V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Известно устройство для стыковой сварки ленточных пил АСЛП-18, включающее аппарат для сварки ленточных пил АСЛП-18.13.000, позволяющее производить отжиг пилы путём замедления охлаждения пилы за счёт пропускания тока через остывающую после сварки пилу и последующим нагревом пилы с выдержкой до 5 мин (лист 31, п. 2.3.5.а, 2.3.5.в Руководства по эксплуатации агрегата для стыковки ленточных пил АСЛП-18.00.000РЭ). При этом скорость охлаждения пилы регулируется периодическим переключением переключателя отжига из положения I-II или III-IV в нулевое положение в течение 9 – 10 с, а температура пилы определяется органолептическим методом по цвету. То есть в данном устройстве не предусмотрен контроль температуры пилы. Скорость охлаждения характеризуется переменным характером - при включении тока скорость замедляется, а при отключении ускоряется, так как переключения происходят вручную с низкой частотой, то диаграмма охлаждения носит ступенчатый характер. Скорость охлаждения определяется скважностью переключения регулятора отжига, так как переключение регулятора выполняется оператором вручную, то указанная скважность и скорость охлаждения определяются субъективными особенностями оператора и отличаются высокой нестабильностью. Температура отжига задаётся дискретно - 4 положения регулятора тока отжига. Кроме того, агрегат АСЛП-18 предусматривает только одну операцию термической обработки – отжиг.

Для устранения указанных недостатков предлагается устройство электроконтактной термической обработки сталей с применением симисторного управляемого регулятора мощности и программного пропорционально-интегрально- дифференциального (ПИД) регулятора.

Предлагаемое устройство электроконтактной термической обработки сталей было реализовано на базе агрегата для стыковой сварки ленточных пил АСЛП-18 с применением программного ПИД регулятора ОВЕН ТРМ251 и симисторного регулятора мощности (рис. 1).

Используемые в схеме (рис. 1) элементы. Конденсаторы: C1 = МБМ - 0,1 мкФ - 150 В  20%; C2 = МБМ - 0,1 мкФ - 500 В  20%. Термопредохранитель Пр1 = TZD-084. Плавкий предохранитель Пр2 = ПР2-60. Резисторы: R1 = СП3-4вМ-0,5-220 кОм 20%; R2 = МЛТ-0,125-6,8 кОм  5%; R3 = МЛТ-1-68 Ом  5%. Динистор VS1 = DB3. Тиристор VS2 = BTA40-600. Трансформатор Тр1 = АСЛП-18.80.010, 380/3,3 В (из состава агрегата АСЛП-18).

Фиг. 1 Устройство электроконтактной термической обработки сталей

ПИД регулятор ОВЕН ТРМ251 управляет симисторным регулятором мощности. Регулятор мощности коммутирует цепь первичной обмотки силового трансформатора Тр1 агрегата АСЛП-18. Для повышения максимальной скорости нагрева деталей повышается мощности нагрева за счёт питания трансформатора через первичную обмотку, используемую для сварки, но включаемую в сеть напряжением 220 В вместо 380 В. Для регулирования мощности нагрева используется фазовый метод регулирования напряжения, поэтому частота коммутации равна удвоенной частоте питающего напряжения (100 Гц), чем обеспечивается снижение пульсаций температуры детали во время термообработки. Регулирование максимальной мощности нагрева выполняется потенциометром R1. Фильтрующая цепочка R3 – C2 предотвращает пробой симистора VS2 от бросков сетевого напряжения. Термопредохранитель Пр1, размещённый на радиаторе симистора VS2, предохраняет симистор от перегрева.

Процесс термообработки происходит следующим образом. Термообрабатываемая деталь закрепляется на агрегате АСЛП-18 при помощи штатных зажимных устройств и подключается к силовому трансформатору агрегата по штатной схеме (в точках «а» и «б» на фиг. 1). На обрабатываемой детали закрепляется термопара, которая подключается к ПИД регулятору ОВЕН ТРМ251. Регулятор ТРМ251 программируется на требуемый режим термообработки штатными средствами (с панели управления или с компьютера). После чего запускается требуемый цикл термической обработки.

Таким образом, предлагаемое устройство электроконтактной термической обработки сталей по сравнению с прототипом позволяет расширить количество операций термической обработки (отжиг, нормализация и отпуск); автоматизировать этот процесс; задавать требуемые значения температуры нагрева, скорости нагрева и охлаждения; увеличить частоту коммутации цепи силового трансформатора, снижая амплитуду пульсаций температуры обрабатываемой детали; контролировать температуру детали в процессе термообработки. В результате расширяется перечень режимов термической обработки, повышается точность соблюдения заданного режима и качество термической обработки, а также исключается влияние человеческого фактора.

Код для цитирования: Скопировать