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

МВО РФ

ТГУ АМИ

Кафедра” Оборудование и технология сварочногопроизводства”

Курсовая работа

Вариант 12-4-3-3

Студент : Сафьянов Е. А.

Преподаватель : Климов А. С.

Группа: Т – 307

1. Введение

Контактнаясварка — термомеханический процесс образования неразъёмного соединения металловвследствие соединения их атомов, при котором локальный нагрев свариваемыхдеталей протекающим электрическим током в зоне соединения сопровождаетсяпластической деформацией, развивающейся под действием сжимающего усилия.Особенность контактной сварки – значительная скорость нагрева, для чегонеобходимы машины большой электрической мощности.

Цельработы – приобретение навыка расчёта параметров режима, элементов сварочногоконтура 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 – γ = 2,8г/см³

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

Температуропроводность – а =0.7 см²/с

Теплопроводность – λ = 1,7 Дж/см·С°·с

Предел текучести – σт = 2500кг/см²

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

Технические условия

1. Соединение группы А

2. Ставить по одной точки в перекрестии

40 20

180

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. Определениематериала 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 размеррабочей поверхности электрода

dэ= 2∙S+ 3= 2∙2,4+3 =7,8 — диаметр рабочей поверхности электрода

3.2.Определяемостальные размеры электрода

— диаметр средней частиэлектрода — D= 20 мм

— диаметр охлаждающего канала--------------- d= (0.5…0,6) D=0,6∙20=12 мм

— расстояние от рабочей частидо дна охлаждающего канала

h= (0,75…0,8) D= 0,8∙20=16 мм

— длина электрода — L= 55мм

— длина посадочной части — l1=1,2D=1,2∙20=24 мм

— конусность 1:10

12 />

7,8

Рис 3. Конструкция сварочного электрода

4. Расчет режима сварки

4.1.Определяем форму циклограммы в зависимости отматериала детали

tк

/> Fк

Fсв

Iсв

tсв

4.2.Находим сварочноедавление Fсвкгс в зависимости от толщины и материала

Fсв=(200...250)∙S=250∙2,4=600 кгс

4.3.Определяютрасчётное значение сварочного тока из критерия М.В. Кирпичёва

Iсв=d/>

ρт– значение удельного сопротивления при Тпл, Ом∙см

С – значение критерия Кирпичёва, С=20

Iсв – сварочный ток, А

Iсв=0,8/>=43590,93 А

4.4.Находимпродолжительность импульса сварочного тока

tсв=/>

tсв –продолжительность импульса сварки, сек

σт – пределтекучести металла в холодном состоянии, кг/см²

d –диаметр сварной точки, см

h – высотасварной точки, см

Тпл – температураплавления металла, Сº

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

Fсв – давлениесварки, кг

К – критерий технологическогоподобия, К=50

tсв= /> = 0,27 сек

4.5.Определяемдополнительные параметры режима сварки Fk

Fк=1,5∙ Fсв=1,5∙600=900 кгс

4.6.Определение токашунтирования

-Рассчитываем активноесопротивление горячей точки rт, Ом

rт = /> = /> =3,4∙10/> Ом

— Рассчитываем падениенапряжения на этом сопротивлении, В

Uш = rт∙ Iс в= (3,4∙10/>)∙43590,93 = 0,15 В

— Значение критерияНеймана χ

χ =/> = /> = 0,46

— Определяютэлектрическое сопротивление постоянному току обеих пластин, Ом

R0ш=/>=/>=12∙10/> Ом

— Активное,индуктивное и полное сопротивления ветви шунтирования

Rш= R0ш∙(1+0,6∙χ∙/> )=0,00012∙(1+0,6∙0,46∙/>)=14∙10/> Ом

Xш= R0ш∙0,84∙χ=0,00012∙0,84∙0,46=4,6∙10/> Ом

Zш=/>=/>=15∙10/> Ом

— Определяем токшунтирования

Iш=/>=/>=1000 А

4.7.Определяютрасчётный вторичный ток

I2р=Iсв+Iш≈45000 А

4.8.Сводная таблицазначений параметров режима сварки и циклограмма сварки

Таблица 1.

Обозначение

Iсв,

Fсв,

кгс

tсв,

сек

Fк,

кгс

Iш,

Uш,

Zш,

Ом

I2р,

Размерность 43590,93 600 0,27 900 1000 0,15

15∙10/>

45000

0,3 сек

/> 900кгс

600 кгс

43590,93А

0,27сек

Рис 4. Циклограмма точечной сварки

5. Расчёт вторичного контура

5.1.Конструктивновычерчиваем схему сварочного (вторичного) контура

370

200

600

Рис 5. Схема вторичного контура

5.2.По габаритамсварочного контура конструктивно определяют его раствор Hсри вылет электродов lср

lн=lср=200 мм

Hср= 370 мм

l=600 мм

5.3.Расчитываем сечениеосновных элементов вторичного контура(свечей, гибких шин, вторичного витка, хобота)

F1...n=/>

где i – допустимая плотность тока А/мм² для данногосечения

Свеча

F1=/>=1250 мм²

Гибкая шина

F2=/>=8000мм²

Вторичный виток

F3=/>=6700мм²

Хобот

F4=/>=5000 мм²

5.4.Определяем диаметр нижнего хобота

dn=9∙/>=9∙/>=45мм²

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

5.5.Находим коэффициентповерхностного эффекта для каждого элемента вторичного контура

Свеча

R1=/> Ом

/>=25< 180

где f –частота тока f=50 Гц

R – сопротивление 100 м проводника данного сечения Fn

К1=/>∙10/>=1,08

Гибкая шина

R2=/> Ом

/>=70< 180

К2=/>∙10/>=1,23

Вторичный виток

R3=/> Ом

/>=65< 180

К3=/>∙10/>=1,21

Хобот

R4=/> Ом

/>=56< 180

К4=/>∙10/>=1,18

Таблица 2.

