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【高低溫低溫試驗(yàn)】專(zhuān)用設(shè)備

簡(jiǎn)介：高低溫環(huán)境試驗(yàn)室主要由高低溫試驗(yàn)箱，低溫空氣發(fā)生裝置，熱空氣發(fā)生

裝置，電氣控制系統(tǒng)四大部分構(gòu)成。低溫空氣發(fā)生裝置產(chǎn)生可調(diào)的-60℃低溫氣

流，該裝置對(duì)試驗(yàn)室輸送冷氣，采用循環(huán)制冷方式進(jìn)行低溫控制和調(diào)節(jié)；熱空氣

發(fā)生 裝置產(chǎn)生可調(diào)的120℃熱氣流，該裝置對(duì)試驗(yàn)室輸送熱風(fēng)，采用同樣的循環(huán)

加熱方式進(jìn)行高溫控制和調(diào)節(jié)；電氣控制柜對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制及試驗(yàn)室狀態(tài)顯

示、記錄和監(jiān)控。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是采用各部分相對(duì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)方案，通過(guò)空

氣循環(huán)達(dá)到熱能傳遞，實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)和控制。該系統(tǒng)可為用戶(hù)今后增加試

驗(yàn)室的配套能力提供便利并為日后的升級(jí)作好準(zhǔn)備，同時(shí)在使用中也便于擺放、

操作、觀察和 維修。

【特點(diǎn)】

★·結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷熱裝置同環(huán)境室分離

★·降溫速度快，制冷采用渦輪膨脹制冷

★·工作溫度低，調(diào)節(jié)范圍寬

★·制冷介質(zhì)為壓縮空氣，無(wú)環(huán)境污染

★·環(huán)境室的溫度均勻性好，室內(nèi)無(wú)霜

★·操作維修簡(jiǎn)便

★·傳熱效率高，制冷介質(zhì)與工件能直接接觸

【性能指標(biāo)】

★·溫度范圍：-60℃—120℃

★·溫度均勻度：≤±2℃

★·溫度波動(dòng)度：≤±0.5℃

★·溫度均度：±1℃

★·升溫時(shí)間：60min

★·降溫時(shí)間：60min—180min

★·冷卻裝置：空氣渦輪機(jī)

★·加熱裝置：高效加熱器及循環(huán)風(fēng)扇

★·電功率：20kw

★·電壓：380V

★·耗氣量：3—6m³/min

★·壓力：0.6MPa

★·溫度控制：自動(dòng)控溫，帶PID調(diào)節(jié)，LED數(shù)碼顯示

★·內(nèi)壁材料：不銹鋼

★·保溫材料：聚氨酯及隔熱棉

【主要技術(shù)指標(biāo)】

【空氣渦輪制冷機(jī)】

在低溫環(huán)境試驗(yàn)中，制冷方法通常是采用氟利昂壓縮制冷，此種方法在大型環(huán)境制冷設(shè)備中效率低、降溫慢、成本高，維修難得大，使用不方便。

我公司研制生產(chǎn)的空氣渦輪制冷機(jī)，采用渦輪絕熱膨脹技術(shù)，用壓縮空氣作為動(dòng)力及制冷介質(zhì)，可在短時(shí)間內(nèi)將低溫箱內(nèi)部溫度將至-100℃，操作簡(jiǎn)單方便。

【工作原理】

空氣渦輪制冷機(jī)是根據(jù)壓縮空氣膨脹制冷基本原理制造，其主要原件是用渦輪冷卻器，壓縮空氣經(jīng)渦輪冷卻器絕熱膨脹后，由于輸出機(jī)械功，空氣本身內(nèi)能減少。溫度明顯下降，其下降的程度取決于壓縮空氣進(jìn)出口的壓比，即膨脹比。本裝置采用回冷循環(huán)，通過(guò)高效熱交換器，充分利用余冷，將渦輪冷卻器進(jìn)口溫度不斷降低，從而是渦輪冷卻器出口溫度相應(yīng)不斷降低，周而復(fù)始達(dá)到一定冷凍溫度。 本裝置由氣動(dòng)箔膜調(diào)節(jié)閥、電氣轉(zhuǎn)換器、智能溫度調(diào)節(jié)儀、溫度傳感器等組成完整的溫控系統(tǒng)，通過(guò)控制進(jìn)入渦輪冷卻器的壓縮空氣流量，調(diào)節(jié)渦輪冷卻器出口溫度，一般控溫精度在±1℃范圍內(nèi)。

