高温高压振荡烧结炉

一、结构特点：

1、该设备能够在高温烧结过程中，通过控制系统实现烧结压力的大小和频率变化，使烧结压力反复加卸载，从而实现振动烧结。

2、设备在加压烧结时具备自动加压、自动稳压及保压功能，进口压力调节器性能，配有伺服控制阀可调节加压速度，并具有压力波动极小的优点，位移变化显示精度可达0.02mm ，数字信号输出，抗干扰性强的特点。

3、控制柜采用平板彩色触摸屏+PLC（配置多程序温度控制模块）控制方式，显示界面清晰明了。电器元件采用施耐德、德力西品牌，使用质量。

控温精度高，操作方便。

二、技术参数

1、额定功率：30KW，三相，380V

2、温度：2000℃

3、大工件尺寸：Ф60×30mm

4、工作区：φ150×150mm

5、静态恒定压强：0-30MPa（PID智能调节）

6、静态压强控制精度：±0.01MPa

7、振荡动态压强：0-3MPa（PID智能调节）

8、振荡工作频率：0-10Hz（PID智能调节）

9、振幅：0-10mm（PID智能调节）

10、压头位移：0-100mm

11、位移速度：0.01-20mm/s

12、升温速率：0-25℃/min（PID智能调节）

13、冷态极限真空度：5×10-3Pa

14、压升率：2Pa/h

15、测温方式：钨铼热电偶+红外测温仪

16、仪表控温精度：±1℃

17、充气压力：≤0.05MPa（可充氮气、氩气及混合气体）

18、轮辐式压力测压—按预制曲线控压

三、结构说明

1、炉身：为立式侧面开炉门结构，壳体采用双层水夹层结构，内壁为SUS304不锈钢抛光处理，外壁为不锈钢哑光处理，采用两个不锈钢方法兰组焊成筒型结构，法兰平面开有密封槽，采用“0”圈真空密封，并设水冷装置（防止因温度过高“0”圈老化），炉门与炉身采用绞链及活络螺栓紧固，炉门上设有两个电极孔、一个观察窗及屏蔽，炉身上设有四个电极孔、一个热电偶测温孔、一个红外仪孔和一个抽气孔等。炉身顶部设有水冷不锈钢上压头（可调节高度）、高精度位移传感器、CKD电磁阀及排气管路，炉身底部设有水冷不锈钢下压头（可调节高度）、高精度位移传感器、CKD电磁阀及充气管路，可以充入氮气和氩气。

2、发热元件及隔热屏：采用等静压石墨制作成圆筒型发热体，1/3布置在炉门上，2/3布置在炉身内，在均温区外部环形对称分布。保温材料从里到位依次为石墨筒、软碳毡、不锈钢外壳，具有隔热效果好，耐热冲击性好，便于快速加热，整个加热区可以作为一个结构完备的部件被拆卸出来，便于维护和修理。上下压头采用高强度石墨块。

3、炉架：由上下横梁Ф80mm双立柱箱体等组成，作为上下压头支座。

4、电液伺服控制系统：

4.1设备功能及工作原理

（1）该设备的功能及主要性能参数

• 针对20T双向振动加载热压炉功能需求；

• 载荷范围：法向力的测量范围均可达0至200KN；

• 加载频率：0至10Hz，可调；

通过对实际电炉设备功能需求进行分析可知：上下压头电液伺服作动器直线往复运动，二者同时做相对加载。因此，为了能够提取真实的力信号，本系统采用力闭环控制，位移辅助闭环控制，规范操作程序。加载力参数和频率同步可调。

（2）工作原理

启动液压油源，伺服阀控制高压液压油作用在作动器的环形面，通过力传感器及连杆将力传递至烧结的工件上。为了较好实现同步加载力精度控制，上线压头分别采用力传感器获取。

高温高压振荡烧结炉

4.2  设备组成

本系统由液压油源、电液伺服作动器及测力系统和控制系统等几个部分组成。

（1）液压油源：

液压泵采用德国REXROTH变量柱塞泵，为了系统稳定运行，过滤器选用德国MAHLE，采用二级过滤(过滤精度3微米)，伺服阀选用美国MOOG高响应G761系列。由于系统高压运行产生的热能，减小设备体积，设冷却循环过滤系统。

