Siqish bosimi asosida isitish plastinasida ichki mustahkamlovchi qovurg'alarga bo'lgan ehtiyojni qanday aniqlash mumkin?

Agar etarli darajada qo'llab-quvvatlanmasa, katta isitgich plitasi 500 tonna bosim kuchi ostida trambolin kabi egilib, qismning chetlarini ezib tashlaydi va bosim markazini och qoladi. Ichki qovurg'alar skeletga o'xshaydi va katta kuchlanish ostida tekislikni saqlaydi. Laminasyon, kompozit shakllantirish yoki kauchuk vulkanizatsiya qilish uchun yuqori tonnajli presslar, plastinaning yuzasida mustahkam, tekis plastinka tizimli ravishda bardosh bera oladigan darajadan oshib ketadigan siqish bosimiga osongina duchor bo'lishi mumkin. Katta texnik qarorlardan biri - ichki mustahkamlovchi qovurg'a kerakmi yoki yo'qmi va ular qanday konfiguratsiya bo'lishi kerak. Bu mexanik qattiqlik va termal homojenlik o'rtasidagi savdodir.

Strukturaviy qiyinchilik: siqish kuchi ostida egilish
Qo'llab-quvvatlanmaydigan masofa, qalinligi, materialning qattiqligi (Yang moduli) va plastinkaga qo'llaniladigan bosim taqsimoti plastinkaning burilishiga ta'sir qiladi. Burilish, qo'llab-quvvatlanmaydigan uzunlikdagi kub sifatida ortadi va ma'lum bir siqish bosimi uchun plastinka qalinligi kubi sifatida kamayadi. Qovurg'asiz burilishlarga qarshilik ko'rsatish uchun etarlicha qalin bo'lgan qattiq plastinka amaliy bo'lish uchun juda og'ir bo'ladi, qurish juda qimmat va isitish uchun juda sekin bo'ladi. Laminatsiya va nozik kalıplama plitalari odatda hayratlanarli darajada tor burilish chegaralariga ega, 1 metrdan 0,025 mm (har bir oyoq uchun 0,001 dyuym) umumiy talab. Agar bu chegaradan oshib ketsa, mahsulot qalinligi-bir xil bo'lmaydi, bog'lanish to'liq bo'lmaydi yoki qirralar juda ko'p siqiladi.

Ichkarida qalin bo'lgan metall to'rlar (qovurg'alar deb ataladi) plastinkani juda qalin qilmasdan, burilishni oldini olish uchun plastinkaning orqa tomoniga (-ishlamaydigan tomoni) quyiladi yoki ishlov beriladi. Ushbu qovurg'alar ishlaydigan yuzga massa qo'shmasdan, inersiya momentini ko'tarib, plastinkani qattiqlashtiradigan nurlar sifatida ishlaydi. Bunday qovurg'alarga bo'lgan ehtiyoj asosan uchta parametr bilan belgilanadi: siqish bosimining kattaligi, plastinka oralig'i va ruxsat etilgan burilish.

Siqilish bosimi va isitish plastinasining roli siqish bosimini baholash
Isitish plitasining qovurg'a dizaynidagi qisish bosimi asosiy dizayn halqasini qamrab oladigan so'zdir: qo'llaniladigan siqish bosimi kerakli qovurg'a shaklini aniqlaydi va qovurg'a geometriyasi plastinkaning termal harakatiga ta'sir qiladi. Qaror qabul qilish jarayoni haqiqatda ham miqdoriy, ham sifat jihatidan bir qator jarayonlarni o'z ichiga oladi.

Qattiqlik va burilish chegaralari
Inertsiya momenti qovurg'ali plastinkaning qattiq plastinkaga nisbatan qattiqligini boshqaradi. Qovurg'a uchun inersiya momenti taglik plitasidan ℎh balandlikda ℎ3h3 ga ortadi. Shunday qilib, ikki baravar baland qovurg'a egilishda 8 marta qattiqroq bo'ladi. Bu yuqori tor qovurg'alarni doimiy qalinlikdagi plastinkaga qaraganda ancha samarali qiladi. Biroq, qovurg'alar issiqlik massasi va issiqlik oqimi yo'llarini ta'minlaydi, bu esa ish yuzasida haroratning bir xil bo'lmagan-bo'lishi mumkin.

