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高级技师论文5000字

2023-12-11 03:23 来源:学术参考网 作者:未知

高级技师论文5000字

由于钳工的万能性和高度的灵活性,很难用某种新技术来全部替代。相反,随着先进机器设备的不断出现,机械部件的制造和装配、机器的安装、调试和维修等对钳工的需求越来越多,要求也越来越高。下面是由我整理的钳工高级技师职称论文,谢谢你的阅读。

钳工装配技术探讨

[摘 要]本文回顾了钳工与装配技术的发展,分析了常用零件装配要点和方法,探讨了钳工装配工艺规程。

[关键词]钳工装配;工艺;技术

中图分类号:TG93;TG95 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)37-0062-01

一、钳工与装配技术的发展

随着现代机械制造业的飞速发展,各种新技术、新工艺应运而生,其中一部分机器零件能用精密铸造、冷挤压、电火花加工、超声波加工、激光加工等制造方法代替车、铣、磨等工种的加工,但由于钳工的万能性和高度的灵活性,很难用某种新技术来全部替代。相反,随着先进机器设备的不断出现,机械部件的制造和装配、机器的安装、调试和维修等对钳工的需求越来越多,要求也越来越高。可以断言,在今后相当长的一个时期内,钳工仍是机械行业中的重要工种之一。

随着现代电子科学和计算机科学的迅猛发展,制造技术的内涵和外延发生了革命性的变化。计算机集成制造技术和系统(CIMS)日渐成为制造工业的热点,装配是机电产品制造过程的一个重要环节,实现装配工艺的自动化、柔性化不仅可提高生产率、降低成本、保证产品质量一致性,更重要的是能提高适应多品种小批量的产品应变能力。目前,一些发达国家已积极地将注意力转向柔性自动装配技术,并取得了卓越的成果,一些产品、部件的装配过程逐渐摆脱了人工操作,柔性装配系统已成为CIMS的一个重要环节。我国对自动装配技术的研究起步较晚,近年来有一定的进展,但国内自行设计的半自动和自动装配线的自动化程度不高,装配速度和生产效率亦较低,所以,自动装配技术在我国有很大的开发与应用潜力,同时,也必将成为我国生产过程全盘自动化的下一个战略目标。

二、常用零件装配要点

1、螺母、螺检装配要点。螺母、螺栓装配时注意:1. 螺母、螺拴与工件贴合面必须光洁、平整;2.螺母、螺栓、螺孔表面在装配前必须清洗于净;3.当机器有振动时,螺母、螺栓必须有防松要求,此外还有开口销防松、止退垫圈防松等。4.拧紧螺母和螺栓时,必须保证零件受力均匀,以防变形破坏,所以拧紧时必须以一定顺序进行。此外,拧紧时要逐步进行,首先将所有螺母拧紧到1/3的程度,然后再拧紧到,2/3的程度,最后将它完全拧紧。

2、滑动轴承装配要点。1.轴承装配。轴承与机件的配合有一定的过盈量,因此轴承必须压入机件。其装配时应注意:(l)清除轴承与机件孔毛刺,然后涂机油,并使轴承与机件上的油孔对准,然后轻轻地、受力均匀地打入机件孔中。(2)为防止轴承使用过程中的转动,则必须设法使轴承与机件固定。(3)轴承压入机件后,因轴承壁一般较薄,因此内孔会有变形。一般可用活络铰刀加以修整。2.轴承与轴装配。轴承与轴装配后,必须保证轴颈与轴承之间的良好配合和必要的间隙,使轴灵活转动。

3、滚动轴承装配要点。滚动轴承装入轴颈或机体孔的方法有压入法和加热法。用压入法装配时必须使轴颈上、机体孔上无毛刺,并在装配前洗涤干净,涂上机油。装入时必须使轴承受力均匀,防止倾斜,可用手锤、软钢沿滚动轴承内圈或外圈均匀地打入,或用专用工具装入轴颈与机体孔座。

4、平行轴装配要点。皮带轮、直齿轮、链轮都是在两根平行轴之间传递动力的,因此必须保证轴装配后互相平行,且有一定中心距范围及啮合件的一定轴向位置。检查平行轴的平行度、中心距、啮合件轴向位置的方法:(l)当两轴中心距较小时,可用游标卡尺分别测量轴两端的间距;(2)当两轴中中心距较大时,可用长钢尺或拉线法;(3)当轴端啮合件为齿轮时,可用齿面涂色法。

三、常用的装配方法

产品的每一步装配工作都应满足预定的装配要求,达到一定的装配精度。通过尺寸链分析,由于封闭环公差等于组成公差之和,装配精度取决于零件制造公差,但零件制造精度过高,生产成本将提高。为正确处理装配精度与零件制造精度两者的关系,形成了以下不同的装配方法。

