2.3 Разработка структурной схемы
Проанализируем работу систему и составим её структурную схему рисунок 2.3
Главную роль системы управления индукционным нагревом металла занимает промышленный компьютер. Он осуществляет управление всеми элементами системы, а также производит расчеты, необходимые для достижения оптимальных условий работы оборудования и получения оптимально возможных конечных результатов, таких как быстрота процесса и высокая производительность.
Управление тиристорным преобразователем частоты ТПЧ сводится к возможности изменения мощности, подводимого к индуктору. По сигналу, поступающему с ПК на ТПЧ напряжение изменяется и регулируется до той величины, которая необходима для работы индуктора с целью достижения определенных результатов.
Тиристорный преобразователя ТПЧ обеспечивает работу индуктора в соответствующем режиме напряжения. Индуктор и в свою очередь, непосредственно воздействует на заготовку 3, нагревая её под действием переменного электромагнитного поля. Данные о температуре, до которой нагрелась заготовка 3, поступает на оптические пирометры П, которых в данной системе три.
Пирометры П измеряют температуру в разных частях нагреваемой заготовки 3, и информация с них поступает на ПК. Промышленный компьютер, помимо восприятия текущих температур, сопоставляет показания трех пирометров с целью избежания отклонений в нагреве в ту или иную сторону. Температурой нагрева будет температура, являющаяся средним арифметическим значением показаний трех пирометров. Таким образом, ПК не только получает данные о температуре, но и производит расчет среднего значения температуры нагрева. ПК осуществляет управление работой приводов, находящихся непосредственно в близости от рольганта.
Рольгант разделен на три участка: ПП - подводящий привод, ОП- отводящий привод, ПрП - промежуточный привод. Информация о необходимости начала загрузки поступает на подводящий провод ПП через буферный каскад БК . Подводящий привод ПП, получив сигнал, включается. Привод начинает работу и информация о характере выполнения команды и требуемой частоте вращения поступает ПК, который получает информацию о характере работы привода. За включением подводящего привода ПП следует вкл. подводящего ролика ПР. Подобным образом команда на выгрузку, поступающая через БК, приводит к включению отводящего привода ОП и отводящего ролика ОР. Информация о правильности выполнения команды и частоте вращения, идёт в ПК.
ПК получает информацию о том, что началась процедура загрузки с оптического датчика ОД1.
Прерывание сигнала с оптопары ОД1свидетельствует о том, что заготовка начинает поступать в индуктор. С поступлением сигнала с датчиком ОД1 на ПК поступает информация оконце загрузки. Параллельное поступление сигнала с
оптической пары ОД 2 свидетельствует о том, что заготовка загружена полностью и её конец не выходит за пределы установки индукционного нагрева. Аналогичным образом поступает и обрабатывается информация о выгрузки. Отсутствие сигнала с оптических датчиков ОД2 дает информацию о начале выгрузки, которая, проходя через БК, идет на ПК. Информация о конце выгрузки поступает на ПК с поступлением сигнала с оптопары ОД2. Заготовка, проходя между элементами оптической пары: приемником и излучателем, прерывает сигнал и дает информацию о ходе технологического процесса.
Таким образом, с помощью оптических пар можно не только контролировать процедуру загрузки – выгрузки, но и корректировать положение заготовки во время загрузки, а также передавать информацию на ПК о перемещении заготовки внутри установки.
 
Рисунок 2.3-Структурная схема управления.
Итак, промышленный компьютер, осуществляя и контролируя работу всех элементов, а также проводя необходимые расчеты и подвод величин, оптимально влияющих на работу всей системы, посредством быстрой обработки информации дает возможность получать конечные результаты, положительно влияющие на протекание технологического процесса обработки металла после нагрева. Кроме этого осуществляя работу элементов системы, ПК исключает или сводит к минимуму роль человека в проведении необходимых расчетов и в управлении системой в целом.
2.4 Разработка РТК
Роботизированный технологический комплекс представляет собой совокупность единицы технологического оборудования, промышленного робота и средств оснащения автономно функционирующую и осуществляющие многократный цикл.
Общую структуру РТК можно представить в виде пяти основных систем: основного технологического оборудования; межоперационного (оборудования) транспортирования и складирования; манипулирования измерения и контроля; удаление вредных газов.
