Wuxi Wondery Industry Equipment Co., Ltd

پیشینه پروژه و مشخصات تجهیزات این مطالعه موردی شامل یک کوره نیتراسیون یونی هوشمند کاملاً خودکار، مدل WDL-IV-75A، با استفاده از ساختار عمودی تک محفظه‌ای و تک ایستگاهی است. این تجهیز قادر به نیتراسیون یونی و نیتراسیون یونی نرم فولادهای آلیاژی، فولادهای قالب و فولادهای ضد زنگ است. منطقه کاری مؤثر بدنه کوره دارای قطر 600 میلی‌متر و ارتفاع 800 میلی‌متر است و حداکثر ظرفیت بارگیری آن 400 کیلوگرم می‌باشد. محدوده دمای عملیاتی معمول بین 500 تا 600 درجه سانتی‌گراد است و حداکثر دمای عملیاتی از 650 درجه سانتی‌گراد تجاوز نمی‌کند. درجه خلاء نهایی حداکثر 6.7 پاسکال است، نرخ افزایش فشار حداکثر 5 پاسکال بر ساعت است و زمان لازم برای تخلیه از فشار اتمسفر به خلاء نهایی از 30 دقیقه تجاوز نمی‌کند. افزایش دمای سطح پوسته کوره از 55 درجه سانتی‌گراد تجاوز نمی‌کند. در نام‌گذاری مدل، IV نشان‌دهنده نسل چهارم سیستم کنترل دیجیتال، 75 نشان‌دهنده حداکثر جریان متوسط منبع تغذیه پالس در 75 آمپر و A نشان‌دهنده نوع هوشمند کاملاً خودکار است. رابطه تطابق بین محفظه با حجم بزرگ و ظرفیت منبع تغذیه از مدل 30 آمپر تا مدل 75 آمپر، حداکثر جریان متوسط منبع تغذیه پالس 1.5 برابر افزایش می‌یابد، در حالی که حجم مؤثر محفظه از تقریباً 28 لیتر به تقریباً 226 لیتر، یعنی حدود 8 برابر، افزایش می‌یابد. این تغییر غیر متناسب، اصل طراحی تجهیزات نیتراسیون یونی را آشکار می‌سازد: انبساط حجم محفظه نیازی به افزایش متناسب جریان منبع تغذیه با حجم ندارد، زیرا توان گرمایشی برای نیتراسیون یونی عمدتاً به مساحت سطح قطعه کار و چگالی جریان مورد نیاز بستگی دارد، نه به حجم فضایی محفظه. محدوده چگالی جریان تخلیه درخشان غیرعادی ارائه شده در پیشنهاد 0.1 تا 5 میلی‌آمپر بر سانتی‌متر مربع است. بر اساس این محدوده، برای ترکیبی از قطعات کار با ظرفیت بارگیری 400 کیلوگرم و مساحت سطح نسبتاً بزرگ، حداکثر جریان متوسط 75 آمپر، حاشیه طراحی واضحی را برای حد بالای مساحت سطح قطعه کار قابل پشتیبانی فراهم می‌کند. در همین حال، ولتاژ خروجی منبع تغذیه پالس به طور مداوم از 0 تا 800 ولت قابل تنظیم است و هیچ جهش ناگهانی بالای 200 ولت وجود ندارد، و چرخه وظیفه به طور مداوم در محدوده 10% تا 85% قابل تنظیم است. منطق تنظیم چرخه وظیفه منبع تغذیه پالس تخلیه گاز، به عنوان یک منبع تغذیه، بار با مشخصات مقاومت منفی را ارائه می‌دهد. قطعه کار که به عنوان کاتد عمل می‌کند، شکل سطح و روش چیدمان آن هر دو بر چگالی جریان سطح تأثیر می‌گذارند. نیتراسیون یونی دارای یک شرط آستانه حداقل است: برای برآورده کردن چگالی جریان مورد نیاز برای پوشش درخشان یکنواخت، توان گرمایشی ممکن است از توان مورد نیاز برای حفظ دمای قطعه کار فراتر رود. این تناقض به ویژه برای قطعات کار با دیواره نازک و سبک برجسته است. پس از اینکه منبع تغذیه پالس یک چرخه وظیفه قابل تنظیم را معرفی کرد، توان گرمایشی متوسط برابر است با ولتاژ پیک ضربدر جریان، سپس ضربدر چرخه وظیفه. با کاهش چرخه وظیفه، توان گرمایشی متوسط را می‌توان کاهش داد در حالی که ولتاژ پیک کافی برای حفظ پوشش درخشان حفظ می‌شود و در نتیجه تناقض ذکر شده در بالا حل می‌شود. این مکانیزم دلیل اصلی است که چرا این سری از تجهیزات می‌توانند به طور همزمان قطعات کار سنگین و قطعات کار نازک و سبک را پردازش کنند. مسیر پیاده‌سازی برای خاموش کردن سریع قوس به شرح زیر است: استفاده از اصل القای الکترومغناطیسی در مدار تخلیه برای تشخیص سریع سیگنال قوس، سپس بلافاصله کنترل سوئیچ الکترونیکی پرسرعت مدار جریان اصلی از طریق