Установка закалки

Основные характеристики установки:

• материал - сталь 12Х18Н10Т;
• положение в пространстве – вертикальное;
• двухуровневая структура системы контроля и управления:
  • контроллер (нижний уровень);
  • рабочая станция (верхний уровень);
• двухконтурная система охлаждения установки закалки;
• наличие системы автоматической регулировки температуры для автоматического поддержания заданной температуры закаливаемой заготовки. Имеет вход-выход по аналоговым и дискретным интерфейсам для связи с системой управления установки;
• наличие закалочного бака для объёмного охлаждения заготовки. Размеры бака обеспечивают минимальный слой закалочной жидкости относительно границы закаливаемой поверхности заготовки 100 мм;
• наличие устройства для перемещения заготовки в закалочном станке и погружения ее в закалочный бак;
• электропитание от сети электроснабжения:
  • номинальное напряжение электрической сети 220/380 В;
  • номинальная частота тока – 50Гц.;
• наличие световой и звуковой системы сигнализации;
• аналоговые сигналы стандартные, унифицированные;
• дискретные сигналы имеют постоянное напряжение 10…24В или «сухой контакт»..

Технологические параметры процесса закалки:

• максимальная рабочая температура - 990±10 °С;
• масса закаливаемой заготовки - не более 20 кг;
• размеры закаливаемых деталей типа вал, мм:
  • диаметр 31±1 мм;
  • длина 800 ÷ 1200мм;
  • длина закаливаемого слоя 400 мм.с торца;
• диапазон скорости перемещения заготовки относительно индуктора - 5-100 мм/с;
• максимальное время сквозного нагрева  - 2 мин;
• глубина закаливаемого слоя - сквозное;
• температура закалочной жидкости - 10÷45 °С.

Характеристики рабочей среды в камере во время нагрева:

• предварительное разрежение, мм.рт.ст. ……………….…..………300±50;
• аргон, мм.рт. ст. …….……………..………………………..……….....400±50;

Конструктивный состав установки:

• устройство закалочного станка;
• системы электропитания;
• преобразователь частоты преобразует трехфазный ток промышленной частоты в переменный ток высокой частоты и применяется для питания электротермического устройства-индуктора. Для компенсации реактивной мощности служит блок конденсаторов (конструктивно входит в нагревательный пост).
• оборудование системы управления (контроллерный шкаф, автоматизированное рабочее место технолога);
• системы охлаждения;
• системы подачи закалочной жидкости;
• система автоматической регулировки температуры:
  • закалочного бака;
  • приспособления для перемещения и вращения заготовки.

Состав герметичной камеры закалочного устройства:

• индуктор (нагревательный пост) для нагрева заготовки;
• механизм с патроном Ø35 для закрепления заготовки в вертикальном положении;
• механизм перемещения заготовки вдоль оси индуктора;
• система контроля перемещения заготовки;
• система контроля температуры заготовки;
• датчики контроля протока и температуры жидкости в индукторе;
• приборы контроля разрежения и давления в камере;
• ввод линии инертного газа (аргона) газообразного (Dy = 20 мм) с запорным элементом с автоматическим открыванием-закрыванием;
• прибор контроля давления в линии подвода инертного газа;
• смотровое окно для наблюдения за процессом нагрева;
• механизм разделения камеры для нагрева заготовки и закалочного бака.

Камера подсоединяется к вытяжной вентиляции через герметичный шибер Ø200÷250мм.

Функции системы управления:

• выбор режимов термической закалки (температура, время выдержки при данной температуре, длина закаливаемой поверхности);
• управление функцией регулировки температуры;
• подача сигналов на включение-отключение насосов станции охлаждения;
• управление и контроль преобразователя частоты;
• отображение величины напряжения, мощности и частоты ППВЧ;
• контроль за давлением;
• программирование режимов нагрева и закалки
• предупредительная и аварийная сигнализация;
• архивирование параметров технологических процессов;
• формирование отчётов о проведённых технологических процессах и вывод их на печать

Характеристики нижнего уровня системы управления:

• наличие блока бесперебойного питания 1000VA и блока питания 24В постоянного тока (смонтированы на DIN-рейках);
• на клеммах собраны все сигналы дискретного и аналогового ввода-вывода системы;
• сигнальные кабели и кабели питания установки проложены в кабельных каналах или трубах;
• соединительные клеммы подписаны, а кабельные жилы промаркированы.

