Treść artykułu
- Części ciała
- Elementy grzejne
- Wyłożenie i układ pieca
- Izolacja cieplna pieca
- Automatyzacja z zadaniami temperatura-czas
Mając piec muflowy w warsztacie domowym, można już poważnie opanować obróbkę cieplną metali, która jest niezbędna przy produkcji noży, części mechanizmów i technologii narzędzi. Oferujemy prostą i niedrogą konstrukcję automatycznego pieca do hartowania.
Części ciała
Elektryczny piec do hartowania można łatwo zbudować na bazie cienkościennego pojemnika o pojemności 15 litrów lub więcej. Do najbardziej kompaktowych opcji nadaje się zwykłe wiadro ocynkowane, w przypadku większych można użyć zbiornika pralki, pojemników technicznych lub na przykład zwinąć blachę dachową w cylinder i złożyć dno jednym zawinięciem. Obudowa nie musi być ognioodporna, wystarczy wytrzymać temperatury 80–100 ° С.
Korpus należy zamontować tak, aby prześwit od powierzchni wynosił około 100 mm, do którego należy przymocować najprostsze nogi. Jako te będą pasować pręty gwintowane wygięte za pomocą wspornika, którego krawędzie są włożone w otwory w korpusie i dokręcone nakrętkami po obu stronach. Należy natychmiast wyregulować wysokość nóg, a nakrętki bezpiecznie zablokować.
W tylnej części obudowy należy wykonać otwór do podłączenia elektrycznego. Najlepiej wyciąć okno o wymiarach 50×70 mm, a następnie zamontować w tym miejscu panel z włókna szklanego o wymiarach około 100×120 mm. Połączenie elementów grzejnych odbywa się na szpilkach, podczas gdy możliwe jest wyprowadzenie dwóch lub więcej par w celu zorganizowania kilku etapów lub pracy z sieci trójfazowej.
Elementy grzejne
Pierwszym etapem produkcji samego pieca do hartowania będzie obliczenie i poszukiwanie elementów grzejnych, a następnie ich montaż w pojedynczą pętlę paliwową. Można to zrobić na dwa sposoby: wybierając gotowe cewki grzejne lub wykonując je samodzielnie..
Wybór spirali nie jest trudny, wystarczy upewnić się, że są one wykonane z odpowiedniego materiału i mają wystarczający przekrój. W piecach do hartowania nie zaleca się stosowania elementów grzejnych z drutu o grubości drutu mniejszej niż 0,4 mm. Optymalnym wariantem materiału spirali jest fechral X27Yu5T lub Kh23Yu5-N-VI. Najważniejszą zasadą podczas pracy z takimi stopami jest podgrzewanie ich dopiero po ostatecznym uformowaniu i montażu obwodu paliwowego..
Obliczenia elementów grzejnych należy przeprowadzić indywidualnie, biorąc pod uwagę wymiary pieca i odpowiednią moc grzewczą. Jako przykład można wziąć piec z komorą grzewczą o wymiarach 150x100x300 mm. Do ogrzania takiej przestrzeni do temperatury 1100 ° C potrzebna będzie łączna moc elementów grzejnych ok. 4 kW, jednak ogrzewanie będzie najbardziej ekonomiczne przy łącznej mocy cewek 5,5-6 kW. Po podłączeniu do sieci 220 V prąd wyniesie 28 A, a całkowita rezystancja grzałki wynosi 7,86 Ohm.
Korzystając z tych danych, możemy łatwo znaleźć wymaganą długość drutu o znanej przewodności elektrycznej. Średnia rezystywność fechrala wynosi 1,25 Ohmmm2/ m. Jeśli użyjesz drutu o średnicy 0,9 mm, jego przekrój wyniesie 0,64 mm2, co oznacza, że rezystancja jednego metra będzie równa 0,8 oma. W związku z tym wymagane jest wykonanie elementu grzejnego o łącznej długości drutu 9,83 m. Aby skręcić spiralę, należy użyć pręta trzpieniowego, po uprzednim obliczeniu długości jednego obrotu. Jeśli cewka ma zewnętrzną średnicę 8 mm, długość cewki okaże się nieco większa niż 25 mm, to znaczy całkowity element grzejny będzie składał się z 393 zwojów.