دستگاه‌های منطق دیجیتال پرسرعت، خاموش کردن قوس در عرض 2 میکروثانیه. طراحی عایق حرارتی و یکنواختی دما در بدنه کوره با حجم بزرگ استوانه زنگوله از ساختار دو جداره خنک‌شونده با آب و سیستم خنک‌کننده چند کاناله آب برای اطمینان از یکنواختی دمای کوره استفاده می‌کند. لایه عایق داخلی استوانه از فولاد ضد زنگ ساخته شده است، در حالی که دیواره‌های داخلی و خارجی استوانه از ورق‌های فولاد کربن با کیفیت بالا ساخته شده‌اند. بدنه کوره مجهز به دو لایه محافظ حرارتی از فولاد ضد زنگ 304 است که هر لایه ضخامت 2 میلی‌متر دارد و دو لایه محافظ حرارتی از فولاد ضد زنگ 304 نیز در قسمت بالای صفحه کف کوره نصب شده‌اند. در مقایسه با پیکربندی محافظ حرارتی شش لایه در مورد قبلی، این مدل لایه‌های محافظ حرارتی کمتری دارد. این تفاوت ناشی از تغییر نسبت حجم محفظه به مساحت سطح است - یک محفظه با حجم بزرگ دارای مساحت اتلاف حرارت نسبتاً کوچکتری است و نسبت اتلاف حرارت به تبع آن کاهش می‌یابد، بنابراین تعداد لایه‌های عایق را می‌توان به طور مناسب کاهش داد در حالی که عملکرد طولانی مدت در دمای بالا تضمین می‌شود. صفحه کاتد توسط سه مجموعه میکای ریخته‌گری با کیفیت بالا بر روی پایه کوره پشتیبانی می‌شود و ارتفاع آن قابل تنظیم است. صفحه کاتد از ورق فولاد کربن با ضخامت حداقل 30 میلی‌متر ساخته شده است؛ قاب نگهدارنده سینی مواد که با قطعه کار در تماس است نیز از فولاد کربن با کیفیت بالا ساخته شده است. دستگاه اتصال کاتد به عنوان یک اتصال صلب طراحی شده است تا از مشکلات گرم شدن بیش از حد ناشی از اتصالات سریع شل جلوگیری شود. ساختار کاتد شامل عایق PTFE کاتد، میکای عایق کاتد، سوکت اتصال هادی کاتد، اتصالات کاتد و حلقه کابل ثابت با پیچ M10 است. دو ترموکوپل از صفحه کف کوره وارد شده و در وسط صفحه کاتد قرار گرفته‌اند تا سر اندازه‌گیری دما را شبیه‌سازی کنند. یکی برای کنترل دما توسط منبع تغذیه پالس گرمایش یونی استفاده می‌شود و دیگری به دستگاه هشدار برای نظارت دما در جهات مختلف متصل است. سه پنجره مشاهده در محیط خارجی پوسته کوره برای مشاهده شرایط داخل کوره در جهات مختلف قرار گرفته‌اند. سیستم خلاء و کنترل حلقه بسته فشار سیستم خلاء برای پیش خلاء کردن بدنه کوره و برای جایگزینی اتمسفر و تخلیه گازهای زائد در طول فرآیند نیتراسیون استفاده می‌شود. مجموعه پمپ شامل یک پمپ پره‌ای دوار 2X-15، یک پمپ خلاء الکترومغناطیسی با شیر پرکننده و یک شیر پروانه‌ای خلاء بالا است. پمپ پره‌ای یک واحد سری Xunda 2X گوانگدونگ است که در برابر خوردگی گاز فرآیند مقاوم است، توسط یک مبدل فرکانس کنترل می‌شود و مجهز به یک شیر پروانه‌ای خلاء بالا GI-50 به عنوان شیر کنترل اصلی است. اصل کنترل حلقه بسته فشار به شرح زیر است: فرستنده فشار، فشار کوره را اندازه‌گیری کرده و یک سیگنال جریان استاندارد به کنترل کننده دیجیتال خروجی می‌دهد. کنترل کننده محاسبات PID را بر اساس مقدار فشار تنظیم شده و مقادیر نمونه‌برداری شده در زمان واقعی انجام می‌دهد، سپس یک سیگنال جریان استاندارد به مبدل فرکانس خروجی می‌دهد. با تنظیم سرعت موتور پمپ خلاء، سرعت پمپاژ تنظیم می‌شود و در نتیجه فشار کوره را در مقدار تنظیم شده فرآیند ثابت نگه می‌دارد. این روش کنترل به دقت کنترل فشار ±1 پاسکال دست می‌یابد. استفاده ترکیبی از پمپ خلاء و مبدل فرکانس، سایش مکانیکی بدنه پمپ را در هنگام راه‌اندازی به شدت کاهش می‌دهد و عملکرد طولانی مدت با سرعت پایین می‌تواند عمر مفید را به طور قابل توجهی افزایش دهد. اندازه‌گیری خلاء از یک فرستنده فشار مطلق دیافراگم خازنی نوع ZJ-1C با محدوده 0 تا 1000 پاسکال، خروجی 