Среди большого цикла требований, предъявляемых к РТК, можно выделить ряд основных, выполнение которых является обязательным при построении комплексов. К ним относятся:
планирование комплекса должна обеспечивать свободным, удобным и безопасный доступ обслуживающего персонала, к основному и вспомогательному оборудованию, а также к органам управления;
планировка должна, по возможности, исключать пересечения трасс следования оператора и ПР в процессе его работы;
комплекс должен быть обеспечен средствами защиты от возможного проникновения человека в зону действия ПР.
размещение средств защиты не должно ограничивать технологические возможности оборудования, затруднять их обслуживание, а также препятствовать визуальному наблюдению за ходом технологического процесса;
размещение средств управления должна обеспечивать свободный и быстрый доступ к органам аварийного отключения.
Компоновка РТК в зависимости от размещения технологического оборудования и ПР может быть линейной, круговой и линейно – круговой.
По степени участие человека в РТК могут быть двух видов:
в первом человек выполняет некоторые технологические операции (основные или вспомогательные);
во втором человек участвуют в управления комплексом. В первом случаи РТК будет не автоматическим, а автоматизированным.
Компоновка РТК для механообработки детали типа «вал» имеет вид:
Рисунок 2.4-Компоновка РТК для механообработки.
– Индукционная печь;
– Толкатель деталей;
– Блок управления, печи и робота;
– ПР универсал-5;
– Лента транспортерная для подачи детали;
– Лента транспортерная для снятия детали;
– Вентиляционный блок;
– Ящик для складирования деталей.
Создание РТК в механообработке в условиях серийного производства целесообразно на основе групповой обработке деталей, типизации технологических процессов и подбора номенклатуры.
2.4.1 Выбор промышленного робота типа «Универсал-5»
Многоцелевые ПР типа «Универсал-5» применяются для автоматизации погрузочно-разгрузочных работ, обслуживания различного технологического оборудования, межоперационного и меж станочного транспортирования объектов обработки и выполнения других вспомогательных операций.
Общий вид и техническая характеристика ПР «Универсал-5» приведены на листе приложении А листе 1,2.
Исполнительным механизмом ПР является манипулятор, который обеспечивает установку в пределах рабочей зоны захватного механизма-схвата. Манипулятор имеет четыре степени подвижности руки 1 в сферической системе координат, которые реализуются механизмами: поворота 2 относительно оси П-П, выдвижения 3, руки 1 вдоль оси 1-1, подъема 5 руки вдоль оси 1-1. Две ориентирующие степени подвижности рабочего органа-схвата 7 создают механизмы 6 вращения кисти руки относительно ее продольной оси 3-3 и поперечной оси 4-4. Подвижные механизмы манипулятора защищены от попадания пыли, грязи и масла ограничением 8.
Установочные перемещение руки осуществляется с помощью электромеханических следящих приводов, а ориентирующие движение кисти руки и зажим-разжим схвата-пневмоцилиндрами.
Пневмоблок 9, которым комплектуется ПР , предназначен для подготовки, регулирования подачи сжатого воздуха из заводской сети и блокирования работы манипулятора при падении давления ниже допустимого.
Блок 10 теристорных электроприводов формирует управляющие напряжение в якорной цепи электродвигателей постоянного тока.
Устройство программного управления 11 позиционного типа имеет возможность записи программы в режиме обучения (по первому циклу) и формирует управляющие сигналы на блок 10, а также технологические команды управления циклом работы манипулятора и обслуживаемого оборудования.
Принципиальные кинематическая, пневматическая и электрическая схемы ПР «Универсал-5» приведены на листе приложении Б лист №2.
Блоки тиристорного электропривода ЭПТ6-У5.02 обеспечивают управление в следящем режиме электродвигателями постоянного тока типа СЛ-569 и СЛ-661, установленными в механизмах четырех программируемых степеней подвижности манипулятора.
Механизмы электроприводов включают в себя зубчатые или червячные редукторы, параметры которых даны в кинематической схеме. Обратная связь исполнительных механизмов манипулятора по положению и скорости осуществляется потенциометрическими датчиками типа ППМЛ, приводящимися с помощью зубчатых редукторов и тахогенераторов типа СЛ-121, которые приводятся в движение специальными зубчатыми или ременными механизмами.
