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【局部制冷、低温试验】专用设备

简介：高低温环境试验室主要由高低温试验箱，低温空气发生装置，热空气发生

装置，电气控制系统四大部分构成。低温空气发生装置产生可调的-60℃低温气

流，该装置对试验室输送冷气，采用循环制冷方式进行低温控制和调节；热空气

发生 装置产生可调的120℃热气流，该装置对试验室输送热风，采用同样的循环

加热方式进行高温控制和调节；电气控制柜对整个系统进行控制及试验室状态显

示、记录和监控。该系统的主要特点是采用各部分相对独立的设计方案，通过空

气循环达到热能传递，实现环境温度的调节和控制。该系统可为用户今后增加试

验室的配套能力提供便利并为日后的升级作好准备，同时在使用中也便于摆放、

操作、观察和 维修。

【特点】

★·结构简单，冷热装置同环境室分离

★·降温速度快，制冷采用涡轮膨胀制冷

★·工作温度低，调节范围宽

★·制冷介质为压缩空气，无环境污染

★·环境室的温度均匀性好，室内无霜

★·操作维修简便

★·传热效率高，制冷介质与工件能直接接触

【性能指标】

★·温度范围：-60℃—120℃

★·温度均匀度：≤±2℃

★·温度波动度：≤±0.5℃

★·温度均度：±1℃

★·升温时间：60min

★·降温时间：60min—180min

★·冷却装置：空气涡轮机

★·加热装置：高效加热器及循环风扇

★·电功率：20kw

★·电压：380V

★·耗气量：3—6m³/min

★·压力：0.6MPa

★·温度控制：自动控温，带PID调节，LED数码显示

★·内壁材料：不锈钢

★·保温材料：聚氨酯及隔热棉

【主要技术指标】

【空气涡轮制冷机】

   在低温环境试验中，制冷方法通常是采用氟利昂压缩制冷，此种方法在大型环境制冷设备中效率低、降温慢、成本高，维修难得大，使用不方便。

   我公司研制生产的空气涡轮制冷机，采用涡轮绝热膨胀技术，用压缩空气作为动力及制冷介质，可在短时间内将低温箱内部温度将至-100℃，操作简单方便。

【工作原理】

   空气涡轮制冷机是根据压缩空气膨胀制冷基本原理制造，其主要原件是用涡轮冷却器，压缩空气经涡轮冷却器绝热膨胀后，由于输出机械功，空气本身内能减少。温度明显下降，其下降的程度取决于压缩空气进出口的压比，即膨胀比。本装置采用回冷循环，通过高效热交换器，充分利用余冷，将涡轮冷却器进口温度不断降低，从而是涡轮冷却器出口温度相应不断降低，周而复始达到一定冷冻温度。 本装置由气动箔膜调节阀、电气转换器、智能温度调节仪、温度传感器等组成完整的温控系统，通过控制进入涡轮冷却器的压缩空气流量，调节涡轮冷却器出口温度，一般控温在±1℃范围内。

【在科研低温试验中的应用】

   空气涡轮制冷机应用于低温环境试验室具有降温速度快、空气干燥无霜、性能稳定等许多特点。目前在大型低温环境试验中已被广泛适用。

   探讨：我公司在高低温环境试验中具有制冷技术，在方面有很大应用，这项技术，还应用在热处理行业淬火后热处理专用设备冰冷处理，从而提高产品硬度、耐磨性和使用寿命。热处理淬火后在室温停留：淬火后，一定要使套圈内外均匀冷至室温后进行冷处理，否则容易开裂，冷至室温后马上冷处理（一般不超过30min），否则会中止奥氏体向马氏体的转变。
　  冷处理温度：冷处理的温度主要根据钢的马氏体转变终止温度Mf，另外还要考虑冷处理对机械性能的影响及工艺性等因素。对于GCr15钢，冷处理选用-70℃；要求不甚高的套圈或设备有限制时，冷处理温度可选为-40～-70℃；超精密轴承，可在-70℃～-80℃之间进行冷处理。过冷的温度影响轴承冲击疲劳和接触寿命。
　　冷处理保温：虽然大量马氏体的转变是在冷到一定温度倾刻间完成的，但为使一批套圈表面与心部都均匀达到冷处理温度，需要一定的保温时间，一般为1～1.5h。
　　冷处理后的回火：套圈冷处理后放在空气中,其温度缓慢升至室温后及时进行回火。温升不能太快，否则容易开裂；回火及时，否则套圈内部较大的残余应力会导致套圈开裂，一般不超过2h。

   国内大型上市企业均匀使用，在机械制造业超低温装配工艺中也做出了很大的成绩，这项装配技术近年来，才在国内有了发展前景，根据材料学的，金属受冷冷缩的原理，根据不过工件的过盈量配备相应的适用温度。冷装配应用 →低温装配机适用于包容件（如行星架、扭力臂等）无发加热或加热零件会导致零件、材料组织变化、影响其机械性能的，被包容件（如销轴、弹性支承轴）可以冷冻的过盈配合件的装配。冷装配对象→各种热作模具、冷作模具装配   各类变速箱、齿轮箱的齿轮和轴装配   精密机械零件装配   各类电机定子、转子装配   汽车机件、发动机零部件。

【冷装配工艺要求】

冷冻温度确定：

计算公式：

T=TO-(o+b)/a.d(得到温度为负值）

式中：TO-室温

     o-过盈量（mm）

     b-冷冻时所需要的间隙，一般取配合直径的0.05%—0.1%

     d-被包容件外径（mm)

     a-零件线膨胀系数

【空气涡轮制冷机系统流程】
 工作过程   压缩空气→冷却器→干燥器→热交换器→涡轮膨胀机→低温空气→冷冻工作室