4 تا 20 میلی‌آمپر و منبع تغذیه 15 تا 30 ولت DC استفاده می‌کند. این گیج خلاء تحت تأثیر نوع و ترکیب محیط اندازه‌گیری شده قرار نمی‌گیرد و مقدار اندازه‌گیری شده توسط یک دستگاه نمایشگر دیجیتال نمایش داده می‌شود و در کنترل فشار کوره شرکت می‌کند. سیستم‌های توزیع گاز و خنک‌کننده آب سیستم توزیع گاز برای کنترل ورود گاز فرآیند به کوره استفاده می‌شود. منابع گاز شامل نیتروژن، هیدروژن و سایر گازهای فرآیند است که توسط کاربر تأمین می‌شود. گازها از طریق فلومترهای جرمی عبور کرده و سپس طبق فرمول فرآیند از طریق یک مخزن اختلاط اختصاصی وارد بدنه کوره می‌شوند. این مدل مجهز به دو فلومتر جرمی اختصاصی است که جریان نیتروژن و هیدروژن را به طور جداگانه کنترل می‌کنند - این تفاوت اصلی با پیکربندی فلومتر تکی مدل 30 آمپر است که مربوط به الزامات بالاتر برای دقت تنظیم ترکیب اتمسفر در یک محفظه با حجم بزرگ است. فلومترهای جرمی از واحدهای سری HORIBA S500 ژاپنی هستند، با زمان پاسخگویی کمتر از 0.3 ±2% ثانیه از حالت کاملاً بسته تا رسیدن به نقطه تنظیم هنگام شروع کنترل و هنگام تغییر نقطه تنظیم در طول کنترل. محدوده کنترل 1 تا 100% مقیاس کامل را پوشش می‌دهد، با کارکرد از یک منبع تغذیه DC24V جهانی، با مدار قدرت داخلی ایزوله از مدارهای ورودی و خروجی. الزامات آب خنک‌کننده: دمای آب ورودی حداکثر 31 درجه سانتی‌گراد، فشار آب ورودی 0.15 تا 0.25 مگاپاسکال و دبی کل 20 متر مکعب بر ساعت. هر شاخه آب خنک‌کننده مجهز به شیرهای ورودی و خروجی جداگانه است. تمام لوله‌های آب خنک‌کننده، شیرها و اتصالات متصل به تجهیزات از فولاد ضد زنگ ساخته شده‌اند. یک گیج فشار تماسی الکتریکی بر روی لوله ورودی اصلی برای هشدار در صورت فشار ورودی غیرعادی نصب شده است. یک شیر ورودی آب پشتیبان در لوله ورودی آب اصلی نصب شده است که به لوله آب شیر کاربر متصل است، به طوری که بدنه کوره می‌تواند در صورت قطع برق یا قطع آب ناگهانی توسط آب شیر خنک شود. معماری حلقه بسته سه پارامتری سیستم کنترل سیستم کنترل از یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی سری FX3G و یک صفحه لمسی Kunlun Tongtai TPC1231Ni به عنوان مرکز کنترل اصلی استفاده می‌کند. PLC دارای ظرفیت حافظه برنامه 32K گام، سرعت پردازش دستورالعمل پایه 0.21 میکروثانیه و دو رابط ارتباطی پرسرعت (RS422 و USB) است. صفحه لمسی یک LCD TFT 12 اینچی با وضوح 1920×1080، لمس مقاومتی چهار سیمه، فرکانس اصلی 1 گیگاهرتز و نرم‌افزار پیکربندی McgsPro از پیش نصب شده است. سیستم از معماری کاملاً دیجیتال مدیریت متمرکز چند وظیفه‌ای و کنترل توزیع شده استفاده می‌کند، که قادر به دستیابی همزمان به کنترل حلقه بسته سه پارامتر کلیدی در نیتراسیون یونی است: دقت کنترل دما ±1 درجه سانتی‌گراد، دقت کنترل فشار ±1 پاسکال و دقت کنترل جریان ±0.5%. کنترل دما از کنترل کننده‌های دیجیتال سری SRS13 Shimaden ژاپنی با تنظیم PID استفاده می‌کند و یک سیستم تنظیم حلقه بسته دما با مدار کنترل دما و ترموکوپل تشکیل می‌دهد. کنترل فشار نیز از کنترل کننده‌های دیجیتال SRS13 Shimaden استفاده می‌کند و یک سیستم تنظیم حلقه بسته فشار با مبدل فرکانس و سنسور فشار تشکیل می‌دهد. در حالت عملکرد خودکار، سیستم به طور خودکار پمپ نگهداری و پمپ پیش خلاء را راه‌اندازی می‌کند، شیر بافل و شیر برقی را باز می‌کند تا خلاء ایجاد کند. هنگامی که خلاء به فشار کاری برای فعال‌سازی تخلیه درخشان می‌رسد، ولتاژ تخلیه درخشان و گرمایش کمکی مقاومتی به طور خودکار فعال می‌شوند تا فرآیند اولیه قوس‌زنی و تمیز کردن قطعه کار انجام شود. پس از پایان قوس‌زنی، سیستم به