Elektriniai kontaktiniai šildytuvai

Elektrinis kontaktinis šildymas pagal varžą naudojamas šildymui, kontaktiniam suvirinimui, laminavimui restauruojant susidėvėjusias detales ir šildymo vamzdynus.

Šildant jis naudojamas kaip pagrindinis detalių ir detalių šildymo būdas, skirtas tolesniam jų apdorojimui slėgiu ar terminiu apdorojimu, taip pat kaip neatsiejama technologinio šildymo dalis kartu su kitomis pusgaminių ar gatavų dalių gamybos operacijomis. Šildant elektros energija paverčiama šilumine energija tiesiogiai į elektros grandinę įtrauktose dalyse arba detalėse. Šildymui paprastai galima naudoti tiek nuolatinę, tiek kintamąją srovę.

Elektros kontaktiniuose įrenginiuose kintamoji srovė yra plačiai naudojama, nes šildymui reikalingas tūkstančiais ir dešimčių tūkstančių amperų sroves esant kelių voltų įtampai lengviausia gauti tik naudojant kintamos srovės transformatorius. Elektros kontaktinio dalių ar detalių šildymo įrenginiai skirstomi į vienpadėčius ir daugiapakopius (1 pav.).

Ryžiai. 1. Vienos padėties (a) ir kelių padėčių įtaisų su nuosekliuoju (b) ir lygiagrečiu (c) detalių įtraukimu į elektros grandinę schemos: 1-užspaudimo kontaktas srovės srovei; 2 — šildoma detalė; 3 — srovės tiekimo laidas.

Priklausomai nuo reikiamo šildymo greičio ir technologinės linijos našumo, naudojama vienokia ar kitokia schema. Dėl techninių ir ekonominių priežasčių naudingiausia naudoti miopozicijos schemą su nuosekliu kaitinamų ruošinių prijungimu prie elektros grandinės, nes tokiu atveju bet koks šildomų ruošinių tiekimo greitis užtikrinamas laipsniškai didėjant jų temperatūrai. iki iš anksto nustatytos vertės perkeliant detales iš vienos padėties į kitą.

Nepriklausomai nuo šildomų dalių įtraukimo į elektros grandinę schemos, srovės apkrova srovę vedančių kontaktų sąlyčio taškuose su šildomu ruošiniu turi didelę įtaką elektros kontaktinių įrenginių technologiniams, elektriniams ir techniniams bei ekonominiams rodikliams. . Srovės apkrova mažinama aušinant ir spaudžiant kontaktus, taip pat naudojant spaustukus su radialiniais ir galiniais kontaktais.

Remonto įmonėse gali būti naudojama vienfazė ir trifazė elektros kontaktinė instaliacija. Trifaziai įrenginiai yra efektyvesni nei vienodo našumo vienos padėties vienfaziai įrenginiai, nes užtikrina vienodą tiekimo tinklo fazių apkrovą ir sumažina kiekvienos fazės srovės apkrovą.

Elektrinio kontaktinio šildymo ir šildymo įrengimo variantas pasirenkamas atsižvelgiant į konkrečias sąlygas.

Elektrinio kontaktinio šildymo įrenginių pagrindinės elektrinės charakteristikos

Kiekvienam elektros kontaktiniam įrenginiui nustatomi šie projektiniai parametrai:

• galios transformatoriaus galia,

• reikalinga elektros srovė antrinėje grandinėje,

• apkrova ant įkaitusios dalies arba ruošinio,

• efektyvumą

• Galios koeficientas.

Pradiniai elektros kontaktinių įrenginių skaičiavimo duomenys yra šie:

• medžiagų klasė,

• šildomos dalies masė ir jos geometriniai matmenys

• maitinimo įtampa,

• šildymo laikas ir temperatūra.

Vienos padėties įrenginio galios transformatoriaus tariama galia, V ∙ A:

čia kz = 1,1 ...1,3 — saugos koeficientas; F — naudingosios šilumos srautas; ηbendras — bendras įrenginio efektyvumas: ηe — elektros naudingumo koeficientas; ηt — šiluminis naudingumas; ηtr — galios transformatoriaus naudingumo koeficientas.