Siqish bosimi orqali sifatli qo'llanma
Quyidagi maslahat ichki qovurg'alar standart po'lat plita uchun zarurmi yoki yo'qmi (oraliq ~ 1 m, qalinligi ~ 50-100 mm) haqida umumiy qoidani beradi. Haqiqiy chegaralar geometrik va materialga bog'liq.

Siqilish kuchi (bar) Odatda qo'llanilishiRibbing tavsiyasi 10 bar (past)Laboratoriya presslari, engil laminatsiya Etarlicha qattiq, tekis plastinka bo'lishi mumkin. Burilish ozgina.
10-30 bar (med)Kauchuk, kompozitlarni birlashtirish Oddiy bo'ylama yoki ko'ndalang qovurg'alar tavsiya etiladi. Bo'shliqlar 200-300 mm.
30-50 bar (oʻrta balandlikda)Sanoat pressi, PCB laminatsiyasikerakli ortogonal panjara qovurgʻalari (vafli dizayni). Qovurgi balandligi 2-3 baravar taglik qalinligi. 50 bar (yuqori) Og'ir shtamplash metallni shakllantirish Yuqori quvvatli konsolidatsiya Chuqur panjara qovurg'alari kerak. Qovurg'alar balandligi taglik qalinligidan 4 dan 6 martagacha. Cheklangan elementlar tahlili (FEA) talab qilinadi.
Og'ir shtamplash va laminatsiyalash presslarida siqish bosimi ko'pincha 100 bardan oshadi. Ushbu kuchlanishlar ostida 0,025 mm / m tekislikka erishish uchun qovurg'asiz qattiq plastinka qalinligi 300 mm bo'lishi kerak bo'ladi, bu termal jihatdan samarasiz va iqtisodiy jihatdan mumkin emas. Ichki qovurg'alar umumiy qattiqlikni saqlab, ishchi yuzning kerakli qalinligini 40-60 mm gacha kamaytiradi.

Soya effekti: qovurg'aning termal jazolari
Qovurg'alar mexanik yordam beradi, ammo termal jarima evaziga. Qovurg'alar atrof-muhitga yoki press tayanchlariga mahalliy issiqlik yo'qotilishini oshirish uchun kengaytirilgan yuzalar (fintlar) sifatida ishlaydi va shuning uchun issiqlikni ish joyidan olib tashlaydi. Bu old yuzning har bir qovurg'a ustidagi biroz sovuqroq chiziqlar yoki "termal soyalar" ni keltirib chiqaradi. Qovurg'a geometriyasiga, isitish manbasini joylashtirishga va izolyatsiyaga qarab, harorat farqi 0,5 darajadan 3 darajagacha o'zgaradi.

Shuning uchun siqish bosimini isitish plitasining qovurg'asi dizayniga nisbatan optimallashtirish kerak, shunda qovurg'alar faqat jismoniy zarur bo'lgan joyda joylashtirilishi kerak, press tayanch nuqtalari bilan tekislanadi va iloji bo'lsa, to'g'ridan-to'g'ri muhim isitish zonalari ostida emas. Ko'pincha orqa gofret, kvadrat yoki to'rtburchaklar hujayralarni yaratadigan ortogonal qovurg'alar panjarasi kabi naqshli. Qovurg'alar yaxlit tarzda quyiladi yoki plastinaning asosi bilan ishlov beriladi. Termal FEA modellashtirish ko'pincha qovurg'aning istalmagan harorat soyalariga olib kelmasligini ta'minlash uchun amalga oshiriladi. Qovurg'a balandligi, oraliq va yo'nalishni o'zgartirish orqali dizaynerlar jarayon standartlari doirasida (masalan, ± 1 daraja) ishlaydigan sirt ustida bardoshlik va termal bir xillik doirasida mexanik burilish muvozanatiga erishishlari mumkin.

