Частота тока индуктора при производстве пластмассы методом литья
Исследование конструкции гидравлической литьевой машины. Обоснование выбора частоты тока при индукционном нагреве пластмассы. Характеристика метода оптимизации параметров индукционного нагревателя. Процедура зондирования пространства параметров установки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.08.2018 |
| Размер файла | 275,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ЧАСТОТА ТОКА ИНДУКТОРА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПЛАСТМАССЫ МЕТОДОМ ЛИТЬЯ
Л.С. Зимин, А.Г. Сорокин Самарский государственный технический университет
Аннотация
Обоснован выбор частоты тока при индукционном нагреве пластмассы.
Ключевые слова: индуктор, пластмасса, оптимизация.
Рассматривается оригинальный способ индукционного нагрева неэлектропроводных материалов, а именно - пластмассы.
Исследуемая в работе конструкция гидравлической литьевой машины представлена на рис.1. Сырье (7) из приемного бункера (3) попадает в цилиндр пластикации (2) и равномерно распределяется по его длине посредством вращения шнека (6). Шнек приводится во вращение двигателем (1). Затем с помощью индуктора (4) производится нагрев цилиндра и шнека, далее с помощью шнека расплавленный материал через сопло выливается в пресс - форму штамповочного устройства (5).
Рис. 1. Схема литьевой машины (а) и эскиз системы индукционного нагрева (б).
Самым ответственным моментом технологии производства изделий из пластмассы методом литья является нагрев полимерного материала до фиксированной температуры. Для получения качественного продукта необходимо соблюдать рабочую температуру, так как перегрев ведет к потере эластичных свойств и невозможности проводить литье.
В данном случае выбрана схема, при которой индуктор охватывает цилиндр пластикации. Она проста в исполнении и имеет относительно небольшие габариты. Наиболее эффективным является нагрев полимерного материала одновременно от стенок цилиндра пластикации и шнека. Здесь на первое место встает задача выбора частоты тока, при которой вихревые токи будут наводиться не только в цилиндре, но и в шнеке. Частота, кроме указанного обстоятельства, определяет выбор источника питания и другого оборудования системы индукционного нагрева, т.е. определяет стоимость всей установки. В связи с этим, именно частоту необходимо рассматривать в качестве оптимизируемого параметра. Задача оптимизации ставится следующим образом: для заданных геометрических параметров и электрофизических характеристик цилиндра пластикации и шнека найти частоту источника питания, которая позволит участвовать в процессе нагрева как цилиндру пластификации, так и шнеку.
В основу метода оптимизации параметров индукционного нагревателя положена процедура зондирования пространства параметров проектируемой установки, в соответствии с которой выбор оптимального решения осуществлялся из набора альтернативных вариантов проектных решений, полученных с помощью аппарата Парето - предпочтений.
В практических ситуациях диапазон частот задается в виде ряда дискретно расположенных интервалов или набора дискретных значений частот, что обусловлено ограниченными возможностями преобразователей частоты. При использовании источника питания с фиксированной, неизменяемой в ходе процесса частотой тока важным элементом проблемы оптимального проектирования системы индукционного нагрева становится задача выбора ее оптимальной величины. В качестве критериев оптимизации рассматривается глубина проникновения тока и электрический коэффициент полезного действия индуктора. Частота варьировалась в пределах 50 - 10000 Гц. Для анализа влияния частоты на электрические параметры индуктора и выбора оптимального значения использовались аналитические зависимости, приведенные в монографии [1,2]. Выбор частоты зависит от электрофизических свойств материала, из которого выполнен цилиндр, и размеров цилиндра. Минимальная толщина стенки цилиндра определяется требованиями к механической прочности конструкции, работающей при высоких давлениях, и увеличение толщины стенки ведет к увеличению массогабаритных показателей. В связи с этим становится нецелесообразным варьировать толщину стенки трубы с целью получить требуемое распределение мощности. Обеспечить максимальный КПД можно соответствующим выбором частоты тока индуктора.
Рис. 2. Зависимости глубины проникновения (а) и cos ц (б) от частоты
индукционный нагрев пластмасса гидравлический
Зависимость электрического КПД от частоты довольно сложна и определяется параметрами нагреваемой детали и ее состоянием. Для тел круглого сечения КПД обычно растет с повышением частоты, стремясь к предельному значению. Для полых цилиндров существует оптимальная частота, при которой КПД максимален.
Рис 3. Распределение плотности тока(а) и удельной объемной мощности(б) в цилиндре пластикации(1) и шнеке (2)
Из приведенных зависимостей можно сделать вывод: на частоте 50 Гц глубина проникновения тока значительно больше, чем толщина стенки цилиндра. Это означает, что часть энергии выделяется в шнеке.
Однако, учитывая ряд конструктивных требований к индукционной системе, в частности, минимизацию размеров индуктора и условия согласования параметров индуктора с источником питания, в качестве рабочей следует выбрать частоту f = 50 Гц. Более высокая частота приводит к понижению cos ц.
Результаты приведенных в работе расчетов показывают, что частотой, максимально удовлетворяющей предъявляемым к конструкции индуктора эксплуатационным и технологическим требованиям, является частота 50 Гц.
Библиографический список
1. Слухоцкий А.Е., Немков В.С. Установки индукционного нагрева -Л.:Энергоиздат,1981. - 328 с.
2. Шамов А.Н., Бодажков В.А. Проектирование и эксплуатация высокочастотных установок - М. Машиностроение, 1974. - 280 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Элементы установок индукционного нагрева. Расчеты частоты нагревательной индукционной установки. Определение мощности и размеров индуктора, его электрический расчет. Применение низкочастотного индукционного нагрева в электрических водонагревателях.
