиях для нагрева небольших заготовок диаметром 15—30 мм, длиной .300—1000 мм (большая производительность при темпе выдачи нагретых заготовок 5—10 с).
...
На рис. 71 дан чертеж одной из* указанных трехфазных че-тырехпозиционных установок, предназначенных для нагрева заготовок прутка элеваторного транспортера свеклоуборочного комбайна, изготовляемого Тернопольским комбайновым заво­дом. Установка встроена в автоматическую линию, в которой .нагреваемые прутки подвергаются гибке и последующей закал-:ке. После этого они нагреваются на однопозиционной электро­контактной установке, также встроенной в ту же автоматиче­скую линию, под операцию отпуска. Установки работают с темпом выдачи нагретых заготовок 6 с (как все агрегаты ав­томатической линии).
...
Выше было отмечено, что комбинированные электроконтакт­ные установки по технологическому признаку подразделяются на две группы: в установках первой группы нагрев и последую­щая операция обработки давлением совмещаются в простран­стве, т. е. в одних контактах, но не во времени; во второй—та и другая операции совмещаются не только в пространстве (в одних контактах), но и во времени, иначе говоря, соверша­ются одновременно.
...
Комбинированные нагревательные устройства совмещенного магрева и обработки давлением в одних контактах. Необходи­мость в комбинированных установках подобного типа возника­ет очень часто. Если технологи и конструкторы знакомы с устройством установок такого типа, они могут применить их весьма эффективно. Об этом свидетельствуют работы НИИтрак­торосельхозмаш при создании серии полуавтоматов для изго­товления коленчатых валов зерноуборочных • комбайнов. [2,37,43].
...
4. КОМБИНИРОВАННЫЕ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ УСТРОЙСТВА СОВМЕЩЕННОГО НАГРЕВА И ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЕМ
...
Электроконтактные полуавтоматы для изготовления колен­чатых валов комбайнов всех марок, выпускавшихся промыш­ленностью до 1965 года, описаны в 1-м издании настоящей книги. Так как коленчатые валы комбайнов новых марок («Ни­ва», «Колос», «Сибиряк» и др.) подобны по форме коленчатым валам описанных комбайнов, то они здесь не описываются. В данной книге приведены только некоторые сведения о полу­автоматах электроконтактного нагрева и гибки, образцы кото­рых имеются как в одно-, так и в двухпозиционной исполнении.
...
Однопозиционные полуавтоматы. На рис. 72 представлен однопозиционный полуавтомат для изготовления коленчатого вала граблин. Заготовка нагревается в двух зонах, включенных в силовую цепь последовательно (схема рис. 24, р),
...
На рис. 73 приведены эскизы коленчатых валов комбайнов различных типов, изготовляемых на полуавтоматах НИИтрак-торосельхозмаш.
...
Рис. 72. Однопозиционный двухзональный полуавтомат для изготовления
...
Рис. 73. Эскизы заготовок и готовых коленчатых валов зерноубо­рочных комбайнов:
...
половонабивателя аналогичен по форме коленчатому валу граблин, поэтому и полуавтоматы для их изготовления по кон­структивному устройству подобны. Отличаются они только пс геометрическим размерам.
...
Двухпозиционные полуавтоматы по конструктивному устрой­ству электрической части существенно отличаются от однопози-ционных. По устройству же механической части отличие ка­сается только конструкции контактно-зажимной системы суп­портов, которые сделаны двухпозиционными. Кинематическая схема и гидравлика в двухпозиционных полуавтоматах обеспе­чивает одновременное гнутье двух коленчатых валов вместо одного на однопозиционной полуавтомате.
...
На рис. 75 представлен двухпозиционный полуавтомат для изготовления коленчатого вала граблин. В этом полуавтомате трансформатор смещен к левому суппорту, к которому подхо­дят две параллельно расположенные шины, в то время как в однопозиционной полуавтомате шины подходят к двум крайним-суппортам, образуя вместе с трансформатором и деталью боль­шой по площади контур. Наличие этого контура снижает коэф­фициент мощности и КПД однопозиционного полуавтомата по сравнению с двухпозиционным, как это следует из рис. 48.
...
Изменение электрических характеристик режима в процессе нагрева иллюстрируют кривые рис. 76 и 77. Видно, что в то время как сила тока почти одинаково изменяется в процессе нагрева в том и другом полуавтомате, коэффициент мощности
...
половонабивателя аналогичен по форме коленчатому валу граблин, поэтому и полуавтоматы для их изготовления по кон­структивному устройству подобны. Отличаются они только пс геометрическим размерам.
...
Двухпозиционные полуавтоматы по конструктивному устрой­ству электрической части существенно отличаются от однопози-ционных. По устройству же механической части отличие ка­сается только конструкции контактно-зажимной системы суп­портов, которые сделаны двухпозиционными. Кинематическая схема и гидравлика в двухпозиционных полуавтоматах обеспе­чивает одновременное гнутье двух коленчатых валов вместо одного на однопозиционной полуавтомате.
...
На рис. 75 представлен двухпозиционный полуавтомат для изготовления коленчатого вала граблин. В этом полуавтомате трансформатор смещен к левому суппорту, к которому подхо­дят две параллельно расположенные шины, в то время как в однопозиционной полуавтомате шины подходят к двум крайним-суппортам, образуя вместе с трансформатором и деталью боль­шой по площади контур. Наличие этого контура снижает коэф­фициент мощности и КПД однопозиционного полуавтомата по сравнению с двухпозиционным, как это следует из рис. 48.
...
Изменение электрических характеристик режима в процессе нагрева иллюстрируют кривые рис. 76 и 77. Видно, что в то время как сила тока почти одинаково изменяется в процессе нагрева в том и другом полуавтомате, коэффициент мощности
...
половонабивателя аналогичен по форме коленчатому валу граблин, поэтому и полуавтоматы для их изготовления по кон­структивному устройству подобны. Отличаются они только пс геометрическим размерам.
...
растет быстрее в однопозицион­ной полуавтомате. Что касается мощности, то она в однопози­ционной полуавтомате растет в процессе нагрева, в то время как в двухпозиционной — мед­ленно снижается.
...
Рис. 76. Изменение средней ак­тивной и реактивной мощности одно- и двухпозиционого полу­автоматов для изготовления ко­ленчатых валов граблин в про­цессе нагрева:
...
Рис. 76. Изменение средней ак­тивной и реактивной мощности одно- и двухпозиционого полу­автоматов для изготовления ко­ленчатых валов граблин в про­цессе нагрева:
...
Рис 78. Двухпозиционный полуавтомат для изготовления коленчатого ва­ла половонабивателя зерноуборочного комбайна:
...
В этой установке в одних и тех же зажимных контактах осуществляется нагрев заготовки и последующая за этим вы­садка буртов. При высадке одного бурта на заготовке нагре­вается одна зона, а при высадке двух буртов —две зоны. Та­ким образом, в этой установке объединены одно- и двухзональ­ные варианты установок путем переналадки зажимных контак­тов, служащих одновременно и инструментом высадки.
...
Переналадка нагревательной установки с одного варианта нагрева (однозонального) на другой (двухзональный) осуще­ствляется установкой дополнительных шунтирующих перемы­чек, смещением зажимных контактов и установкой двух допол­нительных контактов или снятием их, если происходит перена­ладка с двухзонального варианта на однозональный.
...
Электроконтактная установка для нагрева и расклепки кон­цов скобы скребкового транспортера. Скоба до расклепки кон­цов и после расклепки, а также звено в сборе со скобой пока­заны на рис. 81. На рис. 82 приведена принципиальная элек­трическая схема подвода напряжения к концам скобы и схема усилий контактного зажима и осадки, создаваемых пневмати­ческим цилиндром.
...
Процесс высадки осуществляется следующим образом. При подходе скобы под контактные высадочные упоры, к которым подведено напряжение от вторичной обмотки низковольтного силового трансформатора, цепь останавливается на 2—3 с, в это время подается команда на подвод упоров с контактами к концам скобы; затем через определенный промежуток времени после достижения определенного усилия зажима скобы кон­тактами, регулируемого реле давления, включается на 0,8—1,2 с нагрев.
...
Электроконтактная установка для нагрева и расклепки кон­цов скобы скребкового транспортера.
...
Рис. 81. Скоба цепи скребкового транспор­тера по расклепки (с), после расклепки концов (б)
...
Рис. 82. Принципиальная схема силовой цепи и схе­ма усилий контактного за­жима и осадки концов скобы цепи скребкового транспортера:
...
Для надежной работы устройства существенное значение имеет материал, из которого изготовлены контакты. Так как контакты одновременно являются и инструментом высадки, то материал должен быть прочным и жаростойким.
...