Пневмоблок, которым комплектуется ПР, предназначен для подготовки сжатого воздуха, подаваемого из заводской сети к манипулятору, а также для циклового управления двумя ориентирующего движения кисти руки и захватным устройством. Приводы этих движений осуществляются от пневмоцилиндров. Для преобразования поступательного перемещения во вращательное движение кисти руки используется винтовой копир (в приводе поворота кисти руки относительно ее продольной оси) и передача рейка-шестерня (в приводе качания кисти относительно поперечной оси). Привод зажима и разжима губок схвата осуществляется рычажным механизмом, присоединенным к штоку пневмоцилиндра. Соединение механизмов манипулятора между собой и устройством аналогового позиционного программного управления типа АПС-1 производится в соответствии с принципиальной электрической схемой.
Базовым узлом манипулятора является механизм поворота, конструкция которого показана на рисунке приложении Б лист №2. В неподвижном корпусе 1 на радиально-упорных подшипниках 2 установлена подвижная планшайба 3, получающая вращение от механизма привода 4, который установлен в корпусе 1. Механизм привода поворота состоит из электродвигателя 5 постоянного тока, червячного редуктора 6 и жестко связанного с валом червяка 7 тахогенератора 8. Крутящий момент на планшайбу 3 передается через цилиндрическую зубчатую передачу, колесо 9, которое находится в зацепление с выходной шестерней 10 редуктора.
На специальном кронштейне 11, закрепленном на корпусе 1, установлен потенциометрический датчик положения 12, валик которого получает вращение через зубчатую передачу. Разрезная шестерня 13 привода находится в зацепление с зубчатым колесом 9. На крышке 14, предохраняющей от попадания в радиально-упорные подшипники 2 пыли и грязи, установлено ограждение 15, внутри которого укладывается два витка электрокабеля. В крышке 14 закреплен угольник 16, в который ввернута труба 17 воздуховода. Через трубу 17, на переднем конце которой установлен обратный клапан 18, сжатый воздух проходит к угольнику 19, а от него по шлангу подается к пневмацилиндрам механизма руки.
На подвижном корпусе 1 установлен дополнительный кронштейн 20 с автоматизирующими резиновыми пластинами, которые являются ограничителями поворота подвижной планшайбы 3.
С целью выбора люфта в механизме привода червячное колесо 21 выполнено разрезным: нижняя половина колеса надета на шлицевый вал 22, а верхняя- на ступицу его нижней половины. Выбор люфта производится эксцентриком 23 путем поворота верхней половины червячного колеса относительно нижней. После установления требуемого бокового зазора (0,02…0,006 мм) обе половины червячного колеса 22 закрепляются вентами 24.
На планшайбе механизма поворота установлен механизм подъема манипулятора, конструкция которого показана на листе приложении Б. Механизм подъема манипулятора выполнен в виде пространственного рычажного устройства (типа пантографа), неподвижные нижние шарниры которого закреплены в кронштейне 1 на основании 2. Подвижные нижние шарниры пантографа установлены на каретке 3, которая перемещается на роликах 4 по направляющим 5. При горизонтальном движение каретки 3 пантограф перемещается вертикально вместе с верхней платформой 6. К платформе крепится механизм поворота руки и скалка 7, являющаяся направляющей для конических роликов 8 каретки 9, в которой установлены верхние подвижные шарниры 10 пантографа.
Механизм привода подъема манипулятора состоит из двух электродвигателей 11 постоянного тока, установленных соосно относительно друг друга на основании 2, редуктора 12 и винтовой передачи 13. Контроль перемещения выполняется с помощью зубчатой передачи 15 с ходовым винтом. Обратная связь по скорости осуществляется тахогенератором 16, который соединен зубчато-ременной передачей 17 с выходным валом редуктора 12.
Винтовая передача 13 конструктивно представляет собой винт 18 с трапецеидальной резьбой, установленный в опорах на подшипниках качения. В корпусе 20 каретки 3 установлены две полугайки 19. Для компенсации погрешности расположения опор винта относительно направляющих 6 корпус 20 имеет осевой люфт (0,01…0,03 мм) и радиальный зазор (0,5 мм) относительно каретки 3.
