Для студентов МГТУ им. Н.Э.Баумана по предмету Дипломы и ВКРВКР / Дипломная работа (Э-8) на тему "Генератор плазмы"ВКР / Дипломная работа (Э-8) на тему "Генератор плазмы"
2021-10-16СтудИзба

ВКР: ВКР / Дипломная работа (Э-8) на тему "Генератор плазмы"

Описание

Что в архиве:
Оформление квалификационной работы:

Расчетно-пояснительная записка на _54__ листах формата А4.

Перечень графического (иллюстративного) материала (чертежи, плакаты, слайды и т.п.)
__Плакаты А1 – 5 шт., Чертежи А4 – 2 шт._

РЕФЕРАТ

Расчетно-пояснительная записка состоит из 54 страниц, 11 рисунков, 1 таблицы,1 приложения, использовано 12 источников.
Элементом разработки и проектирования является машинный генератор плазмы для резки металла.
Цель работы: спроектировать машинный генератор плазмы для резки металла.
В ходе работы был проведен критический обзор рынка плазмотронов в России, была спроектирована конструкция машинного плазмотрона для резки металла и спроектированы принципиальные схемы: электрическая, системы охлаждения, системы подачи рабочего газа для данной конструкции.

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ............................................................................................................. 5
СОДЕРЖАНИЕ.................................................................................................... 6
ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................................... 7
1 Критический обзор рынка плазмотронов в России......................................... 10
2 Расчет параметров плазмотрона...................................................................... 14
2.1 Определение основных параметров и размеров плазмотрона...................... 14
2.2 Определение ресурса катода........................................................................ 25
2.3 Определение тепловых потоков в элементы конструкции........................... 27
3 Расчет гидравлических сопротивлений........................................................... 30
4 Техническое описание конструкции плазмотрона.......................................... 40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................................. 46
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ............................................ 47
ПРИЛОЖЕНИЕ А.............................................................................................. 48


ВВЕДЕНИЕ

Генераторы плазмы (плазмотроны) – источники плотной низкотемпературной плазмы, которая в свою очередь находит множество применений в промышленности. Основным предназначением плазмотронов является получение и нагрев плазменных потоков, которые затем используются для выполнения требуемых технологических задач. К выполнимым технологическим задачам относятся: сварка, резка, бурение, напыление порошковых материалов, осуществление химических реакций в плазменной среде, переплавка и восстановление материалов, а также сжигание и переплав отходов [1].
В настоящее время существует огромное количество различных плазмотронов с различными применениями, конструкциями и параметрами, что в свою очередь приводит к большому количеству признаков классификации плазмотронов, например: по форме электрического разряда, способу стабилизации разряда, типу охлаждения, характерному расположению дуги, рабочим параметрам плазмотрона [2].
В качестве проектируемого в ходе работы генератора плазмы был выбран машинный плазмотрон для резки металлов. Данный плазмотрон относится к электродуговым плазмотронам с внешней дугой. Главным предназначением таких плазмотронов является нагрев рабочих газов до высоких (тысячи градусов) температур и вынос плазменного столба за пределы плазмотрона.
В качестве источника нагрева рабочего газа в плазмотроне выступает электрическая дуга, которая питается от постоянного или переменного тока. В настоящее время подавляющее большинство плазмотронов работает на постоянном токе, так как дуга постоянного тока горит более устойчиво по сравнению с дугой переменного тока. Это связано с тем, что при использовании переменного тока за один период дважды проходится ноль, следовательно дуга периодически погасает и заново зажигается, что в свою очередь и приводит к неустойчивому горению дугового разряда [3].
В плазмотроне для резки металла разряд горит между катодом плазмотрона и обрабатываемым изделием, которое выступает в роли анода и находится под положительным потенциалом. Основной технологической характеристикой плазмотрона для резки металла является ток разряда, от которого зависит большинство параметров и характеристик плазмотрона.
В качестве рабочего газа в плазмотронах для резки металла используют множество различных газов, наиболее часто применяются воздух, аргон, азот, смеси этих газов с кислородом и водородом. Наиболее универсальным газом служит воздух, который подходит для резки алюминия, меди, низкоуглеродистой и нержавеющей сталей [2].
Основными элементами конструкции плазмотрона являются: корпус, катод, изолирующие вставки и сопло. Корпус необходим для подвода электрического тока и монтажа катода, а также прочих элементов конструкции. При помощи диэлектрических вставок выполняется изоляция корпуса и катода от сопла, что необходимо для зажигания дуги. Сопло применяется для обжатия столба дуги (стабилизация стенкой), а также в качестве вспомогательного электрода для зажигания дуги. Зажигание дуги происходит при помощи осциллятора, который подключен к катоду и к соплу. Ввиду небольшого зазора между катодом и соплом происходит высоковольтный высокочастотный пробой промежутка катод-сопло и в месте пробоя зажигается дуга (дежурная, вспомогательная), которая стабилизируется вихрем рабочего газа и его потоком выталкивается за пределы сопла плазмотрона образуя струю плазмы. Когда струя касается металла под положительным потенциалом возникает рабочая (режущая) дуга [4].
Суть процесса плазменной резки – это местное расплавление соответственно и выдувание раскаленного металла с образованием своеобразной полости реза во время перемещения непосредственно плазмотрона относительно обрабатываемого металла. В плазмотронах для резки металла струя рабочего газа за счет скоростного напора выдувает (удаляет) расплавленный материал из полости реза, обеспечивая при этом высокую производительность процесса [5].
В качестве охлаждающей среды в плазмотронах применяют воздух (при токах разряда до 200 А) или воду, при водяном охлаждении возникает проблема необходимости уплотнения всех полостей для предотвращения попадания воды на обрабатываемое изделие или дугу плазмотрона.
Катоды в плазмотронах для резки металлов выполняются стержневыми или же торцевыми с термоэмиссионной вставкой внутри медной державки. В качестве материалов термоэмиссионной применяются вольфрам (для работы с инертными газами), гафний и цирконий (для работы с воздухом). Катоды крепятся к корпусу при помощи плотных посадок или резьбового соединения, а стержневые катоды фиксируются в цанге [2].
Основными преимуществами плазменно-дуговой резки металла являются: высокая скорость резки металла, широкий спектр обрабатываемых металлов, простота процесса резки, высокая точность и чистота реза (машинные плазмотроны устанавливаются на станки с ЧПУ), сравнительная экономичность процесса (расходуется только рабочий газ и электроэнергия).