Электроконтактные установки для одновременного нагрева и набора металла — электровысадочные установки. Принцип процесса электровысадки поясняет схема на рис. 83. Между торцовым контактом 1
...
Рис. 81. Скоба цепи скребкового транспор­тера по расклепки (с), после расклепки концов
...
форму в зависимости от скорости и усилия деформирования и других факторов. Происходит, как обычно говорят, набор ме­талла— «груши» для последующей штамповки детали.
...
В настоящее время физические и теоретические закономер­ности, определяющие количественные зависимости между фор­мой, геометрическими размерами набираемого тела и назван­ными факторами еще слабо изучены, так что практически не существует обоснованных данных и аналитических зависимо­стей, определяющих хотя бы качественно, основные геометри­ческие параметры и термические данные набираемого металла и усилия высадки.
...
Опыт эксплуатации электровысадочных установок показыва­ет, что первоначальное расстояние между контактами зависит от диаметра заготовки, формы набираемого тела, силы тока; в большинстве случаев оно составляет несколько миллиметров.
...
Электровысадочные установки НИИтракторосельхозмаш применяют главным образом для изготовления клапанов авто­мобильных и тракторных двигателей из прутков различного диаметра (10—30 мм) и изготовления поковок с утолщением на торце.
...
На рис. 86 представлена однопозиционная электроконтакт­ная установка для набора металла на торце для последующей высадки головок клапанов тракторных двигателей и других де­талей, разработанная и изготовленная НИИтракторосельхоз­маш.
...
Четырехпозиционный электровысадочный автомат для изго­товления клапанов двигателей. На базе однопозиционных элек­тровысадочных установок в НИИтрак-
...
торосельхозмаш разработан и изготов­лен четырехпозиционный автомат, состоящий из четырех однопозиционных-установок, расположенных по окруж­ности цилиндрического корпуса с верти­кальной осью. Установка барабанного типа, вращающаяся вокруг вертикальной оси.
...
Барабан с электровысадочными по­зициями вращается со скоростью, пр х которой высадка (набор металла в «грушу») продолжается 16—18 с на-
...
каждой из четырех позиций; причем за­готовки загружаются в контакты меха­нической рукой по мере перехода пози­ции под загрузку. После того, как загру­женная позиция отойдет от места за­грузки, автоматически производится зажим заготовки, нагрев и ее высадка;
...
Четырехпозиционный электровысадочный автомат для изго­товления клапанов двигателей. На базе однопозиционных элек­тровысадочных установок в НИИтрак-
...
торосельхозмаш разработан и изготов­лен четырехпозиционный автомат, состоящий из четырех однопозиционных-установок, расположенных по окруж­ности цилиндрического корпуса с верти­кальной осью. Установка барабанного типа, вращающаяся вокруг вертикальной оси.
...
Барабан с электровысадочными по­зициями вращается со скоростью, пр х которой высадка (набор металла в «грушу») продолжается 16—18 с на-
...
Рис. 86. Электровысадочная установка для набора металла под штамковку деталей тракторных двигателей
...
затем нагрев и высадка выключаются, и заготовка подходит к позиции выгрузки. Высаженная заготовка забирается меха­нической рукой и подается в штамп пресса для штамповки головки кларана.
...
Мощность трансформатора каждой электровысадочной по-•зиции 20 кВ-А, суммарная мощность составляет 80 кВ-А. Каж­дая позиция работает независимо одна от другой, поэтому темп выдачи высаженных заготовок в штам составляет 4—5 с.
...
Разработано и изготовлено несколько образцов автоматов •такого типа для заводов тракторного и сельскохозяйственного машиностроения. Один из них представлен на рис. 88.
...
Из изложенного выше можно сделать вывод о том, что элек-•троконтактные установки обособленного нагрева являются толь­ко частью оборудования, правда наиболее массовой, для элек­троконтактного способа нагрева. Важное значение имеют раз­нообразные конструктивно-технологические устройства, в кото­рых нагрев совмещен с другими операциями обработки метал­лов давлением или термообработки,
...
затем нагрев и высадка выключаются, и заготовка подходит к позиции выгрузки. Высаженная заготовка забирается меха­нической рукой и подается в штамп пресса для штамповки головки кларана.
...
Мощность трансформатора каждой электровысадочной по-•зиции 20 кВ-А, суммарная мощность составляет 80 кВ-А. Каж­дая позиция работает независимо одна от другой, поэтому темп выдачи высаженных заготовок в штам составляет 4—5 с.
...
Разработано и изготовлено несколько образцов автоматов •такого типа для заводов тракторного и сельскохозяйственного машиностроения. Один из них представлен на рис. 88.
...
Из изложенного выше можно сделать вывод о том, что элек-•троконтактные установки обособленного нагрева являются толь­ко частью оборудования, правда наиболее массовой, для элек­троконтактного способа нагрева. Важное значение имеют раз­нообразные конструктивно-технологические устройства, в кото­рых нагрев совмещен с другими операциями обработки метал­лов давлением или термообработки,
...
затем нагрев и высадка выключаются, и заготовка подходит к позиции выгрузки. Высаженная заготовка забирается меха­нической рукой и подается в штамп пресса для штамповки головки кларана.
...
Рис. 88. Четырехпозиционный электровысадочный автомат:
...
Особую разновидность электроконтактных установок обо­собленного нагрева составляют установки, работающие без вы­ключения тока в нагревательной цепи. Необходимость создания установок такого типа обусловливается потребностями автома­тизированного производства отдельных деталей, узлов или це­лых объектов, в котором электронагревательные установки должны работать в общем ритме всего комплекса оборудова­ния, входящего в автоматическую линию, агрегат или автома­тизированное производство.
...
Задача может быть решена применением электроконтакт­ных установок, работающих без выключения тока в нагрева­тельной цепи, когда операции загрузки холодных и разгрузки нагретых заготовок выполняются одновременно с нагревом других заготовок, находящихся все время под напряжением.
...
Конструктивно и электрически это может быть осуществле­но принципиально двумя способами: либо нагревательные по­зиции непрерывно или прерывисто движутся, находясь на оп­ределенном участке пути под напряжением, а на другом вьш дят из-под напряжения и в это время происходит смена заго­товки на ходу или во время остановки; либо в нужный момент нагревательная позиция, на которой должна быть заменена нагретая заготовка, шунтируется на время замены заготовки
...
Какое из конструктивных решений применить, решается в каждом конкретном случае отдельно с учетом всех техноло­гических, электротехнических и конструктивных условий пос­тавленной задачи.
...
В НИИтракторосельхозмаш разработана электроконтакт­ная установка с двумя нагревательными позициями, представ­ляющими собой однопозиционные нагревательные головки, расположенные на общем каркасе и перемещающиеся возврат­но-поступательно от одного пневмоцилиндра так, что при ходе в ту или другую сторону от центровой линии установки одна позиция выходит из-под напряжения, а другая одновременно входит под напряжение. Когда на одной позиции происходит
...
Особую разновидность электроконтактных установок обо­собленного нагрева составляют установки, работающие без вы­ключения тока в нагревательной цепи. Необходимость создания установок такого типа обусловливается потребностями автома­тизированного производства отдельных деталей, узлов или це­лых объектов, в котором электронагревательные установки должны работать в общем ритме всего комплекса оборудова­ния, входящего в автоматическую линию, агрегат или автома­тизированное производство.
...
6. ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
...
замена нагретой заготовки холодной, на другой, находящейся на участке шин под полным напряжением, — заготовка нагре­вается. Затем происходит смена позиций, причем осуществля­ется это автоматически, как только оператор подает команду на ход загруженной холодной заготовкой позиции.
...
Для обеспечения такого принципа работы установки вто­ричная обмотка силового трансформатора подсоединена к ос­новному участку токоподвода установки, от которого в ту и другую сторону продолжаются участки* токоподвода с изоляци­онными промежутками, зашунтированными проводниками срав­нительно большого сопротивления (в 3—4 раза большего со­противления заготовки в холодном состоянии). Каждая нагре­вательная позиция снабжена щеточным токоподводом, который жестко соединен с токоподводящими контактами нагрева­тельной позиции и движется вместе с ней, скользя щетками по неподвижному токоподводу. Головки конструктивно связаны так, что когда одна позиция находится на обесточенном участ­ке и на нем происходит замена заготовки, другая позиция на -ходится под полным напряжением трансформатора. При дви­жении позиций на одной из них напряжение постепенно (на схеме ступенчато) повышается, на другой оно понижается. Чем больше изоляционных промежутков, т. е. чем больше сту­пеней, тем плавнее нарастает ток в заготовке, тем меньше иск­рение при переходе с одного участка токопровода на другой.
...
