CC BY
19
УДК 621.372.83.001.24
ДВУХКОНТУРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ИНДУКЦИОННОЙ
ПАЙКИ ВОЛНОВОДНЫХ ТРАКТОВ
В. Е. Петренко1, В. Д. Лаптенок, С. К. Злобин
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
1Е-ша11: [email protected]
Представлена возможность модернизации системы автоматизированного управления индукционной пайки волноводных трактов путем введения дополнительного контура управления.
Ключевые слова: индукционная пайка, волноводный тракт, система управления.
TURBOFAN PROCESS CONTROL SYSTEM INDUCTION BRAZING WAVEGUIDES
V. E. Petrenko1, V. D. Laptenok, S. K. Zlobin
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 1E-mai1: [email protected]
It presents an opportunity to modernize induction brazing automated control system waveguide paths by introducing additional control loop.
Keywords: induction brazing, waveguide tract, control system.
К волноводным трактам антенно-фидерных устройств космическим аппаратов предъявляются жесткие требования по массе, габаритам, а также надежности, которая должна быть достаточно высокой для обеспечения их функционирования в течение всего срока активного существования космического аппарата
Основной технологической сложностью в производстве волноводов является относительная близость температур плавления припоя СвАК12 (577-580 °С) и основного материала АД31 (659-663 ° С), что в свою очередь требует точного воспроизведения технологических режимов процесса пайки [1; 2]. Ситуация осложнена тем что волноводные трубы, муфты и фланцы имеют допуски по массе , вызывающие различное распределение температурных полей при пайке изделий одних и тех же типоразмеров, поэтому производство волноводных трактов невозможно без обратной связи по температуре.
Близость температур плавление припоя и основного материала, существенная разница размеров и массы составных элементов, а также допуски по массе, обуславливают технологическую сложность процесса пайки волноводов и как следствие накладывают ряд требований и условий для получения качественного паяного соединения, для получения которого необходимо выполнение следующих условий:
- температура в зонах максимального нагрева (далее - ЗМН) паяемых элементов должна быть менее температуры их плавления;
- разница температур в ЗМН на различных паяемых элементах не должна превышать 100С;
- температура в ЗМН паяемых элементов не должна отличаться более чем на 100С от температуры в зоне пайки.
В используемой в настоящее время автоматизированной системе индукционной пайки волноводных трактов в ОАО «ИСС» процесс пайки осуществляется посредством изменения мощности индукционного нагрева, в зависимости от значений температуры волноводных труб, фланца (муфты) полученных пирометрическими датчиками температуры [3]. Для различных типоразмеров волноводов используются соответствующие индукторы сложного профиля, для приближения зон максимального нагрева к зоне пайки. Также имеет место предварительная установка зазора между индуктором и фланцем или муфтой с высокой точностью.
Секция «Информационно-управляющие системы»
Управлять процессом пайки волновода можно изменяя не только мощность генератора ,но и изменяя расстояние от индуктора до фланца (муфты ) непосредственно в процессе пайки, так как это одни из параметров влияющих на мощность индуцированных токов , и как следствие влияющие на нагрев.
Таким образом можно установить следующую взаимосвязь распределения энергии между мощностью и расстоянием индуктор - фланец (муфта) :
4ген = Чтр + Чфл, Чфл = Чтр ■ ки , ки =а'К
где дген - мощность выдаваемая генератором; дтр - мощность полученная трубой; дфл - мощность полученная фланцем (муфтой); КИ - коэффициент зависимости переданной энергии от расстояния; И - расстояние от индуктора до фланца (муфты); а - коэффициент отражающий зависимость расстояния между изделием и индуктором, и переданной ему мощности.
Рис. 1. Структурная схема двухконтурной системы автоматизированного управления процессом пайки волноводных трактов
Введение в систему дополнительного контура управления (рис. 1) позволит более плавно и точно регулировать температуру нагрева составных частей волновода, делая процесс более управляемым, а в следствии и более надежным. Результаты моделирования двухконтурной системы автоматизированного управления подтверждают это предположение (рис. 2).
т
Рис. 2. Графики нагрева элементов волновода: 1 - трубы, 2 - фланца, Т - температура , 1- время
Выводы:
1. Двухконтурная система управления позволяет более плавно и точно регулировать процессом пайки волновода в следствие динамического изменения расстояния между муфтой/фланцем и индуктором.
2. Введение контура управления расстоянием от волновода до индуктора позволяет повысить качество паяных соединений и исключить неисправимый бак в виде оплавления фланца.
Библиографические ссылки
1. Особенности пайки элементов волноводно-распределительных трактов из алюминиевых сплавов с применением источника индукционного нагрева / С. К. Злобин, М. М. Михнев, В. Д. Лап-тенок и др. // Решетневские чтения : материалы XVI междунар. научн. конф. : в 2 ч. Красноярск, 2012. Ч. 1. С. 16-17.
2. Особенности производства волноводно-распределительных трактов антенно-фидерных устройств космических аппаратов / С. К. Злобин, М. М. Михнев, В. Д. Лаптенок и др. // Вестник СибГАУ. 2013. № 6. С. 196-201.
3. Автоматизированное оборудование и технология для пайки волноводных трактов космических аппаратов / С. К. Злобин, М. М. Михнев, В. Д. Лаптенок и др. // Вестник СибГАУ. 2014. № 4(56). С.219-229.
© Петренко В. Е., Лаптенок В. Д., Злобин С. К., 2016
