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

МВО РФ

ТГУ АМИ

Кафедра” Оборудование и разработка сварочного производства”

Курсовая работа

Вариант 12-4-3-3

Студент : Сафьянов Е. А.

Педагог : 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 электронным током в зоне соединения сопровождается пластической деформацией, развивающейся Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат под действием сжимающего усилия. Особенность контактной сварки – значимая скорость нагрева, зачем нужны машины большой электронной мощности.

Цель работы – приобретение навыка расчёта характеристик режима, частей 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 Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат плавления – Тпл = 620 С°

Удельный вес – γ = 2,8 г/см³

Коэффициент аккумуляции тепла - =2,35 Дж/см²·С°·с

Температуропроводность – а = 0.7 см²/с

Теплопроводимость – λ = 1,7 Дж/см·С°·с

Предел текучести – σт = 2500 кг/см²

Удельное электросопротивление при Тпл - ρт = 7,1·10‾² Ом·см

Технические условия

1. Соединение группы А

2. Ставить по одной точки в перекрестии

40 20

40

180

180

Рис 1. Свариваемая деталь

1,2 8

2,.4

2,4

0,48

Рис 2. Конструкция сварной токи Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат

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

Избираем пальчиковый электрод

3. Определяем размер электрода

3.1.Определяем размер рабочей поверхности электрода

d э = 2∙S + 3 = 2∙2,4+3 =7,8 - поперечник рабочей поверхности электрода

3.2.Определяем другие размеры электрода

- поперечник средней части электрода --------------------- D Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат = 20 мм

- поперечник охлаждающего канала --------------- d 0 = (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 --- l 1 = 1,2D = 1,2∙20=24 мм

- конусность 1:10

12

24

20

55

10

7,8

Рис 3. Конструкция электрода от сварки

4. Расчет режима сварки

4.1.Определяем форму циклограммы зависимо от материала детали

t к

F к

F св

I Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат св

t

t св

4.2.Находим сварочное давление F св кгс зависимо от толщины и материала

F св = (200...250)∙S =250∙2,4=600 кгс

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

I св = d

ρ т – значение удельного сопротивления при Т пл , Ом∙см

С – значение аспекта Кирпичёва , С=20

I св – сварочный ток, А

I св =0,8 =43590,93 А

4.4.Находим длительность Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат импульса сварочного тока

t св =

tсв – длительность импульса сварки, сек

σт – предел текучести металла в прохладном состоянии, кг/см²

d– поперечник сварной точки, см

h– высота сварной точки, см

Тпл – температура плавления металла, Сº

- коэффициент аккумуляции тепла, Дж/см²·С°·с

Fсв – давление сварки, кг

К – аспект технологического подобия, К=50

t св Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат = =0,27 сек

4.5.Определяем дополнительные характеристики режима сварки F k

Fк=1,5∙ Fсв=1,5∙600=900 кгс

4.6.Определение тока шунтирования

- Рассчитываем активное сопротивление жаркой точки r т , Ом

r т = = = 3,4∙10 Ом

- Рассчитываем падение напряжения на этом сопротивлении, В

U ш = r т ∙ I с в = (3,4∙10 )∙43590,93 = 0,15 В

- Значение аспекта Неймана χ

χ = = = 0,46

- Определяют электронное сопротивление неизменному току обеих пластинок, Ом

R 0ш = = = 12∙10 Ом

- Активное , индуктивное Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат и полное сопротивления ветки шунтирования

R ш = R 0ш ∙ (1+0,6∙ χ∙ )=0,00012∙(1+0,6∙0,46∙ )=14∙10 Ом

X ш = R 0ш ∙0,84∙χ = 0,00012∙0,84∙0,46=4,6∙10 Ом

Z ш = = = 15∙10 Ом

- Определяем ток шунтирования

I ш = = = 1000 А

4.7.Определяют расчётный вторичный ток

I 2р =I св + I ш ≈ 45000 А

4.8.Сводная таблица значений характеристик режима сварки и циклограмма сварки

Таблица 1.

Обозначение

I св ,

А

F св ,

кгс

t св Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат ,

сек

F к ,

кгс

I ш ,

А

U ш ,

В

Z ш ,

Ом

I 2р ,

А

Размерность 43590,93 600 0,27 900 1000 0,15 15∙10 45000

0,3 сек

900 кгс

600 кгс

43590,93 А

t

0,27 сек

Рис 4. Циклограмма точечной сварки

5. Расчёт вторичного контура

5.1.Конструктивно вычерчиваем схему сварочного (вторичного) контура

370

200

600

Рис 5. Схема вторичного контура

5.2.По габаритам сварочного контура конструктивно определяют его раствор H ср и вылет электродов l ср

l н = l Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат ср = 200 мм

H ср = 370 мм

l = 600мм

5.3.Расчитываем сечение главных частей вторичного контура (свеч, гибких шин, вторичного витка, хобота)

F 1...n=

где i – допустимая плотность тока А/мм² для данного сечения

Свеча

F 1 = =1250 мм²

Эластичная шина

F 2 = =8000 мм²

Вторичный виток

F 3 = =6700 мм²

Хобот

F 4 = =5000 мм²

5 .4.Определяем поперечник нижнего хобота

d n Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат = 9∙ =9∙ =45 мм²

Е – модуль продольной упругости меди Е=(1,1…1,3)∙10 кгс/мм²

5.5.Находим коэффициент поверхностного эффекта для каждого элемента вторичного контура

Свеча

R 1 = Ом

=25 < 180

где f – частота тока f=50 Гц

R – сопротивление 100 м проводника данного сечения Fn

К 1 = ∙10 =1,08

Эластичная шина

R 2 = Ом

=70 < 180

К 2 = ∙10 =1,23

Вторичный виток

R 3 = Ом

=65 < 180

К 3 = ∙10 =1,21

Хобот

R 4 = Ом

=56 < 180

К 4 = ∙10 =1,18

Таблица 2.