На установке можно нагревать заготовки диаметром 10— 40 мм, длиной 300—750 мм со скоростью выдачи 5—10 с. В ус­тановке непрерывного действия с неподвижными зажимными головками, работающей без выключения тока в цепи, позиция, на которой осуществляется смена нагретой заготовки,, шунти­руется.
...
На установках данного типа практически можно получать любую скорость нагрева и обеспечивать требуемую в автома­тических линиях производительность и темп выдачи нагретых заготовок.
...
Таким образом, электроконтактный нагрев в автоматизиро­ванном производстве может быть применен наиболее эффек­тивно по сравнению с другими способами нагрева при приме­нении установок, работающих без выключения тока, с подвиж­ными нагревательными головками или позициями, при механи­зации операций загрузки и выгрузки заготовок на нагреватель­ные позиции и разгрузки с них.
...
замена нагретой заготовки холодной, на другой, находящейся на участке шин под полным напряжением, — заготовка нагре­вается. Затем происходит смена позиций, причем осуществля­ется это автоматически, как только оператор подает команду на ход загруженной холодной заготовкой позиции.
...
Для обеспечения такого принципа работы установки вто­ричная обмотка силового трансформатора подсоединена к ос­новному участку токоподвода установки, от которого в ту и другую сторону продолжаются участки* токоподвода с изоляци­онными промежутками, зашунтированными проводниками срав­нительно большого сопротивления (в 3—4 раза большего со­противления заготовки в холодном состоянии). Каждая нагре­вательная позиция снабжена щеточным токоподводом, который жестко соединен с токоподводящими контактами нагрева­тельной позиции и движется вместе с ней, скользя щетками по неподвижному токоподводу. Головки конструктивно связаны так, что когда одна позиция находится на обесточенном участ­ке и на нем происходит замена заготовки, другая позиция на -ходится под полным напряжением трансформатора. При дви­жении позиций на одной из них напряжение постепенно (на схеме ступенчато) повышается, на другой оно понижается. Чем больше изоляционных промежутков, т. е. чем больше сту­пеней, тем плавнее нарастает ток в заготовке, тем меньше иск­рение при переходе с одного участка токопровода на другой.
...
На установке можно нагревать заготовки диаметром 10— 40 мм, длиной 300—750 мм со скоростью выдачи 5—10 с. В ус­тановке непрерывного действия с неподвижными зажимными головками, работающей без выключения тока в цепи, позиция, на которой осуществляется смена нагретой заготовки,, шунти­руется.
...
На установках данного типа практически можно получать любую скорость нагрева и обеспечивать требуемую в автома­тических линиях производительность и темп выдачи нагретых заготовок.
...
Таким образом, электроконтактный нагрев в автоматизиро­ванном производстве может быть применен наиболее эффек­тивно по сравнению с другими способами нагрева при приме­нении установок, работающих без выключения тока, с подвиж­ными нагревательными головками или позициями, при механи­зации операций загрузки и выгрузки заготовок на нагреватель­ные позиции и разгрузки с них.
...
замена нагретой заготовки холодной, на другой, находящейся на участке шин под полным напряжением, — заготовка нагре­вается. Затем происходит смена позиций, причем осуществля­ется это автоматически, как только оператор подает команду на ход загруженной холодной заготовкой позиции.
...
Для обеспечения такого принципа работы установки вто­ричная обмотка силового трансформатора подсоединена к ос­новному участку токоподвода установки, от которого в ту и другую сторону продолжаются участки* токоподвода с изоляци­онными промежутками, зашунтированными проводниками срав­нительно большого сопротивления (в 3—4 раза большего со­противления заготовки в холодном состоянии). Каждая нагре­вательная позиция снабжена щеточным токоподводом, который жестко соединен с токоподводящими контактами нагрева­тельной позиции и движется вместе с ней, скользя щетками по неподвижному токоподводу. Головки конструктивно связаны так, что когда одна позиция находится на обесточенном участ­ке и на нем происходит замена заготовки, другая позиция на -ходится под полным напряжением трансформатора. При дви­жении позиций на одной из них напряжение постепенно (на схеме ступенчато) повышается, на другой оно понижается. Чем больше изоляционных промежутков, т. е. чем больше сту­пеней, тем плавнее нарастает ток в заготовке, тем меньше иск­рение при переходе с одного участка токопровода на другой.
...
На установке можно нагревать заготовки диаметром 10— 40 мм, длиной 300—750 мм со скоростью выдачи 5—10 с. В ус­тановке непрерывного действия с неподвижными зажимными головками, работающей без выключения тока в цепи, позиция, на которой осуществляется смена нагретой заготовки,, шунти­руется.
...
Порядок проектирования и расчета электроконтактной ус­тановки или нагревательного устройства в каждом конкретном случае зависит от поставленной задачи, заданного конструк­тивно-технологического типа установки и требований, предъ­являемых к нагреву и к установке.
...
Существует много типов установок и устройств. Расчет и проектирование каждого из них имеет специфические особен­ности, поэтому*рекомендовать общей методики нельзя.
...
В данной работе рассматриваются только основные и наи­более важные особенности проектирования и расчета, справед­ливые для всех электроконтактных установок с учетом их тех­нологического назначения и конструкции. Более подробно с отдельными вопросами, связанными с расчетами соответствую­щих характеристик и показателей, можно ознакомиться в упо­мянутых выше и в следующих работах [17, 18, 35, 44, 49, 56, 65].
...
конструктивно-технологический тип электроконтактного устройства; требования, предъявляемые к качеству нагрева за­данного типа детали или заготовки (в отношении состояния поверхности под контактами);
...
условия использования проектируемого оборудования и тех­нологического процесса; используется устройство обособленно или в автоматизированном производстве, в автоматической ли­нии или в автоматизированном агрегате;
...
требования, предъявляемые к стабильности технологичес­ких характеристик в процессе работы и в период нагрева, в особенности к температуре нагрева и распределению ее по по­перечному сечению и по длине;
...
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫХ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
...
Учитывая изложенное выше, проектирование начинают с разработки1 технического задания и выбора исходных данных для проектирования и расчета основных технических показате­лей, которыми должна обладать проектируемая электрокон­тактная установка.
...
Проектирование и расчет электроконтактного устройства производится на основании определенного технологического или технического задания, в котором должны быть указаны следующие исходные технологические, технические и эксплуа­тационные данные:
...
назначение технологического процесса и конструктив ный тип оборудования, если они уже выбраны или определены при решении вопроса на более ранней стадии обсуждения со­ответствующей проблемы или задачи;
...
Особое внимание следует обратить на технологический принцип электроконтактного нагрева. Он должен быть указан в задании, в противном случае при проектировании прежде всего должен быть решен вопрос о выборе конструктивно-тех­нологического типа нагревательного устройства, обеспечиваю­щего оптимальные технико-экономические показатели в дан­ных конкретных условиях.
...
Для любого типа электроконтактного устройства при рас­чете должны быть определены (помимо особых, свойственных только данному конструктивному типу оборудования): мощ­ность силового трансформатора; скорость нагрева; производи­тельность нагревательного устройства с учетом времени, за­трачиваемого на загрузочно-погрузочные и транспортные опе­рации; температурный перепад по длине нагреваемой заготов­ки (этот параметр рассчитывают обычно для установок обо­собленного нагрева, а иногда и для комбинированных уст­ройств совмещенного нагрева и гибки заготовок в одних и тех же контактах, когда лимитируется температурный перепад по длине нагреваемой зоны); потребная сила тока во вторичной и первичной цепях; потребное напряжение на нагрузке — на на­греваемой заготовке или заготовках (в случае многопозицион­ной установки); коэффициент полезного действия; коэффици­ент мощности cos <р; стоимость нагрева 1
...
При расчете перечисленных технических параметров нагре­вательного устройства следует выполнить промежуточные рас­четы, необходимые для вычисления основных технических по­казателей устройства.
...
Выбор технологического процесса или варианта электро­контактного нагрева и соответственно выбор конструктивного типа нагревательной установки или устройства является одной из основных и наиболее ответственных задач, которая должна быть решена, как правило, перед проектированием конкретной установки.
...
Обычно вопрос выбора конструктивно-технологического ти­па комбинированной электроконтактной установки, в которой операция нагрева совмещается с другими операциями обработ­ки металла давлением или термообработки, решается соответ­ствующими службами или специалистами на высоком уровне руководства, поэтому проектантам остается разработать про­ект и рассчитать уже выбранный вариант установки.
...
Особое внимание следует обратить на технологический принцип электроконтактного нагрева. Он должен быть указан в задании, в противном случае при проектировании прежде всего должен быть решен вопрос о выборе конструктивно-тех­нологического типа нагревательного устройства, обеспечиваю­щего оптимальные технико-экономические показатели в дан­ных конкретных условиях.
...