Srovės stipris A antrinėje grandinėje, kai ruošinys įkaitinamas iki temperatūros, viršijančios magnetinės konversijos tašką

čia ρ yra ruošinio medžiagos tankis, kg / m3; ΔT = T2 — T1 yra skirtumas tarp galutinės T2 ir pradinės ruošinio įkaitinimo temperatūros T1, K; σ2 - ruošinio skerspjūvio plotas, m2.

Kaitinimo laikas priklauso nuo ruošinio skersmens ir temperatūrų skirtumo per ilgį ir skerspjūvį. Pagal technologines sąlygas temperatūrų skirtumas tarp šildomo ruošinio vidinio ir paviršiaus sluoksnių neturi viršyti ΔТП = 100 K. Skaičiuojamos ir eksperimentinės grafinės priklausomybės kaitinimo laikui nustatyti pateiktos informacinėje literatūroje.

Praktiniuose skaičiavimuose cilindrinių ruošinių, kurių skersmuo d2 = 0,02 … 0, l m s ΔTP = 100 K, įkaitinimo laikas s gali būti nustatytas pagal empirinę formulę

Jei ruošinys įkaitinamas iki temperatūros, žemesnės už magnetinės konversijos tašką, tada nustatant srovę antrinėje grandinėje būtina atsižvelgti į paviršiaus efektą, kurio įtakos laipsnis priklauso nuo magnetinio pralaidumo.

Kalbant apie elektrinį kontaktinį šildymą, empirinė priklausomybė, nustatanti ryšį tarp srovės I2, ruošinio santykinio magnetinio pralaidumo μr2 ir jo skersmens, turi tokią formą

Praktiniuose skaičiavimuose jie paprastai pateikiami skirtingomis μr2 reikšmėmis, o srovės stipris I2 nustatomas pagal formules. Ta pati srovės stiprio vertė, rasta iš pateiktų formulių (2) ir (4), bus norima vertė tam tikru momentu. Pagal apskaičiuotas I2 ir Z2 vertes, įtampa V antrinėje grandinėje pateikiama išraiška

Ryžiai. 2. Elektros kontaktinių įrenginių cosφ priklausomybė nuo santykio l2 / σ2: 1 — dviejų padėčių instaliacijai su kintamu dviejų ruošinių šildymu; 2 - dviejų padėčių įrengimui, tuo pačiu metu kaitinant dvi atsargas; 3 — vienos padėties montavimui.

Nustatant pagrindines elektros kontaktinės instaliacijos elektrines charakteristikas, būtina atsižvelgti į tai, kad šildymo proceso metu keičiasi detalės fizikiniai parametrai ir instaliacijos elektriniai parametrai. Savitoji šiluma cm ir laidininko savitoji elektrinė varža ρт kinta priklausomai nuo temperatūros, o cosφ, η ir t — priklausomai nuo temperatūros, konstrukcijos ir technologinio įrengimo tipo bei šildymo padėčių skaičiaus.

Pagal grafines eksperimentines priklausomybes (2, 3 pav.) cosφ ir ηtotal nustatomi priklausomai nuo ruošinio ilgio l2 ir σ2 santykio. Reikiamas S, l2 ir U2 reikšmes galima gauti pakeitus atitinkamas kintamųjų dydžių vertes formulėse (1), (2), (4) ir (5). Praktiniuose skaičiavimuose vidutinės cm, ρt, η, t ir cosφ reikšmės paprastai pakeičiamos į formules ir nustatoma vidutinė galios, srovės arba įtampos vertė per numatytą šildymo temperatūros intervalą.

Ryžiai. 3. Elektrokontaktinių įrenginių bendro efektyvumo priklausomybė nuo l2 / σ2 santykio: 1 — dviejų padėčių įrengimui su kintamu dviejų ruošinių šildymu; 2 - dviejų padėčių montavimui, tuo pačiu metu kaitinant du ruošinius; 3 — vienos padėties montavimui.

Elektros kontaktinių įrenginių galios transformatoriai veikia periodiniu režimu, kuriam būdinga santykinė įjungimo trukmė

kur tn – ruošinių kaitinimo laikas, s; t3 — krovinio iškrovimo ir transportavimo operacijų laikas, sek.

Galios transformatoriaus bendra vardinė galia kVA, atsižvelgiant į εx, nustatoma pagal išraišką

Ryžiai. 4. Elektrinio kontaktinio šildymo įrenginio naudingumo ir galios koeficiento priklausomybė nuo detalės matmenų