Значение

Наимено-

ание элемента

Fn,

мм²

Rn,

Ом

Кn

ln,

Свеча 1250 0,08 1,08 0,248 Гибкая 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 активноесопротивление токоведущих частей вторичного контура

R2к=/>

ρ1, ρ2,…, ρn – удельное сопротивлениематериала, Ом∙мм

l1, l2,…, ln – длинаэлементов вторичного контура по схеме контура, см

R2к=/>

/> Ом

5.7.Находим активноесопротивление контактных соединений

Rкон = nnRn.к.+ nнRн.к.

nn – числоподвижных контактов nn=2

Rn.к – сопротивление подвижного контакта Rn.к=1,5/> Ом

nн– число неподвижных контактов nн=9

Rн.к. –сопротивление неподвижного контакта Rн.к.=15/> Ом

Rкон =13,8/> Ом

5.8.Определяем активноесопротивление участка электрод-электрод

Rэ-э=9/> Ом

5.9.Находим индуктивноесопротивление вторичного контура

Х2=/>

L – индуктивность, мкГн

l –вылет электродов, м

Н – раствор электродов, м

f – частота тока, Гц

Х2=/> Ом

5.10.Расчитываем полноесопротивление сварочного контура

Z=/>=

=/>=

=77/> Ом

5.11.Вторичноенапряжение сварочного контура

U2н=I2рZ=45000∙0,00077=34В

5.12.Потребляемаяноминальная мощность

P2н= U2нI2р=34∙45000=1530 кВА

5.13.Коэффициентмощности машины в процессе сварки

cosφсв=/>=

=/>

6. Расчёт силового трансформатора

6.1.Исходные данные дляэлектрического расчёта трансформатора

U1=380 В I1н=4000 А f=50 Гц

U2н=34 В I2н=45000 А ПВ=20 %

U2max=1,1U1=37,4 В

U2min=/>=18,7 В

6.2.Расчёт числа виткови сечение трансформатора

1. Рассчитываем числовитков в первичной обмотке

w1=/> />

2. Рассчитываемэквивалентные токи на номинальной ступени

I2экв.н.= I2н/>кА I1экв.н.= I1н/>кА

3. Определяем сечениепервичной обмотки

/>мм²

iн=2,8…3,2А/мм²

4. Определяем общеесечение вторичного витка

/>мм²

iн=4…5,5А/мм² w2=2

6.3.Расчет сердечникатрансформатора

1. Фактическое сечениетрансформатора

/>см² = 906/>мм²

В=(10000 – 14000) Гс — магнитная индукция

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

2. Геометрическиеразмеры сердечника

/> мм />мм

3. Геометрическиеразмеры окна трансформатора

/>мм²

Кзо – коэффициентзаполнения окна

/> мм />мм

4. Вес трансформатора

/>=362200 г =362,2 кг

вес железа

/>кг

весмеди

/>кг

292

425

144 213 144

Рис 6. Общий вид магнитопровода трансформатора

6.4.Проверочный расчёттрансформатора

6.4.1.Расчёт потерьтока холостого хода

1. Определить потерихолостого хода в железе трансформатора, Вт

Рж=qж∙Gж=2∙917=1834Вт

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

2. Определяем активнуюсоставляющую тока х.х., А

/>/>/>Ia=/>А

3. Определяемреактивную составляющую тока х.х., А

/> А

lср=2(a+b+c)=2(14,4+21,3+29,2)=130cм – средняя длина магнитного потока

nз,∆з – число ивеличина зазоров в магнитной цепи

4. Определяем полныйток х.х., А

/>А

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

/> при />А

/> < 10%

6.4.2Расчёт нагревамагнитопровода трансформатора

1. Определяемповерхность магнитопровода не закрытую обмотками

Sм=2b(2a+c+2b)+2h(c+2a+3b)+4ac=

=/>=

= 15489см²

2. Проверка допустимойудельной тепловой нагрузки

/> Вт/см²

6.4.3.Расчёт нагреваобмоток трансформатора

1. Средняя длина виткапервичной и вторичной обмоток

/> см

2. Активноесопротивление первичной обмотки

/> Ом

3. Активноесопротивление вторичного витка

/>Ом

4. Потери мощности нанагрев в первичной и вторичной обмотках

/>Вт

5. Расход воды дляохлаждения трансформатора

/> см³/сек

6. Диаметр труб дляохлаждения

/> см

Список литературы

1. Баннов М. Д. Конспекты лекций “Контактнаясварка” часть I, Тольятти, ТГУ, 1998. – 100 с.

2. Рыськова З. Ф. Трансформаторы дляконтактных электросварочных машин, “Энергия” 1975. 280 с.

3. Кабанов Н. С. Сварка на контактныхмашинах. В-Ш. М. 1973. – 255 с.

4. Оборудование для контактной сварки: Справочное пособие / Под ред. В.В. Сирнова – СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургскоеотделение, 2000. – 848 с.

Оглавление

1. Введение 1

2. Описание конструкцииизделия и его материала 2

3. Расчёт электродов 3

4. Расчёт режимасварки 4

5. Расчёт вторичногоконтура 7

6. Расчёт силовоготрансформатора 11

Списоклитературы 15

еще рефераты

Еще работы по технологии

Реферат по технологии

Расчёт предварительно напряжённой плиты