طور خودکار وارد مرحله گرمایش می‌شود و جریان، فشار، ولتاژ، چرخه وظیفه و جریان را بر اساس مراحل طراحی منحنی فرآیند به طور خودکار تنظیم می‌کند. هنگامی که دما به دمای فرآیند می‌رسد، سیستم وارد مرحله نگهداری دما می‌شود و طبق زمان نگهداری فرآیند تنظیم شده، نگهداری می‌کند. پس از دوره نگهداری، سیستم پمپ خلاء و تمام شیرهای خط استخراج را خاموش می‌کند. هنگامی که دمای کوره به دمای تنظیم شده کاهش می‌یابد، تمام سوئیچ‌ها به طور خودکار خاموش می‌شوند و سیستم وارد حالت توقف می‌شود.

پیش‌زمینه پروژه و موقعیت‌یابی کاربرد تجهیزات این مطالعه موردی شامل یک کوره دفع چربی و کربن‌سازی چرخ‌دستی، مدل RT3-360-5، یک کوره با عملیات چرخه‌ای با ابعاد کاری محفظه 6000 میلی‌متر طول، 2000 میلی‌متر عرض و 2000 میلی‌متر ارتفاع است. این تجهیز دو هدف را دنبال می‌کند: اول، دفع چربی از سیلندرهای فلزی و لوله‌های با قطرهای مختلف؛ دوم، سوزاندن عایق لاستیکی و پوشش داخلی سیلندرها و لوله‌ها با قطرهای متفاوت در فرآیندهای کربن‌سازی. ویژگی مشترک این دو فرآیند این است که قطعات کار حاوی مواد آلی یا پلیمری در داخل خود هستند که باید حذف شوند و محصولات احتراق باید به سرعت تخلیه شوند. خود قطعات کار ساختارهای استوانه‌ای کشیده هستند که نیازمندی‌های نسبتاً بالایی را برای یکنواختی دمای کوره ایجاد می‌کنند. دمای نامی تجهیز 500 درجه سانتی‌گراد است که دمای عملیاتی قابل تنظیم دارد. پارامترهای فنی اصلی و پیکربندی توان توان نامی تجهیز 500 کیلووات است که در محدوده درصدی قابل تنظیم است؛ ولتاژ نامی 380 ولت، سه فاز 50 هرتز. نرخ گرمایش در بار کامل از 20 تا 80 درجه سانتی‌گراد در ساعت قابل تنظیم است و زمان گرمایش کوره خالی بیش از 90 دقیقه نیست. یکنواختی دمای کوره در مرحله نگهداری دما از ±5 درجه سانتی‌گراد تجاوز نمی‌کند. ابزار کنترل دما، مدل Shimaden SRS13A ژاپنی با دقت حداکثر ±1 درجه سانتی‌گراد است. روش کنترل دما ترکیبی از رابط کاربری صفحه لمسی انسان و ماشین با ابزار هوشمند Shimaden و تنظیم‌کننده توان برای کنترل تنظیم ولتاژ PID است. عناصر گرمایشی نوارهای مقاومتی آلیاژ مقاومتی بالا 0Cr25Al5 تولید شده توسط گروه Shougang هستند که با استفاده از قالب مخصوص به ساختار موج‌دار پردازش شده و در پنج سطح چیده شده‌اند: دو طرف کوره، درب کوره، دیوار عقب و کف کوره. تعداد مناطق کنترل دما 4 تنظیم شده است که هر منطقه به طور مستقل مجهز به آمپرمتر، ولت‌متر و نشانگر روشن/خاموش برای سهولت در مکان‌یابی خطا است. مواد عایق بدنه کوره، پنبه نسوز استاندارد از الیاف آلومینوسیلیکات با ضخامت 240 میلی‌متر است. جنس مکانیزم هدایت هوا در کوره فولاد ضد زنگ 304 با ضخامت 2 میلی‌متر است. جنس صفحه کف کوره فولاد ریخته‌گری CrMnN با ضخامت 30 میلی‌متر، به شکل نوار است. ساختار آستر و منطق صرفه‌جویی در انرژی آستر از پتوهای نسوز الیافی آلومینوسیلیکات استاندارد استفاده می‌کند که به طور ویژه به ساختارهای صفحه بزرگ با چگالی 230 کیلوگرم بر متر مکعب پردازش شده‌اند و در نهایت به یک آستر با ضخامت 240 میلی‌متر مونتاژ می‌شوند. ماژول‌های پنبه الیافی با استفاده از لنگرهای میله گرد فولاد ضد زنگ SUS304 به ساختار فولادی بدنه کوره متصل می‌شوند. وزن یک آستر کاملاً الیافی تقریباً یک‌سی‌ام وزن بدنه کوره آجری نسوز است. نتیجه مستقیم این تفاوت وزن، کاهش قابل توجه بار ساختار فولادی است. مرجع مقایسه ارائه شده در پیشنهاد این است که، تحت مشخصات یکسان، ساختار کاملاً الیافی تقریباً 30% بیشتر از کوره مقاومتی مبتنی بر آجر، در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کند. این