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TA的每日心情 | 开心 2014-2-14 20:07 |
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应论坛一个朋友的邀请,设计一个适合业余爱好者DIY的低成本电阻加热炉,用于小零件的热处理。要求成本低、容易制作,能使用家庭220V电压。
一、设计目标
额定功率P=4500W,额定电压U=220V,炉膛尺寸为:内径10CM,长度80CM,实标加热尺寸60CM。最高使用温度为1300度,极限使用温度1400度。
二、设计方案
本着低成本、容易制作的原则,所选材料应容易购买、制过程无机加工。方案如下:买一条长度为80CM、内径10CM、厚1CM的耐高温陶瓷管作炉膛,陶瓷管外部緾上电阻丝,电阻丝外部包一层耐高温的绝缘材料云母片之类的(也可以不包),电阻丝两头固定好后引出接线端子(图1)。然后再包上厚厚的保温棉(玻璃棉,其本身也是绝缘的材料)。用铁皮做个外壳(可以直接使用旧的涂料桶或油漆桶,其厚度和大小刚好合适,建筑工地上有很多废弃的)。陶瓷管的一端用耐火砖做个盖(炉门),另一端用耐火泥和砖封住,但要预留两个小孔,一个孔用于加保护气体,另一个孔要穿过温度控制器的温度传感器--热电偶(图2)。通过温度控制器接上电源。调节温度控制器到所需温度,等炉温升到设定温度,这时候就可以处理零件了(图3)。
三、电阻丝的选择、计算、安装。
能在空气介质中使用温度达1400度的合金电阻丝是铁铬铝合金线材,其它金属电阻丝虽然使用温度可以超过这个范围,但必须在真空条件或保护气体氛围中使用,不适合DIY,所以选铁铬铝作为加热丝。现选型号:0Cr27Al7Mo2,直径2.5MM。
1、确定炉丝电阻:
额定电流 I=P/U=4500/220=20A
炉丝电阻 R=U/I=220/20=11欧
2、确定炉丝长度:
根据手册查得上述型号、直径的铁铬铝合金线材电阻率 K=0.305欧/米
炉丝长度 L=R/K=11/0.305=36米
购买时要加上引出线的长度,买40米。
3、材料购买妥当后必须把36米长的电阻丝均匀地绕在陶瓷管上,还要计算绕多少匝,每匝的距离是多少。这是小学数学题,留给朋友自己算吧。冷拔电阻丝的强度很大,绕前可以先烧红退火软化后再绕。 |
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