Materiallar va qo'llab-quvvatlash masalalari
Plitka moddasi, burilish va qovurg'a dizayni ustida katta ta'sir ko'rsatadi. Quyma temir (masalan, ASTM A48 Class 40) yuqori namlash va ishlov berish qobiliyatiga ega, ammo po'latdan ko'ra past modulga ega (100 dan 120 GPa). Yuqori quvvatli egiluvchan temir (ASTM A536). Chelik (A36, 4140) 200 GPa modulga ega, shuning uchun u bir xil geometriya uchun quyma temirdan ikki baravar qattiqroq, lekin u og'irroq va qimmatroq. Alyuminiy (E ~ 69 GPa) engilroq, ammo po'lat kabi qattiqlikka erishish uchun ancha qalinroq qovurg'a kerak.

Matbuot ustuni tayanchlar oralig'i orqali qovurg'a panjarasini belgilaydi. Tayanchlar orasidagi egilish momentlarini kamaytirish uchun tayanch punktlari (-yuqoriga surish novdalari yoki ustun ustunlari) qovurg'a kesishmalariga joylashtirilishi kerak. Burchaklarda to'rtta tayanch bilan qo'llab-quvvatlanadigan to'rtburchaklar plastinka uchun maksimal egilish markazda amalga oshiriladi. Burilishni kamaytirish uchun toʻliq toʻr yoki markaziy xoch-qovurgʻadan foydalanish mumkin.

Strukturaviy va termal hamkorlik{0}}Dizayn: jarayonning qisqacha mazmuni
Katta tonnajli presslar uchun batafsil konstruktiv va issiqlik ko-dizayni talab qilinadi. Oddiy ish tartibi:

Jarayon parametrlarini aniqlang. Siqish bosimi. Plitalar o'lchamlari. Ruxsat etilgan burilish (masalan, . 0.025 mm/m) Haroratning bir xilligi talabi (±1 daraja)

Materialni tanlang: yuqori qattiqlik uchun po'lat, xarajat / ishlash uchun sfero temir.

Qovurg'aning dastlabki joylashuvi: Sifatli bosim ko'rsatmasi, qovurg'a balandligi, masofa va panjara naqshlari.

Strukturaviy FEA: Eng yomon holatda siqish yuki uchun burilishni aniqlang. Agar burilish juda katta bo'lsa, qovurg'alar balandligini oshiring yoki masofani kamaytiring. Qattiqlik, qovurg'a balandligi kubi bilan proportsionaldir, shuning uchun baland qovurg'alar juda samarali.

Termal FEA: o'rnatilgan isitgichlardan (kartrij yoki quyma-ichiga) plastinka orqali issiqlik uzatish modeli. Qovurg'alar ustidagi harorat soyalarini toping. Shuning uchun qovurg'alarni sozlash yoki isitgichlarni qo'shish kerak.

Prototip yoki ishlab chiqarish: sinov dastgohida tekislik va termal bir xillikni tekshiring.

Xulosa: qovurg'ali plastinkalar: tizimli{0}}birinchi yondashuv
Yuqori qisish bosimida burilishdan himoya qilishning birinchi chizig'i ichki qovurg'adir. Ammo bir xillikni ta'minlash uchun uni issiqlik tizimi bilan parallel ravishda qurish kerak. Yaxshi isitish plitasi qovurg'a dizayni siqish bosimi eritmasi 0,025 mm / m gacha tekislikka va ishlaydigan yuzga nisbatan 2 darajadan kamroq harorat o'zgarishiga olib keladi. Qovurg'alar bo'lmasa, plastinka juda ko'p burilish qiladi yoki issiqlik o'tkazuvchanligi past bo'lgan qattiq metall blok bo'ladi.

Katta isitish plitalari birinchi tizimli elementlar, ikkinchi isitgichlardir. Siqish bosimi skeletni belgilaydi, isitish tizimi uni bir xil energiya bilan to'ldiradi. Laminatsiyalash, qoliplash yoki presslash ilovalari uchun uskunalarni belgilovchi muhandislar uchun bosim 20-30 bardan oshsa, qovurg'ali dizayn variant emas. Buning siri optimallashtirilgan sxema bo'lib, u kerak bo'lganda qattiqlashadi va faqat maqbul bo'lgan joyda soya soladi - faqat ehtiyotkorlik bilan modellashtirish va sinovdan o'tkazish orqali ko'rish mumkin bo'lgan kelishuv.