电加热管制作工艺的设计说明

1、 . . . 毕业设计报告书设计题目：电加热管制作工艺的设计系部 ：电子信息系 专业：新能源应用技术 班级 ：能源0901班 指导春柳 ：朱全珍 学号 ： G0931989 成绩 ： / 电加热管制作工艺的设计摘 要电加热是将电能转化为热能的过程,自从发现电源通过导线可以发生热效应之后,世界上就有许多发明家从事于各种电热电器的研究与制造。电加热管是管状电热元件。由一根金属外管,一根置于其中的金属电阻丝之间,填入高密度具有良好导热性的绝缘材料制成。置于密闭或流动的空间用以加热空气；浸入液体用以加热水和其他溶液；埋入固体能多用以加热金属。管状电热元件具有结构简单,热效率高,强度好,安全可靠,轻便耐用等特点,已在民用、航空、船舶、石油、化工等行业被广泛应用。此次设计的电加热管制作工艺,主要是让对电加热管知识一无所知的人通过这份电加热管制作工艺,可以了解基本的电加热知识,能够进行简单的操作,会处理一些紧急情况。不需要对每一个操作人员进行手把手的指导,只需要对一些注意事项进行讲解即可,从而大大降低对操作人员的培训,节省时间和费用。关键词：电加热管；金属管；制作工艺目录一、电加热管的简单介绍11.

2、1电加热管的发展历程11.2电加热管的组成2二、电加热管的工作原理32.1氧化镁粉32.2工作原理3三、电加热管制作工艺及工艺要求43.1电加热管的制作工艺43.2 电加热管工艺要求43.2.1 绕线作业指导43.2.2 开料作业指导63.2.3缩管作业指导73.2.4车管作业指导83.2.5挖粉作业指导93.2.6弯管作业指导10四、电加热管检验标准124.1过程检验标准124.1.1抽样及允收标准124.1.2质量要求124.2成品检验标准134.2.1常规检查134.2.2型式试验134.3出货检验标准134.3.1抽样及允许标准134.3.2质量要求和标准13五、总结15致16参考文献17一、电加热管的简单介绍1.1电加热管的发展历程加热管是通过通电的形式来实现加热目的的,这种加热管操作简单,是应用最为广泛的加热器。电加热是将电能转换为热能的过程。自从发现电源通过导线可以发生热效应之后,世界上就有许多发明家从事于各种电热电器的研究与制造。电热电器的发展及普及应用也与其它行业一样,遵循着这样一个规律：从先进的国家逐步推广到世界各国；从城市逐步发展到农村；由集体使用发展到家庭、再到

3、个人；产品由低档发展到高档。二十年代以后在新的应用发展方面没有上一时期多,但是在这阶段各种电热电器都曾重新设订、不断改良,成为加热管发展史上的提高阶段。在家用电热电器方面,各种器具都设计得更为美观、耐用和坚固,而且大部分都有自动温度和时间控制,避免了运用不得法、温度不适合发生灾害的可能性。像电灶,烤面包器、烙饼器等都有自动控制。同时制造用料也加以改良,如采用质量良好的A级镍铬丝,用氧化镁或氧化锆作绝缘体等。在工业方面,也和家用加热管一样,使用了自动控制装置及改用良好的材料,如熔腊锅、熔铅炉、各种大型烘炉、热处理炉等都得到普遍的提高和应用。到四十年代以后,由于美国科学技术进步、电费便宜、发了战财、收入相对较高等原因,促成加热管进入普及阶段,1940年电熨斗在美国家庭普及率得到了极大的提高。解放前我国由于受到帝国主义侵略和反动派的统治,加热管工业一直处于非常落后的状态。解放后才得到不断发展,特别是近年来在产品品种、数量和应用普及率上进入一个突飞猛进的阶段。图1-1中所示热水器管和图1-2中所以豆浆机管是常见的电加热管。图1-1 热水器管图1-2 豆浆机管1.2电加热管的组成电加热管是由外套

