Khoảng cách giãn nở nhiệt của thép chạy nóng thay đổi trạng thái tiếp xúc cặp nhiệt điện như thế nào

Từ nhiệt độ môi trường xung quanh đến nhiệt độ của khuôn, ống dẫn nóng và thép vòi phun giãn nở tuyến tính, gây ra các khoảng trống có kích thước khác nhau giữa các đầu phát hiện của cặp nhiệt điện và các mặt phẳng đo. Khoảng cách tiếp xúc động này thay đổi theo mức tăng và giảm nhiệt độ, do đó độ lệch nhiệt độ không cố định và không thể điều chỉnh bằng một lần hiệu chuẩn trạng thái nguội duy nhất. Trong bài báo này, các quy tắc sửa đổi khe hở mở rộng và giải pháp cấu trúc bù đàn hồi sẽ được thảo luận.

Cơ chế tạo khe hở giãn nở nhiệt

Hệ số giãn nở tuyến tính của thép chạy nóng H13: 11,8×10-6/độ. Được làm nóng từ 25 độ đến 380 độ, mặt phẳng đo đa tạp mở rộng ra ngoài 0,3 ~ 0,6mm. Cặp nhiệt điện đầu phẳng được cố định bằng lò xo đơn thông thường sẽ được nén chặt ở nhiệt độ phòng, nhưng sau khi thép giãn nở, tải trước của lò xo giảm, tạo thành những khe hở không khí nhỏ giữa đầu phẳng và mặt phẳng đo, làm tăng khả năng chịu nhiệt và tạo ra độ lệch nhiệt độ âm 0,8 ~ 1,5 độ trong nhiệt độ sản xuất. Cặp nhiệt điện đầu dò thẳng có khe giãn nở hướng tâm thấp hơn, nhưng sự giãn nở theo trục của vòi sẽ kéo đầu dò ra khỏi đáy lỗ đo, cũng tạo ra độ trễ trong quá trình truyền nhiệt.

Chu kỳ thay đổi khoảng cách tiếp xúc hai bước

1. Giai đoạn gia nhiệt (25 độ → nhiệt độ tạo hình) Thép chạy nóng mở rộng ra phía ngoài, tải trước nén lò xo giảm dần, khoảng cách tiếp xúc tăng lên, số đọc nhiệt độ giảm xuống với độ trễ rõ ràng.

2. Giai đoạn làm nguội (nhiệt độ đúc > 25 độ) Thép kéo về, khôi phục tải trước lò xo, mất khe hở tiếp xúc, đo nhiệt độ trở về giá trị hiệu chỉnh ở trạng thái nguội.

Độ lệch biến động này là lý do khiến nhiều cặp nhiệt điện đọc chính xác khi khuôn nguội trong quá trình hiệu chuẩn và sau đó trôi liên tục khi khuôn nóng lên đến nhiệt độ sản xuất.

Bố trí tối ưu hóa kết cấu bù đàn hồi

1. Lò xo nén tổng hợp giãn nở-chống sóng{2}}cho cặp nhiệt-đầu phẳng

Thay thế các lò xo hình trụ đơn bằng các lò xo hình sóng-xếp chồng lên nhau. Các lò xo hình sóng-xếp chồng lên nhau có thể duy trì lực tải trước ổn định ngay cả sau khi thép dịch chuyển giãn nở 0,5mm, điều này có thể tránh được các khe hở tiếp xúc dao động do biến dạng giãn nở nhiệt gây ra. Cấu trúc này là điển hình cho các điểm đo đa dạng sản xuất hàng loạt liên tục 24 giờ.

2. Lỗ đo mù sâu, loại bước thăm dò thẳng

Nên dành thêm độ sâu trục 0,4 ~ 0,6mm ở đáy lỗ đo để bù sự giãn nở nhiệt của vòi phun theo hướng trục. Như vậy đầu dò vẫn vừa khít với đáy lỗ sau khi thép giãn ra, loại bỏ các khe hở ngăn cách.

3. Ghế khóa của cặp nhiệt điện nổi

Thiết kế đế ren nổi di động cho cặp nhiệt điện đầu dò vòi phun, đế có thể trượt nhẹ theo hướng dọc trục để bù cho sự dịch chuyển giãn nở của đầu dò, đồng thời giữ đầu dò sát với đáy lỗ đo mà không bị kéo ra xa.

4. Bù khoảng trống đo bằng ống bọc đàn hồi dẫn nhiệt bằng đồng mỏng

Đối với các lỗ đo cố định điển hình không có cấu trúc nổi, một ống bọc đàn hồi bằng đồng mỏng được lắp giữa vỏ bọc đầu dò và thành trong của lỗ. Biến dạng đàn hồi của ống bọc đồng sẽ hấp thụ khoảng cách giãn nở xuyên tâm và duy trì sự tiếp xúc nhiệt của toàn bộ chu vi.

Phương pháp điều chỉnh bù quá trình cho các khuôn hiện có mà không cần sửa đổi cấu trúc

Đối với các khuôn đã hoàn thiện không thể làm lại cấu trúc lỗ đo, hãy ghi lại chênh lệch bù nhiệt độ cố định giữa trạng thái nguội và nhiệt độ sản xuất trong quá trình thử khuôn ban đầu, đặt bù bù nhiệt độ phân đoạn trên bộ điều khiển: tăng giá trị bù kênh lên 1 ~ 1,5 độ sau khi gia nhiệt đến nhiệt độ sản xuất để chống trôi do khoảng cách tiếp xúc giãn nở. Khi lò xo già đi và yếu đi theo thời gian, hãy cập nhật cài đặt bù bằng cách kiểm tra lại giá trị bù ở trạng thái nóng trong mỗi lần hiệu chuẩn hàng quý.

Đề xuất tiêu chuẩn thiết kế cho khuôn chạy nóng mới

Sự dịch chuyển giãn nở nhiệt của thép phải được tính toán dựa trên nhiệt độ làm việc tối đa trong quá trình thiết kế bản vẽ ống góp và vòi phun. Khoản trợ cấp bù phải được dành riêng cho độ sâu lỗ đo và không gian lắp đặt lò xo. Cấu trúc tiếp xúc nổi lò xo tổng hợp dạng sóng được áp dụng cho tất cả các điểm đo đầu-phẳng để loại bỏ căn bản sự can thiệp của khoảng cách giãn nở động.