Для выбора бокового зазора в зацеплении цилиндрических колес редуктора 12 и передачи 15 привода датчика положения (потенциометра) 14 ведомые зубчатые колеса 21 и 22 выполнены разрезными с разводящими пружинными кольцами.
Для уравновешивания нагрузки в конструкции механизма подъема применены две пружины 23 в опоре и две пружины 24 в верхней части пантографа.
Механизм поворота руки относительно вертикальной оси 1-1, установленный на верхней платформе механизма подъема, представляет собой редуктор с цилиндрическими зубчатыми и червячными передачами. Механизм выдвижения руки относительно ее продольной оси выполнен в виде двухступенчатого редуктора с цилиндрическими зубчатыми колесами и зубчато-реечной передачи.
В состав руки манипулятора входят механизмы качания и поворота кисти со схватом. Корпус 1 руки выполнен в виде полной гильзы, внутри которой размещены пневмоцилиндры качания и поворота кисти 2. На корпусе руки крепится зубчатая рейка 3 и три стальные направляющий 4 для опорных роликов, установленных в корпусе каретки 5, которая монтируется на механизме поворота руки.
Привод качения кисти 2 состоит из пневмоцилиндра 6 , шток 7 которого с помощью тяги 8 жестко связан с зубчатой рейкой 9, зацепляющейся с вал-шестерней 10. Подача воздуха в цилиндр 6 (в левую или правую полость) осуществляется через штуцеры 11 и 12. Ограничение вала-шестерни 10 проходит посредством упора, регулируя который можно получить разные углы качания кисти или полностью заблокировать это движение.
Для обеспечения движения предусмотрено демпфирующее устройство, состоящие из поршня 13, который перемещается вместе со штоком 7 в цилиндре 14, заполненном маслом. В поршне 13 имеется калиброванное отверстие, через которое масло выжимается из одной полости в другую при перемещениях поршня 13.
Механизм вращения кисти 2 включает в себя правую часть общего с механизмом качения пневмоцилиндра 6, шток 15 который жестко связан при помощи соединительной втулки и дополнительного полого штока 16 с ползуном 17. Ползун представляет собой полый толстостенный цилиндр, в котором прорезан двухзаходный винтовой паз с шагом 130 мм. В паз входят два шарикоподшипника 18, сидящие на осях водила 19.
При поступательном движении ползуна 17 подшипники 18, копируя винтовой паз, поворачивают водило 19 и шарнирно связанною с ним кисть 2, которая установлена на подшипниках 20 в корпусе 1руки. Ползун 17 удерживается от поворота роликами 21, катящимися по дополнительным пазам на стенках гильзы 1. Ролики 21 установлены консольно на осях, одним концом запрессованных в тело ползуна 17.
Угол вращения кисти 2 руки можно регулировать, закладывая шарики диаметром 8мм в кольцевой канал круглого сечения, в стыке между фланцами гильзы 1 и крышки 22. Внутрь этого канала, запертого двумя упорными винтами 23, через кольцевой паз входит палец 24, жестко запрессованный одним концом в хвостовой части кисти 2.
Плавность движений кисти руки обеспечивается демпфирующим устройством в виде поршня с калибрующем отверстием, выполненным за одно со штоком 14. Поршень демпфера перемещается в замкнутой полости, внутрь которой залито масло.
С целью расширения технологических возможностей ПР предусмотрена возможность закрепления захватного механизма на кисти в четырех различных положениях, которые точно фиксируются штифтом в корпусе 25 схвата по отверстиям в крышке 22 кисти 2.
Привод губок 26 схвата осуществляется от пневмоцилиндра 27, закрепленного на корпусе 25. Для зажима схвата воздух подается в рабочую полость цилиндра 27, шток которого посредством проушены 28 и оси 29, запрессованной в нее, поворачивает фигурные рычаги 30, шарнирно связанные с корпусом 25, и губки 26. Разжим губок 26 схвата осуществляется пружинами 31, после сброса давления воздуха в цилиндре 27.