4、管、电热丝、引出棒、氧化镁粉及封口材料五大部分组成。外套管的主要作用是保护、成型,对外套管材质的要耐热、导热；引出棒的作用是导电、固定、连接；镁粉的作用是绝缘、传热；电热丝在使用时要绕成圈,其目的是增大电阻值、增强耐用性、提高发热效率和发热速度；封口材料主要是防止管口氧化镁吸潮、吸废气、废酸。电加热管的简单组成由图1-3所示。图1-3 电加热管的组成二、电加热管的工作原理2.1氧化镁粉氧化镁粉作为电加热管主要材料之一,对电加热管性能好坏影响非常大。电工级氧化镁粉的定义：是指电熔结晶氧化镁块经破碎并对不同颗粒尺寸或数目按一定比例配合,直接或改性后用于管状电热元件中作为在高温下导热的绝缘物质。按制作方法与主要用途可分为四类：普通型、低温防潮型、中温防潮性、高温型,最常使用的是低温防潮型镁粉和高温型镁粉以下简称低温镁粉和高温镁粉。低温镁粉和高温镁粉的主要区别是：低温镁粉防潮但不耐高温,高温镁粉耐高温性能良好但不防潮,所以在制作过程中要根据所制作的加热管特性选择镁粉的类型,以达到工艺要求和降低生产成本。氧化镁粉在工作温度时,要具有较高的导热性能能迅速地把热量传递到管表面上去,使电阻丝与管壁温度

5、更接近；同时要具有较好的绝缘性能,保障安全；氧化镁粉无论在常温或高温的情况下对发热丝材料和管材均无腐蚀现象。2.2工作原理在耐高温不锈钢无缝管均匀地分布高温电阻丝,在空隙部分致密地填入导热性能和绝缘性能均良好的结晶氧化镁粉,这种结构不但先进,热效率高,而且发热均匀,当高温电阻丝中有电流通过时,产生的热通过结晶氧化镁粉向金属管表面扩散,再传递到被加热件或空气中去,达到加热的目的。三、电加热管制作工艺及工艺要求3.1电加热管的制作工艺电加热管的制作工艺有四步：充填压缩成型加工,一根加热管一旦经过压缩这道工序后就不可恢复。影响制作工艺的三大因素是：使用环境、使用温度、使用目的。简单的电加热管制作工艺如图3-1所示。图3-1 电加热管制作工艺流程图3.2 电加热管工艺要求3.2.1 绕线作业指导1.按工艺要求选择正确规格和材质的电阻线,按设备操作规程进行绕线操作。2.首次先绕几条试串线测电阻,调整各绕线参数至串线电阻在工艺要求围,确定绕线长度。不同线圈的参数不同。换线要重新定参数。3.将绕好的线洗干净,用物料盘装好放入烘箱烘干。用不同线圈绕出的线若长度不同,要分开放置。4.烘干后将电阻丝从烘箱

6、取出,吹凉后用橡皮筋扎好,标明规格,置于干燥处。绕线作业示如图3-2所示,绕线机如图3-3所示。图3-2 绕线作业示图3-3 绕线机3.2.2 开料作业指导1.按开料长度调整限位挡板位置,调整刀具高度和进刀深度在适合切管的位置。2.选择对应产品的正确规格型号的长管从进料孔中穿过管夹至顶到限位挡板,右手扶住管端,左手推动进刀手柄将管切断管口无毛刺和挤压变型等导致无法放入胶粒的缺陷。3.首次先试切几根,根据实际管长微调限位挡板。尺寸符合要求后方能批量作业开料长度公差围0.5mm。4.将切好的管整齐排放在周转车上,做好物料标识。开料作业如图3-4所示,开料机如图3-5所示。图3-4 开料作业示图3-5 开料机3.2.3缩管作业指导1.将填完粉的管擦干净放到送料机,管的一端抵住进料箱侧壁。2.启动缩管机和送料机进行缩管。3.首次先缩几根,检察缩管后管的长度,电阻,直线度,缩管管径。符合工艺要求后方可批量作业。4.全部检测完成后作好标识。缩管作业示如图3-6所示,缩管机如图3-7所示。图3-6 缩管作业示图3-7 缩管机3.2.4车管作业指导1.按来料车管长度调好活动板架的位置,按来料管径调好两

