Многие горячеканальные формы для литья под давлением оснащены окружающими трубопроводами охлаждения циркулирующей воды для контроля температуры основания формы, а высокоскоростной-поток циркулирующей воды генерирует непрерывную вибрацию трубопровода и слабые переменные сигналы электромагнитной индукции. Эти помехи действуют на близлежащие датчики термопар и жгуты проводов, что приводит к неравномерным скачкам температуры, ложным срабатываниям сигнализации о высокой и низкой температуре, нестабильной регулировке мощности нагрева ПИД, что серьезно мешает стабильному формованию прецизионных пластиковых деталей. Большинство обслуживающего персонала сосредотачивают внимание только на серводвигателях и нагревательных змеевиках как на источниках помех, игнорируя скрытые помехи от вибрации потока трубопровода водяного охлаждения. В этой статье систематически излагаются принцип формирования помех, этапы идентификации полей и схемы устранения много-слойной изоляции.
1. Два основных механизма создания помех в трубопроводе охлаждающей воды.
Во-первых, механические вибрационные помехи проводимости. Высокоскоростная циркуляция охлаждающей воды внутри металлического трубопровода вызывает резонансную вибрацию трубопровода, которая передается на стальную раму формы через фиксирующую опору трубопровода. Вибрация постоянно воздействует на позиционирующий винт термопары, контактную поверхность штыря вилки и секцию изгиба армированного провода, вызывая микро-смещение точек контакта, увеличивая колебания сопротивления контакта, а затем формируя случайные скачки температурного сигнала. Особенно в точках измерения сопла с тонкими стенками, расположенными рядом с каналом охлаждающей воды, эффективность проводимости вибрации самая высокая, а диапазон колебаний температуры может достигать ± 2 ~ 3 градусов во время непрерывной циркуляции воды; как только водяной насос отключается, вибрация исчезает, и температурная кривая сразу же становится гладкой, что является наиболее очевидным отличительным признаком этого типа помех.
Во-вторых, слабые помехи переменной электромагнитной индукции. Двигатель насоса охлаждающей воды представляет собой силовое оборудование переменного тока, а металлический водопровод, заполненный проводящей водной средой, образует большой индукционный контур. Переменное магнитное поле, создаваемое двигателем насоса, будет индуцировать слабый переменный ток на поверхности металлического трубопровода, а заряженный трубопровод будет излучать помеховые магнитные поля в окружающее пространство. Неэкранированные или недостаточно экранированные удлинительные провода термопар улавливают эти наведенные сигналы помех, накладывают их на эффективный термоэлектрический потенциал микровольтного-уровня и формируют периодические колебания температуры, синхронизированные с рабочей частотой водяного насоса. Эти помехи будут значительно усилены, когда водопровод тесно прикреплен к жгуту проводов термопары, а частота колебаний соответствует частоте вращения водяного насоса, которую можно отличить от случайных помех, создаваемых серводвигателями.
2. Пошаговый--пошаговый-процесс выявления на объекте вибрационных помех водопровода
Шаг 1: Наблюдайте за соотношением синхронизации колебаний температуры. Запишите температурную кривую термопары при включении и выключении насоса охлаждающей воды. Если помехи от скачка температуры полностью исчезают после отключения питания водяного насоса и прекращения циркуляции воды, можно предварительно судить о том, что источник помех исходит из системы трубопроводов охлаждающей воды. Если колебания температуры все еще существуют после остановки водяного насоса, устраните фактор помех в водопроводе воды и проверьте нагревательные змеевики, серводвигатели и другие источники помех.
Шаг 2: Проверка виброизоляции. Используйте толстые резиновые демпфирующие прокладки, чтобы изолировать контактную часть между водопроводом воды и рамой формы, зафиксируйте трубопровод мягкими пластиковыми кабельными стяжками вместо металлических крепежных зажимов, а затем снова включите водяной насос, чтобы наблюдать за изменением температурной кривой. Если амплитуда колебаний снижается более чем на 70%, это доказывает, что механическая вибропроводимость является основным фактором помех; если амплитуда колебаний уменьшается лишь незначительно, это указывает на то, что помехи электромагнитной индукции составляют большую долю и необходимо добавить обработку электромагнитной изоляцией.
Шаг 3: Проверка контрастности расстояний между трубопроводами. Отодвиньте жгут проводов термопары на 20 см от металлического трубопровода охлаждающей воды, разделите их с помощью теплоизоляционных перегородок и перезапустите водяной насос для проверки. Если после увеличения расстояния температурные помехи полностью устранены, то первопричиной является электромагнитная индукция водопровода; если помехи все еще существуют, сосредоточьтесь на решении проблемы механической резонансной вибрации самого трубопровода.
3. Многоуровневые целевые решения по устранению, отсортированные по сложности реализации.
Решение 1. Преобразование механической виброизоляции (устранение помех вибропроводимости)
1. Трансформация демпфирования крепления трубопровода: заменить все металлические хомуты, фиксирующие трубопроводы охлаждающей воды, на пластиковые хомуты с резиновой оберткой; добавьте толстые демпфирующие прокладки из резины EPDM между трубопроводом и контактной поверхностью стали формы, чтобы перекрыть путь передачи вибрации от трубопровода к раме формы. Избегайте жесткой сварки или жесткого болтового соединения между трубопроводом и плитой формы, оставьте гибкий буферный зазор 3–5 мм в месте соединения.
