 |
Таблиця 6.2.Технічні характеристики газополуменевих установок
|
|
|
|
Таблиця 6. 2. Технічні характеристики газополуменевих установок
для напилення
| Характеристика | УГПЛ | УГПН-005 | УГПТ | УПН-8-68 | Л5405 | УН-134 |
| Витрати газу, М3/год | ||||||
| ацетилен | 0, 8.. . 1, 0 | 1, 33 | 1, 7 | 0, 9... 1, 8 | 0, 2... 1, 0 | |
| пропан-бутан | 0, 2... 3, 0 | 0, 2... 3, 0 | 0, 2... 3, 0 | |||
| кисень | 0, 2... 10, 0 | 2, 95 | 2, 2 | 0, 1... 10, 0 | 0, 2... 6, 0 | |
| стиснуте повітря | 25.. 30 | 0, 1... 8 | 0, 1... 8, 0 | 0, 2... 4, 0 | ||
| Тиск газу, МПа: | ||||||
| ацетилен | 0, 03... 0, 1 | 0, 035... 0, 05 | 0, 07.. 0, 1 | 0, 1 | ||
| пропан-бутан | 0, 3 | 0, 22... 0, 25 | 0, 15 | |||
| кисень | 0, 8 | 0, 5 | 0, 2... 0, 8 | 0, 8 | ||
| стиснуте повітря | 0, 3... 0, 6 | 0, 5 | 0, 07... 0, 35 | 0, 5 | ||
| Продуктивність, кг/год | 6-20 | 12, 2 | 1, 8... 10, 0 | |||
| Zn | ||||||
| NiCrВSi | 6... 16* | |||||
| АІ203 | 1, 5 | |||||
| полімер ПФН-12 | ||||||
| ПГ-10Н-01 | 5, 0 | |||||
| Грануляція порошку, мкм | ЗО... 160 | ЗО... 150 | ЗО... 250 | |||
| цинк | 5... 10 | |||||
| полімер ПНФ-12 | 150... 250 | |||||
| Місткість бункера, дм3 | 2, 5 | |||||
| маса, кг | ЗО | |||||
| КВМ | 0, 85 | 0, 9 | 0, 7 |
* Продуктивність при використанні ацетилену
Для надзвукового напилення розроблені пальники типу Jet Коtе. Установка Jet Коtе складається з пальника, блоку керування та автономного живильника порошку. Пальник складається з газозмішуючої камери, камери згоряння та сопла. У камері згоряння відбувається попереднє згоряння суміші окислювача і палива з підвищенням тиску. На виході з сопла створюється струмінь продуктів згоряння з температурою 3100 °С і швидкістю 1370 м/с. Порошок вводять по вісі струменю. Швидкість часток порошку (88% карбіду вольфраму та 12% кобальту) розміром 45 мкм досягає величини більше 900 м/с, коефіцієнт використання матеріалу 70... 75%. Як пальний газ в установці використовується метил-ацетилен-пропадієн. Окислювачем є кисень, для запалювання полум'я використовується водень, для транспортування порошку - азот.
|
|
|
В установці Jet Коtе II швидкість часток карбіду вольфраму сягала значень більше 830 м/с, а часток сталі більше 980 м/с. Витрати пального газу (пропану) становлять 7... 10 м3/год, кисню - 28... 40 м3 /год, азоту-1 м3/год, водню - 0, 14 м3/год та води для охолодження - 2, 7 м3/год. Продуктивність установки, за даними фірми " Кебот" (США), становить 2... 2, 5 кг/год для керамічних матеріалів та 4... 6 кг/год для металічних при коефіцієнті використання матеріалу 70%.
Для процесів Н\/ОF для отримання високої швидкості часток, що в 5... 10 разів перевищує швидкість часток у звичайних пальниках, необхідні в 10... 15 разів більші питомі витрати пального газу. Цей недолік обмежує використання обладнання для НVОF-процесу.
На рис. 6. 12 наведена схема пістолету з водяним охолодженням моделі Н\/-2000 для НVОF процесу, який використовує суміш кисню з воднем, пропіленом, пропаном та ацетиленом. Вага пістолету без приєднальних. кабелів 3, 86 кг, витрати води 26, 5 дм3/хв.