1.完全互换装配法。完个互换装配法是指在同类零件中,任取一个装配零件,不经修配即可装入部件中,并能达到规定的装配要求,如下特点: ①装配操作简便,生产效率高。②容易确定装配时间,便于组织流水装配线。③零件磨损后,便十更换。④零件加工精度要求高,制造费用随之增加,适于组成环数少、精度要求不高的场合或大批量生产采用。

2.分组选配法。分组选配法是将一批零件逐一测量后,按实际尺寸的大小分成若干组,然后将尺寸大的包容件(如孔)与尺寸大的包容件(如轴)相配,将尺寸小的包容件与尺寸小的被包容件相配。这种装配方法的配合精度取决于分组数,即增加分组数可以提高装配精度。分组选配法常用于大批量生产中,装配精度要求很高、组成环数较少的场合,其特点如下: ①经分组选配后,零件的配合精度高。②零件制造公差放大,零件加工成本降低。③增加了对零件的测量分组工作量,并需要加强对零件的储存和运输管理,可能造成半成品和零件的积压。

3.修配装配法。修配装配法是指装配时修去指定零件上预留修配一量,以达到预定的装配精度的装配方法。修配装配法适用于单件和小批生产以及装配精度要求高的场合,其特点如下:①通过修配得到装配精度,可降低零件制造精度。 ②装配周期长,生产效率低,对工人操作技能要求高。

4.调整装配法。调整装配法是指装配时调整某一零件的位置或尺寸,以达到预定的装配精度的装配方法。一般采用改变斜面、锥面、螺纹等移动可调整件的位置;采用调换垫片、垫圈、套筒等控制调整件的尺寸。除必须采用分组装配的精密配件外,调整装配法一般可用于各种装配场合,其特点如下: ①零件可按经济精度确定加工公差,装配时通过调整达到预定的装配精度。②产品使用可进行定期调整,以保证配合精度,便于维护和修理。③生产率低,对工人操作技能要求高。

四、钳工装配工艺规程

装配工艺规程是指导装配施工的主要技术文件之一。它规定产品及部件的装配顺序、装配方法、装配技术要求、检验方法及装配所需设备、工具、时间定额等。   1、装配单元和装配单元系统图。为了便于组织装配流水线,使装配工作有秩序地进行。装配时,将产品分解成独立装配的组件或分组件。绘制装配单元系统图时,先画一条横线,在横线左端画出代表基准件的长方格,在横线右端画出代表产品的长方格,然后按装配工序从左向右将代表直接装到产品上的零件或组件的长方格从水平线引出,零件画在横线上面,组件画在横线下面。长方格内要注明零件或组件名称、编号和件数。用同一方法把每一组件及分组件的系统图展开画出。

2、装配工艺规程的制定。

(1)制定装配工艺规程的基本原则。在保证产品装配质量的前提下,合理安装装配工序,尽量减少装配工作量,减轻劳动强度,提高装配效率,缩短装配周期。尽可能减少占据车间的生产面积。

(2)制定装配工艺所需原始资料。①产品的总装图和部件装配图、零件明细表等。②产品的验收技术条件,包括试验工作的内容及方法。③产品生产规模。④现有的工艺装备、车间面积、工人技术水平以及时间额定标准等。

(3)制定装配工艺规程的方法和步骤:①对产品进行分析。包括研究产品装配图及装配技术要求;对产品进行结构尺寸分析,以确定达到装配精度的方法;对产品结构进行工艺性分析,将产品分解成独立装配的组件和分组件。②确定装配组织形式。主要根据产品的结构特点和生产批量,选择适当的装配组织形式。进而决定总装、部装的划分,装配工序是集中,还是分散,产品装配运输方式及工作场地准备。③根据装配单元决定装配顺序。首先选择装配基准件,然后根据装配结构的具体情况,按先下后上,先内后外,先难后易,先精密后一般,先重后轻的规律去确定其他零件或分组件的装配工序。

结语

钳工属于传统的工种,其工种具有特殊性,尽管目前机械化程度的快速提高,但在一些特殊零件制造上钳工还具有极为重要的作用,必不可少。钳工装配就属于产品加工制造过程中最后一道工序。近年来,随着装配技术的快速发展,对装配钳工的技能具有了更高的要求,所以提高机械行业钳工装配技能水平就具有极为重要的意义。

参考文献

[1] 张景田.钳工的装配技术要点[J].机械加工制造,2012.

[2] 李振仁.浅谈钳工的基本技术与基木操作[J].黑龙江科技信息,2009.

[3] 张金祥.谈钳工的装配技能[J].科技论坛,2013.

