Багато гарячеканальних форм для лиття під тиском обладнано оточуючими циркуляційними водяними охолоджувальними трубопроводами для контролю температури основи прес-форми, а високо-швидкісний циркулюючий потік води створює безперервну вібрацію трубопроводу та слабкі змінні сигнали електромагнітної індукції. Ці перешкоди діють на сусідні термопарні зонди та джгути проводів, що призводить до нерегулярних температурних стрибків, помилкових сигналів високої та низької температури, нестабільного регулювання потужності нагріву PID, що серйозно заважає стабільному формуванню точних пластикових деталей. Більшість обслуговуючого персоналу зосереджується лише на серводвигунах і нагрівальних котушках як на джерелах перешкод, ігноруючи приховані перешкоди від вібрації потоку трубопроводу водяного охолодження. У цьому документі систематично пояснюється принцип утворення перешкод, етапи ідентифікації поля та схеми усунення багато{3}}шарової ізоляції.
1. Два механізми генерації перешкод у трубопроводі охолоджувальної води
По-перше, перешкоди провідності механічної вібрації. Високошвидкісна-циркуляція охолоджувальної води всередині металевого трубопроводу створює резонансну вібрацію трубопроводу, яка передається на сталевий каркас форми через опору для кріплення трубопроводу. Вібрація безперервно впливає на гвинт позиціонування термопари, контактну поверхню штифта вилки та ділянку згину армованого дроту, викликаючи мікро-зміщення контактних точок, збільшуючи коливання контактного опору, а потім утворюючи випадкові стрибки сигналу температури. Особливо тонко{5}}точка вимірювання сопла поблизу каналу охолоджувальної води, ефективність провідності вібрації є найвищою, а діапазон коливань температури може досягати ±2~3 градусів під час безперервної циркуляції води; як тільки водяний насос вимикається, вібрація зникає, і крива температури негайно стає гладкою, що є найбільш очевидною ознакою ідентифікації цього типу перешкод.
По-друге, слабкі перешкоди змінної електромагнітної індукції. Двигун насоса охолоджувальної води є силовим обладнанням змінного струму, а металевий водопровідний трубопровід, заповнений провідним водяним середовищем, утворює велику індукційну петлю. Змінне магнітне поле, створюване двигуном насоса, буде індукувати слабкий змінний струм на поверхні металевого трубопроводу, а заряджений трубопровід буде випромінювати магнітні поля перешкод в навколишній простір. Неекрановані або недостатньо екрановані подовжувальні дроти термопари вловлюють ці індуковані сигнали перешкод, накладають їх на ефективний термоелектричний потенціал на мікровольт-рівні та формують періодичні коливання температури, синхронізовані з робочою частотою водяного насоса. Ці перешкоди будуть значно посилені, коли водопровід щільно приєднаний до джгута проводів термопари, а частота коливань узгоджується з частотою обертання водяного насоса, яку можна відрізнити від випадкових перешкод, створюваних серводвигунами.
2. Покроковий-за-покроковим-процесом ідентифікації вібрації водопроводу
Крок 1: Спостерігайте за співвідношенням синхронізації температурних коливань. Запишіть температурну криву термопари, коли насос охолоджувальної води вмикається та вимикається. Якщо після відключення живлення водяного насоса і припинення циркуляції води перешкоди від стрибків температури повністю зникають, то можна попередньо судити, що джерело перешкод походить від системи трубопроводів охолоджуючої води. Якщо коливання температури все ще існують після зупинки водяного насоса, усуньте фактор перешкод водопроводу та зверніться до перевірки нагрівальних котушок, серводвигунів та інших джерел перешкод.
Крок 2: Перевірка тесту на віброізоляцію. Використовуйте товсті гумові демпферні прокладки, щоб ізолювати контактну частину між водопроводом і рамою форми, зафіксуйте трубопровід м’якими пластиковими кабельними стяжками замість металевих фіксуючих затискачів, а потім знову увімкніть водяний насос, щоб спостерігати за зміною температурної кривої. Якщо амплітуда коливань зменшується більш ніж на 70%, це доводить, що механічна вібраційна провідність є основним фактором перешкод; якщо амплітуда коливань лише трохи зменшується, це означає, що перешкоди електромагнітної індукції становлять більшу частку, і необхідно додати електромагнітну ізоляційну обробку.
Крок 3: Тест на контрастність відстані трубопроводу. Перемістіть джгут проводів термопари на 20 см від металевого трубопроводу охолоджувальної води, відокремте їх за допомогою теплоізоляційних перегородок і перезапустіть водяний насос для перевірки. Якщо після збільшення відстані температурні перешкоди повністю усуваються, першопричиною є електромагнітна індукція водопроводу; якщо перешкоди все ще існують, зосередьтеся на вирішенні проблеми механічної резонансної вібрації самого трубопроводу.
3. Багаторівневі цільові рішення з усунення, відсортовані за складністю реалізації
Рішення 1: Перетворення механічної віброізоляції (усунення перешкод провідності вібрації)
1. Трансформація амортизації кріплення трубопроводу: замініть усі металеві трубні хомути, що фіксують трубопроводи охолоджувальної води, на гумові пластикові амортизаційні хомути; додайте товсті гумові амортизаційні прокладки з EPDM між трубопроводом і контактною поверхнею прес-форми, щоб перекрити шлях передачі вібрації від трубопроводу до рами прес-форми. Уникайте жорсткого зварювання або жорсткого болтового з’єднання між трубопроводом і прес-формою, залиште гнучкий буферний зазор 3–5 мм у місці з’єднання.