رقم یک مقدار تجربی مهندسی است؛ صرفه‌جویی واقعی در انرژی به شرایط عملیاتی مانند وضعیت آب‌بندی کوره، منحنی گرمایش و نرخ بارگذاری بستگی دارد. ساختارهای نسوز کاملاً الیافی مقاومت حرارتی خوبی دارند، می‌توانند گرمایش و سرمایش سریع را تحمل کنند و عمر طولانی‌تری نسبت به ساختارهای آجری دارند. دستگاه گرمایش و ساختار تعلیق عناصر گرمایشی از یک ساختار تعلیق پیشرفته با راندمان تابش بالا استفاده می‌کنند که تبادل حرارت را در داخل کوره افزایش می‌دهد، راندمان حرارتی کوره را بهبود می‌بخشد و عمر عناصر گرمایشی را افزایش می‌دهد. نوارهای مقاومتی از 0Cr25Al5 به ساختار موج‌دار پردازش شده‌اند که نصب و نگهداری آن آسان است. ساختار درب کوره و مکانیزم آب‌بندی درب کوره از یک ساختار قاب فولادی با مواد عایق حرارتی الیاف نسوز استفاده می‌کند که به همان روش بدنه کوره نصب می‌شود. درب کوره مجهز به مکانیزم بالابر برقی 2 تنی است، با بالابر برقی نصب شده در بالای قاب دروازه درب کوره. سرعت بالابر درب 8 متر بر دقیقه است. آب‌بندی درب کوره از مکانیزم بادامک برای بستن خودکار همراه با دستگاه آب‌بندی لبه نرم استفاده می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که درب به طور خودکار به بدنه کوره آب‌بندی می‌شود. عملکرد این مکانیزم آب‌بندی تضمین آب‌بندی کوره در طول تولید، جلوگیری از خروج گازهای دمای بالای کوره، بهبود محیط کار و همچنین اطمینان از یکنواختی دمای کوره و افزایش بهره‌وری انرژی است. این دستگاه آب‌بندی از نظر ساختار ساده، ایمن، قابل اعتماد و نگهداری آسان است و سال‌ها در تولید کوره‌های چرخ‌دستی کاملاً الیافی مورد تأیید قرار گرفته است. در مورد حفاظت ایمنی، هر دو حرکت بالایی و پایینی درب کوره مجهز به مکانیزم‌های حد ایمنی دوگانه، همراه با یک دستگاه قفل شونده با واگن کوره هستند. توان گرمایش به محض باز شدن درب کوره به طور خودکار قطع می‌شود. سوئیچ‌های حد از برند Omron هستند. واگن و مکانیزم کشش واگن شامل یک قاب، آستر کوره واگن، صفحه کف کوره و مکانیزم کشش واگن است. قاب از فولاد کانال جوش داده شده است، با صفحات جانبی 10 میلی‌متری و صفحات کف 5 میلی‌متری (Q235)، محکم و قابل اعتماد ساخته شده است، به راحتی تغییر شکل نمی‌دهد یا تاب برنمی‌دارد. لایه عایق کف پایه کوره واگن شامل دو لایه از آجرهای دیاتومه متناوب و آجرهای مستقیم سبک است، در حالی که لایه نسوز با استفاده از آجرهای سنگین ساخته شده است. محیط واگن از آجرهای نامنظم برای جلوگیری از تماس مستقیم گاز کوره با صفحات جانبی واگن استفاده می‌کند. لایه نسوز روی واگن به شکل شیار برای قرار دادن عناصر گرمایشی ساخته شده است که به عنوان تکیه‌گاه صفحه کف کوره نیز عمل می‌کند. صفحه کف کوره از فولاد ریخته‌گری CrMnN با ضخامت کل 30 میلی‌متر ساخته شده است که در بالای شیار محل قرارگیری عناصر گرمایشی قرار می‌گیرد تا از افتادن اکسیدها بر روی عناصر گرمایشی پس از گرم شدن قطعه کار جلوگیری شود. صفحه کف کوره مجهز به طراحی اتصال فشاری برای جلوگیری از حرکت است. پشت واگن مجهز به کنتاکت‌های متحرک و ثابت RT0 برای اتصال برق است که منبع تغذیه عناصر گرمایشی روی واگن را تکمیل می‌کند. این روش تماس دارای سطح تماس بزرگ و کافی، تماس خوب و بدون جرقه الکتریکی یا گرم شدن بیش از حد پس از استفاده طولانی مدت است. دستگاه کشش از یک ساختار قاب برای تحمل بار و حرکت استفاده می‌کند. قاب عمدتاً از فولاد کانال 16 و ورق فولادی جوش داده شده است. چرخ‌ها از فولاد 45# با مقاومت سایشی بالا ساخته شده‌اند. درایو یک موتور به علاوه کاهنده است، با سرعت ورود/خروج 6 تا 8 متر بر دقیقه، که توسط یک