Kuinka kuumakanavateräksen lämpölaajenemisrako muuttaa lämpöparin kosketustilaa

Ympäristön lämpötilasta muotin lämpötilaan kuumakanavan jakotukki ja suutinteräs laajenevat termisesti lineaarisesti aiheuttaen erikokoisia rakoja termoparin tunnistuspäiden ja mittatasojen välille. Tämä dynaaminen kosketusväli vaihtelee lämpötilan nousun ja laskun mukaan, joten lämpötilapoikkeama ei ole vakio eikä sitä voida säätää yhdellä kylmätilan kalibroinnilla. Tässä artikkelissa käsitellään laajenemisraon muuntamisen sääntöjä ja elastisen kompensointirakenteen ratkaisua.

Lämpölaajenemisen raon muodostumismekanismi

H13 kuumakanavateräksen lineaarilaajenemiskerroin: 11,8×10-6 / aste . Lämmitettynä 25 astetta 380 asteeseen, jakotukin mittaustaso ulottuu ulospäin 0,3–0,6 mm. Tavallisella yksittäisellä jousella kiinnitetyt litteäpäiset termoparit puristuvat tiukasti huoneenlämmössä, mutta teräksen laajenemisen jälkeen jousen esijännitys pienenee, jolloin litteän pään ja mittaustason väliin muodostuu pieniä ilmarakoja, mikä lisää lämpövastusta ja synnyttää 0,8-1,5 asteen negatiivisen lämpötilapoikkeaman tuotantolämpötilassa. Suorilla anturin termopareilla on pienempi radiaalinen laajenemisrako, mutta suuttimen aksiaalinen laajeneminen vetää anturin kärjen pois mittausreiän pohjasta, mikä aiheuttaa myös viivettä lämmönsiirrossa.

Kaksivaiheinen kosketinvälin vaihtosykli

1. Lämmitysvaihe (25 astetta → muovauslämpötila) Kuumakanavateräs laajenee ulospäin, jousen puristusesijännitys laskee vähitellen, kosketusväli kasvaa, lämpötilalukema ajautuu alaspäin ilmeisellä viiveellä.

2. Jäähdytysvaihe (muovauslämpötila > 25 astetta) Teräksen takaisinveto, jousen esijännityksen palautus, kontaktivälin häviäminen, lämpötilan mittaus takaisin kalibroituun arvoon kylmässä tilassa.

Tämä dynaaminen muuttujan poikkeama on syy, miksi monet termoparit lukevat tarkasti, kun muotti on kylmä kalibroinnin aikana, ja sitten ajautuvat jatkuvasti, kun muotti lämpenee tuotantolämpötilaan.

Elastisen kompensoinnin rakenteellisen optimoinnin asettelu

1. Moniaaltoinen laajenemisen estävä komposiittipuristusjousi litteäpäisille lämpöpareille

Korvaa yksittäiset lieriömäiset jouset pinotuilla aaltomuotoisilla jousilla. Pinotut aallonmuotoiset jouset voivat säilyttää tasaisen esijännitysvoiman jopa 0,5 mm:n teräslaajenemisen siirtymän jälkeen, mikä saattaa välttää lämpölaajenemisen muodonmuutosten aiheuttamat vaihtelevat kosketusvälit. Tämä rakenne on tyypillinen 24 tunnin jatkuvan massavalmistuksen jakotukien mittauspisteille.

2. Syvä sokea mittausreikä, suora porrasaskelma

Mittausreiän pohjaan tulee varata lisäaksiaalinen syvyys 0,4–0,6 mm suuttimen lämpölaajenemisen kompensoimiseksi aksiaalisessa suunnassa. Näin anturin kärki sopii edelleen tiukasti reiän pohjaan teräsvenytyksen jälkeen eliminoiden erotusraot.

3. Kelluvan termoparin lukitusistuin

Suunnittele suuttimen anturin lämpöpareille liikkuva kelluva kierrepohja, joka voi liukua hieman aksiaalisuunnassa suuttimen laajenemisen kompensoimiseksi ja pitää anturin kärjen lähellä mittausreiän pohjaa vetämättä sitä pois.

4. Mittausreiän välyksen kompensointi ohuella kuparisella lämpöä johtavalla elastisella holkilla

Tyypillisissä kiinteissä mittausrei'issä, joissa ei ole kelluvaa rakennetta, anturin vaipan ja reiän sisäseinän väliin asennetaan ohut kuparinen elastinen holkki. Kupariholkin elastinen muodonmuutos absorboi säteittäisen laajenemisraon ja ylläpitää lämpökontaktia koko kehän alueella.

Menetelmä olemassa olevien muottien prosessikompensoinnin säätämiseksi ilman rakenteellisia muutoksia

Valmiille muoteille, joita ei voi muokata mittausreiän rakennetta, kirjaa muistiin kiinteä lämpötilapoikkeamaero kylmän tilan ja tuotantolämpötilan välillä ensimmäisen muottikokeen aikana, aseta segmentoitu lämpötilapoikkeaman kompensointi säätimeen: lisää kanavan kompensointiarvoa 1–1,5 astetta lämmityksen jälkeen tuotantolämpötilaan, jotta vältetään laajenemiskosketinvälien aiheuttama ajautuminen. Kun jousi vanhenee ja heikkenee ajan myötä, päivitä kompensointiasetukset tarkistamalla offset-arvo uudelleen kuumassa tilassa jokaisen neljännesvuosittaisen kalibroinnin aikana.

Teräksen lämpölaajenemissiirtymä tulee laskea suurimman käyttölämpötilan perusteella jakotukin ja suuttimen piirustuksen aikana. Kompensointivara tulee varata mittausreiän syvyyteen ja jousen asennustilaan. Aaltokomposiittijousi kelluva kosketinrakenne on otettu käyttöön kaikissa tasapään mittauspisteissä dynaamisen laajenemisraon häiriön poistamiseksi.