Бесплатная техническая библиотека

Нагрев - контактом. Домашняя мастерская

Справочник / Домашняя мастерская

 Комментарии к статье

Для напайки твердосплавных пластин на державки токарных резцов, локальной закалки инструмента, пайки твердыми припоями мелких деталей используют нагрев токами высокой частоты или пламенем газовой горелки. Однако аппаратура ТВЧ громоздка и дорого стоит, она не для домашней мастерской или школьного кружка. Применить же газовую горелку по всем правилам может только сварщик высокой квалификации.

Но есть и еще один, почти забытый в наше время способ нагрева - на контактных машинах. Он наиболее приемлем в домашней, школьной, колхозной или совхозной мастерской, в техническом кружке.

Суть его в тепловом воздействии электрического тока на проводник. Выделяемое при этом количество тепла зависит от величины тока, времени его действия на проводник и электрического сопротивления последнего.

С учетом этой зависимости мы разработали аппарат, представляющий собой понижающий трансформатор, первичная обмотка которого рассчитана на 220 В, вторичная - на 2 В. Площадь поперечного сечения магнитопровода около 50 см². Трансформатор закреплен на основании, а контактные шины вторичной обмотки - на прокладке-изоляторе.

Основание аппарата изготовлено из листовой стали толщиной 5 мм. Снизу в него ввернуты ножки. В основании прорезаны два окна: меньшее - для вентиляции, большее - для выхода болтов крепления контактных шин на текстолитовом изоляторе толщиной 10 мм. Отверстия по краям изолятора служат для его крепления к основанию.

Концы вторичной обмотки трансформатора заведены в отверстия зажимов и зафиксированы болтами (пазы зажимов позволяют деформировать их при затяжке и обеспечивать тем самым надежный электрический контакт).

Трансформатор укрыт защитным кожухом и прикреплен к основанию уголками 25X25 мм. К одному из верхних уголков привинчена изоляционная колодка - для соединения проводов первичной обметки с питающим шнуром и включателем аппарата.

Так как конструкторы-любители не часто имеют все необходимое для повторения описанной самоделки, рекомендуем начать изготовление аппарата с подбора пакета пластин трансформаторного железа (лучше Ш-образной формы), а уж затем заняться расчетом обмоток.

Предположим, что площадь поперечного сечения вашего магнитопровода (Q=a*b) равна 36,8 см². Тогда мощность вторичной обмотки трансформатора P₂ = 36,8*36,8 = 1354,2 Вт, а первичной P₁ = 1354,2/0,95 = 1425 Вт. Сила тока I₁ = 1425 Вт/220 В = 6,48 А; I₂ = 1354,2 Вт/2 В = 677,6 А. Находим площадь поперечного сечения первичной обмотки:

S₁ = 6,48 A:2 A/мм² = 3,24 мм².

Диаметр провода отсюда

d₁ = 4*3,24/3,14 = 2 мм.

Площадь поперечного сечения вторичной обмотки

S₂ = 677,6 A:2 A/мм² = 338,8 мм², а диаметр провода

d₂ = 4*338,8/3,14 = 20,77 мм.

Соответственно определяем число витков:

n₁ = 220 000/222/36,8 = 270 витков, n₂ = 270*2/220 = 2,5 витка.

Рис. 1. Аппарат термонагрева (нажмите для увеличения): 1 - защитный кожух, 2 - включатель, 3 - шнур электропитания, 4 - основание, 5 - изолятор, 6 - контактные шины, 7 - зажимы, 8 - болты зажимов, 9 - ножка (4 шт.)

Рис. 2. Прижимной рычаг (устанавливается в дополнительно просверливаемое в изоляторе отверстие с резьбой М6) (нажмите для увеличения): 1 - стойка, 2 - рычаг, 3 - прижим

Рис. 3. Контактный участок аппарата: 1 - контактные шины (красная медь), 2 - прижимной рычаг, 3 - твердосплавная пластина, 4 - припой, 5 - державка резца, 6 - изолятор основания; А и Б - зоны нагрева

Эффективность и экономичность работы аппарата во многом зависят от величины плоскости соприкосновения тела резца с контактными шинами. Количество тепла, выделяемое при прохождении электрического тока, зависит от сопротивления проводника в местах контакта. При большой плоскости соприкосновения выделяется мало тепла при значительном расходе электроэнергии. И наоборот, при малой плоскости выделяется много тепла, что приводит к мгновенному нагреву контактирующего слоя. Чтобы избежать оплавления металла и нарушения контакта, площадь соприкосновения подбирается опытным путем.

При расположении тела резца на шинах, как показано на рисунке 3, очаг возникновения тепла будет располагаться в зоне А; в зоне Б визуально наблюдаемого очага тепла не возникает из-за большой поверхности соприкосновения.

Перед пайкой (в том числе твердосплавных пластин к державкам резцов) необходимо выполнить ряд подготовительных операций, чтобы обеспечить хорошую растекаемость припоя и смачиваемость им соединяемых деталей. Опорную поверхность пластин шлифуют и обезжиривают. Тан же готовят поверхность под пластину на теле резца: она должна быть прямолинейной, без уступов и завалов по краям. Защита поверхностей деталей от окисления при пайке осуществляется флюсом (бурой).

Напайка происходит в такой последовательности. Державку резца располагают на шинах аппарата. Между соединяемыми поверхностями помещают пинцетом припой (обрезок листовой латуни). Для более надежного прижима нагреваемых деталей друг к другу и к контактным шинам служит рычаг, установленный на пластине-изоляторе. В паз рычага вставлен упор, которым и осуществляется прижим твердосплавных пластин к державкам резцов.