موتور هدایت می‌شود. هم ورودی و هم خروجی کوره مجهز به مکانیزم‌های حد ایمنی دوگانه و مکانیزم‌های قفل شونده هستند – اگر واگن به موقعیت صحیح نرسد، درب کوره قابل باز و بسته شدن نیست و کل بدنه کوره نمی‌تواند برق‌دار شود. موتورهای دنده همزمان باعث انعطاف‌پذیری، پایداری و موقعیت‌یابی دقیق ورود و خروج واگن می‌شوند. سیستم گردش هوای گرم برای دستیابی به دمای یکنواخت کوره، 4 فن گردش گریز از مرکز در بالای کوره در طول آن نصب شده‌اند که هر کدام دارای توان نامی 7.5 کیلووات، موتورهای 4 مرحله‌ای هستند. پره‌ها و شفت فن از فولاد ضد زنگ 304 ساخته شده‌اند. فن یک طراحی یکپارچه است، با روتور موتور و شفت فن به عنوان یک واحد واحد، که سرعت پایدار، نویز کم و جریان هوای قوی را فراهم می‌کند. مکانیزم هدایت هوا در کوره از ورق فولادی SUS304 مقاوم در برابر حرارت ساخته شده است، با دیواره‌های همرفتی در دو طرف. با توجه به اینکه قطعات کار به شکل صفحه یا استوانه هستند، جهت گردش هوای گرم به صورت افقی طراحی شده است – هوا به صورت افقی از یک طرف دیوار همرفتی به طرف دیگر جریان می‌یابد، یعنی هوا از وسط هر لایه از قطعات کار عبور می‌کند. این مسیر جریان هوا گرمایش یکنواخت و دمای یکنواخت قطعات کار را تضمین می‌کند و عملکرد محصول را بیشتر بهبود می‌بخشد.

I. پیش زمینه پروژه و منطق تطبیق ظرفیت این مطالعه موردی شامل یک خط تولید گرمایش حرارتی آلومینیوم است که از طریق آن می توان میله های آلومینیوم A6061 و 5083-H111 را با قطر Ø245 mm و طول 500 mm، هرکدام با وزن 68، پردازش کرد.۴۰۶ کیلوگرم. مسیر مشتق شدن طراحی ظرفیت به شرح زیر است: با یک زمان چرخه 246 ثانیه در هر قطعه، تقسیم 3600 ثانیه با 246 ثانیه، 14.634 قطعه در ساعت را تولید می کند؛ ضرب 14.634 تکه با وزن تک تکه 68.406 کیلوگرم ظرفیت خروجی حدود 1000 کیلوگرم در ساعت را نشان می دهد. این زنجیره محاسبه نشان می دهد که زمان چرخه پارامتر پایه برای پیکربندی قدرت کل خط تولید است,سرعت مکانیسم حمل و نقل و منطق مرتب سازی یک شاخص نیست که می تواند به صورت خودسرانه تنظیم شود. دمای گرمایش مورد نیاز 480 تا 495 درجه سانتیگراد با انحراف مجاز ±15 درجه سانتیگراد است. محدوده دمای عملیاتی داده شده در پیشنهاد تجهیزات 460 تا 480 درجه سانتیگراد است.با نشان دادن انحراف اندکی از محدوده الزامات فرآیند خریداراین تفاوت به طور معمول نیاز به تایید کالیبراسیون در طول مرحله راه اندازی بر اساس فرآیند جعل واقعی دارد. II. پیکربندی سیستم تامین برق منبع برق گرمایش از یک منبع برق IGBT کاملا دیجیتال، مدل IGBT300/0 استفاده می کند.15، با قدرت نامی 300 کیلو وات و فرکانس اسمی 0.15 کیلو وات، یعنی 150 هرتز. فاکتور قدرت سیستم بیش از 0 است.9. اینورتر توریستورهای سریع را با ماژول های IGBT با ولتاژ ورودی 380V و ولتاژ خروجی 1000V ترکیب می کند. برنامه کنترل دارای تنظیم ولتاژ خودکار است.دستگاه های محافظی پوشش بیش از حد جریان، ولتاژ بالا، زمین زدن، فیوز سریع، ناهنجاری در فرکانس و ناهنجاری در آب خنک کننده. کویل القایی از لوله مس ساخته شده است که کمترین خلوص آن 99.9٪ و ضخامت دیواره آن حداقل 2.0 میلی متر است و از لوله مس Luoyang Copper T2 بدون اکسیژن ساخته شده است.کویل تحت شستن اسید قرار می گیرد، تزریق لاک عایق کننده با دمای بالا و پخت کوره مقاومت برای اطمینان از عایق بندی خوب، با ولتاژ مقاومت (به زمین) حداقل 5000V.طول عمر طراحی کویل حداقل 8 سال است.،000 ساعت پوشش کوره از لوله فولادی استنتی استفاده می کنه III. انتخاب فرکانس و ویژگی های بار فرکانس اسمی این تجهیزات 150 هرتز است، که در محدوده گرمایش اندوکسی فرکانس متوسط قرار دارد.