KΦT-Ⅲ铝管收口机温度控制系统改进

张忠吉

KΦT-Ⅲ铝管收口机是中航工业沈阳飞机工业(集团)有限公司从国外引进的旧设备，由温度控制系统、液压系统、冷却循环系统等组成，主要用于某操纵连杆管端做热收口加厚管壁。铝管收口机是公司关键设备，目前存在设计落后、元件老化、故障率高等问题，为此对其电气和温度控制系统进行改造。下面介绍对温度控制系统做的一些改进措施及设备调试。

一、KΦT-Ⅲ铝管收口机温度控制系统

1.存在的问题

该机温度控制原理见图1，1台380V/20V、40kV·A感应变压器向加热管供电，在加热炉体内形成电磁涡流，产生热量。插入炉体的热电偶将温度变化信号传送至指针式温控表，若炉体内温度达到设定温度，温控表内部继电器切断感应变压器主电路交流接触器线圈，停止加热；若低于设定温度，温控表内部继电器接通感应变压器主电路交流接触器线圈，开始加热，周而复始。

上述通过控制接触器通断调节温度的方式存在热冲程效应，影响铝管热收口质量。当炉体达到设定温度接触器断电停止加热后，由于余热作用，炉体内温度仍将继续上升到一定程度后再下降，同理当炉体温度降至设定温度接触器开始通电加热后，炉体内温度将继续下降到一定程度后再回升。

2.改进措施

采用LT37050000-00A型智能数显温控仪、温度记录仪、希曼顿公司H3120ZF型固态继电器等元器件改进温度控制系统（图2）。温控仪具有PID调节功能，当炉体温度接近设定温度时，温控仪发出断续触发脉冲控制固态继电器，使加热器时通时断，确保炉体内温度稳步升高并保持在设定温度水平。

二、设备调试

1.空车调试

（1）温度控制系统过电流。主要表现为电流表每隔几分钟向上摆动1次，仔细检查设备电气元件，分析电气线路后判断主要原因是电路中发生串联谐振。感应变压器电感值L较大，固态继电器SSR1和SSR2内部存在非线性分布电容值C，当线路通过较大加热电流时，固态继电器内部发热，C值增大。当L、C匹配，即ωL=1/ωC时，电路中阻抗最小，电流最大，导致电流表指针向上摆动。当大电流通过固态继电器时，又引起固态继电器C值变化，电路中阻抗重新增大，电流减小，电流表指针回落，这样每隔几分钟，L、C匹配1次，出现过电流。解决办法是在固态继电器两端并联1个阻容吸收器（经计算，参数选择150Ω、0.22uF、1000V），同时在感应变压器原边并接 1个SDR20型压敏电阻。

（2）感应变压器副边连接铜排发热严重。主要原因是连接螺栓固定不紧产生氧化电阻，变压器副边通过电流超过1000A，根据热能公式Q=I2Rt，氧化电阻可在变压器副边连接铜排上产生极大热量。解决办法是在铜排表面重新镀锡并紧固螺栓。

（3）加热圈电磁噪声大。主要原因是加热圈和加热模具位置不对称，适当调整即可。

2.零件加工调试

空车调试完毕，即可进行零件加工调试，经过人工上件、程梁预行程、预热、收口、返程等一系列程控操作，零件加工完毕。检查零件加工质量，解决存在的问题。

（1）靠近收口加工端，铝管弯曲变形。仔细分析设备各部件功能，确定主要原因及处理方法：①零件卡具在常温下测量改制，加热后模具受热变形，造成零件卡具与加热模具不同心。需在450℃时测量模具中心高，根据此时中心高加工卡具。②收口行程过长。正常情况下，零件加工完毕后碰压行程开关返程，若返程开关位置调得过远，铝管收口到位后，在承梁推压下仍在前进，容易造成铝管变形。③收口速度选择不当。铝管收口速度通过调压阀调节油缸压力进行控制，若收口速度过快，铝管在加热模具中受热不均，反之铝管在模具中受热时间过长，材料变软，两种情况均容易使铝管变形。④加热模具磨损。更换加热模具。

（2）管壁收口厚度不够。主要原因是模具内温度下降，铝管在模具中加热收口时，要吸收较大热量，使模具内温度下降，观察每加工1次，模具内温度均下降2～3℃。解决办法是在炉体内部增设石棉保温层，调长预热时间。

改进后，铝管收口质量明显提高，产品合格率超过95%，每年节省费用在5万元以上。