高溫高壓振蕩燒結(jié)爐

一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

1、該設(shè)備能夠在高溫?zé)Y(jié)過程中，通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)燒結(jié)壓力的大小和頻率變化，使燒結(jié)壓力反復(fù)加卸載，從而實(shí)現(xiàn)振動(dòng)燒結(jié)。

2、設(shè)備在加壓燒結(jié)時(shí)具備自動(dòng)加壓、自動(dòng)穩(wěn)壓及保壓功能，進(jìn)口壓力調(diào)節(jié)器性能可靠，配有伺服控制閥可調(diào)節(jié)加壓速度，并具有壓力波動(dòng)極小的優(yōu)點(diǎn)，位移變化顯示精度可達(dá)0.02mm ，數(shù)字信號(hào)輸出，抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)。

3、控制柜采用平板彩色觸摸屏+PLC（配置多程序溫度控制模塊）控制方式，顯示界面清晰明了。電器元件采用施耐德、德力西品牌，長(zhǎng)期使用質(zhì)量可靠。

控溫精度高，操作方便。

二、技術(shù)參數(shù)

1、額定功率：30KW，三相，380V

2、溫度：2000℃

3、大工件尺寸：Ф60×30mm

4、有效工作區(qū)：φ150×150mm

5、靜態(tài)恒定壓強(qiáng)：0-30MPa（PID智能調(diào)節(jié)）

6、靜態(tài)壓強(qiáng)控制精度：±0.01MPa

7、振蕩動(dòng)態(tài)壓強(qiáng)：0-3MPa（PID智能調(diào)節(jié)）

8、振蕩工作頻率：0-10Hz（PID智能調(diào)節(jié)）

9、振幅：0-10mm（PID智能調(diào)節(jié)）

10、壓頭位移：0-100mm

11、位移速度：0.01-20mm/s

12、升溫速率：0-25℃/min（PID智能調(diào)節(jié)）

13、冷態(tài)極限真空度：5×10-3Pa

14、壓升率：2Pa/h

15、測(cè)溫方式：鎢錸熱電偶+紅外測(cè)溫儀

16、儀表控溫精度：±1℃

17、充氣壓力：≤0.05MPa（可充氮?dú)狻鍤饧盎旌蠚怏w）

18、輪輻式壓力測(cè)壓—按預(yù)制曲線準(zhǔn)確控壓

三、結(jié)構(gòu)說明

1、爐身：為立式側(cè)面開爐門結(jié)構(gòu)，殼體采用雙層水夾層結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁為SUS304不銹鋼拋光處理，外壁為不銹鋼啞光處理，采用兩個(gè)不銹鋼方法蘭組焊成筒型結(jié)構(gòu)，法蘭平面開有密封槽，采用“0”圈真空密封，并設(shè)水冷裝置（防止因溫度過高“0”圈老化），爐門與爐身采用絞鏈及活絡(luò)螺栓緊固，爐門上設(shè)有兩個(gè)電極孔、一個(gè)觀察窗及屏蔽，爐身上設(shè)有四個(gè)電極孔、一個(gè)熱電偶測(cè)溫孔、一個(gè)紅外儀孔和一個(gè)抽氣孔等。爐身頂部設(shè)有水冷不銹鋼上壓頭（可調(diào)節(jié)高度）、高精度位移傳感器、CKD電磁閥及排氣管路，爐身底部設(shè)有水冷不銹鋼下壓頭（可調(diào)節(jié)高度）、高精度位移傳感器、CKD電磁閥及充氣管路，可以充入氮?dú)夂蜌鍤狻?/span>

2、發(fā)熱元件及隔熱屏：采用等靜壓石墨制作成圓筒型發(fā)熱體，1/3布置在爐門上，2/3布置在爐身內(nèi)，在均溫區(qū)外部環(huán)形對(duì)稱分布。保溫材料從里到位依次為石墨筒、軟碳?xì)?、不銹鋼外殼，具有隔熱效果好，耐熱沖擊性好，便于快速加熱，整個(gè)加熱區(qū)可以作為一個(gè)結(jié)構(gòu)完備的部件被拆卸出來，便于維護(hù)和修理。上下壓頭采用高強(qiáng)度石墨塊。

3、爐架：由上下橫梁Ф80mm雙立柱箱體等組成，作為上下壓頭支座。

4、電液伺服控制系統(tǒng)：

4.1設(shè)備功能及工作原理

（1）該設(shè)備的功能及主要性能參數(shù)

• 針對(duì)20T雙向振動(dòng)加載熱壓爐功能需求；
• 載荷范圍：法向力的測(cè)量范圍均可達(dá)0至200KN；
• 加載頻率：0至10Hz，可調(diào)；

通過對(duì)實(shí)際電爐設(shè)備功能需求進(jìn)行分析可知：上下壓頭電液伺服作動(dòng)器直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，二者同時(shí)做相對(duì)加載。因此，為了能夠提取真實(shí)的力信號(hào)，本系統(tǒng)采用力閉環(huán)控制，位移輔助閉環(huán)控制，規(guī)范操作程序。加載力參數(shù)和頻率同步可調(diào)。

（2）工作原理

啟動(dòng)液壓油源，伺服閥控制高壓液壓油作用在作動(dòng)器的環(huán)形面，通過力傳感器及連桿將力傳遞至燒結(jié)的工件上。為了較好實(shí)現(xiàn)同步加載力精度控制，上線壓頭分別采用力傳感器獲取。

高溫高壓振蕩燒結(jié)爐

4.2  設(shè)備組成

本系統(tǒng)由液壓油源、電液伺服作動(dòng)器及測(cè)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成。