هنگامی که مقادیر حثیت L و خازن تعویض تعیین می شود، فرکانس رزونانس طبیعی نیز تعیین می شود. همانطور که مقاومت بار (اندوکتور) تغییر می کند، فرکانس طبیعی نیز در حال حرکت است.و بالاتر زمانی که کوره به طور کامل با مواد سرد بارگذاری شده است. این ویژگی بار، الزامات را بر مرحله راه اندازی اعمال می کند: هرچه فرکانس راه اندازی به فرکانس بار واقعی نزدیک باشد، میزان موفقیت راه اندازی بالاتر است.روش شروع جارو فرکانس مورد استفاده در پیشنهاد ارسال مجموعه ای از فرکانس های پوشش محدوده بار فرکانس تغییر برای شروع تجهیزات، تحت تاثیر تغییرات بار قرار نمی گیرد و در نتیجه قابلیت اطمینان از راه اندازی را بهبود می بخشد. دستگاه از کنترل ردیابی فرکانس خودکار در طول کار استفاده می کند و نیازی به تنظیم دستی ندارد.هنگامی که در باند های فرکانسی مختلف استفاده می شود، به سادگی اتصال مناسب تعویض خازن بانک تنظیم به ارزش مقاومت مناسب. پارامترهای سیستم آب خنک کننده دمای ورودی آب خنک کننده 5 تا 35 درجه سانتیگراد، دمای خروجی کمتر از 55 درجه سانتیگراد و فشار کاری 0.2 تا 0.3 MPa است.5 متر3/ساعت، و برای بخش بدن کوره 37.5 m3/h است، با نیاز به آب 45 m3/h. روش خنک کننده از یک برج خنک کننده مدار بسته استفاده می کند. منطق ترتیب مدار داخلی آب کابینت قدرت مستحق توضیح جداگانه است: تمام لوله ها از لاستیک بدون کربن ساخته شده اند،و طول مسیر آب بین اجزای آن حداقل 1 نگه داشته شود..5 تا 2 متر برای جلوگیری از بی ثباتی تجهیزات ناشی از آلودگی متقابل بین اجزای موجود از طریق مسیر آب.لوله های قرمز برای آب بازگشت (آب گرم) و لوله های آبی برای آب ورودی (آب سرد) استفاده می شود، برای تمایز سریع جهت جریان. مخزن داخلی آب فلزی از فولاد ضد زنگ 304 برای تامین آب متمرکز استفاده می کند. سنسورهای دمایی بر روی تمام لوله های شاخه نصب شده و شماره گذاری شده اند.وقتی دمای آب غیر طبیعی است، سیستم کنترل هشدار می دهد و شماره خط آب معیوب را بر روی صفحه لمسی نشان می دهد. V. مکانیسم حمل و جور کردن مکانیکی میله ها به صورت مرتب به دست روی بستر ذخیره سازی قرار می گیرند. مکانیسم چرخش میله ها را با توجه به ریتم گرم کردن به حوضچه تغذیه تبدیل می کند.مکانیسم تغذیه یک سیستم تغذیه سیلندر است که با سرعت یکنواخت با توجه به ریتم تغذیه می شود. انتهای تخلیه مجهز به یک دستگاه تخلیه سریع است که شامل یک رول شفت شش گوشه ای خنک شده با آب و یک زنجیره حمل کننده با نیروی کافی برای جلوگیری از سرنگونی مواد است.و قدرت ساختاری و مقاومت در برابر دماهای بالا که نیازهای مشخصات مواد مختلف را در این پروژه برآورده می کند. مکانیسم طبقه بندی یک طراحی سه بخشی است که می تواند به سرعت، دقیق و به سرعت مواد با دمای پایین و دمای بالا را جدا کند و آنها را از طریق چاله ها به سطل های مربوطه منتقل کند.دمای افتتاحیه تقلب آلات باید بین 480 تا 495 درجه سانتیگراد کنترل شود (این تنظیمات می تواند با توجه به فرآیند مشتری تنظیم شود)در این محدوده دمایی، جعل به مرحله بعدی پردازش ادامه می یابد؛ جعل در زیر یا بالاتر از دمای جعل به سطل های مختلف مرتب می شود، با نرخ مرتب سازی 100٪. VI. اندازه گیری و کنترل دمای یک ابزار اندازه گیری دمای آلیاژ آلومینیوم اختصاصی در خروجی کوره ای از محرک نصب می شود. یک سوراخ در طرف کوره در فاصله خاصی از خروجی ایجاد می شود،و یک ابزار اندازه گیری دمای آلیاژ آلومینیوم اختصاصی برای پاسخگویی به نیازهای اندازه گیری دمای شرایط مختلف کار نصب شده استهنگامی که تفاوت دمای ابزار اندازه گیری بیش از حد بزرگ است یا دمای غیر طبیعی است، یک هشدار صوتی و بصری فعال می شود. دمای اولیه جعل می تواند در زمان واقعی در رابط انسان-ماشین و صفحه نمایش بزرگ نمایش داده شود. اندازه گیری دمای با استفاده از یک ترمومتر مادون قرمز،مجهز به عملکردهای نمایش دمای و ذخیره سازی (مدت ذخیره سازی 180 روز)دستگاه اندازه گیری دمای تحت تاثیر مقیاس اکسید سطح، گرد و غبار، دود یا بخار آب نیست.