Система автоматизированного управления плазменной установкой для производства порошковых материалов

• Автор: Ахметсагиров, Рамиль Ильясович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 134 с. : ил.

1.1. Анализ способов получения и использования металлических порошков

1.2. Технологические процессы получения металлических

порошков методами распыления

1.2.1. Метод распыления водой высокого давления или сжатым воздухом

1.2.2. Метод распыления вращающейся заготовки

1.2.3. Метод распыления падающей струи расплавленного цинка

струей воздуха

1.3. Особенности электрического разряда между металлическими и жидкими электродами

1.4. Особенности и перспективы применений электрического

разряда с нетрадиционными электродами в современной технике

1.5. Постановка задачи

Глава 2. Экспериментальная плазменная электротермическая установка и методика измерений
2.1 Функциональная схема экспериментальной плазменной электротермической установки
2.2 Система электрического питания экспериментальной установки
2.3 Электролитическая ванна
2.4. Системы охлаждения и подачи электролита
2.5 Измерительная аппаратура. Методика проведения экспериментов и оценка точности измерений
2.6 Особенности парогазового разряда, его вольт амперные характеристики и падение напряжения в электролите
2.7. Исследование распределения плотности тока на электролитическом катоде и на металлическом аноде
2.8. Исследование распределения напряженности электрического поля
2.9. Выводы по 2 главе
Глава 3. Построение моделей процесса получения ферромагнитного порошка для создания АСУ
3.1 Обобщнные характеристики парогазового разряда между металлическим анодом и электролитическим катодом
3.2 Решение оптимизационной задачи методом полного факторного эксперимента
3.2.1. Постановка задачи
3.2.2. Общий подход метода оптимизации
3.2.3. Построение плана эксперимента
3.2.4. Определение уравнения регрессии для дисперсности и производительности процесса получения ферромагнитного порошка
3.3. Обработка результатов прямых измерений
3.4. Выводы по 3 главе
Глава 4. Разработка автоматизированной системы управления для получения ферромагнитных порошков.
4.1.Способ получения ферромагнитного порошка с помощью плазменной электротермической установки с электролитическим катодом при атмосферном давлении
4.2.Сравнительный анализ характеристик полученного ферромагнитного порошка с известными ферритами
4.3. Разработка технологии и системы управления процессом получения ферромагнитного порошка заданного качества
4.4. Расчет показателей качества каналов регулирования
4.4.1. Контур управления общим напряжением
4.4.2. Контур управления по току
4.5. Выводы по 4 главе
Заключение
Список литературы


Рассмотрены некоторые технологические процессы производства металлических порошков. Показана возможность разработки технологического процесса для получения ферромагнитных порошков их углеродистых и инструментальных сталей, целесообразность разработки автоматической системы управления технологическим процессом. Проведен анализ известных экспериментальных и теоретических исследований парогазовых разрядов, горящих между электролитическим непроточные и проточные и металлическим электродами, а также обсуждаются области их некоторых практических применений. Во второй главе представлено описание экспериментальной установки и аппаратуры для исследования электрофизических процессов в электрических разрядах горящих между электролитическим и металлическим электродами. Установка, предназначенная для изучения электрического разряда при атмосферном давлении, состоит из системы электрического питания оборудования предназначенного для хранения, очистки, подачи и регулирования параметров электролита сменных электролитических ячеек ванн аппаратуры контроля и управления работой установки и измерения параметров электрических разрядов. Представлены результаты экспериментальных исследований парогазового разряда с жидким катодом вольтамперные характеристики и падение напряжения в электролитах, плотности тока на электролитическом катоде и металлическом аноде, распределение потенциала и напряженности электрического поля, катодное и анодное падения потенциала для выявления технологических параметров электрофизических процессов происходящих при получении ферромагнитных порошков. В третьей главе приведены результаты обобщения вольт амперных характеристик парогазового разряда жидким катодом при атмосферном давлении. Приведены описания методик проведения экспериментов Определены оптимальные режимы получения порошков и оптимизированы параметры для разработки автоматизированной системы управления плазменной электротермической установкой по получению ферромагнитных порошков для создания электромагнитных сердечников с более плавной харакгеристикой намагничивания. Рассмотрена методика обработки результатов. Получены зависимости производительности ферромагнитного порошка и дисперсности частиц от плотностей тока даны оценки погрешности измерений и вычислений параметров разряда и термических процессов. В четвертой главе описаны разработанные способы получения ферромагнитных порошков в плазме разряда между металлическим и электролитическим катодом. Описаны автоматическая система управления, функциональные и структурные схемы установки, а также структурно фазовые особенности образования ферромагнитного порошка под воздействием низкотемпературной плазмы высоковольтного разряда на сталь. Приведена математическая модель переходных процессов. В работе решена оптимизационная задача по нахождению оптимальных технологических параметров плазменной электротермической установки, определены уравнения регрессии для дисперсности и производительности ферромагнитного порошка для получения заданного качества изделия. Качество получаемого изделия определяется его дисперсностью, сферичностью и химическим составом, а также его электрофизическими параметрами. Поддержание заданного качества ферромагнитного порошка, вызывает необходимость управления процессом посредством контролирования оптимальных технологических параметров в требуемых пределах. Поэтому разработка системы автоматического управления технологическими параметрами плазменной электротермической установки, позволяющей получать высококачественные ферромагнитные порошки заданных свойств с помощью математической модели технологического процесса является актуальной задачей. Полученная математическая модель процесса парогазового разряда, достоверность которой подтверждается экспериментальными данными с точностью до , позволяет определить его электрофизические параметры, отличающаяся более широким диапазоном исследований при атмосферном давлении для определения рабочего напряжения технологической установки по производству порошковых материалов.