Для любого типа электроконтактного устройства при рас­чете должны быть определены (помимо особых, свойственных только данному конструктивному типу оборудования): мощ­ность силового трансформатора; скорость нагрева; производи­тельность нагревательного устройства с учетом времени, за­трачиваемого на загрузочно-погрузочные и транспортные опе­рации; температурный перепад по длине нагреваемой заготов­ки (этот параметр рассчитывают обычно для установок обо­собленного нагрева, а иногда и для комбинированных уст­ройств совмещенного нагрева и гибки заготовок в одних и тех же контактах, когда лимитируется температурный перепад по длине нагреваемой зоны); потребная сила тока во вторичной и первичной цепях; потребное напряжение на нагрузке — на на­греваемой заготовке или заготовках (в случае многопозицион­ной установки); коэффициент полезного действия; коэффици­ент мощности cos <р; стоимость нагрева 1
...
При расчете перечисленных технических параметров нагре­вательного устройства следует выполнить промежуточные рас­четы, необходимые для вычисления основных технических по­казателей устройства.
...
решается, как правило, проектантами совместно с технологами и конструкторами, специалистами по способам нагрева и горя­чей обработке металлов. Им предстоит сопоставить различные способы нагрева и конструктивные типы нагревательных уста­новок и выбрать оптимальный по технологическим и технико-экономическим показателям. Особенно важно правильно и тех­нически обоснованно решить вопрос о выборе числа нагрева­тельных позиций нагревательной установки, поскольку до сих пор еще в большинстве случаев об эле'ктроконтактном нагреве судят по однопозиционным типам установок обособленного на­грева.
...
Вопрос о выборе конструктивного типа установки должен быть решен в каждом отдельном случае применительно к кон­кретным условиям.
...
Покажем это на конкретном примере. Предположим, что по технологическим соображениям требуется нагреть заготовку для гибки в двух местах (рис. 89). Участок заготовки 12 =
...
Сопоставим основные технические показатели этих нагре­вательных установок, не учитывая другие, зависящие от осо­бых условий каждого типа установки.
...
Для удобства сопоставления по мощности и производитель­ности установок за исходный показатель взята производитель­ность однопозиционной двухзональной установки.
...
Если принять полезную энергию, необходимую для нагре­ва двух зон заготовки на двухзональной установке, Р2,
...
двухзональной установки комбинированного нагрева, так как она выполняет роль не только нагревательного устройства, но и гибочного станка. Поэтому для оценки ее эффективности нужно учесть показатели ее с учетом этого. Как показала прак­тика применение электроконтактных нагревательно-гибочных полуавтоматов для изготовления коленчатых валов зерноубо­рочных комбайнов является технически и экономически наибо­лее эффективным и более рентабельным, чем применение уста­новок обособленного нагрева.
...
Примеры, подобные или аналогичные рассмотренному, встречаются на практике очень часто. Поэтому технически пра­вильное и обоснованное решение, касающееся выбора способа нагрева и технологически конструктивного типа нагреватель­ной электроконтактной установки, может быть сделано только после сопоставления и анализа технологических, технико-эко­номических и других показателей различного типа нагрева­тельных устройств,
...
Расчет мощности, потребляемой из сети нагревательной электроконтактной установкой, производится по формуле (1), в которой часть данных обычно задана в проектном или тех­ническом задании. К ним относятся: масса нагреваемой заго­товки, марка стали, геометрические параметры заготовки, тем­пература и время нагрева, производительность установки и другие параметры, которые могут быть рассчитаны или взяты из литературных источников (теплоемкость, т)0 и cos <р). Осо­бенно важным является вопрос выбора числа позиций установ­ки. При этом необходимо воспользоваться опытом работы НИИтракторосельхозмаш, поскольку многопозиционные ус­тановки известны только в практике работы этого института (в отрасли тракторного и сельскохозяйственного машинострое­ния).
...
Обычно решающими факторами для выбора числа позиций установки являются время нагрева и производительность уста­новки и задаваемый температурный перепад по длине нагре­ваемой зоны заготовки. Общий КПД и cos op, входящие в фор­мулу (1), могут быть либо рассчитаны по приводимой ниже методике, либо определены по экспериментальным кривым рис. 90 и 91. Теплоемкость с
...
двухзональной установки комбинированного нагрева, так как она выполняет роль не только нагревательного устройства, но и гибочного станка. Поэтому для оценки ее эффективности нужно учесть показатели ее с учетом этого. Как показала прак­тика применение электроконтактных нагревательно-гибочных полуавтоматов для изготовления коленчатых валов зерноубо­рочных комбайнов является технически и экономически наибо­лее эффективным и более рентабельным, чем применение уста­новок обособленного нагрева.
...
Примеры, подобные или аналогичные рассмотренному, встречаются на практике очень часто. Поэтому технически пра­вильное и обоснованное решение, касающееся выбора способа нагрева и технологически конструктивного типа нагреватель­ной электроконтактной установки, может быть сделано только после сопоставления и анализа технологических, технико-эко­номических и других показателей различного типа нагрева­тельных устройств,
...
Расчет мощности, потребляемой из сети нагревательной электроконтактной установкой, производится по формуле (1), в которой часть данных обычно задана в проектном или тех­ническом задании. К ним относятся: масса нагреваемой заго­товки, марка стали, геометрические параметры заготовки, тем­пература и время нагрева, производительность установки и другие параметры, которые могут быть рассчитаны или взяты из литературных источников (теплоемкость, т)0 и cos <р). Осо­бенно важным является вопрос выбора числа позиций установ­ки. При этом необходимо воспользоваться опытом работы НИИтракторосельхозмаш, поскольку многопозиционные ус­тановки известны только в практике работы этого института (в отрасли тракторного и сельскохозяйственного машинострое­ния).
...
Обычно решающими факторами для выбора числа позиций установки являются время нагрева и производительность уста­новки и задаваемый температурный перепад по длине нагре­ваемой зоны заготовки. Общий КПД и cos op, входящие в фор­мулу (1), могут быть либо рассчитаны по приводимой ниже методике, либо определены по экспериментальным кривым рис. 90 и 91. Теплоемкость с
...
Поскольку активное сопротивление нагрузки зависит от температуры, то и мощность зависит от нее и потому изменяет­ся в процесе нагрева.
...
Если в формулы (36) и (37) подставить средние значения всех факторов, изменяющихся в процессе нагрева от темпера­туры, то значения мощностей также будут средними или усред­ненными. Причем в случае многопозиционных установок рас­чет сопротивлений нагрузки нужно выполнять, как указано бы­ло выше, с учетом температуры заготовки в данный момент На соответствующей позиции установки, если нагрев заготовок осу­ществляется со смещением по температуре.
...
онных установках часто мощность сначала падает по сравне­нию с начальным значением, а затем при температурах 600— 750° С начинает расти выше начальных значений. В таких слу­чаях имеет смысл сделать расчет минимального значения мощ­ности, чтобы определить пределы колебаний ее в процессе на­грева.
...
При применении многопозиционных установок с нагревом на них заготовок со смещением по температуре указанного явле­ния не наблюдается. В этом случае за цикл нагрева мощность изменяется в одну какую-либо сторону (обычно конечное зна­чение немного выше начального).
...
Время нагрева заготовки и производительность — два тес­но всязанных производственно-технических показателя всякой электроконтактной нагревательной установки. Обычно задает­ся производительность установки и по ней уточняется время нагрева, а иногда наоборот, задается время нагрева и тогда уточняется производительность установки. Но в любом случае время нагрева (скорость) должно быть рассчитано или прове­рено, если оно задано произвольно.
...
Расчет времени нагрева может быть выполнен двумя спо­собами: по экспериментальным данным, проводимым в литера­турных источниках, и расчетным путем по приведенным выше аналитическим формулам для расчета распределения темпера­турного поля по длине нагреваемой заготовки.
...
В первом случае, применительно к заданному типу заготов­ки, необходимо воспользоваться графическими кривыми рис. 42 или данными других источников [5, 35, 47, 55], или определить время по формуле (1), задавшись определенной мощностью установки. Во втором случае необходимо воспользоваться фор­мулой (10) и рассчитать распределение температуры по длине нагреваемой заготовки, задавшись необходимыми данными, входящими в формулу, применительно к предполагаемому кон­структивному типу нагревательной электроконтактной уста­новки. Затем по полученной кривой, выражающей зависимость l
...
онных установках часто мощность сначала падает по сравне­нию с начальным значением, а затем при температурах 600— 750° С начинает расти выше начальных значений. В таких слу­чаях имеет смысл сделать расчет минимального значения мощ­ности, чтобы определить пределы колебаний ее в процессе на­грева.
...
При применении многопозиционных установок с нагревом на них заготовок со смещением по температуре указанного явле­ния не наблюдается. В этом случае за цикл нагрева мощность изменяется в одну какую-либо сторону (обычно конечное зна­чение немного выше начального).