Тип модуля контроллера, типы модулей УСО и их количество уточняются в ходе рабочего конструирования.

Характеристики верхнего уровня системы управления:

рабочая станция оператора (HMI) реализована в настольном исполнении с LCD монитором с диагональю 8 дюймов и оснащена лазерным принтером для вывода отчётов о проведённых технологических процессах на печать.

Характеристики приборов контроля и автоматики:

• аналоговые выходные сигналы с приборов КИПиА заведены в стойку управления и подключены через промежуточное клеммное соединение к соответствующим модулям УСО управляющего контроллера;
• электрические цепи контроля и управления силовым оборудованием, насосами, запорной арматурой заведены в стойку управления на модули УСО через клеммные колодки;
• регуляторы мощности для управления нагревом содержат встроенные цепи защиты или оборудованы внешними.

Характеристики входных/выходных сигналов системы управления:

• дискретный ввод:
  • сигнализаторы протока охлаждающей (закалочной) жидкости;
  • сигнализаторы положения запорной арматуры;
• дискретный вывод:
  • управление регуляторами мощности;
  • управление запорной арматурой, моторизированные устройства – «открыть», «закрыть»;
  • управление насосом – «включить», «выключить»;
  • управление станциями охлаждения – «включить», «выключить».
• аналоговый ввод:
  • контроль мощности;
  • сигнал от прибора контроля разрежения и давления в камере;
  • температура заготовки;
  • температура охлаждающей (закалочной) жидкости.
• аналоговый вывод:
  • управление мощностью.

Характеристики системы охлаждения установки закалки:

• состоит из двух параллельных цепей для охлаждения преобразователя частоты,  элементов шинопровода и блока конденсаторов;
• охлаждение преобразователя частоты, шинопровода и блока конденсаторов осуществляется дистиллированной водой с помощью станции охлаждения (первый контур);
• охлаждение станций осуществляется водой системы промышленного водопровода.
• охлаждающая вода первого контура удовлетворяет следующим требованиям:
  • жёсткость –0,5 мг экв/л;
  • количество взвешенных веществ –5 мг/л;
  • окисляемость –10 мг/л О2;
  • хлориды –5 мг экв/л.
• давление охлаждающей воды в подводящей промышленной магистрали 0,25-0,30 МПа (2,5 кгс/см2);
• на входе системы охлаждения предусмотрена система фильтров для очистки промышленной воды от механических примесей;
• фильтр оснащен байпасом на период регенерации;
• контроль скорости протока и температуры охлаждающей жидкости на выходе из шиноподвода и блока конденсаторов заложен в станции охлаждения.

Состав системы охлаждения закалочной жидкости:

1. металлический бак с системой сетчатых фильтров;
2. пластинчатый теплообменник;
3. насос из нержавеющей стали;
4. пусковая аппаратура;
5. датчиков температуры и протока закалочной (охлаждающей) жидкости, соединенных с блоком автоматики.

Защитные автоматические отключения и блокировки:

• отключение питания преобразователя частоты при уменьшении протока и увеличении температуры больше установленных значений охлаждающей воды на шиноподводах и блоке конденсаторов;
• отключение питания преобразователя частоты при уменьшении протока и увеличении температуры больше установленных значений закалочной жидкости;
• блокировка включения преобразователя частоты при отсутствии давления в линии подвода инертного газа;
• блокировка включения преобразователя частоты при отсутствии сигнала открытия запорной арматуры в линии подвода инертного газа;
• отключение преобразователя частоты и подачи закалочной жидкости по окончании процесса нагрева заготовки.

При включении блокировки происходит срабатывание звуковой сигнализации. На экране АРМ появляется информация о причине срабатывания сигнализации.