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车工高级技师技术论文

随着工业的发展,与工业相关的技术也不断的得到完善,对技术工人的要求也不断地提高,其中,车工在我国的行业中担任着不可或缺的角色,这是我为大家整理的车工高级技师技术论文,仅供参考!

浅析车工的技能

【摘 要】随着工业的发展,与工业相关的技术也不断的得到完善,对技术工人的要求也不断地提高,其中,车工在我国的行业中担任着不可或缺的角色,车工的技能也在不断地增加,本研究就车工中的工艺技巧与如何学好车工工艺进行了研究。

【关键词】车工;技能

0.前言

作为一项专业的技能,车工工艺正以前所未有的速度在发展壮大,学习车工工艺,培养新一代的车工工人已成为众人瞩目的事情。掌握好这项技能不仅仅对于自身的发展是有利的,还会促进相关技术的发展,应当得到足够的重视。

1.车工工艺中的车工技巧

1.1对刀

对刀的方式有很多种,其中,z 向对刀与o向对刀较为常见。Z向对刀相比于其他的常规对刀并没有什么不同,刀尖与主轴中心调在同一水平高度;而0 向对刀稍有差异,在对刀的时候首先调整刀尖到刀轴回转中心的距离,大约等于工件半径,然后在卡盘上装一对刀圆环,内环半径等于工件半径,刀体与中滑板导轨平行,慢慢调整中滑板位置,当刀尖旋转碰到a点时说明刀体回转中心在主轴中心线位置。

1.2加工

对车工而言,除了对刀之外,还必须对器械进行加工,加工时先用圆弧刀自由加工,留2mm 余量再用转刀精加工,精加工走刀用手转动刀柄实现轨迹加工,吃刀量由床鞍控制,每次进刀量为0.5mm。

1.3浇帽口的补偿

金属模型在实际生产过程中发现铸造出的圆球打断浇帽口时经常破坏圆球体,使圆球在浇帽口方向减少3mm左右。因此在车上模时中滑板向前移4mm,刀回转半径也增加4mm,车出的纺棰体圆弧和理论上的圆弧比较接近,补偿了打浇帽口的损失,铸造出的零件稍经打磨可以达到使用要求。用转刀加工圆球面,操作简单,刀具装卸简便,节约成本;精度较高;加工范围广,通过调整车刀的长度和调整车刀的回转中心位置可以加工不同直径的内圆球面,整个系列的圆球模型加工只需要一套刀就可以了,这种加工方法的工装成本不到靠模法工装的 30%。

2.如何学好车工技能

2.1做好课前预习是基础

任何学问都不会凭空而来,都要经过一定时间的准备,在学习车工技能的时候,除了必要的严谨的态度以外,还要拥有一颗善于学习的心。课前预习要力求严谨充分,要上好实习课就要好好地预习,成功的预习是上好实习课的先决条件,也是教学全过程实行质量控制的首要环节。

2.2努力上好第一堂课

在成为专业的技术工人之前,学员的素质和能力相对来说比较低下,有些人根本没有任何的专业基础,而大部分人则是刚刚毕业的初中生,之前没有接触过任何的车床机器,所以,车工技术对他们来说是一个相当陌生的概念,学好第一课对一名初涉车工行业的新手尤为重要。在学习过程中,要保持一颗进取的心,时刻提醒自己该在什么时间干什么工作,努力完善自己的专业技能,通过不断的练习来提升自己的技能。此外,学员在学习过程中,应当时刻注意自己以及他人的人身安全,时刻把安全放在首位,无论是什么工作,都要按照车工规程去做,绝对不能偷懒。只有这样,才能避免事故的发生。另外,在学习中要学好各种机床以及砂轮机的安全操作规程,穿戴要符合要求,搞好车间的卫生,为学习创造一个舒适的环境。

2.3加强对技能基本功的训练

俗语说的好“熟能生巧”,要想成为一名熟练的技术工人,除了日常的学习之外还要不断的练习,加强对基本功的训练。车工的基本功大都遵循车床的训练规则,“工件的装夹,刀具的选择、刃磨和装夹”是三个不可或缺的部分。在训练车床的过程中,尤其是新手的训练,车床主轴的转速应该在其规定的范围内,这样有利于提高自己的学习能力,避免了在高速状态下的不易控制而打击学习的积极性。工件的装夹主要用来训练选择装夹基准,找正校准工件中心位置,这个部分比较简单,容易掌握且上手较快。在这个环节中,要学会熟练的选择刀具,加快装夹的速度,打造出合格舒适的车刀。在学生实习的过程中,遇到不会的问题要及时地向老师请教,千万不能自己觉得是就按照自己认为对的方式去做,这样会产生危险。在老师纠正自己的错误后,有必要再重新做一遍,因为错误都是在不经意间产生,这样做的原因除了看看自己做的对不对之外,还在于熟练自己的工艺,为以后成为一名合格的技术工人创造条件。在练习基本功的同时,还要学会辨认什么样的工具能打造什么样的机器,什么材料打造什么机器比较经济实惠,产品质量较高。