W przekroju obwód komory wynosi 500 mm, przy normalnej gęstości upakowania w palenisku o głębokości 300 mm, spirala jest ułożona w 5 rzędach z wcięciem od przedniej krawędzi 40 mm. Zatem całkowita długość spirali wynosi 2,5 metra, zwój musi być równomiernie rozciągnięty do tej długości. Jeśli obliczysz z grubsza, to po rozciągnięciu odległość między zwojami spirali okaże się nieco większa niż 5 mm, co zapewni wystarczającą gęstość ogrzewania. Gdyby podziałka okazała się większa niż 8 mm, średnica drutu musiałaby zostać zmniejszona, przy skoku skrętu mniejszym niż 3 mm – aby zwiększyć.
Wyłożenie i układ pieca
Sama koncepcja pieca muflowego zakłada obecność mufli – wewnętrznej żaroodpornej kapsuły, która zamyka spiralę obiegu grzewczego, chroniąc ją przed drobnymi zanieczyszczeniami i kamieniem. Mufla z reguły jest wyjmowana w piecach, co umożliwia naprawę i wymianę elementów grzejnych.
Podstawową trudnością jest jednoczesne wykonanie mufli i korpusu zespołu grzejnego. Wymaga to dwóch rodzajów ceramiki żaroodpornej: jednej do wykonania obudowy z rowkami, a drugiej do mufli cienkościennej. W przypadku podłoża ceramicznego lepiej jest użyć mieszanki gliny ogniotrwałej o zawartości tlenku glinu co najmniej 30%. Glinę należy rozcieńczyć nadmiarem wody i pozostawić do spęcznienia na jeden dzień, następnie usunąć osadzoną wodę z góry i pozostawić tylko spuchnięty osad.
Ceramiczny korpus grzałki jest masywny, dlatego nie może być wykonany z czystego spoiwa, potrzebny jest wypełniacz. Jako drugie dobrze nadają się włókno szklane, suchy piasek kwarcowy lub pokruszony szamot. Całkowita zawartość gliny w roztworze nie powinna być mniejsza niż 50% objętości; w rezultacie mieszanina uzyskuje konsystencję lepkiej pasty z tworzywa sztucznego. Jeśli kompozycja okaże się bardziej płynna, nadmiar wilgoci usuwa się dodając małe porcje sztukaterii bezpośrednio przed użyciem..
Proszek szamotowy
Korpus nagrzewnicy wykonany jest na wolumetrycznym szablonie z tektury falistej, którego wymiary powinny być o 15–20 mm większe od planowanych wymiarów paleniska z każdej strony. Najpierw na szablonie należy nawinąć sznur lub wąż silikonowy o odpowiedniej średnicy, tworząc wymaganą liczbę rowków na spiralę. Następnie szablon ze sznurkiem należy przykleić gliną ze wszystkich stron, unikając tworzenia pustek i osiągając grubość ścianki co najmniej 40 mm. Dodatek alabastru pomaga zachować kształt przedmiotu przed wypaleniem. Ostrożnie wyjmij kartonową wkładkę z wysuszonego korpusu ceramicznego i wyciągnij sznurek z rowków.
Do wyłożenia pieca użyto ceramiki z lepszej jakości kaolinu. Najlepiej nadaje się wzbogacona glina marki KFN-2, lepiej jest użyć kruszonego szamotu o wysokiej czystości jako wypełniacza o zawartości około 20-25% objętościowo suchych składników. Mieszanina jest uszczelniona, jak opisano powyżej i używana do formowania wewnętrznej podszewki..
W celu łatwego oddzielenia mufli do korpusu ceramicznego wprowadza się wcześniej spirale. Następnie wewnętrzną powierzchnię okleja się strzępami papieru gazetowego zgodnie z zasadą papier-mache. Powinieneś otrzymać co najmniej 8-10 warstw, a wewnętrzna powierzchnia powinna mieć jak najmniej szorstkości. Po wyschnięciu papieru od wewnątrz nakładana jest ogniotrwała masa okładzinowa. Lepiej jest to zrobić kilkoma przejściami, pozostawiając czas na odparowanie nadmiaru wilgoci, dzięki czemu ścianka mufli powinna osiągnąć grubość 15–20 mm. W tym stanie cały montaż jest suszony przez kilka dni, aż do całkowitej utraty plastyczności i pojawienia się dźwięku dzwonienia podczas stukania.
