ТЭНы для нагрева прессформы с регулировкой мощности
Форма весом 80 кг должна выйти на 200°C за 25 минут до начала смены. Это конкретная задача, у которой есть конкретный ответ: два патронных ТЭНа диаметром 16 мм по 1,2 кВт каждый. Как к нему прийти — разберём ниже.
Почему для прессформ используют патронные ТЭНы
Прессформа — это массивный стальной блок. Тепло нужно подвести внутрь, а не снаружи. Греть снаружи бандажными нагревателями неэффективно: большие потери в воздух, долгий разогрев, неравномерность температуры по объёму.
Патронный ТЭН вставляется в глухое или сквозное отверстие в теле формы. Металл-металл, минимальный зазор. КПД передачи тепла в массив стали принципиально выше. Именно поэтому в литьевых машинах и вулканизационных прессах картридж-нагреватели стали стандартом.
Мы производим патронные ТЭНы диаметром от 4 до 32 мм, длиной от 30 до 6000 мм. Каждый элемент делается по чертежу под конкретное отверстие в форме заказчика.
Таблица выбора по параметрам формы
| Диаметр отверстия (H7) | Материал формы | Рабочая температура | Рекомендуемая мощность на дм³ стали |
|---|---|---|---|
| 8–10 мм | Инструментальная сталь | 150–200°C (термопласты) | 0,3–0,5 кВт/дм³ |
| 12–16 мм | Инструментальная сталь | 200–250°C (АБС, ПА, ПК) | 0,5–0,8 кВт/дм³ |
| 16–20 мм | Легированная сталь | 250–320°C (горячее прессование) | 0,8–1,2 кВт/дм³ |
| 20–32 мм | Инструментальная сталь / чугун | 320–400°C (резина, эластомеры) | 1,2–1,8 кВт/дм³ |
Значения в таблице — ориентировочные. Точный расчёт зависит от геометрии формы, потерь в стол пресса и времени разогрева.
Расчёт мощности: формула и пример
c — удельная теплоёмкость стали, 0,46 кДж/(кг·К)
ΔT — нужный перепад температур, °C (например, с 20°C до 200°C = 180 K)
t — время разогрева, сек
Q — мощность нагрева, кВт
Пример: форма 80 кг, нужно нагреть с 20 до 200°C за 25 минут (1500 сек).
Q = 80 × 0,46 × 180 / 1500 = 4,4 кВт — это теоретический минимум. С коэффициентом потерь 1,5 получается 6,6 кВт. Если в форме предусмотрены 6 отверстий под ТЭН диаметром 12 мм — каждый ТЭН несёт примерно 1,1 кВт.
Оболочка: сталь 10 или нержавейка
Для большинства прессформ подходит углеродистая сталь 10 — она хорошо проводит тепло и достаточно стойкая в сухой среде канала формы. Нержавейку 304 выбирают в двух случаях: влажный цех с риском конденсата или температура выше 350°C, где углеродистая сталь начинает давать окалину, забивающую зазор между ТЭНом и отверстием.
Важно про зазор: допуск H7 — это условие, а не рекомендация. Зазор больше 0,1 мм снижает теплопередачу в разы. При заказе отверстий в форме укажите мастеру поле допуска H7 явно.
Регулировка мощности: ПИД, зоны, термопары
Сам ТЭН работает в двух режимах: включён или выключён. Регулировка мощности — задача автоматики.
ПИД-регулятор
Термопара (чаще всего тип K или J) вставляется в отдельное отверстие в теле формы рядом с ТЭНом. Сигнал идёт на ПИД-контроллер, который управляет симистором или твердотельным реле. Регулятор удерживает температуру с точностью ±1–2°C. Это стандартная схема для термопластавтоматов.
Зоны нагрева
Крупные формы делят на зоны: литниковая зона требует одной температуры, периферия — другой. Каждая зона — своя группа ТЭНов и свой регулятор. Три зоны по 2 кВт лучше, чем шесть ТЭНов на одном контуре без дифференциации.
Ступенчатый пуск
При холодном старте форма проходит три этапа: разогрев до 80°C на полной мощности, плавный подъём до рабочей температуры, удержание. ПИД справляется с этим автоматически. Главное — термопара в правильном месте: не у поверхности формы, а в массиве, там, где реальная рабочая точка.
Что нужно для заказа
- Диаметр отверстия под ТЭН (с указанием допуска H7)
- Длина рабочей части ТЭНа (до дна канала)
- Мощность, кВт (рассчитаем вместе, если нет)
- Напряжение: 220 В или 380 В
- Тип выводов: длина кабеля, марка провода (РКГМ для температур выше 200°C)
- Количество штук и материал оболочки (сталь / нержавейка)
Минимальный заказ — 1 штука. Работаем по чертежу или эскизу. Если чертежа нет — поможем составить техническое задание по размерам формы.
Отправьте чертёж или размеры отверстия — рассчитаем мощность и стоимость за один рабочий день
Отправить чертёж/размеры для расчётаСрок изготовления — 7–14 рабочих дней. Отгрузка СДЭК/ПЭК по всей России и в Казахстан. Телефоны: +7(919)405-21-39, 8(800)200-16-14.
Подобрать ТЭН для конкретной прессформы можно также через раздел трубчатые электронагреватели на нашем сайте.
← Все статьи блога