...
4. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ НАГРЕВА И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ УСТАНОВКИ
...
править или выбрать другой тип электроконтактной установки, а может быть применить другой технологический процесс на­грева и изготовления соответствующей детали.
...
При этом следует иметь в виду, что время нагрева на одно­позиционной и на многопозиционной установках одинаковое только в том случае, если производительность последней боль­ше (в число позиций) по сравнению со временем нагрева на однопозиционной установке. В противном случае время нагре­ва каждой заготовки на многопозициднной установке будет больше, чем на однопозиционной, несмотря на то, что темп вы­дачи нагретых заготовок на многопозиционной установке бу­дет больше по сравнению с темпом выдачи горячих заготовок ла однопозиционной установке.
...
Имеет значение также режим работы установки — работа­ет ли она по режиму со смещением температуры нагрева за­готовок во времени или они нагреваются одновременно все до заданной температуры.
...
Определение производительности электроконтактной уста­новки. Производительность электроконтактной однопозицион­ной установки зависит в основном от времени нагрева и опре­деляется по его значению и дополнительному промежутку вре­мени, затрачиваемому на загрузочно-погрузочные и транспорт­ные операции. При нагреве на многопозиционных установках продолжительность указанных операций, наоборот, составляет основную долю времени по сравнению со временем, затрачивае­мым на нагрев в каждом цикле выдачи нагретых заготовок с установки.
...
Если время нагрева т и дополнительное время транспорт-•но-загрузочных операций Дт известны, то производительность {т/ч) установки
...
Следует иметь в виду, что темп выдачи тц на однопозицион­ных и многопозиционных установках разный; на многопози­ционных он (ориентировочно) в число позиций меньше, чем на однопозиционных. На практике таких сопоставлений обычно не делают, а просто определяют или задают время цикла выдачи нагретых заготовок и по формуле (38) определяют производи­тельность установки. При этом необходимо делать различие ■между производительностью нагретого металла и производитель­ностью нагретых заготовок, так как не всегда нагревается вся заготовка, а наоборот, более часто в производственной практи-. ке электроконтактного нагрева нагревают часть заготовки. Па-
...
править или выбрать другой тип электроконтактной установки, а может быть применить другой технологический процесс на­грева и изготовления соответствующей детали.
...
При этом следует иметь в виду, что время нагрева на одно­позиционной и на многопозиционной установках одинаковое только в том случае, если производительность последней боль­ше (в число позиций) по сравнению со временем нагрева на однопозиционной установке. В противном случае время нагре­ва каждой заготовки на многопозициднной установке будет больше, чем на однопозиционной, несмотря на то, что темп вы­дачи нагретых заготовок на многопозиционной установке бу­дет больше по сравнению с темпом выдачи горячих заготовок ла однопозиционной установке.
...
Имеет значение также режим работы установки — работа­ет ли она по режиму со смещением температуры нагрева за­готовок во времени или они нагреваются одновременно все до заданной температуры.
...
Определение производительности электроконтактной уста­новки. Производительность электроконтактной однопозицион­ной установки зависит в основном от времени нагрева и опре­деляется по его значению и дополнительному промежутку вре­мени, затрачиваемому на загрузочно-погрузочные и транспорт­ные операции. При нагреве на многопозиционных установках продолжительность указанных операций, наоборот, составляет основную долю времени по сравнению со временем, затрачивае­мым на нагрев в каждом цикле выдачи нагретых заготовок с установки.
...
Определение производительности электроконтактной уста­новки.
...
этому, подставляя в формулу (38) значение массы G2, нужно иметь в виду, о какой массе металла идет речь: нагреваемого металла или массы заготовки вообще, независимо от нагревае­мой части ее.
...
Электросопротивления нагрузки (заготовок) и всей устаноз ки, приведенные к первичной цепи, необходимо знать, так как они входят во все формулы для расчета электрических харак­теристик режима нагрева и технических показателей нагрева­тельной электроконтактной установки.
...
Электросопротивления нагрузки можно определить по фор­мулам (39) — (42), которые являются несколько видоизменен­ными формулами (18) и (21):
...
Сопротивление нагрузки (заготовок) постоянному току г0, входящее в приведенные формулы, рассчитывают обычным спо­собом, но с учетом зависимости удельного электросопротивле­ния заготовок от температуры. Его можно вычислить по при­ближенной формуле (33), но так как температурный коэффи­циент at
...
5. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ НАГРУЗКИ И ВСЕЙ ЦЕПИ УСТАНОВКИ
...
Сумма электросопротивлений нагрузки (заготовок) и корот­кой сети, включая электросопротивление вторичной обмотки си­лового трансформатора (обычно им можно пренебречь), приве­денных к сопротивлению первичной обмотки трансформатора, дают электросопротивления всей установки, так называемое об­щее электросопротивление установки
...
мого по формулам (2) или (3). В эти формулы следует подста­вить усредненные значения физических постоянных для соот­ветствующего значения температуры одного из интервалов, на которые следует разбить весь температурный интервал нагрева заготовки от окружающей до предельной температуры. При этом необходимо знать значение функции фг(и) или принимать ее равной единице, т. е. вести расчет для так называемого го­рячего режима, когда влиянием скин-эффекта можно прене­бречь.
...
При температурах ниже точки потери заготовками магнит­ных свойств необходимо учитывать влияние скин-эффекта, а для этого нужно знать для соответствующего момента времени или температуры функцию <рг(>с). Указанная функция зависит от магнитной -проницаемости, которая, в свою очередь, зависит от того же тока, который нужно определить.
...
Следовательно, для решения задачи необходимо иметь еще одно уравнение, связывающее силу тока с магнитной проницае­мостью. Такая связь устанавливается между силой тока в про­воде и напряженностью магнитного поля на поверхности.
...
Применительно к индукционному нагреву ряд исследовате­лей [31, 55] предложили несколько эмпирических формул, раз­личающихся постоянными коэффициентами и показателем сте­пени при р, но по характеру зависимость между Яиц
...
Таким образом, для определения силы тока имеется два уравнения (12) и (46) с двумя неизвестными, которые позво­ляют найти искомый ток для любого момента времени и лю­бой температуры, соответствующей этому моменту.
...
Так как решение этих уравнений совместно обычной подста­новкой одного неизвестного в другое очень сложно, то лучше использовать графический способ или, что гораздо проще, за-
...
Найдя несколько значений силы тока для всего температур­ного интервала и взяв среднее из них (усреднив), получим по­требную силу тока в нагрузке, по которому можно будет рас­считывать другие характеристики режима нагрева и техниче ские данные установки,
...
Физические постоянные материала заготовки, зависящие от температуры, выбирают для средней температуры данного ин­тервала (на такие интервалы разбивают весь температурный интервал нагрева заготовки от окружающей до заданной пре­дельной температуры).
...
Чтобы иметь возможность рассчитать обмотки и магнито-провод трансформатора и вторичную короткую сеть установки, необходимо знать потребное напряжение на нагрузке (заготов­ке, заготовках), а следовательно, и на зажимах вторичной об­мотки силового трансформатора электроконтактной уста­новки.
...
Если "потребная сила тока в нагрузке (заготовках) или в за­готовке известна, то наиболее просто потребное напряжение на нагрузке рассчитать по формуле общего вида
...
Так как сила тока и сопротивление нагрузки изменяются в процессе нагрева, то и напряжение на нагрузке будет меняться. Следовательно, и потребное напряжение берут усредненным по усредненным значениям силы тока Iz
...
Можно, смотря по обстоятельствам, рассчитать потребное напряжение таким же путем, как потребный ток; тогда и для напряжения необходимы два уравнения: одно — полученное из условия потребной энергии, необходимой для нагрева данной заготовки от температуры t\
...
Потребное напряжение находят таким же путем, как и си­лу тока; задаваясь значениями ц, по формулам (47) и (48) на­ходят U2.
...
По найденному значению напряжения следует рассчитать потребную силу тока, хотя при точных расчета ее можно полу­чить и независимо от найденного напряжения по формуле (46). Но в этом случае должно быть соответствие между напряже­нием и силой тока, поскольку сопротивление нагрузки известно и является определенным для каждого момента времени.
...
При усреднении искомого потребного напряжения нужно брать сумму напряжений, найденных для каждого температур­ного интервала, как это уже указывалось выше.
...
КПД любой электронагревательной установки является ос новным техническим показателем, характеризующим эффектив­ность, электротехническое совершенство и целесообразность ее применения. КПД установки зависит от ее конструкции, от спо­соба нагрева и типа нагреваемых заготовок. В зависимости от конкретных обстоятельств для определения общего КПД на­гревательной электроконтактной установки можно воспользо ваться одной из двух формул, из которых одна выражает КПД через полезную энергию, необходимую для нагрева нагрузки до заданной температуры, и потери энергии в установке, вторая— выражает общий КПД через произведение КПД составных уз­лов и элементов последней.