2.4正确选择实训课题,加强技能

什么都学并不是说不好,但在这个科技日益更新的时代,要学好各个方面实在是太难,万事通不如一事精,正确的选择实训课题,加强自己的专业技能才是关键。在选择自己的实训课题是应当注意,不能好高骛远,要遵循先易后难的原则,一步一步的前进,从简单的阶台轴开始,逐步的加深难度。不管是什么问题,都要严格的按照课题图纸来开展工作,认真的学习教学内容,确定加工工艺,从工艺上保证尺寸精度,形位公差、表面粗糙度等达到设计要求,保证加工的合格率。同时要备好学习所需材料、刀具、量具、辅具等。当遇到比较复杂的工件加工时,遇到不太懂的地方要征询老师的意见,必要时请老师示范一下。要把老师讲过的重点,难点记稳,记牢,将理论与实际情况结合起来,理论为辅,实际为主,将自己所学的知识运用到实践中去。

2.5努力使技能适应就业环境

当前的就业形式比较棘手是大家都知道的问题,所以,在努力学习的同时,要时刻注意外界的就业形势的变化。就当前来说,作为一名合格的车工,不仅仅要做好自己的本职工作,还要对市场有一定的了解,洞悉市场的方向,有目的的去学习,在提升个人技能的同时更好地服务社会。

2.6及时总结车工技能及其经验

学习的目的在于熟练技艺,作为一名车工,在熟练自己的技巧的同时,更重要的是在工作中吸取教训,总结经验,了解自己的不足,扬长避短,把一些自己所不熟悉的,不懂的问题及时的解决。可以在实习中请求老师检查自己的操作是否规范,每天晚饭后对自己的工作进行总结,并在此基础上强化要领,从而加快技能的巩固和掌握。对个别出现的问题,请老师进行动作要领的反复示范,努力使自己对规范动作得到充分理解,并能根据动作要领熟练操作。对于老师的考核要给予足够的重视,在其中可以学到不少的东西。

3.车工的技能需要良好的习惯

安全、文明生产是学生进入生产实习的第一课,要成为一名合格的技术工人,就必须树立安全、文明生产意识,养成安全、文明生产的习惯。坚持安全、文明生产是保障生产工人安全、防止设备事故的根本方法,同时也是工厂科学管理的一项十分重要的内容。安全、文明生产的具体要求是对长期生产活动中的实践经验和血的教训的总结,它直接影响到工人人身安全、产品质量和生产效率的提高,影响设备和工、夹量具的使用寿命和操作工人技术水平的正常发挥。因此学生不仅要认真听,还必须牢记各种机床、砂轮机等的安全操作规程、实习中工作服的穿戴要求及文明生产规范等,如:必须戴手套操作机床、高速切削必须戴防护眼镜、女生必须戴工作帽、搞好车间卫生等。(下转第27页)(上接第23页)另外初学者进入实习场地,必须穿戴好劳保用品。

4.结语

要想成为一名合格的车工,必须进行足够的锻炼才能掌握其中的技巧,熟能生巧就是这个道理,在二十一世纪这个激烈的就业形势下,一定要努力学好自己的专业技能,只有这样,才能在生活自己的同时更好地服务于社会。 [科]

【参考文献】

[1]张德义.车工技能实践中的技巧及体会[J].科技创新导报,2009,03.

[2]李晋平.浅谈车工实习[J].职业,2009(15).

浅谈车工的技能培训

摘要: 车工专业课教学强调技能训练,采用一体化教学法,其主要目的是为了使教学工作能够顺利有效地完成,以最少的时间取得最佳的效果。而实践证明,这一教学法不仅高效低耗,还能在规定时间内完成教学任务,实现教学目的。使教师教的轻松,学生学的愉快。

Abstract: The professional teaching of lathe worker emphasizes on the training of skills, so the integrated teaching method is adopted, of which purpose is to make the teaching work can be done smoothly and effectively and achieve the best results with the least amount of time. But the practice proved that this teaching method not only has high efficiency, but also can complete the teaching task within the specified time and achieve the purpose of teaching, so the teaching of teachers is relaxed, and the study of students is happy.