Рис. 6. 12. Пістолет для НVОF-процесу НУ-2000
а - загальний вигляд пістолета; б - схема пістолета
За останній час розроблено ряд пальників для НVОF. Технічні характеристики деяких з них наведені у таблиці 6. 3.
Таблиця 6. 3. Деякі параметри пальників для НVОF
|
Тип пальника
|
Тиск у камері, кПа |
Швидкість струменю, Мах |
Швидкість, м/с | |||
| струменю газу | порошку | |||||
| Diamond jet | 1, 5 | 1350…2010 | 470…700 | |||
| Jet Kote | 1, 65 | 1470…2190 | 500…900 | |||
| CDS, Top Gun | 1, 8 | 1670…2430 | 570…850 | |||
| J-Gun | 2,! 5 | 1920…2880 | 670…1000 | |||
6. 1. 3. Обладнання для детонаційного напилення
Основним елементом детонаційно-газової установки (ДГУ) для розпилення є вибухова або детонаційна камера. Конструкційне вона має вигляд ствола постійного або перемінного перерізу. У камері утворюється вибух та формується високошвидкісний струмінь продуктів вибуху та порошку. У простішому варіанті вибухова камера - це довжелезна труба з отворами для введення робочої газової суміші, порошку та запального пристрою. Для роботи в автоматичному режимі необхідно водяне охолодження.
Вибухові розпилюючі камери класифікуються:
- за способом введення порошку: з вісьовою та радіальною подачею;
- за способом ініціювання вибуху: з прямим та форкамерним підпалом;
- за способом подачі вибухової суміші: з попереднім та прямим змішуванням;
- за способом подання порошку: з інжекторною та примусовою подачею;
- за періодичністю введення газової суміші: з безперервним та періодичним введенням;
- за конструкційними особливостями: з камерою-стволом постійного та перемінного перерізу, з прямолінійним стволом і у вигляді змійовика.
Найбільше поширення отримали установки з механічним клапанним механізмом подачі робочих газів (рис. 6. 13) та електромагнітним клапанним механізмом (рис. 6. 14).
Під час роботи установки ДНП-6М з механічним керуванням циклу (рис. 6. 13) порція робочої суміші (С2Н2 та М2) від системи газопроводів через механізм газорозподілення 14, який механічно пов'язаний з розподільним валом 9, всмоктується киснем в інжекційний змішувач 15 і проштовхується через буферну гвинтову канавку у ствол 1, куди від порошкового живильника 3 з електродинамічним вібратором 4 транспортуючим газом (азотом або повітрям) подається виважений порошок. Стабільність характеристик вібратора забезпечує високу точність дозування порошку. Підпал вибухової суміші відбувається від іскри запальної свічки, керованої електронним блоком підпалу 12.
|
|
|
Рис. 6. 13. Схема установки ДНП-6М:
1 - ствол; 2 - буферна канавка; 3 - порошковий живильник; 4 - вібратор;
5 - підсилювач; 6 - генератор імпульсу; 7 - трьохходовий електромагнітний клапан;
8 - клапан; 9 - розподілювальний вал; 10, 13 - оптопара з відкритим оптичним каналом; 11 - підсилювач потужності; 12 - блок підпалу; 14 - газорозподілювальний механізм; 15 - інжекційний змішувач; 16 - електродвигун; 17 - блок регулятора частоти обертів
Електромеханічне керування циклів зі золотниковим газорозподі-лювальним механізмом використано також в установці " Дніпро".
На рис. 6. 14 наведена схема АДК " Прометей" з електромагнітною клапанною системою керування роботою установки. Електронний блок керування (17) дозволяє в широких межах регулювати часові параметри роботи всіх виконавчих механізмів.
Рис. 6. 14. Схема установки АДК " Прометей"
У початковий момент по команді з пульту керування 17 відкриваються електромагнітні клапани 12, 13, 15, які подають у змішувальну камеру 14 компоненти газової робочої суміші. У змішувальній камері використовуються форсунки струменевого або відцентрового типу, які забезпечують змішування газових потоків, що переміщуються під кутом один до одного, або з закруткою. За допомогою клапана 15 регулюється кількість азоту в суміші. Це дозволяє в широких межах регулювати температуру, тиск і швидкість детонаційної хвилі та продуктів розкладу.
