Тепловой расчет экструзионной головки

Тепловой расчет производится с целью определения необходимой мощности обогрева и обеспечения равномерного температурного поля в оформляющих деталях.

Так как обогрев осуществляется с помощью теплоэлектронагревателей (ТЭНов), то рассмотрим методику соответствующего расчета.

Тепловой расчет головки разделяется на два этапа: определение общей мощности все нагревательных элементов для периода запуска оборудования и определения времени разогрева.

1 Расход тепла

Q_пол – это полезное тепло, которое необходимо для нагрева головки до температуры формования, рассчитывается по формуле (2.35):

,(2.35)

где c_cm – теплоемкость материала (инструмента) в кДж/кг·К;

G_гол – масса головки, 50 кг;

∆Т – изменение температуры материала в процессе его нагревания до температуры формования, К.

.

2 Определим потери тепла в окружающую среду Q_о.с.

2.1 Потери тепла боковой поверхности определим по формуле (2.36):

,(2.36)

где а_б –коэффициент теплоотдачи от нагретой поверхности металла при свободном движении воздуха, принимаем 10 Вт/(м²·К);

F_б – площадь боковой поверхности, м²;

∆Т – разность температур поверхности металла и окружающей среды, К.

Площадь боковой поверхности вычисляем исходя из среднего диаметра наружной поверхности равной 0,3 м и усредненной длины 0,44 м.

;

.

2.2 Потери тепла торцевой поверхностью

Потери тепла торцевой поверхностью определим по формуле
(2.37):

,(2.37)

где F_m – площадь торцевой поверхности, м²;

Площадь торцевой поверхности вычисляем исходя из среднего диаметра наружной поверхности равной 0,3 м.

;

,

Потери тепла в окружающую среду Q_о.с определяем по формуле (2.38):

;(2.38)

.

3 Потери тепла за счет охлаждения цилиндра экструдера вентилятором найдем по формуле (2.39):

;(2.39)

.

Приход тепла:

Приход тепла за счет нагревателей определим по формуле (2.40):

;(2.40)

.

Мощность нагревателей принимаем (2.41):

;(2.41)

.

Время разогрева оснастки определим по формуле (2.42):

,(2.42)

где Q_раз – количество тепла, требуемое для разогрева головки, определяется по формуле (2.43):

;(2.43)

;

;

.

Так как нас не может устроить такая длительность запуска оборудования, то увеличиваем мощность нагревателей W=5 кВт и время разогрева станет около часа [12].

Заключение

В курсовом проекте спроектировано производство автомобильного провода марки ПВАМ-1,0, предназначенного для соединения и монтажа приборов, электро- и элек­тронного оборудования, в том числе электронных систем управления двигателем и впрыском топлива автомобиля. Детально разработана операция наложения изоляции на токопроводящую жилу.

В данном курсовом проекте была выполнена следующая работа:

1. обоснован выбор материала изделия, приведены его характеристики;

2. разработана схема производственного процесса:

- проведен выбор и обоснование метода переработки;

- обоснован выбор экструзионной линии RA-A после сравнительного анализа технических характеристик с другими экструзионными линиями по выпуску автомобильных проводов;

- обоснованы параметры и режимы изготовления изделия;

3. описан технологический процесс производства;

4. рассмотрены виды брака и способы его устранения;

5. выполнены материальный и технологический расчеты;

6. выполнены черчежи:

- экструзионная головка;

- план размещения экструзионной линии RA-A;

- схема производственного процесса.