...
Чтобы получить формулы для общего КПД через потери и полезную энергию, необходимо написать выражение баланса энергии (мощности), справедливое для любого момента времени нагрева той или иной заготовки:
...
Таким образом, рассчитав каждый вид потерь и зная необ­ходимую полезную энергию или мощность, по формуле (50) можно найти общий КПД устройства.
...
Она представляет в другом виде общее выражение (50). Этой формулой удобнее пользоваться потому, что входящие в нее коэффициенты, учитывающие отдельные виды потерь в элементах установки в процессе нагрева, известны из литера­турных источников или из практики.
...
Поскольку токи в обмотках и электрическое сопротивление их, а также индукция в трансформаторном железе и масса об­моток известны, то определение потерь в трансформаторе не представляет особых трудностей, а следовательно, КПД транс­форматора можно рассчитать (если не представляется возмож­ным взять его из справочника или других источников).
...
Поскольку на одной и той же электроконтактной установке нагревается обычно несколько заготовок различных типораз­меров, электросопротивление которых зависит от геометриче­ских параметров нагреваемых зон, то целесообразно выразить электросопротивление г2 нагрузки (заготовок) через геометри­ческие параметры и удельное электросопротивление этих зон заготовок, тогда формула для электрического КПД примет вид
...
Для п-позиционной установки удельное электросопротивле­ние заготовок pi и функцию фг(и) необходимо брать с учетом температуры заготовки на данной позиции щ.
...
Следует также учитывать потери, обусловливаемые магнит­ными потоками рассеяния в металлических элементах кон­струкции устройства. Если перевести эти потери в эквивалент-ное активное сопротивление, то оно, судя по опытным данным, составляет в количественном отношении значение, сопостави­мое с активным сопротивлением элементов короткой сети без переходного сопротивления контактов.
...
Принимая во внимание значения электросопротивления короткой цепи, по формуле (54) можно рассчитать электриче­ский КПД г|э
...
Оптимальное отношение длины к квадрату диаметра на­греваемой зоны заготовки зависит от диаметра заготовки; чем больше диаметр, тем при большем значении fe/c??? достигается ■оптимальный г)э.
...
Эти выводы справедливы не только для однопозицион­ных, но и n-позиционных элект­роконтактных установок. Прав­да, в последних влияние отно­шения l2ld\
...
плопроводности в каждом конкретном случае нагрева задан­ной заготовки на данном проектируемом типе нагревательной установки.
...
Потери излучением с поверхности нагреваемой зоны заго­товки составляют существенную долю тепловых потерь при электроконтактном нагреве, в особенности при температурах выше 800—900° С. Они зависят от температуры, геометрических параметров и состояния поверхности заготовки.
...
При отсутствии тепловой изоляции нагреваемой зоны заго­товки от окружающего пространства удельная мощность излу­чения с ее поверхности может быть определена по кривым рис. 93 в зависимости от температуры нагрева для различных коэффициентов излучения поверхности [23, 73] или рассчитана но формуле s
...
Полную энергию потерь вследствие излучения с нагревае­мой заготовки за период нагрева можно вычислить (исходя из допущения, что удельная мощность излучения в среднем при­нимается постоянной и равной q=
...
скими, поскольку продолжительность нагрева заготовок при при­меняемых в настоящее время режимах до температур 750— 800° С составляет около половины периода нагрева, а при этих температурах удельная мощность излучения намного меньше указанной.
...
В тех случаях, когда интенсивность нагрева мала (продол­жительность нагрева большая), поверхность заготовки развита (большая по сравнению с площадью поперечного сечения) и время подъема температур от 800—900 До 1100—200° С велико, необходимо потери излучения рассчитывать довольно точно с учетом зависимости их от температуры и от времени. В этом случае мощность их может составить значительную долю по­требляемой мощности, поэтому нагреть заготовку будет очень трудно, т. е. потребуется много времени.
...
При нагреве на многопозиг ионных установках повышение температуры на каждой позиции установки необходимо особен­но тщательно учитывать (при проектировании установки и вы­боре режима нагрева). Как общее правило, режим должен быть таким, чтобы на последней позиции заготовка нагревалась от 750—800° С до предельного значения за цикл нагрева. Соот­ветственно этому режиму должно быть рассчитано напряжение вторичной обмотки трансформатора, в особенности трехфазно­го.
...
На однофазных многопозиционных установках обособленно­го нагрева при последовательной схеме включения нагреватель­ных позиций в электрическую цепь режим нагрева установится автоматически соответственно напряжению на нагрузке, т. е. на вводных токоподводящих контактах крайних нагревательных позиций; поэтому, чтобы удовлетворить указанному выше усло­вию, это напряжение должно быть выбрано или рассчитано не менее тщательно, чем в случае трехфазной установки.
...
Тепловые потери вследствие конвекции составляют значи­тельно меньшую часть от общих тепловых потерь по сравнению с долей потерь излучением.
...
где ¥2— поверхность заготовки, см2; d2— диаметр заготовки, см; t\—температура окружающего заготовку воздуха, °С; t2— тем­пература поверхности заготовки, °С.
...
скими, поскольку продолжительность нагрева заготовок при при­меняемых в настоящее время режимах до температур 750— 800° С составляет около половины периода нагрева, а при этих температурах удельная мощность излучения намного меньше указанной.
...
В тех случаях, когда интенсивность нагрева мала (продол­жительность нагрева большая), поверхность заготовки развита (большая по сравнению с площадью поперечного сечения) и время подъема температур от 800—900 До 1100—200° С велико, необходимо потери излучения рассчитывать довольно точно с учетом зависимости их от температуры и от времени. В этом случае мощность их может составить значительную долю по­требляемой мощности, поэтому нагреть заготовку будет очень трудно, т. е. потребуется много времени.
...
иметь в виду, что они зависят не только от температуры тела, но и от скорости воздушного потока, от его направления и тур­булентности, от формы и ориентации тела в пространстве и т. д.
...
В электроконтактных установках, как правило, нагреваемые заготовки расположены горизонтально, имеют простую форму (цилиндрическую или прямоугольную), охлаждение воздухом естественное, поток ламинарный (на установках и вблизи их не имеется воздушных вентиляторов для охлаждения элементов установки). Поэтому при электроконтактном нагреве влиянием конвекции обычно пренебрегают.
...
Потери вследствие теплопроводности довольно значительны, но обычно их не учитывают, так как считают, что они небольшие по сравнению' с потерями при излучении и магнитными потеря­ми и что отвод теплоты контактами компенсируется соответ­ствующим подводом большей мощности и увеличением продол­жительности нагрева (для получения равномерного распределе­ния температуры по всей длине нагреваемой части заготовки). Выше было показано, что это не так: температура распределена по длине нагреваемой зоны неравномерно; всегда имеется кон­цевая зона, вдоль которой температура постепенно возрастает от температуры контакта до заданного значения. Длина этой зо­ны зависит от многих факторов, из которых основными являют­ся скорость нагрева, геометрические параметры и физические свойства нагреваемой заготовки и токоподводящих контактов, интенсивность охлаждения и тип контактов.
...
Особенность механизма теплообмена вследствие теплопро­водности заключается в том, что тепловая энергия отводится от зоны заготовки, находящейся между токоподводящими кон­тактами, в массу контактов и в ненагреваемые концы детали.
...
Наибольшее количество теплоты отводится через радиаль­ные зажимные токоподводящие контакты, изготовляемые обыч­но из меди и охлаждаемые водой, меньшее количество — в не­нагреваемые (холодные) концы детали; при использовании тор­цовых зажимных контактов теплота отводится только через контакты.
...
Для уменьшения этого вида потерь энергии было бы целесо­образно поддерживать более высокую температуру контакта. Однако это нельзя осуществить из-за возможного местного пе­регрева в точках контактирования вследствие выделения теп­лоты в переходном контактном сопротивлении и концентрации в этом месте тока, а также из-за окисления поверхности контак­та и образования пленки большого электросопротивления или даже пленки, не проводящей ток. Образование пленки окисле­ния приводит к увеличению переходного контактного сопротив­ления, а следовательно, к повышению температуры в этой зоне
...
иметь в виду, что они зависят не только от температуры тела, но и от скорости воздушного потока, от его направления и тур­булентности, от формы и ориентации тела в пространстве и т. д.
...
В электроконтактных установках, как правило, нагреваемые заготовки расположены горизонтально, имеют простую форму (цилиндрическую или прямоугольную), охлаждение воздухом естественное, поток ламинарный (на установках и вблизи их не имеется воздушных вентиляторов для охлаждения элементов установки). Поэтому при электроконтактном нагреве влиянием конвекции обычно пренебрегают.