（2）电液伺服作动器：

采用间隙密封环设计，摩擦力特别低，极高的加工精度，极小的导向间隙具有以下优点

2.1的响应特性

2.2极低的磨损

2.3极快的活塞速度

2.4极低的启动转矩

2.5高疲劳强度

2.6的使用寿命

2.7经济性高

（3）测力系统：

选用美国INTERFACE力传感器，技术参数如下：

5、真空系统：壹台TK-200油扩散泵配冷阱（防止油蒸气进入炉膛）、Ф200气动高真空挡板阀、Ф50气动蝶阀、充放气阀、真空压力表等组成，真空管道与泵采用金属波纹软管快速接头联接（减缓震动），真空度的测量由数显复合真空计执行。

6、控制系统：由加热和液压二部分组成，共用一套工控机控制。

电炉控制系统：

主电路由可控硅调功器、PLC（配置多程序温度控制模块）、一台工控机（CPU为英特尔双核处理器，主频≥1.6G，WINDOWS 操作系统，硬盘500G，配USB数据输出接口，同时留有RS485通讯接口）、一台19英寸LED显示器，具备智能控制功能，具有手动、自动、自调谐、自适应，曲线设定及储存、升温自动控制。

液压控制系统：

采用美国DELTA伺服控制器，对加载力和频率调控。

1. 伺服控制器（1套）：根据接收到的模拟信号和测量得到的伺服缸压力信号产生控制指令，通过伺服放大器驱动伺服阀动作，获得高频率高精度输出压力。

2. A/D适配器：用于把模拟信号转换为数字信号后，供计算机采集，因为需要实时采集动态信号，因此对采集频率有较高的要求。采集通道满足所有信号采集的需要，并预留2条备用通道。

3. D/A适配器：用于把计算机产生的数字信号转换为模拟信号，供控制用。

4. 大功率多输出直流稳压电源：系统中的多路传感器，放大器、伺服控制器需要5V、10V、12V、24V不同的直流恒压源，要求该电源稳压效果好、抗干扰能力强、功率大等性能，以便测量结果的性。同时结合控制柜的结构要求，需要定制电源。

5. 控制系统开发环境：采用LabView平台上进行二次开发，获得高速度、高精度、稳定性高的测控功能。

6. 由于此系统采集和控制通道多，采样频率高，对计算机资源消耗较大，因此配置较高的工控机。

7. 执行元件：本测试系统平台均采用计算机控制，所以包括各驱动装置的电器控制均需要从计算机到电器之间的执行元件，包括数字开关和继电器。

8. 故障记录、实时保护系统：需要建立一套的自动保护系统，实现无人看守工作。本测试系统采用计算机实时控制和多点、多信号采集、实时信号处理等综合手段，实现以上目的。

计算机集成监控环境：为了实现以上的全部功能，并且具有异常报警、24小时无人看守、计算机全自动控制等功能，计算机数字化记录，实现人机友好环境，对实验的稳定性、重复性、经济性等均有好处。控制面板上装有数显电压、电流表等器件。自动采集温度、真空度等曲线，对各个工艺参数（温度、真空度、压力、位移等）实现动态显示，方便用户根据历史曲线分析生产工艺。控制系统上设有过流、超温及断水等分类报警功能，电器元件采用施耐德、欧姆龙等品牌，产品品质有。电控柜按威图标准制作，所有的控制元件集中到一个电控柜内。

7、水冷系统：由各种阀、不锈钢管道相关装置组成，具有断水声、光报警自动切断加热电源功能。

8、变压器及联接电缆：选用与使用功率相匹配的干式变压器及电缆。