دقت و دوام دستگاه اندازه گیری دما برای 12 ماه تضمین می شود. VII. کنترل الکتریکی و رابط انسان-ماشین کابینت کنترل یک جعبه کنترل یکپارچه الکترومکانیکی را به کار می گیرد که از تخته با قدرت بالا با پوشش پودری برای جلوگیری از اکسیداسیون ساخته شده است.کابینت کنترل خارجی با توجه به سطح حفاظت حداقل IP54 ساخته شده است.اجزای اصلی برق ولتاژ پایین در کابینت برند اشنایدر الکتریک هستند، قطع کننده های مدار چینت هستند، کابل ها کابل های هسته ای مس با کیفیت بالا هستند و خطوط سیگنال کابل های محافظ هستند. PLC یک واحد سری Siemens S7 با یک ماژول رابط ارتباطی Profinet است و طراحی برنامه شامل بازخورد اطلاعات خطا و سیستم خود تشخیص است. رابط انسان-ماشین یک صفحه لمسی 15 اینچی رنگی (TPC1571) از پکن کونلون تونگ تای را اتخاذ می کند. تنظیمات مربوط به برنامه را می توان از طریق صفحه کلید لمسی وارد کرد.و پارامترهای محصول تایید شده و ذخیره شده (که قادر به بارگذاری و خواندن بیش از 50 نوع پارامتر فرآیند هستند) می توانند در هر زمان جستجو و چاپ شوندزمان چرخه (به طور مستقیم زمان ورودی) و طول مواد را می توان در این صفحه تنظیم کرد و صفحه نمایش می تواند به طور خودکار مقدار مواد با دمای پایین، مواد واجد شرایط،و مواد با دمای بالا. کار به دو حالت تقسیم می شود: اتوماتیک و دستی، که از طریق یک سوئیچ انتخاب دو موقعیت تغییر می کند.کل دستگاه می تواند با استفاده از فقط دکمه های شروع و توقف شروع و متوقف شوددر حالت دستی، عملکردهای مختلف را می توان به صورت جداگانه با استفاده از دکمه ها شروع کرد، با تمام عملیات انجام شده در صفحه لمسی. عملکرد شناسایی خطای هوشمند محتوای خطای را نشان می دهد و راه حل های مربوطه را در صورت بروز خطای عملیاتی یا هشدار شرایط خاص کار ارائه می دهد.این امکان را برای اپراتورها فراهم می کند که بیش از ۹۰ درصد از مشکلات رایج را به سرعت حل کنند.. کابینت منبع برق فرکانس متوسط مجهز به یک پانل تشخیص خطا است. هنگامی که سیستم نقص هایی مانند ولتاژ بالا، جریان بیش از حد، قطع آب یا شکست فیوز را تجربه می کند،بلافاصله ماشین را متوقف می کند و به طور خودکار سوئیچ اصلی قدرت را قطع می کند. VIII. روش های کاری ویژه برای شرکت های جعل حالت کار اولیه: هنگامی که هر شیفت شروع می شود، سیستم گرمایش تحرک تازه شروع شده است و دمای داخل کوره تحرک دمای اولیه است.برای کاهش تولید مواد با دمای پایین، این حالت افزایش می دهد یا قدرت را مطابق با ریتم یا سرعت حفظ می کند زمانی که مواد گرم شده با ریتم یا سرعت تغذیه می شوند، اطمینان حاصل می کند که هر میله به دمای جعل می رسد. حالت منوی: هنگامی که کاربر بیلت را دوباره گرم می کند، فقط باید شماره سفارش را در منوی وارد کند،و سیستم حرارتی حرارتی به طور خودکار بر اساس داده های گرمایش در منوی بدون تنظیم دستی اجرا می شود، اطمینان از ثبات کیفیت گرمایش محصول. حالت تمیز کردن کوره: هنگامی که تمیز کردن کوره پس از کار روزانه مورد نیاز است،به سادگی فعال کردن حالت تمیز کردن کوره باعث می شود مکانیسم تغذیه مواد ساختگی خالی را به اتاق کوره بر اساس ریتم تنظیم شده فشار دهد.، با کاهش قدرت به تدریج، به حداکثر رساندن صرفه جویی در انرژی در طول فرآیند تمیز کردن کوره.