关键词: 车工;技能培训;实际应用

Key words: lathe worker;skill training;practical application

中图分类号:G424.1 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)32-0291-02

所谓车工一体化教学,就是在教学中以学生作为主体,以技能目标作为学生学习的重点。在进行理论教学的时候,需要重点对教学内容以及教学环节、进度等进行明确规定,而理论教学要完全与技能训练相结合。还要根据学生特点、课程特点将课堂搬到生产现场进行一体化的教学,其主要学习的目标就是围绕技能训练的需要,打破原有的学科界限,使理论完全与实践相结合。

对于车工专业,现在很多学校采用的书本是《车工工艺学与技能训练》,这本书是《车工工艺学》和《车工生产实习》两门功课的有机组合。以前的教学方法主要就是专业课就讲理论,实训课就讲实训,并不能使两者很好的结合在一起共同讲授。这样的结果就是在进行实训课的过程中,学生对理论课内容普遍存在遗忘的现象,以此不能有效形成理论一实训―理论的反馈知识链体系。不仅如此,学生对知识没有感性认识,理论课难以形成良好的教学效果,学生学得吃力,教师教得费力。而现在的教学主要体现在理论教学实践化,实践教学课堂化。车工专业课只有选择一体化的教学方法,才能达到教学目的,完成教学任务,满足中职学校具有阶段性的终端教育的特点。

①一体化的教学并不是重实训轻理论,而是实训前必须讲授必要的理论知识。教师将理论和技能知识通过各种教学手段讲授后,先示范操作,之后让学生先掌握老师教的方法,再鼓励学生想新法,老师在一旁观察指导,让学生在实操中发现问题并讨论解决,激发学生的学习兴趣,巩固所学知识。作为教师不是只教会学生怎么做就行了。②学生有学习兴趣是最能达到教学效果的。作为教师要考虑两方面:一是如何让学生学,二是学生如何来学。如今,高职及技校多数学生文化基础差,容易产生畏难情绪。在教室上理论课时,都不喜欢上,不专心。因此,在实训车间进行教学就有了学习的多样性、趣味性,让他们树立正确的知识价值观和学习目的性,形成良好的学习动机,唤起学习的兴趣。用直观教学手段,可以增加学生的动手能力以及观察能力,以此激发学生更大的学习兴趣,调动学生的学习积极性,使学生不会因为有一定的困难就失去学习的兴趣。学生也会积极参加活动,在活动中要引导学生,严格要求学生,更好地磨练学生的学习意志。在学生进行实际操作的时候,要正确引导学生结合理论知识,以此增强学生学习兴趣和自信心。事实证明,一到实训车间上课时,学生上课的情况是180度的转变。有个别学生还会对自己记不住的知识要点记录下来,到实践操作时若忘记再拿出来指导实践操作。还有一个学生在实习手册中的心得体会中写到:这一周又有个新收获,“切断刀”这种刀具,我以前以为它只是切断和车槽的,不知道它还有倒角和去毛刺的用处。只要把刀架转过45度,锁紧后就可以进行倒角和去毛刺,这样在45度刀倒角和去毛刺不便的场合中,就非常方便好用。这位学生不仅学会了操作步骤,更重要的是他通过实践,知道了车工实践中,变与不变的道理,从实践中学会了技能,同时也提高了认识,上升到理论。③通过老师讲解和示范操作,学生再进行动手操作,形成自己的技能技巧。这过程就是“做”。著名的教育家陶行知先生的三大主张之一“教学做合一”,主张教与学都要与做为中心, “在做上教,在做上学”,并赋予其新的含义,即在劳力上劳心。这就是要把实际生活中的事拿来研究,一面动手,一面思考,手脑结合,“以期理论与实践之统一”。教与学以“做”为中心,就是说教与学要在理论与实践相结合的基础上进行。我国伟大的教育家孔子也曾说过:讲给我听,我会忘记;指给我看,我会记住;让我去做,我会理解。

“车工”最大特点是眼、脑、手的配合协调,这种协调不是理论与实践的简单结合,它是一项技巧,只有通过反复练习,才能熟练。具体到“车工一体化”教学中,这一环节非常重要,车工不仅要会干,而且要干快,动作要敏捷。让学生做到从练中学,从学中练。应注重教育学生在练中发现问题,自己试着去解决问题,充分发挥学生自己的学习潜能,让他们在实践操作中达到熟练应用,从应用中提高。例如:学生在实践操作中,由于某些原因,导致无法断屑,而使铁屑缠绕在工件上影响加工。这时,老师就现场借题发挥,这就要让学生多想几个为什么,用什么方法解决,不能进行简单的纠错。通过分析实习中发生的问题,达到学习的目的。一位学生在总结中这样写到:在“车工”学习中给我启发最大,印象最深的应该是“磨刀”,在磨刀中,我想过逃避,也想到放弃,因为我总是一次又一次把刀磨坏,通过磨刀,使我真正认识到“磨刀”就像人生,在人生的路上不会是万事如意,更不可能是一帆风顺的,人生的道路要自己一步一个脚印去磨出来。