...
Потери вследствие теплопроводности довольно значительны, но обычно их не учитывают, так как считают, что они небольшие по сравнению' с потерями при излучении и магнитными потеря­ми и что отвод теплоты контактами компенсируется соответ­ствующим подводом большей мощности и увеличением продол­жительности нагрева (для получения равномерного распределе­ния температуры по всей длине нагреваемой части заготовки). Выше было показано, что это не так: температура распределена по длине нагреваемой зоны неравномерно; всегда имеется кон­цевая зона, вдоль которой температура постепенно возрастает от температуры контакта до заданного значения. Длина этой зо­ны зависит от многих факторов, из которых основными являют­ся скорость нагрева, геометрические параметры и физические свойства нагреваемой заготовки и токоподводящих контактов, интенсивность охлаждения и тип контактов.
...
Особенность механизма теплообмена вследствие теплопро­водности заключается в том, что тепловая энергия отводится от зоны заготовки, находящейся между токоподводящими кон­тактами, в массу контактов и в ненагреваемые концы детали.
...
Наибольшее количество теплоты отводится через радиаль­ные зажимные токоподводящие контакты, изготовляемые обыч­но из меди и охлаждаемые водой, меньшее количество — в не­нагреваемые (холодные) концы детали; при использовании тор­цовых зажимных контактов теплота отводится только через контакты.
...
Для уменьшения этого вида потерь энергии было бы целесо­образно поддерживать более высокую температуру контакта. Однако это нельзя осуществить из-за возможного местного пе­регрева в точках контактирования вследствие выделения теп­лоты в переходном контактном сопротивлении и концентрации в этом месте тока, а также из-за окисления поверхности контак­та и образования пленки большого электросопротивления или даже пленки, не проводящей ток. Образование пленки окисле­ния приводит к увеличению переходного контактного сопротив­ления, а следовательно, к повышению температуры в этой зоне
...
заготовки, т. е. приводит к результатам, противоположным тем, которые достигаются при холодном контакте. Учитывая это, в электроконтактных устройствах предусматривают режимы ра­боты с холодными контактами, изготовляемыми из меди и ох­лаждаемыми' водой.
...
Как указывалось выше, при электроконтактном нагреве ци­линдрических и прямоугольных заготовок применяют радиаль­ные призматические и плоские торцовые контакты.
...
Практически в том и другом случае.контактирование проис­ходит по плоской или цилиндрической поверхности. Поэтому картину механизма отвода теплоты от нагреваемой заготовки контактом можно свести к классическому случаю потока тепла через плоские слои (рис. 94). На схеме представлены примеры зажима цилиндрической заготовки в плоских торцовых контак­тах.
...
Поток теплоты от нагреваемой заготовки передается через площадки переходного контактного слоя (бд, б;и, бк), о тепло­вых свойствах которого очень мало что известно [61, 67, 69— 71].
...
Границы обозначенных на схеме тепературных слоев и чис­ло их зависят от точности расчета и момента времени, для ко­торого ведется расчет, имея в виду, что как температура заго­товки, так и температура контактов непрерывно меняются. Це­лесообразно вести расчет для стационарного температурного режима контакта, приняв распределение температуры в нем по­стоянным, а распределение температуры заготовки переменным.
...
Если относительно распределения температуры в контакте можно утверждать, что она изменяется в направлении нормали к поверхности контактирования, падая от значения температу­ры поверхности заготовки до температуры воды в водоохлаж-
...
дающем контакт канале, то о распределении температуры по длине заготовки у контакта ничего определенного заранее ска­зать нельзя При этом возможны, как это было показано, раз­личные случаи, иллюстрируемые качественно кривыми рис. 10 и 11.
...
Температура контакта определяется температурой воды, охлаждающей контакт. Если известно, на каком расстоянии от площадки контактирования проходит канал водоохлаждения, то можно определить толщину слоя и кривую (рис. 10) распре­деления температуры в этом слое для соответствующего вре­мени, приняв температуры заготовки и воды граничными. Что касается заготовки, то приведенные кривые соответствуют раз­личным стадиям периода нагрева: кривая 1
...
По этим уравнениям можно определить изменение темпера­туры в каждом слое и значение удельного теплового потока че­рез граничный слой бд от поверхности заготовки в массу кон­такта:
...
В этом выражении все входящие в него члены известны, за исключением толщины слоя детали бд, которым следует задать­ся и принять его, например, равным 0,1—0,2 мм. В данных рас­суждениях речь идет о температуре поверхности заготовки, а поэтому выражением бдДд можно пренебречь, как и подобным ему выражением для переходного контактного слоя бп. Иначе говоря, следует вести расчет потока, проходящего через толщину слоя бк контакта, равную расстоянию от площадки контактиро­вания до стенки водоохладительного канала контакта.
...
Следовательно, для определения потерь энергии вследствие теплопроводности через контакты за время нагрева необходимо знать площадки механического контактирования FK.
...
Если зажимные контакты не охлаждаются водой, то отвод теплоты через них будет менее интенсивным, так как возрастет путь потока тепловой энергии и уменьшится температурный пе­репад.
...
При расчете потока теплоты в ненагреваемые концы заго­товки при зажиме ее в радиальных контактах необходимо вос­пользоваться выражениями (10) — (14) для нахождения распре­деления температуры по длине подконтактной зоны заготовки, а после этого применить известные методы расчета потока теп­лоты вдоль стержня, зная температуру конца в граничном по­перечном сечении, проходящем в плоскости а—а
...
Вычислив тепловые потери с нагреваемой заготовки, можно рассчитать тепловой КПД нагрева, если есть необходимость в довольно точных расчетах теплового КПД и температуры не-нагреваемых концов заготовки.
...
Общий КПД электроконтактной установки. Если все три коэффициента формулы (51) известны, то общий КПД ц0
...
Таким образом, целесооб­разно применять многопозици онные установки, в которых условия получения максималь­ного общего КПД легко вы­полняются.
...
НИИтракторосельхозмаш от отношения /2/5г для заготовок раз­личных типоразмеров. Эти значения коэффициентов мощности являются минимальными и соответствующими эксплуатацион­ным данным; 3) для электроконтактных установок других ти­пов cos ф! следует брать по данным, соответствующим конкрет­ной конструктивно-технологической группе установок; 4) после определения реальных конструктивных размеров элементов си­ловой цепи и выбора конструкции установки можно провести теоретический поверочный расчет cos opi по формуле (5), подста­вив в нее соответствующие значения активного и общего сопро­тивлений установки, приведенных к сопротивлению первичной обмотки силового трансформатора.
...
Точность расчета значения cos ф! при этом буДет зависеть от того, насколько тщательно и правильно подсчитаны состав­ляющие, из которых складывается общее сопротивление уста­новки.
...
НИИтракторосельхозмаш от отношения /2/5г для заготовок раз­личных типоразмеров. Эти значения коэффициентов мощности являются минимальными и соответствующими эксплуатацион­ным данным; 3) для электроконтактных установок других ти­пов cos ф! следует брать по данным, соответствующим конкрет­ной конструктивно-технологической группе установок; 4) после определения реальных конструктивных размеров элементов си­ловой цепи и выбора конструкции установки можно провести теоретический поверочный расчет cos opi по формуле (5), подста­вив в нее соответствующие значения активного и общего сопро­тивлений установки, приведенных к сопротивлению первичной обмотки силового трансформатора.
...
Точность расчета значения cos ф! при этом буДет зависеть от того, насколько тщательно и правильно подсчитаны состав­ляющие, из которых складывается общее сопротивление уста­новки.
...
НИИтракторосельхозмаш от отношения /2/5г для заготовок раз­личных типоразмеров. Эти значения коэффициентов мощности являются минимальными и соответствующими эксплуатацион­ным данным; 3) для электроконтактных установок других ти­пов cos ф! следует брать по данным, соответствующим конкрет­ной конструктивно-технологической группе установок; 4) после определения реальных конструктивных размеров элементов си­ловой цепи и выбора конструкции установки можно провести теоретический поверочный расчет cos opi по формуле (5), подста­вив в нее соответствующие значения активного и общего сопро­тивлений установки, приведенных к сопротивлению первичной обмотки силового трансформатора.
...
Точность расчета значения cos ф! при этом буДет зависеть от того, насколько тщательно и правильно подсчитаны состав­ляющие, из которых складывается общее сопротивление уста­новки.
...
НИИтракторосельхозмаш от отношения /2/5г для заготовок раз­личных типоразмеров. Эти значения коэффициентов мощности являются минимальными и соответствующими эксплуатацион­ным данным; 3) для электроконтактных установок других ти­пов cos ф! следует брать по данным, соответствующим конкрет­ной конструктивно-технологической группе установок; 4) после определения реальных конструктивных размеров элементов си­ловой цепи и выбора конструкции установки можно провести теоретический поверочный расчет cos opi по формуле (5), подста­вив в нее соответствующие значения активного и общего сопро­тивлений установки, приведенных к сопротивлению первичной обмотки силового трансформатора.