1 Критический обзор рынка плазмотронов в России

Перед проектированием генератора плазмы целесообразно провести анализ рынка для определения необходимости и актуальности проектирования генератора плазмы. Ввиду многообразия существующих плазмотронов в ходе критического обзора рынка рассматривались электродуговые плазмотроны сгруппированные по способу их применения.
Одним из наиболее распространенных применений плазмотронов являются плазмотроны для ручной плазменно-дуговой резки, что подтверждается наличием огромного количества как отдельно плазмотронов, так и готовых агрегатов (плазмотрон, источник питания, расходные материалы и необходимая оснастка) со всевозможными характеристиками и крайне различными ценовыми категориями (разброс от 17 до 417 тысяч рублей).
Преимущественно на российском рынке представлены модели зарубежных плазмотронов, которые реализуют свою продукцию через поставщиков или собственные представительства в России.

Файлы условия, демо

презентация.pdf

Характеристики ВКР

Список файлов

    Картинка-подпись
    Ваше экономие времени является моей ГЛАВНОЙ задачей! Если я Вам хоть чуть-чуть помог, пожалуйста, сделайте и мне приятное, оставьте 5 ЗВЁЗД и позитивный комментарий. Большое спасибо!

    Комментарии

    Поделитесь ссылкой:
    Цена: 6 000 руб.
    Расширенная гарантия +3 недели гарантии, +10% цены
    Рейтинг-
    0
    0
    0
    0
    0
    Поделитесь ссылкой:
    Сопутствующие материалы
    Свежие статьи
    Популярно сейчас
    Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
    Ответы на популярные вопросы
    Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
    Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
    Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
    Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
    Отзывы студентов
    Ставлю 10/10
    Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
    Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
    Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
    Студизба ван лав ❤
    Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
    Отличный сайт
    Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
    Маленький отзыв о большом помощнике!
    Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
    Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
    Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
    Спасательный островок
    Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
    Всё и так отлично
    Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
    Отзыв о системе "Студизба"
    Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
    Отличный помощник
    Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
    Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
    Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
    Спасибо за шикарный сайт
    Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
    Популярные преподаватели
    Добавляйте материалы
    и зарабатывайте!
    Продажи идут автоматически
    5192
    Авторов
    на СтудИзбе
    433
    Средний доход
    с одного платного файла
    Обучение Подробнее