【在科研低溫試驗(yàn)中的應(yīng)用】

空氣渦輪制冷機(jī)應(yīng)用于低溫環(huán)境試驗(yàn)室具有降溫速度快、空氣干燥無(wú)霜、性能穩(wěn)定等許多特點(diǎn)。目前在大型低溫環(huán)境試驗(yàn)中已被廣泛適用。

探討：我公司在高低溫環(huán)境試驗(yàn)中具有世界領(lǐng)先制冷技術(shù)，在軍工方面有很大應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)，還應(yīng)用在熱處理行業(yè)淬火后熱處理專(zhuān)用設(shè)備冰冷處理，從而提高產(chǎn)品硬度、耐磨性和使用壽命。熱處理淬火后在室溫停留：淬火后，一定要使套圈內(nèi)外均勻冷至室溫后進(jìn)行冷處理，否則容易開(kāi)裂，冷至室溫后馬上冷處理（一般不超過(guò)30min），否則會(huì)中止奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變。
　 冷處理溫度：冷處理的溫度主要根據(jù)鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變終止溫度Mf，另外還要考慮冷處理對(duì)機(jī)械性能的影響及工藝性等因素。對(duì)于GCr15鋼，冷處理選用-70℃；精度要求不甚高的套圈或設(shè)備有限制時(shí)，冷處理溫度可選為-40～-70℃；超精密軸承，可在-70℃～-80℃之間進(jìn)行冷處理。過(guò)冷的溫度影響軸承沖擊疲勞和接觸壽命。
　　冷處理保溫：雖然大量馬氏體的轉(zhuǎn)變是在冷到一定溫度傾刻間完成的，但為使一批套圈表面與心部都均勻達(dá)到冷處理溫度，需要一定的保溫時(shí)間，一般為1～1.5h。
　　冷處理后的回火：套圈冷處理后放在空氣中,其溫度緩慢升至室溫后及時(shí)進(jìn)行回火。溫升不能太快，否則容易開(kāi)裂；回火及時(shí)，否則套圈內(nèi)部較大的殘余應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致套圈開(kāi)裂，一般不超過(guò)2h。

國(guó)內(nèi)大型上市企業(yè)均勻使用，在機(jī)械制造業(yè)超低溫裝配工藝中也做出了很大的成績(jī)，這項(xiàng)裝配技術(shù)近年來(lái)，才在國(guó)內(nèi)有了發(fā)展前景，根據(jù)材料學(xué)的，金屬受冷冷縮的原理，根據(jù)不過(guò)工件的過(guò)盈量配備相應(yīng)的適用溫度。冷裝配應(yīng)用 →低溫裝配機(jī)適用于包容件（如行星架、扭力臂等）無(wú)發(fā)加熱或加熱零件會(huì)導(dǎo)致零件精度、材料組織變化、影響其機(jī)械性能的，被包容件（如銷(xiāo)軸、彈性支承軸）可以冷凍的過(guò)盈配合件的裝配。冷裝配對(duì)象→各種熱作模具、冷作模具裝配 各類(lèi)變速箱、齒輪箱的齒輪和軸裝配 精密機(jī)械零件裝配 各類(lèi)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子裝配 汽車(chē)機(jī)件、發(fā)動(dòng)機(jī)零部件。

【冷裝配工藝要求】

冷凍溫度確定：

計(jì)算公式：

T=TO-(o+b)/a.d(得到溫度為負(fù)值）

式中：TO-室溫

o-最大過(guò)盈量（mm）

b-冷凍時(shí)所需要的間隙，一般取配合直徑的0.05%—0.1%

d-被包容件外徑（mm)

a-零件線膨脹系數(shù)

【空氣渦輪制冷機(jī)系統(tǒng)流程】
工作過(guò)程 壓縮空氣→冷卻器→干燥器→熱交換器→渦輪膨脹機(jī)→低溫空氣→冷凍工作室