Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки

смотреть на рефераты похожие на «Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки «.

МВО РФ.

ТГУ АМИ.

Кафедра" Оборудование и технология сварочного производства".

Курсовая работа.

Вариант 12−4-3−3.

Студент: Сафьянов Е. А. Преподаватель: Климов А. С. Группа: Т — 307.

1.

Введение

.

Контактная сварка — термомеханический процесс образования неразъёмного соединения металлов вследствие соединения их атомов, при котором локальный нагрев свариваемых деталей протекающим электрическим током в зоне соединения сопровождается пластической деформацией, развивающейся под действием сжимающего усилия. Особенность контактной сварки — значительная скорость нагрева, для чего необходимы машины большой электрической мощности.

Цель работы — приобретение навыка расчёта параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки .

2. Описание конструкции изделия и его материала.

Решётка — аллюминевая. Материал — Амг6: Al-94%, Mg-6% Температура плавления — Тпл = 620 С° Удельный вес —? = 2,8 г/смі Коэффициент аккумуляции тепла — [pic] =2,35 Дж/смІ· С°·с Температуропроводность — а = 0.7 смІ/с Теплопроводность —? = 1,7 Дж/см· С°·с Предел текучести — ?т = 2500 кг/смІ Удельное электросопротивление при Тпл — ?т = 7,1· 10?І Ом· см.

Технические условия.

1. Соединение группы А.

2. Ставить по одной точки в перекрестии.

40 20.

Рис 1. Свариваемая деталь.

1,2 8.

2,.4.

2,4.

0,48.

Рис 2. Конструкция сварной токи.

S = 2,4 мм h = 0,2…0,7?S =0,5?2,4= 1,2 мм g = 0,2?S =0,2?2,4= 0,48 мм d = 8 мм t = 30 мм c = 36 мм.

3. Расчет электродов.

1. Определение материала электрода Кадмиевая бронза БрКд легирующие элементы —————————————————— (0,9…1,2)% Cd твёрдость —————————————————————————- (95…115) HB электропроводность, % к отожженной меди ——— (85…90)%.

2. Определение конструктивной формы электрода Выбираем пальчиковый электрод.

3. Определяем размер электрода.

3.1.Определяем размер рабочей поверхности электрода dэ = 2? S + 3 = 2?2,4+3 =7,8 — диаметр рабочей поверхности электрода 3.2.Определяем остальные размеры электрода — диаметр средней части электрода ——————————- D = 20 мм — диаметр охлаждающего канала ———————- d0 = (0.5…0,6) D=0,6?20=12 мм — расстояние от рабочей части до дна охлаждающего канала h = (0,75…0,8) D= 0,8?20=16 мм — длина электрода —- L= 55 мм — длина посадочной части —- l1=1,2D=1,2?20=24 мм — конусность 1:10.

7,8.

Рис 3. Конструкция сварочного электрода.

4. Расчет режима сварки.

4.1.Определяем форму циклограммы в зависимости от материала детали tк.

Fк.

Fсв.

Iсв.

t.

tсв.

4.2.Находим сварочное давление Fсв кгс в зависимости от толщины и материала.

Fсв=(200…250)?S=250?2,4=600 кгс.

4.3.Определяют расчётное значение сварочного тока из критерия М. В. Кирпичёва.

Iсв=d[pic] ?т — значение удельного сопротивления при Тпл, Ом? см С — значение критерия Кирпичёва, С=20 Iсв — сварочный ток, А.

Iсв=0,8[pic]=43 590,93 А 4.4.Находим продолжительность импульса сварочного тока.

tсв=[pic] tсв — продолжительность импульса сварки, сек? т — предел текучести металла в холодном состоянии, кг/смІ d — диаметр сварной точки, см h — высота сварной точки, см Тпл — температура плавления металла, Сє [pic] - коэффициент аккумуляции тепла, Дж/смІ· С°·с Fсв — давление сварки, кг К — критерий технологического подобия, К=50.

tсв= [pic] = 0,27 сек.

4.5.Определяем дополнительные параметры режима сварки Fk.

Fк=1,5? Fсв=1,5?600=900 кгс.

4.6.Определение тока шунтирования.

— Рассчитываем активное сопротивление горячей точки rт, Ом rт = [pic] = [pic] = 3,4?10[pic] Ом.

— Рассчитываем падение напряжения на этом сопротивлении, В.

Uш = rт? Iс в= (3,4?10[pic])?43 590,93 = 0,15 В.

— Значение критерия Неймана ?

? =[pic] = [pic] = 0,46.

— Определяют электрическое сопротивление постоянному току обеих пластин, Ом.

R0ш=[pic]=[pic]=12?10[pic] Ом — Активное, индуктивное и полное сопротивления ветви шунтирования.

Rш= R0ш?(1+0,6? ??[pic])=0,12?(1+0,6?0,46?[pic])=14?10[pic] Ом.

Xш= R0ш?0,84??=0,12?0,84?0,46=4,6?10[pic] Ом.

Zш=[pic]=[pic]=15?10[pic] Ом.

— Определяем ток шунтирования.

Iш=[pic]=[pic]=1000 А.

4.7.Определяют расчётный вторичный ток.

I2р=Iсв+ Iш?45 000 А.

4.8.Сводная таблица значений параметров режима сварки и циклограмма сварки.

Таблица 1.

|Свеча |1250 |0,08 |1,08 |0,248 | |Гибкая шина |8000 |0,01 |1,23 |0,33 | |Втор. виток |6700 |0,012 |1,21 |1,375 | |трансформатора | | | | | |Хобот |5000 |0,016 |1,18 |0,550 |.