2. Снижение вибрации основания водяного насоса: установите специальные резиновые амортизирующие прокладки под основание насоса циркулирующей воды, чтобы уменьшить резонансную вибрацию, создаваемую самим корпусом насоса; соедините выпускное и входное отверстие насоса мягкими резиновыми шлангами вместо прямых труб из твердого металла, чтобы изолировать вибрацию корпуса насоса от трубопровода со стороны формы, избежать передачи вибрации насоса на форму по всему трубопроводу.
3. Локальное анти-усиление вибрации термопары. Для датчиков сопла, расположенных вблизи канала охлаждающей воды, замените обычные пружины сжатия волнистыми-антивибрационными композитными пружинами; добавьте буферные петли из спиральной проволоки на выходе провода термопары, чтобы поглотить микро-вибрационное смещение, передаваемое формой, и предотвратить колебание контактного сопротивления штыря вилки из-за вибрации. Используйте байонетные-антивибрационные-заглушки вместо обычных фрикционных двух-штыревых заглушек, чтобы поддерживать стабильное контактное давление при длительной-вибрации трубопровода.
Решение 2. Преобразование изоляции электромагнитной индукции (устранение помех в магнитном поле трубопровода)
1. Стандарт разделения расстояний проводки: -переложите сигнальный жгут термопары, сохраняйте минимальное горизонтальное расстояние между жгутом и металлическим трубопроводом охлаждающей воды более 15 см, при пересечении трубопровода примите вертикальное поперечное расположение и строго запрещайте параллельную-прокладку сигнального провода и водопровода на большие расстояния. Если пространство для размещения пресс-формы ограничено и не может быть разделено, оберните жгут проводов термопары защитными рукавами из нержавеющей стали, чтобы изолировать излучение внешнего магнитного поля.
2. Изоляционная обработка трубопровода: оберните металлический трубопровод охлаждающей воды толстой непроводящей стекловолоконной изоляционной ватой, чтобы перекрыть путь проводимости индуцированного переменного тока на поверхности трубопровода и уменьшить способность трубопровода излучать мешающие магнитные поля наружу. Избегайте перекрытия и объединения нескольких металлических трубопроводов, что приведет к наложению индукционных магнитных полей и усилению интенсивности помех.
3. Вспомогательное согласование для фильтрации сигналов: установите специальные модули фильтров сигналов миниатюрных термопар в распределительную коробку пресс-формы, отфильтруйте низкочастотные переменные помехи, создаваемые водопроводом, прежде чем сигнал будет передан в шкаф управления; выберите двух-слой фольги + полностью экранированные компенсационные удлинительные провода, строго выполняйте одноточечное заземление экранирующей оплетки со стороны шкафа управления и запретите двойное-концевое заземление, чтобы избежать образования тока в контуре заземления и усугубления помех.
Решение 3. Вспомогательная регулировка оптимизации параметров расхода воды.
Правильно отрегулируйте частоту потока насоса циркуляционной воды, избегайте работы насоса на резонансной частоте трубопроводной системы; Соответствующим образом уменьшите скорость потока воды, исходя из требований к охлаждению формы, замедлите воздействие потока воды внутри трубопровода, чтобы уменьшить амплитуду резонанса трубопровода. Регулярно очищайте от накипи внутри трубопровода охлаждающей воды, чрезмерная накипь изменит структуру внутреннего канала потока трубопровода, усугубит турбулентность потока воды и интенсивность вибрации трубопровода, а накипь также увеличивает проводимость охлаждающей воды, усиливая помехи электромагнитной индукции.
4. Регулярный цикл технического обслуживания для предотвращения повторных помех.
На производственных линиях, оснащенных интегрированными системами циркуляции охлаждающей воды пресс-формы, проводите полную проверку вибрации и помех каждые две недели во время планового обслуживания пресс-формы. Проверьте, не стареют ли и не отпадают ли резиновые демпфирующие прокладки водопровода, не расположен ли жгут проводов термопары слишком близко к трубопроводу, не повреждена и не оголена ли защитная оплетка удлинительного провода. Своевременно заменяйте стареющие демпфирующие резиновые детали, -измените маршрут жгута проводов, который нарушает стандарт разделения расстояний, и дополните защитную гильзу для оголенных участков проводов. В период сезонного изменения температуры частота регулировки расхода охлаждающей воды является частой, а частота проверок увеличивается до одного раза в неделю, чтобы избежать новых точек резонансной вибрации, возникающих в результате изменения скорости потока воды, что приводит к повторяющимся ошибкам скачка сигнала термопары.
5. Предложения по профилактической оптимизации на этапе проектирования пресс-формы.
При рисовании схемы трубопровода охлаждающей воды горячеканальной формы зарезервируйте независимые каналы проводки для сигнальных жгутов термопар и расположите водопровод на стороне, максимально удаленной от точек измерения коллектора и сопла, минимальное расстояние между трубопроводом и любым измерительным отверстием термопары не должно быть менее 20 мм. Заранее спроектируйте конструкцию крепления трубопровода со встроенными-амортизирующими прокладками, избегайте жесткого жесткого соединения трубопровода с плитой формы и оставьте достаточно места для установки защитных гильз для жгута проводов термопары. Для высокоскоростных -тонкостенных-форм с большим потоком охлаждающей воды схема проектирования отдельной водяной насосной принята для принципиальной изоляции переменного магнитного поля корпуса насоса и источника вибрации от зоны производства литья под давлением, что существенно снижает вероятность помех сигнала термопары в источнике.
