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制备复合钢管的卡盘夹持式SHS离心机设计
作者:管理员    发布于:2017-02-06 09:00:39    文字:【】【】【

  明,设计的卡盘夹持式SHS离心机成功制备的外径76mm、长度100mm的陶瓷内衬复合钢管,产品性能稳定。

  一种新型陶瓷加工技术。在SHS离心法制备陶瓷内衬钢管的:1.从动轮2.主轴3.床头箱4.固定卡盘5.防护罩6.试件套筒7.夹持支架8.钨丝9.点火支架10.调压器11.变频器12.电机13.皮带14.主动轮离心机机身结构卡盘夹持式离心机机身芫全以CW6140A普通车床机身为基体,同时利用车床的夹持和支持装置,无需专门加工离心机的机身,经济实用。

  传动系统SHS离心法在制备陶瓷层时离心力的大小对陶瓷性能有很大影响,而影响离心力的主要因素是离心机转速和离心半径。在钢管直径一定的条件下,要提高离心力,则必须提高离心机的旋转速度。根据经验,离心机的旋转速度一般应在1500~2500r/min范围,而CW6140A车床主轴高转速为1400r/min,是不能满足离心法工作时的转速要求的。同时,车床原有的齿轮传动系统也不能适应高速运转环境。为此将车床原有的传动系统进行改造,改造的方法是将车床原有型号为Y132M-4B3/左、功率为7.5KW的主电机拆除,用相同功率、转速为3000r/min的Y132S2-2笼式交流三相异步电动机替换。并弃掉齿轮传动系统,改用皮带传动,在车床主轴上加装从动轮,采用皮带传动将电机传动传到车床主轴。为了实现试验时的各种速度要求,采用FRNG9S/7.5KW变频器调速。改装后的传动系统离心机主轴在3000r/min的转速范围内无级调速,其较宽的调速范围符合试验特性要求。另一方面,转速的无级调节降低了离心机的启动功率,并减小了在启动过程中的电流冲击。同时,可以实现过载保护,在运转过程中,即使皮带在传动中断裂,也有原车床床头箱上的防护罩防护,工作安全性较好。

  套筒夹持装置在制备过程中,反应物在高温条件下燃烧,常因钢管涂覆后热胀冷缩造成钢管夹持松动。为了解决卡盘夹持钢管松动飞出这一难题,制作了套筒夹持装置,其结构见。试验前,将钢管按间隙配合套于套筒内,在钢管内壁左端处设置石墨板,在右端设置石墨环,其目的是为了不让试验燃烧时的高温气流从钢管左端流到车床床头箱内。管右端的石墨环的壁厚为4mm,内径为*58mm,可以保证钨丝点火时轴向移动接触到物料内的钨丝,还可留出较大的出气口以便高温气流从右端流出。试验时,用卡盘夹持套筒,避免了高温钢管收缩后从卡盘上松动飞出现象。

  1.石墨板2.固定卡盘3.套筒4.反应物5.钢爸6.石墨环7.端盖8.螺栓9.点火钨丝10.出气孔套筒夹持装置结构示意图夹持装置为了保证套筒夹持的牢固性,SHS离心机设计时将原车床的三爪卡盘改为固定卡盘,套筒左端安装在车床的固定卡盘上。为了安全,我们在车床轨道上又安装了防护罩,以防止套筒或钢管松动飞出伤人。在进行较长钢管的试验时,为防止钢管自由端径向跳动,在套筒右端用支持支架支撑,以增加套筒旋转过程中的平稳性。

  点火装置在铝热剂局部点火引发SHS反应后,反应便能自动地在铝热剂中蔓延。点火方式有燃烧波点火、激光诱导点火、加热气体点火、火花点火、化学(自燃式)点火、电热爆炸点火、微波能点火和线性加热点火等。国内目前比较普遍采用的点火方式主要有氧-乙炔火焰点火、电极电弧点火和钨丝点火。相比较而言,采用钨丝加热点火,可以远距离操作,安全可靠,故卡盘夹持式SHS离心机采用钨丝加热点火。钨丝加热点火装置采用TDGC2-20单相接触调压器调压,其输入电压为220V,输出容量20KVA,输出电压0~250V,其输出电流在80A内可调。试验时,调压器将220V交流电调节为低电压大电流交流电,通过钨丝与在接触物料边沿上的钨丝接触产生火花点燃物料。选择钨丝作为点火材料,主要是因为其熔点高,不易熔化,钨丝的直径为05mm,用点火支架固定,可轴向水平移动,以实现钨丝与物料内钨丝的接触。

  测速装置在SHS制备试验过程中,通过离心机速度实现对离心力的控制是十分重要的,在实验过程中通过变频器显示电机转速,并由变频器进行速调节。

  3卡盘夹持式SHS离心机的结构特点及使用效果卡盘夹持式SHS离心机结构主要优点主要是:①结构简单,设备装置制造成本低廉,制造周期短;设备运行平稳,反应生成的内衬陶瓷层厚度均匀且不易脱壳和开裂;操作简单,装卸方便;④设备运行安全可靠,维护简单。在试验中运用该机成功制备外径为076mm,长度为100mm,陶瓷层厚度为3.5mm~4.5mm陶瓷内衬复合钢管产品,其产品性能良好。

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