Po wyschnięciu przeprowadza się wstępne wypalanie – na spirale przykładane jest napięcie, a gorący produkt utrzymuje się przez 4–6 godzin. W trakcie wypalania fechral przekracza próg krystalizacji i stając się bardziej kruchy przyjmuje postać kanalików. Glina w ceramicznej wkładce i mufli jest wypalona i szklista, zyskując odporność na cykliczne zmiany temperatury. Cóż, resztki papieru i kleju po prostu wypalają się, tworząc minimalną lukę technologiczną dla łatwego usuwania i montażu mufli.
Dzięki tej metodzie produkcji możesz użyć kilku sztuczek. Na przykład, aby uformować korpus ceramiczny na stożkowym szablonie, aby ułatwić usunięcie mufli. Nie będzie też zbędne wydłużanie frontu zestawu, gdzie nie ma grzejników, czy umieszczanie małej spirali na dnie komory. Sami muflują się na jeden piec, można wykonać kilka kopii naraz.
Izolacja cieplna pieca
W wyniku opisanych czynności uzyskuje się prawie gotowe palenisko pieca do hartowania, wystarczy je tylko umieścić w korpusie, pewnie zamocować i zminimalizować straty ciepła. Do tego przyda się gotowy pojemnik z nogami..
Wewnętrzną objętość zbiornika należy wypełnić wełną mineralną o gęstości 45-50 kg / m3. Wata musi być zwinięta w spiralę, najpierw układając ją pod zewnętrznymi ścianami i stopniowo przesuwając w kierunku środka. Gęstość upakowania powinna być jak najwyższa, ale sama bawełna nie powinna być uszkodzona. W rezultacie całe palenisko należy umieścić w środkowej fałdzie. Jeśli gęstość waty jest wystarczająca, element grzewczy nie zmiażdży izolacji swoim ciężarem. Wszystkie przewody spiralne należy ostrożnie owinąć włóknem szklanym, włożyć między nie przekładki ze skrawków wełny mineralnej, a następnie wyprowadzić przez tylną ścianę, połączyć z odwrotną stroną kołków i umieścić panel na miejscu.
Aby bezpiecznie zamocować palenisko i zamontować drzwiczki, watę należy zmiażdżyć i zatopić 6–8 cm głębiej niż boki. Powierzchnię izolacji należy kilkakrotnie spryskać mlekiem alabastrowym, aby wata stwardniała i przestała intensywnie wchłaniać wilgoć. Następnie przednia część pieca jest wypełniona mieszanką alabastru, piasku i włókna mineralnego. Podczas gdy kompozycja nie jest zamrożona, osadzone są w niej drzwi pieca lub hipoteki do jej naprawy.
Automatyzacja z zadaniami temperatura-czas
Istnieją trzy rodzaje automatyzacji pieca do hartowania. Koszt zorganizowania sterowania piekarnikiem rośnie wraz z komfortem użytkowania. Najprostszą opcją jest prostszy termostat z termoparą jako czujnikiem temperatury. To urządzenie po prostu utrzyma zadaną temperaturę z histerezą około 30-50 ° C. Czas utrzymywania jest sterowany ręcznie, podobnie jak moment osiągnięcia punktu temperatury.
Bardziej zaawansowana automatyzacja jest opracowywana specjalnie dla piekarników elektrycznych. Termokontrolery typu Autonics TCN4 posiadają funkcję proporcjonalnej regulacji mocy, zapewniając regulowaną histerezę do 1 ° C. Ponadto urządzenie wyposażone jest w dodatkowe funkcje, jak np. Alarm o osiągnięciu zadanej temperatury. W razie potrzeby kanał alarmowy można wykorzystać do aktywacji przekaźnika opóźnienia czasowego połączonego szeregowo z termostatem.
Najbardziej zaawansowane pod tym względem są urządzenia automatyki do pieców typu „Profile-M”. Różnią się nie tylko wbudowanymi przekaźnikami mocy, ale także możliwością bardziej elastycznej konfiguracji. W takich sterownikach ustawiony jest timer, a także można ustawić obróbkę cieplną o złożonym profilu temperaturowym, ustawiając sekwencyjnie długość przedziałów czasowych, w których należy utrzymywać określoną temperaturę.
Bądź pierwszy, który skomentuje ten wpis