...
Точность расчета значения cos ф! при этом буДет зависеть от того, насколько тщательно и правильно подсчитаны состав­ляющие, из которых складывается общее сопротивление уста­новки.
...
НИИтракторосельхозмаш от отношения /2/5г для заготовок раз­личных типоразмеров. Эти значения коэффициентов мощности являются минимальными и соответствующими эксплуатацион­ным данным; 3) для электроконтактных установок других ти­пов cos ф! следует брать по данным, соответствующим конкрет­ной конструктивно-технологической группе установок; 4) после определения реальных конструктивных размеров элементов си­ловой цепи и выбора конструкции установки можно провести теоретический поверочный расчет cos opi по формуле (5), подста­вив в нее соответствующие значения активного и общего сопро­тивлений установки, приведенных к сопротивлению первичной обмотки силового трансформатора.
...
Точность расчета значения cos ф! при этом буДет зависеть от того, насколько тщательно и правильно подсчитаны состав­ляющие, из которых складывается общее сопротивление уста­новки.
...
Силовой трансформатор является основным и наиболее от­ветственным элементом электрооборудования электроконтакт­ной нагревательной установки, от которого в значительной сте­пени зависит надежность работы и срок службы установки. Он влияет также на характеристики режима нагрева и технические показатели установки. Поэтому разработке конструкции и рас­чету трансформаторов электроконтактных установок необходи­мо уделять исключительно серьезное внимание.
...
нестабильность электрических характеристик в процессе на­грева, из-за которых трансформатор работает все время в не­стационарном режиме при сравнительно больших колебаниях не только сипы тока, но и мощности и напряжения во вторич­ной обмотке;
...
широкий диапазон изменения вторичного напряжения и си­лы тока для обеспечения возможности нагрева на одной уста­новке заготовок разнообразных типоразмеров;
...
необходимость обеспечения возможности сравнительно ши­рокого диапазона регулирования вторичного напряжения на первичной обмотке, так как разрыв вторичной цепи практически неприменим; 
...
трансформацию напряжения с высокого на низкое при не­стационарном режиме (в процессе работы) и широкие пределы изменения для настройки установки на нагрев заготовок раз­личных типов
...
Эти особенности обусловливают необходимость разработки и создания особого типа трансформаторов, несколько отличаю­щихся по конструктивному устройству и по техническим дан­ным как от трансформаторов сварочных машин, так и от транс­форматоров электропечей сопротивления
...
Сварочные трансформаторы, как правило, работают с не­большим ПВ и имеют небольшие мощности при вторичных на­пряжениях приблизительно до 16 В, в то время как напряже­ния для электроконтактных установок колеблются в пределах 4—36 В, а иногда и больше при мощностях до 1000 кВ-А.
...
Только некоторые электроконтактные установки (для рас­клепки заклепок и высадки головок болтов, расклепки скоб и т. д.) потребляют ток и напряжение, которые обеспечивают­ся сварочными трансформаторами.
...
Трансформаторы, используемые для электротермических пе­чей сопротивления, по величине вторичного напряжения и токов в ряде случаев могут подойти для некоторого типа нагреваемых заготовок большой длины и небольшого диаметра. Однако эти трансформаторы не всегда удовлетворяют требованиям, предъ­являемым к их габаритным размерам и конструкции вторичной обмотки при электроконтактном нагреве.
...
Разнообразие конструкций и особенности технологических операций, осуществляемых на электроконтактных установках различных конструктивно-технологических групп, зависимость основных технико-экономических показателей (КПД и cos op) от конструкции и расположения токоподводящих шин относи­тельно друг друга, трансформатора и нагреваемой заготовки, а также от характеристик трансформатора, привели к необхо­димости разработать специальные трансформаторы, удовлетво­ряющие требованиям электроконтактного нагрева. Эти транс­форматоры не изготовляют специализированные (трансформа­торные) заводы, поэтому их, как правило, проектируют и изго­товляют те предприятия, которые разрабатывают электрокон­тактные установки, и заводы, которые эксплуатируют эти уста­новки.
...
В настоящее время для электроконтактного нагрева приме­няют два основных конструктивных типа однофазных трансфор­маторов (по виду обмоток и железу магнитопровода) и два ти­па трехфазных трансформаторов.
...
По расположению обмоток относительно друг друга транс­форматоры подразделяются на группы (преимущественно по ориентации катушек первичной и вторичной обмоток), что об­условлено практической потребностью наиболее целесообразной компоновки основных узлов электроконтактной установки за­жимных головок и трансформатора с точки зрения укорочения
...
Эти особенности обусловливают необходимость разработки и создания особого типа трансформаторов, несколько отличаю­щихся по конструктивному устройству и по техническим дан­ным как от трансформаторов сварочных машин, так и от транс­форматоров электропечей сопротивления
...
Сварочные трансформаторы, как правило, работают с не­большим ПВ и имеют небольшие мощности при вторичных на­пряжениях приблизительно до 16 В, в то время как напряже­ния для электроконтактных установок колеблются в пределах 4—36 В, а иногда и больше при мощностях до 1000 кВ-А.
...
Только некоторые электроконтактные установки (для рас­клепки заклепок и высадки головок болтов, расклепки скоб и т. д.) потребляют ток и напряжение, которые обеспечивают­ся сварочными трансформаторами.
...
Трансформаторы, используемые для электротермических пе­чей сопротивления, по величине вторичного напряжения и токов в ряде случаев могут подойти для некоторого типа нагреваемых заготовок большой длины и небольшого диаметра. Однако эти трансформаторы не всегда удовлетворяют требованиям, предъ­являемым к их габаритным размерам и конструкции вторичной обмотки при электроконтактном нагреве.
...
Разнообразие конструкций и особенности технологических операций, осуществляемых на электроконтактных установках различных конструктивно-технологических групп, зависимость основных технико-экономических показателей (КПД и cos op) от конструкции и расположения токоподводящих шин относи­тельно друг друга, трансформатора и нагреваемой заготовки, а также от характеристик трансформатора, привели к необхо­димости разработать специальные трансформаторы, удовлетво­ряющие требованиям электроконтактного нагрева. Эти транс­форматоры не изготовляют специализированные (трансформа­торные) заводы, поэтому их, как правило, проектируют и изго­товляют те предприятия, которые разрабатывают электрокон­тактные установки, и заводы, которые эксплуатируют эти уста­новки.
...
токоподводящих шин, сокращения площади петли вторичного контура, уменьшения габаритных размеров установки и удов­летворения эстетическим требованиям оформления.
...
Каждая из групп разделяется по схеме соединения вторич­ных витков' обмотки на подгруппы: одновитковые, двух- и мно-говитковые при параллельном и последовательном соединении витков.
...
Однофазный трансформатор первого типа имеет дисковые обмотки, состоящие из многовитковых'катушек первичной и че­редующихся с ними плоскими витками вторичной обмотки. Один из трансформаторов этого типа представлен на рис. 96 с запараллеленными витками вторичной обмотки.
...
Однофазный трансформатор второго типа имеет солено-идальные катушки первичной обмотки, навитые из профилиро­ванной медной трубки, а вторичная обмотка состоит из цилин­дрических витков, изготовленных из листовой меди и располо­женных поверх катушек первичной обмотки (рис. 97).
...
Магнитопровод трансформаторов того и другого типа шаро­образной формы, т. е. трансформаторы относятся к группе бро­нированных.
...
Трансформаторы с П-образным магнитопроводом и располо­жением обмоток на двух сердечниках не получили распростра­нения из-за большого рассеяния магнитного потока и неудобст­ва соединения катушек первичной и витков вторичной обмотки в различные группы для получения широкого диапазона регули­рования вторичного напряжения.
...
Конструктивное устройство трехфазного трансформатора мощностью 500 кВ-А можно видеть на рис. 98. В трансформато­ре этого типа оси обмоток лежат в горизонтальной плоскости. Трехфазный трансформатор другого типа имеет такие же об­мотки и форму магнитопровода, но с расположением осей об­моток в вертикальной плоскости.
...
Рис. 96. Силовой трансформатор воздушного охлаждения:
...




    Сварка порошковой проволокой
    Сплавы для термопар. Справоч. изд.
    Пайка серебряными припоями в пламени газовой горелки
    Электроконтактный нагрев металлов
    Механизированная сварка корпусных конструкций из алюминиевых сплавов
    Трансформаторы для электрической контактной сварки
    Технология термической обработки металлов

    rss
    Карта