книги / Электрооборудование электровакуумного производства

Входной импеданс трансформатора. Йа рис. 2-13 пока­ зана упрощенная схема прибора для обнаружения про­ дольных микротрещин с использованием дифференци­ ального метода измерения. Напряжение генератора Uv частоты /г через трансформатор высокой частоты по­ дается на дифференциальную схему, одна ветвь которой образована контуром LCR, а другая — балансными ре­ зисторами Ri и R2.

Для исключения зависимости напряжения разбалан­ са от фазы на катушке контура L и на балансных ре-

U r -ir

зисторах Ri и ^напряжение на указанных элементах предварительно выпрямля­ ется диодами Д\ иД2Напря­ жение разбаланса измеря­ ется ламповым вольтметром

в точках а и б. Контур настраивается с помощью емко­ сти С таким образом, что баланс схемы не нарушается при внесении в поле катушки сплошного стержня. Резо­ нансная кривая 1 на рис. 2-14 соответствует балансу без стержня. Внесение стержня вызывает уменьшение добротности контура Q за счет активного сопротивле­ ния потерь и повышение собственной частоты из-за уменьшения индуктивности, вызванного внесением реак­ тивного сопротивления (кривая 2). Из сравнения кри­ вых 1 и 2 видно, что в точке п напряжение не изме­ няется. Однако при внесении в поле катушки стержня с расслоем соотношение активной и реактивной состав­

111

ляющих вносимого в контур сопротивления изменяется. В результате этого баланс схемы нарушается, и лампо­ вый вольтметр фиксирует величину разбаланса, т. е. ве­ личину микротрещины. Такой же эффект возникает и при изменении диаметра, а также в случае присутствия' примесей в материале, поскольку это меняет магнитную проницаемость материала. Это обстоятельство позволяет использовать такие приборы для контроля изменения диаметра по длине проволоки и для обнаружения раз­ личных посторонних вкраплений.

ФИЛЬЕРЫ И ИХ ОБРАБОТКА

В производстве тугоплавких металлов применяется большое количество различных фильер — инструментов для обжатия протягиваемой с усилием проволоки. Осо­ бенностью технологии является необходимость подогре­

для обеспечения регулирования мощности нагревателя (рис. 2-15). Амперметр, установленный в первичной це­ пи, позволяет осуществлять косвенный контроль темпе­ ратурного режима фильеры.

Для волочения проволоки малых диаметров приме­ няются фильеры из твердых материалов. Обработка их сложна и ведется с применением лазеров и электро­ искровых методов.

На рис. 2-16 показана электрическая схема установ­ ки для электроискрового способа обработки фильер ма­ лых диаметров.

Сверление производится высоким напряжением высокой частоты, образующимся на контуре, вклю­ ченном во вторичную цепь высоковольтного трансфор­ матора.

112

рбтов в минуту. Напряжение на иглу подается с высоко­ частотного трансформатора 7'р4, образующего своей индуктивностью вместе с емкостью С3 в его первичной цепи контур. Благодаря вращению фильеры отверстие в нем имеет правильную форму конуса. В цепи первич­ ной обмотки Тр3, кроме амперметра и вольтметра, установлено реле максимального тока Р2, которое при превышении допустимого значения тока разрывает цепь питания Рх и отключает от сетевого питания первичную обмотку Тр3. Амперметр ИIIt служит индикатором на­ личия искры. Установка имеет экранировку и помехо­ защитные фильтры.