2. Зменшення вібрації основи водяного насоса: встановіть спеціальні гумові амортизаційні прокладки під базу циркуляційного водяного насоса, щоб зменшити резонансну вібрацію, створювану самим корпусом насоса; з’єднайте вихідний і вхідний отвір насоса за допомогою м’яких гумових шлангів замість твердих металевих прямих труб, щоб ізолювати вібрацію корпусу насоса від трубопроводу з боку прес-форми, щоб уникнути передачі вібрації насоса на форму через весь трубопровід.
3. Місцеве антивібраційне підсилення термопари: для зондів форсунок поблизу каналу охолоджувальної води замініть звичайні пружини стиснення хвилеподібними анти-вібраційними пружинами; додайте спіральні дротяні буферні петлі на виході дроту з термопари, щоб поглинати мікро-зміщення вібрації, що передається формою, запобігати коливанню контактного опору штифта вилки через вібрацію. Використовуйте байонетні-антивібраційні заглушки замість звичайних фрикційних дво-штирькових заглушок, щоб підтримувати стабільний контактний тиск під час тривалої-вібрації трубопроводу.
Рішення 2: Перетворення ізоляції електромагнітної індукції (усунення перешкод магнітного поля трубопроводу)
1. Стандарт розподілу проводів: пере-прокладіть сигнальний джгут термопари, зберігайте мінімальну горизонтальну відстань між джгутом і металевим трубопроводом охолоджувальної води більше 15 см, використовуйте вертикальне перехресне розташування під час перетину трубопроводу та суворо забороняйте-прокладати сигнальний дріт і водопровід на великі відстані паралельно. Якщо простір компонування прес-форми обмежений і не може бути відокремлений, оберніть джгут проводів термопари повноцінними захисними рукавами з нержавіючої сталі, щоб ізолювати випромінювання зовнішнього магнітного поля.
2. Обробка ізоляції трубопроводу: оберніть металевий трубопровід охолоджувальної води товстою не-провідною ізоляційною ватою зі скловолокна, щоб перекрити шлях провідності індукованого змінного струму на поверхні трубопроводу, зменшити здатність трубопроводу випромінювати магнітні поля перешкод назовні. Уникайте перекривання та об’єднання кількох металевих трубопроводів, що призведе до накладання індукційних магнітних полів і посилення інтенсивності перешкод.
3. Допоміжне узгодження фільтрації сигналу: встановіть мініатюрні модулі спеціального фільтру сигналу термопари на розподільній коробці прес-форми, відфільтруйте низько{1}}перемінні перешкоди, спричинені водопроводом, перш ніж сигнал буде передано до шафи керування; виберіть подвійну-шарову фольгу + обплетені повністю екрановані компенсаційні подовжувальні дроти, суворо виконайте одно-точкове заземлення екрануючої оплітки з боку шафи керування та забороніть подвійне-заземлення, щоб уникнути утворення струму в контурі заземлення та посилення перешкод.
Рішення 3: допоміжне коригування параметрів оптимізації потоку води
Правильно відрегулюйте частоту потоку насоса циркуляційної води, уникайте роботи насоса на резонансній частоті системи трубопроводу; належним чином зменшити швидкість потоку води за умов виконання вимог охолодження прес-форми, уповільнити вплив потоку води всередині трубопроводу, щоб зменшити амплітуду резонансу трубопроводу. Регулярно очищайте накип всередині трубопроводу охолоджувальної води, надмірний накип змінить структуру каналу внутрішнього потоку трубопроводу, посилить турбулентність потоку води та інтенсивність вібрації трубопроводу, а накип також збільшує провідність охолоджувальної води, посилюючи електромагнітну індукцію.
4. Регулярний цикл перевірки технічного обслуговування, щоб запобігти повторним несправностям
Для виробничих ліній, оснащених інтегрованою системою циркуляції води для охолодження форми, проводите повну перевірку вібрації та перешкод кожні два тижні під час планового обслуговування прес-форми. Перевірте, чи гумові амортизаційні прокладки водопроводу не старіють і не відпадають, чи джгут проводів термопари не знаходиться занадто близько до трубопроводу, чи не пошкоджена та оголена екрануюча оплетка подовжувального дроту. Вчасно замініть застарілі амортизаційні гумові деталі, -змініть маршрут джгута проводів, який порушує стандарт відстані, і доповніть екрануючу втулку для оголеної ділянки дроту. Під час періоду сезонних змін температури частота коригування потоку охолоджувальної води є частою, а частоту перевірок збільшено до одного разу на тиждень, щоб уникнути нових точок резонансної вібрації, створених зміною швидкості потоку води, що призводить до періодичних помилок стрибка сигналу термопари.
5. Пропозиції щодо профілактичної оптимізації етапу проектування прес-форми
Під час креслення схеми трубопроводу охолоджувальної води для гарячеканальної форми зарезервуйте незалежні канали проводки для сигнальних джгутів термопар і розташуйте трубопровід води збоку, якомога далі від точок вимірювання колектора та форсунок, мінімальна відстань між трубопроводом і будь-яким вимірювальним отвором термопари має бути не менше 20 мм. Заздалегідь спроектуйте кріпильну конструкцію трубопроводу з вбудованими-демпферними прокладками, уникайте жорсткого жорсткого з’єднання між трубопроводом і прес-формою та зарезервуйте достатньо місця для встановлення екрануючих гільз для джгута проводів термопари. Для високошвидкісних-тонкостінних-форм із великим потоком охолоджувальної води прийнято проектну схему окремої водяної насосної кімнати, щоб фундаментально ізолювати джерело змінного магнітного поля й вібрації корпусу насоса від виробничої зони лиття під тиском, зменшуючи ймовірність перешкод сигналу термопари в джерелі.
