Как междината на термичното разширение на горещата стомана променя контактното състояние на термодвойката

От температурата на околната среда до температурата на матрицата колекторът на горещия канал и стоманата на дюзата се разширяват термично линейно, причинявайки празнини с различни размери между детектиращите глави на термодвойката и равнините на измерване. Тази динамична контактна междина варира в зависимост от покачванията и спадовете на температурата и следователно температурното изместване не е постоянно и не може да се регулира чрез еднократно калибриране в студено-състояние. В тази статия се обсъждат правилата за модификация на разширителната междина и решението за структурата на еластичната компенсация.

Механизъм за създаване на празнина от топлинно разширение

Коефициент на линейно разширение на стомана с гореща канака H13: 11,8×10-6 / градус. Нагрята от 25 градуса до 380 градуса, равнината на измерване на колектора се простира навън с 0,3~0,6 mm. Термодвойки с плоска глава, фиксирани от обикновена единична пружина, ще бъдат плътно компресирани при стайна температура, но след разширяване на стоманата предварителното натоварване на пружината намалява, образувайки малки въздушни междини между плоската глава и измервателната равнина, което увеличава термичното съпротивление и генерира отрицателен температурен дрейф от 0,8~1,5 градуса в производствената температура. Правите термодвойки на сондата имат по-малка междина на радиалното разширение, но аксиалното разширение на дюзата ще издърпа върха на сондата далеч от дъното на отвора за измерване, което също ще доведе до изоставане в преноса на топлина.

Двуетапен цикъл на промяна на контактната междина

1. Етап на нагряване (25 градуса → температура на формоване) Стоманата за горещ канал се разширява навън, предварителното напрежение на компресията на пружината постепенно намалява, междината на контакта нараства, отчитането на температурата намалява с очевидно забавяне.

2. Етап на охлаждане (температура на формоване > 25 градуса) Издърпване на стоманата, възстановяване на предварителното натоварване на пружината, изчезване на контактната междина, измерване на температурата обратно до калибрираната стойност в студено състояние.

Това динамично променливо отместване е причината много термодвойки да отчитат точно, когато формата е студена по време на калибриране и след това да се променят непрекъснато, когато матрицата се нагрее до производствена температура.

Оформление на еластична компенсация структурна оптимизация

1. Мулти{1}}вълнова анти-разширителна композитна компресионна пружина за термо-двойки с плоска глава

Заменете единичните цилиндрични пружини с подредени пружини с форма на вълна-. Натрупаните вълнообразни пружини могат да поддържат постоянна сила на предварително натоварване дори след изместване на стоманено разширение от 0,5 mm, което може да избегне колебанията на контактните междини, причинени от деформация на топлинно разширение. Тази конструкция е типична за 24-часови точки за измерване на колектори за непрекъснато масово производство.

2. Дълбок сляп отвор за измерване, прав тип стъпка на сондата

Допълнителна аксиална дълбочина от 0,4~0,6 mm трябва да бъде запазена в долната част на измервателния отвор за компенсиране на топлинното разширение на дюзата в аксиална посока. По този начин върхът на сондата все още пасва здраво на дъното на отвора след стоманеното удължение, елиминирайки разделителните празнини.

3. Заключващо гнездо на плаваща термодвойка

Проектирайте подвижна основа с плаваща резба за термодвойките на сондата на дюзата, основата може да се плъзга леко в аксиална посока, за да компенсира изместването на разширението на дюзата, и задържа върха на сондата близо до дъното на измервателния отвор, без да бъде издърпан.

4. Компенсация на хлабината на измервателния отвор с тънка медна топлопроводима еластична втулка

За типични фиксирани измервателни отвори без плаваща структура, тънка медна еластична втулка е монтирана между обвивката на сондата и вътрешната стена на отвора. Еластичната деформация на медната втулка абсорбира радиалната разширителна междина и поддържа топлинния контакт на цялата обиколка.

Метод за регулиране на компенсацията на процеса за съществуващи форми без структурна модификация

За завършени форми, които не могат да преработят структурата на измервателния отвор, запишете фиксираната разлика в температурното отместване между студено състояние и производствената температура по време на първоначалното изпробване на формата, задайте сегментирана компенсация на температурното отместване на контролера: увеличете стойността на компенсацията на канала с 1~1,5 градуса след нагряване до производствена температура, за да противодействате на отклонението, причинено от контактните празнини на разширението. Тъй като пружината старее и отслабва с течение на времето, актуализирайте настройките за компенсация, като проверявате отново стойността на отместването в горещо състояние по време на всяко тримесечно калибриране.

Стандартна препоръка за проектиране за нова гореща леярска форма

Изместването на стоманеното термично разширение трябва да се изчисли въз основа на максималната работна температура по време на проектирането на чертежа на колектора и дюзата. Допустимата компенсация трябва да бъде запазена за дълбочината на измервателния отвор и пространството за монтаж на пружината. Плаващата контактна структура от вълнообразна пружина е приета за всички точки за измерване с плоска-глава, за да елиминира фундаментално смущението на динамичната междина на разширението.