2.5 Выбор способа индукционной закалки
Существует три основных способа поверхностной индукционной закалки в зависимости от размера, формы детали и некоторых специальных требований нагрева: одновременный, непрерывно-последовательный и последовательный (поочередный).
Одновременный способ. Он применяется для закалки небольших деталей и осуществляется следующим образом. Закаливаемая деталь помещается в индуктор, высота которого должна быть равна или больше размера обрабатываемого участка детали.
На заданное время включается ток, затем деталь подвергается охлаждению в устройстве (спрейер).
Для того чтобы получить твердость, равномерную по всей поверхности, деталь в индукторе – при нагреве и при охлаждении - должна непрерывно вращаться, так как в месте присоединения токопроводящих шин к кольцу индуктора нагрев получается более слабым и равномерность распределения твердости может нарушиться. Одновременный способ успешно применяют в новом методе поверхностной закалки при глубинном нагреве деталей, изготовленных из сталей пониженной и регламентированной прокаливаемости.
Закалка при глубинном нагреве повышает твердость и прочность зоны, находящейся под закаленным слоем, уменьшает удельные мощности при нагреве, позволяет закаливать детали сложной формы (зубчатые колеса, полуоси с фланцем и др.).
Непрерывно-последовательный способ. Деталь, установленная в неподвижном индукторе, совершает сложное движение: вращается около собственной оси и движется поступательно, сверху вниз, а затем поступает в охлаждающее устройство. Таким образом, вся поверхность детали непрерывно-последовательно нагревается и охлаждается.
Иногда закалка этим способом осуществляется при последовательном движении индуктора с вращением детали во время нагрева. Непрерывно-последовательный способ закалки применяется для упрочнения валов, осей, шпилек и других длинных деталей.
Последовательный способ.
Этот способ закалки состоит в том, что обрабатываемая поверхность детали нагревается и охлаждается по частям, например последовательная закалка каждой шейки коленчатого вала или каждого зуба крупно модульного зубчатого колеса.
Для того чтобы точно установить деталь в индукторе и получить равномерный нагрев и охлаждение, применяют различные приспособления: турбинки для вращения деталей, специальные центры, станки-автоматы и полуавтоматы.
2.6 Выбор схемы нагревателя
Для нагрева цилиндрических заготовок по всей длине оптимальными с энергетической точки зрения является методические нагреватели с цилиндрическими индукторами, в которых одновременно нагревается несколько заготовок. Заготовки подаются в такие индукторы с наклонных лотков при помощи толкателей. Пневматические толкатели отличаются простотой в изготовлении и не требуют специального привода, так как магистрали сжатого воздуха обычно имеются на заводах, поэтому используются чаще других.
Однако, если столб заготовок имеет значительную массу, то в случае заедания какой – либо из них (например, вследствие больших заусенцев или повреждения теплоизоляции) возможно резкое выбрасывание части заготовок из индуктора. Поэтому иногда для тяжелых заготовок используют гидравлические толкатели. Механические толкатели с реечным или кривошипном приводами работают спокойно как при тяжелых, так и при легких заготовках. Особенно надежно работают толкатели с кривошипным приводом. Для управления ими не требуется устанавливать реле времени, так как темп толкания может быть задан изменением числа оборотов электродвигателя, приводящего во вращение кривошипный механизм.
2.7 Автоматическое управление электрическим режимом
индукционной установки
Индукционный нагрев характеризуется энергетическими и термическими параметрами. Энергетические параметры - удельная мощность и время нагрева – определяют количество тепловой энергии, переданной детали, и достигнутую температуру.
Величина удельной мощности определяет скорость нагрева. Термические параметры – скорость нагрева в области фазовых превращений и конечная температура – определяют характер и интенсивность фазовых превращений.
Стабилизация индукционного нагрева в установках ТПЧ производится стабилизация напряжения на инверторе. В этом случае для питания цепи возбуждения инвертора используют схемы имеющие обратную связь от напряжения на выходе ТПЧ с тиристорными возбудителями.
При этом стабильность форм кривых изменения мощности и температуры нагрева гарантируется при полном сохранении параметров установки и настройки.
Контролёры для дозирования индукционного нагрева позволяют управлять режимом нагрева в соответствии с заданной технологами термической кривой и получат стабильные результаты закалки (глубину закаленного слоя, микрструктуру и твердость на любой установке с необходимыми для нагрева частотой мощностью.