7、车刀的位置,拧紧所有固定螺丝。试车几根,长度和管口符合要求后才可批量作业,否则继续调试。2.完成调试后,将待车管放入送料装置,按车管机操作要求进行操作。3.将车好长度的管两端的胶粒和胶片脱掉,整齐的摆放在周转车上。4.车完一种管后,清理残余物料,报废品集中存放。车管作业示如图3-8所示,车管机如图3-9所示。图3-8 车管作业示图3-9 车管机3.2.5挖粉作业指导1.选择相符挖粉刀,按挖粉机操作规程及技术要求,装好挖粉刀。2.核实来料后进行挖粉,首次先做几支,请质检员首检,合格后继续中、低温粉管挖粉深度25mm；高温粉管挖粉深度68mm3.管口、引棒无刮伤；管壁无氧化镁粉附着；管口无涨大。挖粉作业示如图3-10所示,挖粉机如图3-11所示。图3-10 挖粉作业示图3-11 挖粉机3.2.6弯管作业指导1.按产品形状,确定弯管步骤。选择相应模具,按工艺人员给定参数进行调模。2.所有成型R位要进行压模处理成型压模过程中不能有伤痕弯管作业示如图3-2-11abc所示。图3-12a压膜图3-12b手动弯管图3-12c手动弯管图3-12 弯管作业示四、电加热管检验标准4.1过程检验标准4.1.

8、1抽样及允收标准1.按照检验抽样计划抽样。2.在制程巡查中,不能准确确定被检验群体数量,采取以每次10件作为样本。3.允收标准AQL为0%。4.1.2质量要求1.绕线：发热丝的直径和合成成分符合规定要求；绕针符合规定要求；绕线电阻符合试流确认之电阻要求；绕圈平直,节距均匀,清洗干净。2.串线：引棒的规格、胶粒的装配位置、串线电阻符合规定要求；引棒、胶粒和线圈无损伤、变形；串线位长度保证68mm,不可过短/过长。3.焊线：线圈与引出棒点焊牢固；线圈的焊点有焊接熔池,无假焊或焊穿；线圈点焊后,焊点处无凸起,端部无线头。4.切管：管材的直径、壁厚、合成成分及切管长度符合规定要求；管口无严重披锋、变形,管身无划伤、夹伤。5.入粉：引棒偏心不超过1.0mm；入粉后管口无漏粉现象；导流管无磨损,挂钩无披锋；入粉后发热丝无拉疏、拉断现象。6.压延缩管：压延后电阻、管体长度符合规定要求；管体表面光滑,无杂物嵌入、无弯头现象。7.车管：车管长度、切引棒长度、引出棒倒角、挖粉深度符合规定要求；管体无划伤、夹伤、引出棒无刮伤；挖粉后保持管身干净,无较粉末粘附。8.高温退火/排潮：退火/排潮温度,各炉控参数符合规定要求；出炉后管表面颜色均匀一致,无花斑；高温排潮管出炉后,表面无氧化变黑现象。9.钎焊或氩焊/喷砂：焊接位不能有气孔夹渣,表面不能有堆焊起瘤；喷砂面色泽一致,表面清洁。10.成形：管身无刮伤、碰伤、严重变形,弯曲处无褶皱、开裂现象；主要装配尺寸符合产品图纸要求。4.2成品检验标准4.2.1常规检查1.额定功率2.绝缘电阻3.外观：发热管标识清晰；不得有影响外观的锈迹、污迹、变形、变色,管身颜色均匀,并不得有显著的机械伤痕、弯曲处不得有严重皱纹或局部膨胀、凹凸现象。4.结构：零配件检查5.尺寸：管形符合图纸,确保装配。6.气压试验：承受额定压力历时30秒钟气压试验无泄漏。4.2.2型式试验1.过载能力：工作环境下以1.27倍额定功率电压通电30分钟,停电5分钟,反复30次后循环过载试验后而不发生损坏,电气性能符合要求。2.泄漏电流：工作环境下以1.17倍额定电压通电5分钟,泄漏电流0.5mA。3.干烧试验：额定电压干烧8小时,自然冷却后电气性能符合要求。4.浸水急冷试验：额定功率干烧5分钟,浸水急冷,30个循环后,耐压大于1500VAC/3S,绝缘

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