курсовая работа [460,3 K], добавлен 18.11.2010Пластмассы, их классификация и физические свойства. Технология изготовления пластмасс. Тенденции на рынке полимеров. Широкое распространение полимерных изделий. Процессы утилизации пластмассы. Развитие рынка пластмасс.
реферат [126,3 K], добавлен 12.02.2007Определение основных параметров установки кузнечного индукционного нагревателя. Разработка электрической схемы и выбор электрооборудования. Выбор конденсаторных банок и токоподвода. Расчёт охлаждения элементов установки. Выбор механизмов установки.
курсовая работа [825,8 K], добавлен 09.01.2014Назначение, область применения и классификация пластмассы. Выбор номенклатуры показателей качества пластмассы. Факторы, влияющие на снижение качества пластмасс, Специфические способы приготовления полимерных композиций: вальцевание, экструдирование.
курсовая работа [382,7 K], добавлен 22.04.2014Строение и свойства полиэтилентерефталата (ПЭТ), его получение и применение. Основные разновидности литья пластмасс под давлением. Выбор термопластавтомата, технология производства ПЭТ-преформ. Расчет пластификационной производительности литьевой машины.
контрольная работа [56,5 K], добавлен 08.01.2013Разработка конструкции литьевой формы для литья под давлением изделия из термопласта. Выбор термопластавтомата и определение гнездности литьевой формы. Расчет времени цикла. Кинематический расчет системы съема изделия. Тепловой расчет литьевой формы.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 29.06.2012Изучение технологии производства пластмасс. Рассмотрение методов оценки качества. Количественная характеристика показателей качества пластмассы. Определение факторов, которые влияют на снижение качества продукции; выработка мероприятий по его повышению.
дипломная работа [425,6 K], добавлен 15.08.2014Функциональная схема электропривода. Расчёт параметров силовой цепи электропривода и запаса по напряжению. Оценка влияния внутренней обратной связи по ЭДС на процессы, протекающие в контуре тока. Исследование динамических процессов в контуре тока якоря.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 03.05.2009Характеристика, цели и особенности производства, классификация материалов: чугуна, стали и пластмассы. Сравнительный анализ их физико-химических, механических и специфических свойств; маркировка по российским и международным стандартам; применение в н/х.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 04.01.2012Составление гидравлической схемы и ее описание. Определение мощности первичного двигателя, параметров насосной установки, рабочего оборудования. Подбор силовых гидроцилиндров и его обоснование. Порядок расчета основных параметров механизмов поворота.
контрольная работа [54,5 K], добавлен 19.10.2015Полимеры линейной или разветвленной структуры, лежащие в основе термопластичных пластмасс. Пластификаторы, добавляемые в состав полимеров. Ограниченная рабочая температура термопластов. Неполярные термопластичные пластмассы. Легирующие составляющие стали.
курсовая работа [34,9 K], добавлен 21.12.2009Физико-механические свойства термореактивных пластмасс. Свойства и применение пластмассы с порошковыми и волокнистыми наполнителями, стекловолокнита и асботекстолита. Назначение и химический состав стали 4XB2C, ее механические и технологические свойства.
контрольная работа [696,9 K], добавлен 05.11.2011Технические требования к детали и выбор марки пластмассы, его обоснование. Разработка аппаратурно-технологической схемы производства, ее теоретическая основа, виды брака и его устранение. Выбор оборудования. Составление технической документации.
курсовая работа [884,6 K], добавлен 29.10.2013Методика расчета усилителей переменного тока. Особенности выбора схемы выходного каскада усилителя. Порядок определения параметров и режимов работы выходного, фазоинверсного и входного каскадов, оценка их полезного действия для максимального сигнала.
курсовая работа [565,4 K], добавлен 12.07.2010Расчет установки для сушки известняка. Обоснование целесообразности выбора конструкции аппарата с учетом современного уровня развития технологии, экономической эффективности и качества продукции. Выбор технологической схемы, параметров процесса.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.05.2015Обзор приводов и систем управления путевых машин. Расчет параметров привода транспортера. Разработка принципиальной гидравлической схемы машины. Расчет параметров и подбор элементов гидропривода, механических компонентов привода и электродвигателей.
курсовая работа [177,2 K], добавлен 19.04.2011Описание конструкции теплообменной установки и обоснование его выбора. Технологический расчет выбранной конструкции аппарата. Механический расчет его элементов. Расчет теплового потока и расхода хладоагента. Гидравлический расчет контактных устройств.
курсовая работа [790,0 K], добавлен 21.03.2010Исследование технологических возможностей и сущности кокильного литья. Характеристика основных методов устранения отбела в отливках. Обзор способов литья под регулируемым давлением. Назначение центробежного литья. Анализ конструкции створчатого кокиля.
презентация [168,0 K], добавлен 18.10.2013Основы теории обработки результатов измерений. Влияние корреляции на суммарную погрешность измерения тока косвенным методом, путём прямых измерений напряжения и силы тока. Алгоритм расчёта суммарной погрешности потребляемой мощности переменного тока.
курсовая работа [132,9 K], добавлен 17.03.2015Кинематическое и динамическое исследование машины в стационарном режиме. Построение схемы редуктора, определение передаточного отношения, подбор зубьев. Расчет планетарной системы. Уравнение движения звена приведения кривошипа. Место установки маховика.
курсовая работа [679,2 K], добавлен 17.05.2014