380
Рисунок 2.5-Схема установки с устройством для программного
регулирования индукционного нагрева
Индукционные установки с автоматическим управлением работают с обратной связью от сигнала термопары или напряжения (или тока) индуктора.
Рисунок 2.6-Структурная схема индукционной установки.
На рис. 2.6 изображена схема установки с устройством для автоматического регулированием индукционного нагрева по напряжению. Основным узлом является блок согласования (БС).
Блок согласования осуществляет генерирование сигналов управления, для тиристорных ключей в каждом такте работы. ФСУ (формирователи сигналов управления), в соответствии с требованиями циклического чередования фаз сети во время равенства интервалов коммутации тиристоров или другими особенностями управления, направленными на получение ожидаемых параметров ТП.
TocU
TocU
850оС
Uинд
  
850оС
Uинд
 
  
 
 
 
t(c)
t(c)
а) б)
Рисунок 2.7-Осцилограммы температуры (Т ) и кривая изменения (Uинд ) напряжения на зажимах индуктора.
а) с использованием устаревших технологий.
б) с использованием современных технологий
2.8 Расчет параметров индуктора
Для расчёта задано внутренний диаметр индуктора Dı=44мм;диаметр изделия D2=40мм, толщина индуктирующего провода dı=12мм; ширина индуктора и активного слоя а1 =а2 =а =2,8см; глубина закаленного хк=10мм; размеры b=2,8см; b2=18,5см; l1=100мм; l2=50мм; dш=0,2см.
hш=0,2см; частота f=2000Гц; удельная мощность в нагреваемом изделии pо=0,814 кВт/см².
Требуется определить напряжение на индукторе Uи; ток в индукторе Ιи, коэффициент на индукторе cos φи, КПД инд.ηи мощность, подводимую к индуктору Ри. Время нагрева tк.
1. Расчетный диаметр детали;
 (2.5)
 ;принимаем (2.6)
μ2=16(m=-0,6) Из таблицы 3-4 [1] находим,
что М=0,902; тогда ξ=М∆к=0,0101м. При этом
D′2= D2-ζ=0,04-0,01=0,03м.
2. Приведенное значение удельной мощности
р о′ =р оD2 /D2′=8,14·10 6·0,04:0,03=10,8·106 вт/м² (2.7)
3. Относительная магнитная проницаемость.
Задаваясь несколькими значениями m,находим по таблице 3-1, 3-2, 3-3, [1] соответствующие значения K, N,cosφ и определяем Нme , Нmk пользуясь формулой (3-26) [1].
По усредненной кривой намагничивая на рис 2.5 [1] находим μ2′, как показано в примере 3-1 [1]. Построив графики μ 2= f(m) и μ2′= f(m), подобные приведенным на рис.3-7 получим μ2=15,4; m=-0,594, k=1,433, cosφ=0,923,sinφ=0,386.
4. Активное и внутреннее реактивное сопротивления нагреваемого слоя.
 (2.8)
хм2=r 2·sinφ/cosφ= 5,6·10-4·0,386/0,923=2,3·10 -4ом
5. Реактивное сопротивление хе. Так как а 1=а2=а
то х е=х 10k1/(1-k1); х10=ωμ0S1/а=2π·2000·4·10 –7(4·0,028)=16,45·10 -4ом. (2.9)
k1=f(D1/а )=f(0,044/0,028)=0,61(по рис 6-2) [1]
xе=16,45·10- 4·061/0,39=25,7·10 -4ом.
6. Реактивное сопротивления рассеяния.
Xs=ωμ0( S1- S2)/а=2π·2000·4π·10 -7π(0,044²-0,040²) / (4·0,028)=1,48·10-4 ом. (2.10)
7. Коэффициент приведения активного сопротивления детали
[=(г2/хе)²+[1+(хs+х м2)/хe]²=(5,6/25,7)²+[1+(1,48+2,3)/25,7]²=0,73 (2.11)
8. Приведенное активное сопротивление.
r2′=сr2=0,73·0,56=4,08·10 -4ом (2.12)
9. Приведенное реактивное сопротивление.
