Comment l'écart de dilatation thermique de l'acier à canaux chauds modifie l'état de contact du thermocouple

De la température ambiante à la température du moule, le collecteur de canaux chauds et l'acier de la buse se dilatent thermiquement de manière linéaire, provoquant des espaces de différentes tailles entre les têtes de détection du thermocouple et les plans de mesure. Cet espace de contact dynamique varie avec les augmentations et les baisses de température et, par conséquent, le décalage de température n'est pas constant et ne peut pas être ajusté par un seul étalonnage à froid-. Dans cet article, les règles de modification de l'espace de dilatation et la solution de structure de compensation élastique sont discutées.

Mécanisme de création d'espace de dilatation thermique

Coefficient de dilatation linéaire en acier à canaux chauds H13 : 11,8 × 10 - 6 / degré. Chauffé de 25 degrés à 380 degrés, le plan de mesure du collecteur s'étend vers l'extérieur de 0,3 à 0,6 mm. Les thermocouples à tête plate fixés par un ressort unique ordinaire seront étroitement comprimés à température ambiante, mais après l'expansion de l'acier, la précharge du ressort diminue, formant de minuscules espaces d'air entre la tête plate et le plan de mesure, ce qui augmente la résistance thermique et génère une dérive de température négative de 0,8 à 1,5 degrés dans la température de production. Les thermocouples à sonde droite ont un espace de dilatation radial plus faible, mais l'expansion axiale de la buse éloignera la pointe de la sonde du fond du trou de mesure, générant également un retard dans le transfert de chaleur.

Cycle de changement d'espacement de contact en deux étapes

1. Étape de chauffage (25 degrés → température de formage) L'acier des canaux chauds se dilate vers l'extérieur, la précharge de compression du ressort diminue progressivement, l'espace de contact augmente, la lecture de la température descend avec un décalage évident.

2. Étape de refroidissement (température de moulage > 25 degrés) Retrait de l'acier, restauration de la précharge du ressort, disparition de l'espace de contact, mesure de la température à la valeur calibrée à froid.

Ce décalage variable dynamique est la raison pour laquelle de nombreux thermocouples lisent avec précision lorsque le moule est froid pendant l'étalonnage, puis dérivent continuellement lorsque le moule atteint la température de production.

Disposition de l'optimisation structurelle de compensation élastique

1. Ressort de compression composite multi-anti-expansion anti-expansion pour thermocouples à tête plate-

Remplacez les ressorts cylindriques simples par des ressorts empilés en forme de vague-. Les ressorts empilés en forme de vague- peuvent maintenir une force de précharge constante même après un déplacement de dilatation de l'acier de 0,5 mm, ce qui peut éviter les écarts de contact fluctuants causés par la déformation par dilatation thermique. Cette construction est typique des points de mesure de collecteurs de fabrication de masse continue 24 heures sur 24.

2. Trou de mesure borgne profond, type de pas de sonde droite

Une profondeur axiale supplémentaire de 0,4 à 0,6 mm doit être réservée au bas du trou de mesure pour compenser la dilatation thermique de la buse dans la direction axiale. Ainsi, la pointe de la sonde s'adapte toujours fermement au fond du trou après l'allongement de l'acier, éliminant ainsi les espaces de séparation.

3. Siège verrouillable du thermocouple flottant

Concevez une base filetée flottante mobile pour les thermocouples de la sonde de buse, la base peut glisser légèrement dans la direction axiale pour compenser le déplacement d'expansion de la buse et retenir la pointe de la sonde près du fond du trou de mesure sans être retirée.

4. Compensation du jeu du trou de mesure avec un manchon élastique conducteur de chaleur en cuivre fin

Pour les trous de mesure fixes typiques sans structure flottante, un mince manchon élastique en cuivre est placé entre la gaine de la sonde et la paroi interne du trou. La déformation élastique du manchon en cuivre absorbe l'espace de dilatation radial et maintient le contact thermique sur toute la circonférence.

Procédé d'ajustement de la compensation de processus pour des moules existants sans modification structurelle

Pour les moules finis qui ne peuvent pas retravailler la structure des trous de mesure, enregistrez la différence de décalage de température fixe entre l'état froid et la température de production lors de l'essai initial du moule, définissez la compensation de décalage de température segmentée sur le contrôleur : augmentez la valeur de compensation du canal de 1 à 1,5 degrés après le chauffage à la température de production pour contrecarrer la dérive causée par les espaces de contact de dilatation. À mesure que le ressort vieillit et s'affaiblit avec le temps, mettez à jour les paramètres de compensation en revérifiant la valeur de décalage à chaud lors de chaque étalonnage trimestriel.

Recommandation standard de conception pour un nouveau moule à canaux chauds

Le déplacement de dilatation thermique de l'acier doit être calculé sur la base de la température de fonctionnement maximale lors de la conception du dessin du collecteur et de la buse. La marge de compensation doit être réservée à la profondeur du trou de mesure et à l'espace d'installation du ressort. La structure de contact flottant à ressort composite ondulé est adoptée pour tous les points de mesure à tête plate - afin d'éliminer fondamentalement les interférences de l'espace de dilatation dynamique.