“教学一体化”主要是以学生为主体的新型教学方法,形式生动活泼,有较强的针对性,主要是理论知识围绕技能训练展开的教学方式,既有利于教师的“教”,又有利于学生的“学”;这样能够使学生很容易掌握教师传授的知识,也能够让教师更好地了解每位学生在技能和知识掌握上的具体情况,便于今后能够进行及时、有针对性的辅导,大大提高了教学质量和教学效率。而“一体化”教学模式,通过理论与实践的合理结合,突出了技能训练,充分发挥了学生的主体作用。但是“一体化”教学法,并不排除其他的教学方法,根据教学需要可以灵活选择讲授法、讨论法等其他教学方法,因为教学过程本身是一个动态过程,在教学实际活动中,存在着各种可能性的变化。教师必须注意随时地进行调整,根据教学过程的实际情况,灵活地应用教学方法。

当今的中国,紧缺的是高级技师、技师等专业型技术人才。作为一名专业技术教师,我们就有责任创造出学生能学、能做、能悟的教学环境,以此引导学生成为社会需要的综合性人才。

参考文献:

[1]李贤元.数控车工实训模块化教学的探索与实践[J].中等职业教育,2007(05).

[2]李宁.浅谈数控车工实训课教学体会[J].职业教育研究,2007(11).

[3]王开良.《车工工艺与技能训练》教学方法的探索与实践[J].职业,2010(02).

[4]孙凤林,孙桂霞.车工技能实训教学方法探讨[J].职业技术教育,2008(32).

高级制冷技师职称论文

制冷是为了适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。下面是我为大家精心推荐的高级制冷技师职称论文,希望能够对您有所帮助。

制冷技术分析

摘要 制冷技术是为了适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。制冷技术是使某一空间或物体的温度降到低于周围环境温度,并保持在规定低温状态的一门科学技术,它随着人们对低温条件的要求和社会生产力的提高而不断发展。制冷的 方法 很多,常见的有以下四种:液体气化制冷,气体膨胀制冷,涡流管制冷和热电制冷。其中液体汽化制冷的应用最为广泛,它是利用液体汽化时的吸热效应而实现制冷的。蒸汽压缩式,吸收式,蒸汽喷射式和吸附式制冷都属于液体汽化制冷方式。本文重点介绍蒸汽压缩式制冷的工作原理及几种形式。

关键词蒸汽压缩式制冷压-焓图理想制冷循环制冷系数ε 绝热膨胀

双级蒸汽压缩制冷循环

中图分类号: TB6文献标识码: A

一、蒸汽压缩式制冷的工作原理 蒸汽压缩式制冷系统由压缩机,冷凝器,膨胀阀,蒸发器组成,用管道将其连成一个封闭的系统。

工质在蒸发器内与被冷却对象发生热量交换,吸收被冷却对象的热量并汽化,产生的低压蒸汽被压缩机吸入,经压缩后以高压排出。压缩过程需要消耗能量。压缩机排出的高温高压气态工质在冷凝器被常温冷却介质(水或空气)冷却,凝结成高压液体。高压液体经膨胀阀时节流,变成低压,低温湿蒸汽,进入蒸发器,其中的低压液体在蒸发器中再次汽化制冷,如此周而复始。

液体转变为气体,固体转变为液体,固体转变为气体都要吸收潜热。任何液体在沸腾过程中将要吸收热量,液体的沸腾温度(即饱和温度)和吸热量随液体所处的压力而变化,压力越低,沸腾温度也越低。而且不同液体的饱和压力、沸腾温度和吸热量也各不相同。如下表一

例:在1 个大气压下

制冷工质 沸点 (℃) 气化潜热 r (kJ / kg)

水 100 2256

R717(氨) -33.4 1368

R22 -40.8 375

据所用制冷液体(称制冷剂)的热力性质,创造一定的压力条件,就可以在一定范围内获得所要求的低温。 要实现制冷循环必须要有一定的设备,而且要以消耗能量作为补偿。 蒸汽压缩式制冷循环就是用压缩机等设备,以消耗机械功作为补偿,对制冷剂的状态进行循环变化,从而使用冷场合获得连续和稳定的冷量及低温。在制冷循环中,制冷剂经历了汽化、压缩、冷凝、节流膨胀等状态变化过程。为了分析,比较和计算制冷循环的性能,必须知道制冷剂的状态参数变化规律。对目前常用的制冷剂,这些状态参数间的关系已经制成各种图和表来表示。