х2′=с(хs+хм2+[(хs+хм2)²+r2²]/хe)=
=0,73(1,48+2,3+[(1,48+2,3)²+5,6²]/25,7)=5,5·10-4ом (2.13)
10. Активное и внутреннее реактивное сопротивление индуктирующего провода:
r1п=ρ1πD1/(аd1q)=0,02·3,14·44/28·1,2·0,9≈0,09∙10-4ом (2.14)
 (2.15)
d1/Δ 1=7,5; k г≈ kх ≈ d1/∆1=7,5 (2.16)
r1=r 1п kr=х м1=г1п kх=0,09·7,5=0,67·10ом (2.17)
11. Активное сопротивление шин.
rш k=2p1lkkr (d ш bk′) (2.18)
D 1/Δ1=0,002/0,0016=1,25 k r=1,2(по таб 4-1[1] (2.19)
в2′=(0,028+0,185)/г=0,106м (2.20)
r ш1=2·2·10 -8·0,1·1,2/(0,002·0,028)=0,8571·10 -4ом (2.21)
rш2=2·2·10 -8·0,05·1,2/(0,002·0,106)=0,11·10 -4ом (2.22)
r ш=rш1+r ш2=0,96·10 -4ом (2.22)
12. Реактивное сопротивление шин.
Х шk=2p1l k kx/(d шbk ′)+7,9·10 -6fhшlk/b´k (2.23)
Xш1=2·2·108·0,1·1,2/(0,002·0,028)=0,85·104oм+7,9·106·2000·0,002·0,1/0,028=
=1,97·10 -4ом (2.24)
Хш2=0,163·10 -4ом хш=2,133·10-4ом. (2.25)
13. Активное, реактивное и полное сопротивления индуктора.
rи=r ш+r 1+r 2′=0,96+0,67+4,08=5,71·10-4ом (2.26)
Х и=х ш+х μ1+х2′=2,133+0,67+0,55=8,3·10-4ом (2.27)
 (2.28)
14. КПД индуктор
η и=r ´2/r и=4,08/5,71=0,71 (2.29)
15. Коэффициент мощности индуктора
cosφ=rи/zи=5,71/10,1=0,565 (2.30)
16. Мощность, передаваемая в нагреваемую деталь.
Р2=πD2ap0=3,14·40·28·0,814=2,8·104ом. (2.31)
17. Ток в индукторе.
 кА (2.32)
18. Напряжение на индукторе.
Uи=U´и=I иZи=8284·10,1·10-4=8,3в (2.33)
19. Мощность, подводимая к индуктору.
Pи=P2/ηи′=2,8·104/0,71=39,4квт. (2.34)
20. Задаваемая ч=0,1 Из таблицы П-2 с помощью интерполирования определяем
S(0,246;0,01)=0,1040; S(0,246; 0,2; 0,1)=0,067 (2.35)
по формуле (7-29)
Т 0=(0,1+0,1040) / (0,1+0,067)=1,2 (2.36)
21. По графику (7-5) [1] определяем требуемое время .
Из графика находим tk=10c p0=4.78·106вm/μ²
2.9 Выбор способа и среды охлаждения
Для охлаждения стальных деталей при закалке в качестве закалочных сред применяют воду, водные растворы солей, расплавленные соли и минеральные масла таблица. 1.
Таблица 2.2 Масла, применяемые для закалки сталей
Название масла |
Температура, ˚С
|
Охлаждающая способность по отношению к воде
|
вспышки
|
застывания
|
применения
|
Индустриальное 12
(веретенное 2)….
Индустриальное 20
(веретенное3)….
Индустриальное 30
(веретенное)….
Индустриальное 45
(машинное С)….
Индустриальное 50
(машинное СУ)….
Трансформаторное...
Авиационное МС-20
(светлокалящее)…
Цилиндровое тяжелое 52 (вапор)*…
|
165
170
180
190
200
135
225
310
|
-30
-20
-15
-10
-20
-45
-18
-5
|
120-150
120-150
120-160
120-170
120-180
80-110
130-200
200-280
|
0,21-0,22
0,21-0,22
0,21-0,22
0,21-0,22
0,21-0,22
0,17
021-0,22
0,21-0,22
| |
Скачать 0.77 Mb.