2-2. ОБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ

ТЕПЛООБМЕН. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕЧЕЙ

В производстве электровакуумных приборов (в част­ ности, в производстве тугоплавких металлов) исполь­ зуется большое количество разнообразных печей, кото­ рые устанавливаются либо отдельно, либо непосредст­ венно на машинах технологической обработки. Часто они встроены в линии технологической обработки изде­ лий. Классификация печей по методам нагрева и источ­ никам энергии приведена ни рис. 2-17. Пламенные печи в виде газовых печей, работающих на природных и искусственных газах, применяются относительно редко из-за таких недостатков, как трудности поддержания заданного температурного режима, низкой культуры производства (работа с открытым пламенем), а также в связи с ограниченными возможностями автоматиза­ ции производства. В производстве тугоплавких металлов наибольшее распространение получили печи сопротивле­ ния как прямого, так и косвенного нагрева. Индукцион­ ные печи применяются реже из-за относительно низкого к. п. д. при более сложном оборудовании. Для получе­ ния чистых и сверхчистых металлов применяется радиа­ ционный метод нагрева (нагрев электронным лучом или световым сфокусированным пучком). Выбор метода на­ грева и конструкция печн определяются ее назначением и особенностями технологии. Многие термические про­ цессы в производстве тугоплавких металлов проводятся з вакууме или в защитной газовой среде. Конструкция

114

печи должна обеспечивать возможность проведения этих процессов. Термическое оборудование проектирует­ ся в соответствии с требованиями технологического процесса с учетом допускаемых температур на наруж­ ных поверхностях оборудования и тепловых потоков от термического оборудования в окружающую среду. Это диктуется тем, что большое количество печей необходи­ мо устанавливать в производственных помещениях. Рас­ чет электрических печей ведется на основании теории

Рис. 2-17. Классификация печей.

теплопередачи, так как при работе печи имеют место такие явления, как теплопроводность, излучение, кон­ векция и сложный теплообмен при стационарных и не­ стационарных режимах. При выполнении теплового расчета задаются рядом величин, правильность выбора которых определяется методом последовательных при­ ближений. Для удобства и повышения точности расчет сложного теплообмена инженерными методами выпол­ няется по каждому виду теплообмена раздельно и по­ лученные результаты суммируются. Расчет теплообмена между изделием, камерой печи и окружающей средой производится для ряда значений температур кривой нагрева и охлаждения с учетом геометрии деталей, влияющих на тепловой режим (экраны, нагревательные элементы, загрузочные окна, изоляция, вводы электри-

Т а б л и ц а 2-1

Значения коэффициента i злучения §Эф для различных конструкций нагревателя

2-22. 6С— коэффициент, зависящий от относительного коэффициента излучения s. Его значения приведены в табл. 2-2. После определения действительной поверх­ ности мощности по найденным значениям указанных коэффициентов выбирается необходимый материал на-

Рис. 2-19. Нагреватели.

гревателя. На рис. 2-23 показаны рекомендуемые тем­ пературы нагревателей из различных сплавов в зави­ симости от их массивности М при условии обеспечения долговечности нагревателя не менее 10000 ч. Долговеч­ ность нагревателя определяется:

Т = Ьаы - . Ю4 ч, WUK

118

ния Ijd.

где Док.с — толщина окисленного слоя в- конце срока службы нагревателя, мм; <а0к— скорость окисления дан­ ного сплава при рабочей температуре за 10000 ч рабо­ ты, мм/104 ч (рис. 2-24).

Т а б л и ц а 2-2

Долговечность нагревателя из различных материа­ лов, диаметр которых равен 1 мм, в зависимости от температуры на его поверхности показана на рис. 2-25. Под долговечностью понимают такое время работы на­ гревателя, при котором площадь сечения нагревателя уменьшается до 80% первоначальной. Долговечность

119

Нагревателя для различных диаметров определяется формулой

T—Td=id, ч.

Методика расчета нагревательного элемента сводит­ ся к следующему. Сначала выбирается конструкция на­ гревателя и соответственно принимается отношение Ijb или Ijd (при прямоугольном или круглом сечении). Определяется сопротивление нагревателя при максимальной рабочей темпера­

туре

|Q3p » Ом.

Для определения Wa находит­ ся по табл. 2-1 коэффициент бЭф, по рис. 2-20—2-22 определяется коэффициент 6Ш по отношению Ijb или l/d, по табл. 2-2 в зави­ симости от приведенного коэф­ фициента лучеиспускания нахо­

Рис. 2-22. Значение ко­ дится 6С и тогда

то же в случае ленточного нагревателя прямоугольного сечения

где i—bjД; pt —удельное сопротивление материала на­ гревателя в горячем состоянии, Ом-мм2/м (рис. 2-26).

Далее определяются длина нагревателя

и проверяется долговечность нагревателя

T = r d=1d, ч.

120