制冷剂的热力性质图,常用的热力性质图有温熵(T-S)图和压焓(㏒p-h)图,形式如下图,图中x=0为饱和液体线,x=1为饱和蒸汽线,两线之间为湿蒸汽区,其中等干度线(x=0.1,x=0.2……)。

由于定压过程的吸热量,放热量以及绝热压缩过程压缩机的耗功量都可再㏒p-h图上表示,利用过程初、终状态的比焓差计算,因此㏒p-h图在制冷循环的热力计算上得到了广泛的应用。由于制冷剂的热力参数h、s等都是相对值,因此,在使用上述热力性质表及图时,必须注意他们之间的h、s的基准点是否一致,对于基准点取值不同或单位制不一致的图或表,最好不要混用,否则必须进行换算和修正。

二、 理想制冷循环—逆卡诺循环

卡诺循环分正卡诺循环和逆卡诺循环,均是由两个定温和两个绝热过程组成,他们是一个理想循环。研究蒸汽压缩式制冷循环的主要目的,是为了分析影响制冷循环的各种因素,寻求节省制冷能耗的途径。 逆卡诺循环是使工质(制冷剂)在吸收低温热源的热量后通过制冷装置,并以外功作补偿,然后流向高温热源。逆向循环是一种消耗功的循环,制冷循环就是按逆向循环进行的, 在温—熵或压—焓图上,循环的各个过程都是依次按逆时针方向变化的。

逆卡诺循环设备示意图

2.实现逆卡诺循环必须具备的条件:

(1)高、低温热源温度恒定;

(2)工质在冷凝器和蒸发器中与外界热源之间无传热温差;

(3)工质流经各个设备时无内部不可逆损失;

(4)作为实现逆卡诺循环的必要设备是压缩机、冷凝器、膨胀机和蒸发器。

逆卡诺循环是可逆的理想制冷循环,它不考虑工质在流动和状态变化过程中的内部和外部不可逆损失。虽然逆卡诺循环无法实现,但是通过该循环的分析所得出的结论对实际制冷 循环具有重要的指导意义。

3.制冷系数ε

制冷循环常用制冷系数 ε 表示它的循环经济性能,制冷系数等于单位耗功量所制得的冷量。

ε=q/∑W

q: 1kg 制冷剂在T0温度下从被冷却物体吸收热量q (kJ/kg)

W:循环1 kg的工质消耗功

对于逆卡诺循环而言:

εc=T0/(Tk- T0)

T0:蒸发温度; Tk:冷凝温度

从公式可知,逆卡诺循环的制冷系数仅与高、低温热源温度有关,而与制冷剂的热物理性能无关。由于逆卡诺循环不考虑各种损失,而且压缩机利用了膨胀机对外输出的功,因此,在恒定的高、低温热源区间,逆卡诺循环的制冷系数最大,在该温度区间进行的 其它 各种制冷循 环的制冷系数均小于逆卡诺循环制冷系数。

所以,逆卡诺循环制冷系数可用来评价其它制冷循环的热力完善度。

三、蒸汽压缩式制冷理论循环及热力计算

1.理论制冷循环不同于逆卡诺循环之处是:

(1)制冷剂在冷凝器和蒸发器中按等压过程循环,而且具有传热温差;

(2)制冷剂用膨胀阀绝热节流,而不是用膨胀机绝热膨胀;

(3)压缩机吸入饱和蒸汽而不是湿蒸汽。

用膨胀阀代替膨胀机后的节流损失:不但增加了制冷循环的耗功量,还损失了制冷量。这两部分损失必然使制冷系数和热力完善度有所下降。

2.用干压缩代替湿压缩后的过热损失包括:

(1)用膨胀阀代替膨胀机后的节流损失导致后果:膨胀阀的节流是不可逆过程,节流前、后焓值不变;制冷剂干度增加,液体含量减少,制冷量减少,消耗功上升,制冷系数下降,其降低的程度称为节流损失。节流损失的大小与下列因素有关:与冷凝温度和蒸发温度差有关,节流损失随其增加而增大;与制冷剂的物性有关,一般节流损失大的制冷剂,过热损失就小;与冷凝压力有关,冷凝压力Pk越接近临界压力Pkr节流损失越大。

(2)用干压缩代替湿压缩后的饱和损失

原因:在制冷压缩机的实际运行中,若吸入湿蒸汽,会引起液击,并占有气缸容积,使吸气量减少,制冷量下降。过多的液体进入压缩机气缸后,很难全部汽化,这时,既破坏了压缩机的润滑,又会造成液击,使压缩机遭到破坏。因此,蒸汽压缩式制冷装置在实际运行中严禁发生湿压缩,要求进入压缩机的制冷剂为干饱和蒸汽或过热蒸汽,干压缩式制冷机正常工作的一个重要标注。如何实现干压缩,如下图,可在蒸发器出口增设一个液体分离器。分离器上部的干饱和蒸汽被压缩机吸走,保证干压缩,进入压缩机的制冷剂状态点位于饱和蒸汽线上。制冷剂的绝热压缩过程在过热蒸汽区进行。因此,制冷剂在冷凝器中并非定温过程,而是定压过程。

