高溫高壓振蕩燒結(jié)爐

一、結(jié)構(gòu)特點：

1、該設備能夠在高溫燒結(jié)過程中，通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)燒結(jié)壓力的大小和頻率變化，使燒結(jié)壓力反復加卸載，從而實現(xiàn)振動燒結(jié)。

2、設備在加壓燒結(jié)時具備自動加壓、自動穩(wěn)壓及保壓功能，進口壓力調(diào)節(jié)器性能可靠，配有伺服控制閥可調(diào)節(jié)加壓速度，并具有壓力波動極小的優(yōu)點，位移變化顯示精度可達0.02mm ，數(shù)字信號輸出，抗干擾性強的特點。

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：0-30MPa（PID智能調(diào)節(jié)）

6、靜態(tài)壓強控制精度：±0.01MPa

7、振蕩動態(tài)壓強：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、測溫方式：鎢錸熱電偶+紅外測溫儀

16、儀表控溫精度：±1℃

17、充氣壓力：≤0.05MPa（可充氮氣、氬氣及混合氣體）

18、輪輻式壓力測壓—按預制曲線準確控壓

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螺栓緊固，爐門上設有兩個電極孔、一個觀察窗及屏蔽，爐身上設有四個電極孔、一個熱電偶測溫孔、一個紅外儀孔和一個抽氣孔等。爐身頂部設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，可以充入氮氣和氬氣。

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)形對稱分布。保溫材料從里到位依次為石墨筒、軟碳氈、不銹鋼外殼，具有隔熱效果好，耐熱沖擊性好，便于快速加熱，整個加熱區(qū)可以作為一個結(jié)構(gòu)完備的部件被拆卸出來，便于維護和修理。上下壓頭采用高強度石墨塊。

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設備功能及工作原理

（1）該設備的功能及主要性能參數(shù)

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

通過對實際電爐設備功能需求進行分析可知：上下壓頭電液伺服作動器直線往復運動，二者同時做相對加載。因此，為了能夠提取真實的力信號，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

啟動液壓油源，伺服閥控制高壓液壓油作用在作動器的環(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  設備組成

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

（1）液壓油源：

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

（2）電液伺服作動器：

采用間隙密封環(huán)設計，摩擦力特別低，*的加工精度，極小的導向間隙具有以下優(yōu)點

2.1優(yōu)異的響應特性

2.2極低的磨損

2.3極快的活塞速度

2.4極低的啟動轉(zhuǎn)矩

2.5高疲勞強度

2.6長久的使用壽命

2.7經(jīng)濟性高

（3）測力系統(tǒng)：

選用美國INTERFACE力傳感器，技術(shù)參數(shù)如下：

5、真空系統(tǒng)：壹臺TK-200油擴散泵配冷阱（防止油蒸氣進入爐膛）、Ф200氣動高真空擋板閥、Ф50氣動蝶閥、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），真空度的測量由數(shù)顯復合真空計執(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）、一臺工控機（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，同時留有RS485通訊接口）、一臺19英寸LED顯示器，具備智能控制功能，具有手動、自動、自調(diào)諧、自適應，曲線設定及儲存、升溫自動控制。

液壓控制系統(tǒng)：

采用美國DELTA伺服控制器，對加載力和頻率精確調(diào)控。

1. 伺服控制器（1套）：根據(jù)接收到的模擬信號和測量得到的伺服缸壓力信號產(chǎn)生控制指令，通過伺服放大器驅(qū)動伺服閥動作，獲得高頻率高精度輸出壓力。
2. A/D適配器：用于把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，供計算機采集，因為需要實時采集動態(tài)信號，因此對采集頻率有較高的要求。采集通道滿足所有信號采集的需要，并預留2條備用通道。
3. D/A適配器：用于把計算機產(chǎn)生的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，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、功率大等性能，以便保證測量結(jié)果的準確性。同時結(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平臺上進行二次開發(fā)，獲得高速度、高精度、穩(wěn)定性高的測控功能。
6. 由于此系統(tǒng)采集和控制通道多，采樣頻率高，對計算機資源消耗較大，因此配置較高的工控機。
7. 執(zhí)行元件：本測試系統(tǒng)平臺均采用計算機控制，所以包括各驅(qū)動裝置的電器控制均需要從計算機到電器之間的執(zhí)行元件，包括數(shù)字開關和繼電器。
8. 故障記錄、實時保護系統(tǒng)：需要建立一套*的自動保護系統(tǒng)，實現(xiàn)無人看守工作。本測試系統(tǒng)采用計算機實時控制和多點、多信號采集、實時信號處理等綜合手段，實現(xiàn)以上目的。

計算機集成監(jiān)控環(huán)境：為了實現(xiàn)以上的全部功能，并且具有異常報警、24小時無人看守、計算機全自動控制等功能，計算機數(shù)字化記錄，實現(xiàn)人機友好環(huán)境，對實驗的穩(wěn)定性、重復性、經(jīng)濟性等均有好處。控制面板上裝有數(shù)顯電壓、電流表等器件。自動采集溫度、真空度等曲線，對各個工藝參數(shù)（溫度、真空度、壓力、位移等）實現(xiàn)動態(tài)顯示，方便用戶根據(jù)歷史曲線分析生產(chǎn)工藝。控制系統(tǒng)上設有過流、超溫及斷水等分類報警功能，電器元件采用施耐德、歐姆龍等品牌，產(chǎn)品品質(zhì)有保證。電控柜按威圖標準制作，所有的控制元件集中到一個電控柜內(nèi)。

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

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。