Одночасно з клапанами 12, 13, 15 відкривається клапан 2, через який поступає транспортуючий газ (N2) і порція порошку з живильника-дозатора 5 подається у вибухову камеру 10. Після заповнення вибухової камери робочою сумішшю клапана закриваються. Водночас відкривається клапан 16, через який нейтральний газ заповнює буферний змійовик 11, який використовується для запобігання зворотнього удару. Після закриття всіх клапанів генератор 6 подає імпульс високої напруги на іскрову свічку 7 і відбувається вибух. Цикл закінчується відкриттям клапана 16 і продувкою системи нейтральним газом. При подальших циклах послідовність роботи клапанів повторюється.
|
|
|
Технічні характеристики вітчизняних детонаційно-газових установок (ДГУ) наведені в табл. 6. 4.
Комплекс АДК-1М (стаціонарне обладнання) здебільшого використовується для напилення в умовах серійного виробництва. Маніпулятор та ДГУ змонтовані на загальній станині і можуть працювати при керуванні від загального програмуючого пристрою. Напилення можна проводити на вироби масою до 150 кг, вали діаметром 20... 250 мм, довжиною до 1500 мм, торці дисків діаметром до 600 мм, плоскі поверхні розміром 1500x300x300 мм.
В установці УН102, розробленій ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України основні вузли розміщені у двох суміжних приміщеннях: в апаратній та звукоізольованому боксі.
Виробнича дільниця детонаційного напилення покриття, на якій розташована установка УН-102, повинна мати виробничі та технологічні приміщення.
Виробничі приміщення це:
- звукоізольований бокс, де розміщена детонаційна гармата, газовий пульт, маніпулятор для закріплення та переміщення напилюваних виробів та інше необхідне обладнання; .
- операторська, де розміщені пульт керування детонаційною установкою та інше обладнання, за допомогою якого відбувається дистанційне керування процесом напилення.
Технологічні приміщення призначені для зберігання та підготовки порошків, що напилюються, підготовки виробів до напилення, обладнання для проведення експрес-аналізу покриття.
Приміщення боксу та операторська за класифікацією вибухонебезпечних приміщень належать до категорії " В-16" та категорії Т" за пожежною безпекою.
Будова виробничих приміщень повинна бути одноповерховою без горищ та підвалів, мати легкоз'ємну будову покриття з питомою вагою не більше 120 кг/м3, мати площину як мінімум на 50% більше площі встановленого у ній обладнання,
висоту не менше 3 м.
Вентиляційна система повинна забезпечувати не менше ніж п'ятикратний обмін повітря. Припливно-витяжна вентиляція розраховується на 2500... 3000 м3 притоку на 1 м3 газу, який спалюється.
Вікно для спостереження між боксом та операторською виконується з двох листів оргскла товщиною 20 мм з повітряним проміжком не менше 100 мм і обладнане з операторського боку світлозахисним фільтром.
Інститутом надтвердих матеріалів разом ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України створена малогабаритна автономна установка " Перун-М", яка живиться воднево-кисневою сумішшю від електролізера. Швидкострільність 1 Гц. За один робочий цикл наноситься шар товщиною 1... 3 мкм та площею 150 мм2.
На Запорізькому ПО " Моторобудівник" створено універсальний комплекс УДК-2. У гарматі використано циліндричний ствол діаметром 24 мм і довжиною 1600 мм. Для газорозподілення використано систему механічних клапанів з розподілювальним валом. Швидкострільність 1... 7 Гц, робочі гази: ацетилен, кисень, азот. Витрата порошку 2... 6 кг/год.
|
|
|
За участю східноукраїнського державного технічного університету розроблена серія установок ДНП-5, ДНП-6М, ДНП-8 зі змішувачами безперервної дії високої надійності, які використовують робочу суміш як з ацетиленом, так і пропаном, і можуть працювати у горизонтальному і вертикальному положенні.
Роботи по удосконаленню ДГУ спрямовані на підвищення теплових та динамічних параметрів детонаційно-газових імпульсних струменів, зменшення чутливості режимів процесу до налагодження циклограми процесу та витрат на нанесення покриття.
Особливий інтерес для впровадження в промисловість становлять малогабаритні ДГУ, особливо із використанням малогабаритних звуко-ізольованих камер, змонтованих з ДГУ.
|
|
|