При включении аппарата зона контакта быстро нагревается, металл плавится, контакт нарушается и процесс прерывается. Избежать этого можно двумя способами: работая в прерывистом режиме и плавно подавая напряжение на обмотки. В первом случае аппарат включается на 1,5-2 с, затем выключается. В момент отключения тепло передается от места контакта по телу резца, не оплавляя металл.

Плавную подачу напряжения можно обеспечить ЛАТРом. Увеличивая напряжение, добиваются того же результата, что и в первом случае: тепло волнами распространяется по державке от места контакта, обеспечивая нагрев до температуры плавления припоя. Контроль за процессом пайки осуществляется визуально.

Такие режимы дают скорость нагрева державки в пределах 80-100 град/с. Это уменьшает внутренние напряжения и предотвращает появление трещин в твердосплавных пластинах. Чтобы избежать появления трещин в паяном шве, необходимо медленное охлаждение.

Качественный паяный шов должен быть не толще 0,1 мм. Протяженность непропаянных мест не должна превышать 10%.

При отсутствии твердых сплавов в качестве режущих пластин можно использовать обломки фрез, сверл и других инструментов. Обломкам придается необходимая форма на заточном станке, или они нагреваются и отковываются до получения стержня прямоугольного сечения, который при повторном нагреве разрубается зубилом на отдельные пластины.

Наш аппарат многоцелевого назначения. Кроме изготовления резцов, его можно использовать и для локальной закалки инструмента (кернов, зубил, отверток и так далее). Достаточно прикоснуться к контактным шинам той частью инструмента, которую необходимо закалить, и подержать так несколько секунд. Температуру нагрева контролируют визуально, по цвету металла. При этом необходимо соблюдать меры предосторожности: работать в рукавицах и защитных очках на заземленном аппарате.

Авторы: А.Бобровников, В.Зинюк

 Рекомендуем интересные статьи раздела Домашняя мастерская:

▪ Ленточный ключ

▪ Фен для сварки

▪ Дрель-перфоратор

Смотрите другие статьи раздела Домашняя мастерская.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026 Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряную мельницу на земле, где ветер слабый и нестабильный, поднять турбины туда, где он сильный и постоянный. Аппарат представляет собой наполненную гелием оболочку длиной 197 футов (60 м) и шириной/высотой 131 фут (40 м), внутри которой спрятаны 12 турбин. Он поднимается на высоту 6560 футов (2000 метров) и удерживается там на тросе, который одновременно служит кабелем для передачи электроэнергии на землю. Во время испытательного полета над Сычуанем система выработала 385 киловатт-часов - этого хватило бы среднему американскому домохозяйству примерно на 13,3 дня. Общая установленная мощность S2000 составляет 3 мегаватта. Технический директор компании Вэнь Ханьке рассказал о двух основных сценариях использования: энергоснабжение автономных объектов, например пограничных постов, где устройство заменяет традиционный источник энергии, и дополнение наземных ветропарков для обеспечения "трехмерного" подхода к выработке электроэнергии, при котором одна и та же территория используется как на земле, так и в воздухе. Главное изменение за последние месяцы заключается в том, что компания больше не тестирует единичные образцы, а наращивает объемы производства. Начался мелкосерийный выпуск S2000, и параллельно в городе Чжоушань (провинция Чжэцзян) строится производственная база именно для материалов оболочки - той самой "кожи" аппарата, от которой зависят грузоподъемность и долговечность конструкции. Согласно планам, к концу 2026 года завод должен выйти на мощность 200 тысяч погонных метров материала в год, а к 2028 году - увеличить объем производства до 800 тысяч. Официальная цель - снизить зависимость Китая от импортных композитных материалов для высокогорной ветроэнергетики. Несмотря на переход к производству, ключевая техническая проблема остается нерешенной: надежность тросового кабеля для стабильной передачи электроэнергии в сеть необходимо подтвердить на более длинных дистанциях и в различных условиях. Есть и вопросы безопасности воздушного пространства - кабель длиной 2000 метров в любом месте, за исключением самых отдаленных сельских территорий, представляет собой потенциальную угрозу для авиации. В Великобритании, например, для запуска привязных аэростатов выше 200 футов (60 м) требуется отдельное разрешение авиационной администрации. К этому добавляется и практический вопрос обслуживания: если у обычной наземной турбины ремонт - это подъем техники на башню, то в S2000 любая неисправность требует полного спуска аппарата на землю, что может оказаться более дорогостоящим и медленным процессом. Если технология успешно пройдет эти испытания, ее потенциал выйдет далеко за пределы Китая. Наиболее очевидные кандидаты - страны континентальной Европы, где просто нет достаточно свободной земли для новых наземных ветропарков. Летающие турбины могли бы позволить использовать высотные воздушные потоки без занятия больших территорий на поверхности.

Другие интересные новости:

▪ Универсальный скафандр нового поколения

▪ Процессор Intel Celeron 2,7 ГГц

▪ Школьника узнают по глазам

▪ Травяная бумага

▪ Samsung начал производство 3D-чипов памяти

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Большая энциклопедия для детей и взрослых. Подборка статей

▪ статья Мораль сей басни такова. Крылатое выражение

▪ статья Как ученые определяют глубину океана? Подробный ответ

▪ статья Люцерна посевная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Анодирование алюминия и его сплавов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Приготовление известковой воды. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026