Значение

Наимено-

ание элемента

Fn,

мм²

Rn,

Ом

Кn

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

м

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

5.6.Находим активное сопротивление токоведущих частей вторичного контура

R 2к =

ρ1, ρ2,…, ρn– удельное сопротивление материала, Ом∙мм

l1, l2,…, ln – длина частей вторичного контура по схеме контура, см

R 2к =

Ом

5.7.Находим активное сопротивление контактных соединений

R кон = n n R n .к. + n н R н.к.

n n Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат – число подвижных контактов n n = 2

R n .к – сопротивление подвижного контакта R n .к =1,5 Ом

n н – число недвижных контактов n н =9

R н.к. – сопротивление недвижного контакта R н.к. =15 Ом

R кон = 13,8 Ом

5.8.Определяем активное сопротивление участка электрод-электрод

R э-э =9 Ом

5.9.Находим индуктивное сопротивление вторичного контура

Х 2 =

L – индуктивность, мкГн

l Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат– вылет электродов, м

Н – раствор электродов, м

f – частота тока, Гц

Х 2 = Ом

5.10.Расчитываем полное сопротивление сварочного контура

Z = =

= =

=77 Ом

5.11.Вторичное напряжение сварочного контура

U 2н =I 2р Z = 45000∙0,00077=34 В

5.12.Потребляемая номинальная мощность

P 2н = U 2н I 2р = 34∙45000=1530 кВА

5.13.Коэффициент мощности машины в процессе сварки

cosφ св = =

=

6. Расчёт силового трансформатора

6.1.Начальные данные для электронного расчёта Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат трансформатора

U 1 =380 В I 1н = 4000 А f = 50 Гц

U 2н =34 В I 2н =45000 А ПВ= 20 %

U 2 max =1,1U 1 =37,4 В

U 2 min = =18,7 В

6.2.Расчёт числа витков и сечение трансформатора

1. Рассчитываем число витков в первичной обмотке

w 1 =

2. Рассчитываем эквивалентные токи на номинальной ступени

I 2экв.н. = I 2н кА I 1экв.н. = I 1н Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат кА

3. Определяем сечение первичной обмотки

мм²

i н = 2,8…3,2 А/мм²

4. Определяем общее сечение вторичного витка

мм²

i н = 4…5,5 А/мм² w 2 =2

6.3.Расчет сердечника трансформатора

1. Фактическое сечение трансформатора

см² = 906 мм²

В=(10000 – 14000) Гс ------- магнитная индукция

Кс=0,92 – 0,93 ---------------- коэффициент, учитывающий не плотность сборки

2. Геометрические размеры сердечника

мм мм

3. Геометрические размеры окна трансформатора

мм²

Кзо – коэффициент наполнения окна

мм мм

4. Вес трансформатора Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат

= 362200 г = 362,2 кг

вес железа

кг

вес меди

кг

292

425

144 213 144

Рис 6. Вид магнитопровода трансформатора

6.4.Проверочный расчёт трансформатора

6.4.1.Расчёт утрат тока холостого хода

1. Найти утраты холостого хода в железе трансформатора, Вт

Р ж = q ж ∙G ж = 2∙917=1834 Вт

qж - удельные утраты в железе, Вт/кг . Они зависят от марки трансформаторной стали, толщины, свойства сборки и индукции

2. Определяем Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат активную составляющую тока х.х., А

I a = А

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

А

l ср=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

А

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

при А

< 10%

6.4.2Расчёт Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат нагрева магнитопровода трансформатора

1. Определяем поверхность магнитопровода не закрытую обмотками

S м = 2b (2a +c +2b )+2h (c +2a +3b )+4ac=

= =

= 15489 см²

2. Проверка допустимой удельной термический нагрузки

Вт/см²

Вт/см²

6.4.3.Расчёт нагрева обмоток трансформатора

1. Средняя длина витка первичной и вторичной обмоток

см

2. Активное сопротивление первичной обмотки

Ом

3. Активное сопротивление вторичного витка Расчёт параметров режима, элементов сварочного контура и трансформатора машины для контактной точечной сварки - реферат

Ом

4. Утраты мощности на нагрев в первичной и вторичной обмотках

Вт

Вт

Вт

5. Расход воды для остывания трансформатора

см³/сек

6. Поперечник труб для остывания

см

Перечень литературы

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


Оглавление

1. Введение 1

2. Описание конструкции изделия и его материала 2

3. Расчёт электродов 3

4. Расчёт режима сварки 4

5. Расчёт вторичного контура 7

6. Расчёт силового трансформатора 11

Перечень литературы 15


raschyot-nagruzok-na-otoplenie-i-ventilyaciyu.html
raschyot-obmotki-visokogo-napryazheniya.html
raschyot-optimalnogo-flegmovogo-chisla.html