5.6.Находим активное сопротивление токоведущих частей вторичного контура.

R2к=[pic].

?1, ?2,…, ?n — удельное сопротивление материала, Ом? мм l1, l2,…, ln — длина элементов вторичного контура по схеме контура, см.

R2к=[pic].

[pic] Ом.

5.7.Находим активное сопротивление контактных соединений.

Rкон = nnRn.к.+ nнRн.к. nn — число подвижных контактов nn=2 Rn. к — сопротивление подвижного контакта Rn. к=1,5[pic] Ом nн — число неподвижных контактов nн=9 Rн.к. — сопротивление неподвижного контакта Rн.к.=15[pic] Ом.

Rкон =13,8[pic] Ом.

5.8.Определяем активное сопротивление участка электрод-электрод.

Rэ-э=9[pic] Ом.

5.9.Находим индуктивное сопротивление вторичного контура.

Х2=[pic] L — индуктивность, мкГн l — вылет электродов, м Н — раствор электродов, м f — частота тока, Гц.

Х2=[pic] Ом 5.10.Расчитываем полное сопротивление сварочного контура.

Z=[pic]=.

=[pic]=.

=77[pic] Ом.

5.11.Вторичное напряжение сварочного контура.

U2н= I2р Z=45 000?0,77=34 В.

5.12.Потребляемая номинальная мощность.

P2н= U2н I2р=34?45 000=1530 кВА.

5.13.Коэффициент мощности машины в процессе сварки cos? св=[pic]=.

=[pic].

6. Расчёт силового трансформатора.

6.1.Исходные данные для электрического расчёта трансформатора U1=380 В I1н=4000 А f=50 Гц U2н=34 В I2н=45 000 А ПВ=20% U2max=1,1 U1=37,4 В U2min=[pic]=18,7 В.

6.2.Расчёт числа витков и сечение трансформатора 1. Рассчитываем число витков в первичной обмотке w1=[pic] [pic].

2. Рассчитываем эквивалентные токи на номинальной ступени.

I2экв.н.= I2н[pic]кА I1экв.н.= I1н[pic]кА.

3. Определяем сечение первичной обмотки.

[pic]ммІ iн=2,8…3,2 А/ммІ 4. Определяем общее сечение вторичного витка.

[pic]ммІ.

iн=4…5,5 А/ммІ w2=2.

6.3.Расчет сердечника трансформатора 1. Фактическое сечение трансформатора.

[pic]смІ = 906[pic]ммІ В=(10 000 — 14 000) Гс ———- магнитная индукция Кс=0,92 — 0,93 ———————— коэффициент, учитывающий не плотность сборки 2. Геометрические размеры сердечника.

[pic] мм [pic]мм 3. Геометрические размеры окна трансформатора.

[pic]ммІ Кзо — коэффициент заполнения окна.

[pic] мм [pic]мм 4. Вес трансформатора [pic]=362 200 г = 362,2 кг вес железа.

[pic]кг вес меди [pic] [pic]кг.

144 213 144.

Рис 6. Общий вид магнитопровода трансформатора.

6.4.Проверочный расчёт трансформатора.

6.4.1.Расчёт потерь тока холостого хода.

1. Определить потери холостого хода в железе трансформатора, Вт.

Рж=qж?Gж=2?917=1834 Вт.

qж — удельные потери в железе, Вт/кг. Они зависят от марки трансформаторной стали, толщины, качества сборки и индукции.

2. Определяем активную составляющую тока х.х., А.

Ia=[pic]А.

3. Определяем реактивную составляющую тока х.х., А.

[pic] А.

lср=2(a+b+c)=2(14,4+21,3+29,2)=130 cм — средняя длина магнитного потока nз,?з — число и величина зазоров в магнитной цепи.

4. Определяем полный ток х.х., А.

[pic]А.

5. Сравниваем полученное значение тока х. х. с допустимым.

[pic] при [pic]А.

[pic] < 10%.

6.4.2Расчёт нагрева магнитопровода трансформатора.

1. Определяем поверхность магнитопровода не закрытую обмотками.

Sм=2b (2a+c+2b)+2h (c+2a+3b)+4ac=.

=[pic]=.

= 15 489 смІ.

2. Проверка допустимой удельной тепловой нагрузки.

[pic] Вт/смІ.

[pic] Вт/смІ.

6.4.3.Расчёт нагрева обмоток трансформатора.

1. Средняя длина витка первичной и вторичной обмоток.

[pic] см.

2. Активное сопротивление первичной обмотки.

[pic] Ом.

3. Активное сопротивление вторичного витка.

[pic]Ом.

4. Потери мощности на нагрев в первичной и вторичной обмотках.

[pic]Вт.

[pic]Вт.

[pic]Вт.

5. Расход воды для охлаждения трансформатора.

[pic] смі/сек.

6. Диаметр труб для охлаждения.

[pic] см.

1. Баннов М. Д. Конспекты лекций «Контактная сварка» часть I, Тольятти ,.

ТГУ, 1998. — 100 с.

2. Рыськова З. Ф. Трансформаторы для контактных электросварочных машин,.

«Энергия» 1975. 280 с.

3. Кабанов Н. С. Сварка на контактных машинах. В-Ш. М. 1973. — 255 с.

4. Оборудование для контактной сварки: Справочное пособие / Под ред.

В.В. Сирнова — СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение,.

2000. — 848 с.

1.

Введение

.

2. Описание конструкции изделия и его материала.

3. Расчёт электродов.

4. Расчёт режима сварки.

5. Расчёт вторичного контура.

6. Расчёт силового трансформатора.

Список литературы

15 ———————————- [pic].

[pic].

[pic].