Le dimensioni, la profondità, la finitura superficiale e la posizione del foro di misura ricavato su ugelli e collettori determinano direttamente la resistenza al contatto termico tra le teste di rilevamento della termocoppia e l'acciaio dello stampo, che è un fattore fondamentale che porta al ritardo di temperatura intrinseco e all'offset fisso. Molti progettisti di stampi riservano solo semplici fori passanti senza parametri dimensionali standardizzati, con conseguente deviazione di misurazione costante che non può essere eliminata mediante calibrazione o pasta termoconduttiva. Questo articolo stabilisce gli standard unificati di progettazione dei fori di misurazione per termocoppie a nastro-a testa piatta, con sonda diritta e a nastro ad angolo retto-.
1. Regole di progettazione del foro di misurazione della termocoppia con sonda diritta
Diametri comuni della guaina: 0,8 mm / 1,0 mm / 1,5 mm
• Tolleranza del diametro interno del foro: +0.03~+0.06mm maggiore del diametro esterno della guaina; un gioco eccessivo crea resistenza termica dell'aria, un diametro troppo piccolo provoca inceppamenti della sonda durante lo smontaggio.
• Profondità effettiva: la distanza dall'apertura esterna del foro alla superficie cieca inferiore farà sì che la punta di rilevamento della sonda rimanga a 1~2 mm di distanza dalla parete del canale di flusso, evitando l'erosione diretta della fusione e l'accumulo di carbonio che blocca la punta; la profondità non deve essere inferiore a 5 volte il diametro della guaina per garantire un'area di conduzione del calore sufficiente.
• Finitura superficiale: Ra inferiore o uguale a 0,8μm lucidatura fine; la struttura ruvida lavorata intrappola facilmente la polvere di carbonio e forma strati di barriera termica.
• Disposizione dei fori: evitare di posizionare fori di misurazione sulle aree di sollecitazione delle pareti sottili del collettore-e sulle sezioni sottili della punta dell'ugello per evitare la riduzione della resistenza strutturale e il rischio di perdite di fusione.
2. Regole di progettazione del piano di misurazione della termocoppia a testa piatta-
• Spessore del piano: substrato in acciaio solido di minimo 1,2 mm sotto la superficie di contatto, le piastre sottili in acciaio presentano una rapida perdita di calore e un'ampia deviazione della misurazione della temperatura.
• Dimensioni del piano: leggermente più grande del contorno della testa piatta di 0,5 mm su tutti i lati, senza bordi affilati-ad angolo retto per evitare l'accumulo di residui di carbonio agli angoli.
• Requisito di planarità: tolleranza di planarità inferiore o uguale a 0,02 mm; il piano deformato porta a uno spazio di contatto parziale dopo la compressione della molla, generando un trasferimento di calore non uniforme.
• Evitare fori passanti: adottare una piattaforma di misurazione piatta e cieca, la struttura del foro passante- causerà perdita di calore e lettura di basse temperature.
3. Regole di progettazione della scanalatura poco profonda della termocoppia sottile del nastro ad angolo retto-
• Profondità della scanalatura: 0,3~0,4 mm corrispondente allo spessore del nastro, la profondità eccessiva crea uno spazio d'aria sotto il nastro.
• Larghezza della scanalatura: 0,2 mm più larga della larghezza del nastro per riservare uno spazio minimo per l'installazione, nessuna deformazione da estrusione della lamina piatta.
• Lucidatura del fondo della scanalatura: elettrolucidatura a specchio, eliminazione dei micro-vai che catturano la polvere di carbonio.
Errori comuni di progettazione e relative conseguenze di deviazione
1. Distanza del foro di misurazione sovradimensionata (spazio > 0,1 mm): deriva negativa fissa della temperatura di 1 ~ 2,5 gradi, risposta lenta nell'arco di 3 secondi.
2. Profondità del foro insufficiente, punta di rilevamento vicina al canale dell'acqua di raffreddamento: la temperatura misurata è costantemente inferiore alla temperatura di fusione effettiva a causa della perdita di calore.
3. Parete interna del foro ruvida e non lucidata: i depositi di carbonio si accumulano rapidamente, il ciclo di pulizia si riduce della metà, la deriva aumenta di settimana in settimana.
4. Foro di misurazione praticato fino al canale di flusso: il materiale fuso entra nel foro, si solidifica e avvolge la punta della sonda, bloccando completamente il trasferimento di calore.
5. Fori di misurazione multipli disposti troppo vicini (distanza <20 mm): interferenza reciproca nella conduzione del calore, letture della temperatura di zone adiacenti si influenzano a vicenda.
Misure di ottimizzazione corrispondenti per stampi finiti con fori di misurazione non-standard
Se lo stampo è già stato lavorato con fori di misura grezzi sovradimensionati, riempire l'intercapedine con un manicotto metallico ad alta conducibilità termica (manicotto sottile in lega di rame) per eliminare l'isolamento dell'aria; rivestimento di pasta termoconduttiva addensata durante l'installazione della termocoppia per compensare la resistenza termica della superficie ruvida. Per fori troppo-poco profondi, sostituire le termocoppie con cordone esposto a bassa massa termica per ridurre il ritardo causato da un'area di contatto termico insufficiente.
Integrazione degli standard di progettazione nella lista di controllo del disegno dello stampo
Durante la revisione del disegno 3D del canale caldo, il progettista deve inserire i parametri del foro di misurazione: tipo di termocoppia, diametro della guaina, diametro interno del foro, profondità effettiva, rugosità superficiale e spaziatura tra punti di misurazione adiacenti. Tutte le coordinate dei punti di misurazione devono essere simmetriche per collettori bilanciati multi-cavità per garantire condizioni di trasferimento di calore coerenti per ogni termocoppia. La lavorazione standardizzata dei fori di misura può ridurre l'offset di misura intrinseco della termocoppia di oltre il 70% nella fase di progettazione dello stampo.