（1）液壓油源：

液壓泵采用德國(guó)REXROTH變量柱塞泵，為了保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行，過濾器選用德國(guó)MAHLE，采用二級(jí)過濾(過濾精度3微米)，伺服閥選用美國(guó)MOOG高響應(yīng)G761系列。由于系統(tǒng)高壓運(yùn)行產(chǎn)生的熱能，減小設(shè)備體積，設(shè)冷卻循環(huán)過濾系統(tǒng)。

（2）電液伺服作動(dòng)器：

采用間隙密封環(huán)設(shè)計(jì)，摩擦力特別低，*的加工精度，極小的導(dǎo)向間隙具有以下優(yōu)點(diǎn)

2.1優(yōu)異的響應(yīng)特性

2.2極低的磨損

2.3極快的活塞速度

2.4極低的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩

2.5高疲勞強(qiáng)度

2.6長(zhǎng)久的使用壽命

2.7經(jīng)濟(jì)性高

（3）測(cè)力系統(tǒng)：

選用美國(guó)INTERFACE力傳感器，技術(shù)參數(shù)如下：

5、真空系統(tǒng)：壹臺(tái)TK-200油擴(kuò)散泵配冷阱（防止油蒸氣進(jìn)入爐膛）、Ф200氣動(dòng)高真空擋板閥、Ф50氣動(dòng)蝶閥、充放氣閥、真空壓力表等組成，真空管道與泵采用金屬波紋軟管快速接頭聯(lián)接（減緩震動(dòng)），真空度的測(cè)量由數(shù)顯復(fù)合真空計(jì)執(zhí)行。

6、控制系統(tǒng)：由加熱和液壓二部分組成，共用一套工控機(jī)控制。

電爐控制系統(tǒng)：

主電路由可控硅調(diào)功器、PLC（配置多程序溫度控制模塊）、一臺(tái)工控機(jī)（CPU為英特爾雙核處理器，主頻≥1.6G，WINDOWS 操作系統(tǒng)，硬盤500G，配USB數(shù)據(jù)輸出接口，同時(shí)留有RS485通訊接口）、一臺(tái)19英寸LED顯示器，具備智能控制功能，具有手動(dòng)、自動(dòng)、自調(diào)諧、自適應(yīng)，曲線設(shè)定及儲(chǔ)存、升溫自動(dòng)控制。

液壓控制系統(tǒng)：

采用美國(guó)DELTA伺服控制器，對(duì)加載力和頻率精確調(diào)控。

1. 伺服控制器（1套）：根據(jù)接收到的模擬信號(hào)和測(cè)量得到的伺服缸壓力信號(hào)產(chǎn)生控制指令，通過伺服放大器驅(qū)動(dòng)伺服閥動(dòng)作，獲得高頻率高精度輸出壓力。
2. A/D適配器：用于把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，供計(jì)算機(jī)采集，因?yàn)樾枰獙?shí)時(shí)采集動(dòng)態(tài)信號(hào)，因此對(duì)采集頻率有較高的要求。采集通道滿足所有信號(hào)采集的需要，并預(yù)留2條備用通道。
3. D/A適配器：用于把計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，供控制用。
4. 大功率多輸出直流穩(wěn)壓電源：系統(tǒng)中的多路傳感器，放大器、伺服控制器需要5V、10V、12V、24V不同的直流恒壓源，要求該電源穩(wěn)壓效果好、抗干擾能力強(qiáng)、功率大等性能，以便保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)結(jié)合控制柜的結(jié)構(gòu)要求，需要定制電源。
5. 控制系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境：采用LabView平臺(tái)上進(jìn)行二次開發(fā)，獲得高速度、高精度、穩(wěn)定性高的測(cè)控功能。
6. 由于此系統(tǒng)采集和控制通道多，采樣頻率高，對(duì)計(jì)算機(jī)資源消耗較大，因此配置較高的工控機(jī)。
7. 執(zhí)行元件：本測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)均采用計(jì)算機(jī)控制，所以包括各驅(qū)動(dòng)裝置的電器控制均需要從計(jì)算機(jī)到電器之間的執(zhí)行元件，包括數(shù)字開關(guān)和繼電器。
8. 故障記錄、實(shí)時(shí)保護(hù)系統(tǒng)：需要建立一套*的自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無人看守工作。本測(cè)試系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制和多點(diǎn)、多信號(hào)采集、實(shí)時(shí)信號(hào)處理等綜合手段，實(shí)現(xiàn)以上目的。

計(jì)算機(jī)集成監(jiān)控環(huán)境：為了實(shí)現(xiàn)以上的全部功能，并且具有異常報(bào)警、24小時(shí)無人看守、計(jì)算機(jī)全自動(dòng)控制等功能，計(jì)算機(jī)數(shù)字化記錄，實(shí)現(xiàn)人機(jī)友好環(huán)境，對(duì)實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性、重復(fù)性、經(jīng)濟(jì)性等均有好處。控制面板上裝有數(shù)顯電壓、電流表等器件。自動(dòng)采集溫度、真空度等曲線，對(duì)各個(gè)工藝參數(shù)（溫度、真空度、壓力、位移等）實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示，方便用戶根據(jù)歷史曲線分析生產(chǎn)工藝?？刂葡到y(tǒng)上設(shè)有過流、超溫及斷水等分類報(bào)警功能，電器元件采用施耐德、歐姆龍等品牌，產(chǎn)品品質(zhì)有保證。電控柜按威圖標(biāo)準(zhǔn)制作，所有的控制元件集中到一個(gè)電控柜內(nèi)。

7、水冷系統(tǒng)：由各種閥、不銹鋼管道相關(guān)裝置組成，具有斷水聲、光報(bào)警自動(dòng)切斷加熱電源功能。

8、變壓器及聯(lián)接電纜：選用與使用功率相匹配的干式變壓器及電纜。