热力计算制冷剂在蒸发器中的单位质量制冷量:

q0 = h1-h4[kJ/kg]

压缩机的单位质量绝热压缩耗功量:

W= h2- h1 [kJ/kg]

制冷剂单位容积制冷量:

Qv= q0/V[kJ/m3]

理论制冷系数:ε= q0/ W

3.蒸汽压缩式制冷循环改善

为了使膨胀阀前液态制冷剂得到再冷却,可以采用再冷却器或回热循环。

(1)设置再冷却器对于同一种制冷剂,节流损失主要与节流前后的温差(Tk- T0)有关,温差越小,节流损失越小。一般可再冷凝器后增加一个再冷却器,使冷却水通过再冷却器,然后进入冷凝器。再冷却后可使液体制冷剂在冷凝压力下被再冷至状态点3′,图中3-3′是高压液体制冷剂在再冷却器中的再冷过程,再冷却所能达到的温度Tr,称为再冷温度,冷凝温度与再冷温度之差△Tr称为再冷度,这种带有再冷的循环称为再冷循环。

增加过冷可以使制冷系数提高:制冷剂R717每过冷1℃,制冷系数可提高0.46%;冷制冷剂R22每过冷1℃,制冷系数可提高0.85%。

(2)回热循环为了使膨胀阀前液体的再冷度增加,进一步减少节流损失,同时又保证压缩机吸气有一定过热度,可再在制冷系统中增设一个回热器。回热器的作用是使膨胀阀前的制冷剂液体与压缩机吸入前的制冷剂蒸汽进行热交换,使压缩机吸入的蒸汽有一定的过热度,由于过热(过热量△q)增加了压缩机的耗功量(△w)。因此,回热循环的制冷系数是否提高,视△q/△w的比值定。

下表示几种常用制冷剂采用回热循环后,制冷系数及排气温度的变化情况。

制冷剂 R717 R22 R502

制冷系数增减率% -4.18 -1.88 +3.02

排气温度变化 ℃ 140.3→102 84.7→53.5 66.5→37.3

由上表可看出采用,采用回热循环后制冷系数不一定增加,制冷剂R22采用回热循环后制冷系数降低不多但保证了干压缩金额热力膨胀阀的稳定工作,所以实际中采用回热循环。R502和R12适合采用回热循环。R11和R717因为制冷系数降低很多不适合采用回热循环。

四、双级蒸汽压缩制冷循环

对于活塞式制冷压缩机单级制冷循环,在通常的环境下,一般只能制取

-25℃~-35℃以上的蒸发温度。如果采用单级制冷循环制取较低的蒸发温度,将会产生很多有害因素,如:

(1)压缩机排气温度很高,不但加大了过热损失,使制冷系数下降,而且会恶化润滑油效果,影响压缩机的使用寿命和正常运行。

(2)压缩比(Pk/P0)增大,在正常环境温度下,当蒸发温度T0下降时,Pk/P0增加,压缩机容积效率降低,实际吸气量减少,制冷量下降,当压缩比达到一定值时,活塞式制冷机此时已不能进行制冷。

(3)节流损失增加,制冷剂单位制冷量减少,消耗功加大,制冷系数下降。

(4)过低的蒸发温度可能会使制冷系统的运行工况超过压缩机标准规定的设计和使用条件,造成不允许的危险情况发生。如活塞式压缩机(制冷剂R22)的压缩比,大能大于6(高温机)和16(低温机)压力差(Pk- P0)不能大于1.6MPa;螺杆式压缩机(制冷剂R22)排气温度不能高于105℃,制冷剂R22当压缩比≤10时,采用单级压缩, 压缩比>10时采用双级压缩;制冷剂R717当压缩比≤8时,采用单级压缩, 压缩比>8时采用双级压缩。因此对于活塞式压缩机,当T0低于-25~-35℃时,采用双极制冷循环能使上述不利影响得到改善。对于螺杆式压缩机,由于其具有良好的油冷却装置,排气温度比活塞式压缩机低,允许的压缩比和压力差均较大。因此,一般螺杆式压缩机单级制冷循环可制取-40℃左右的低温(Tk 在40℃~45℃时)。空气源热泵机组,其压缩机至少要能在蒸发温度为-15℃~+15℃(双级压缩可达-35℃)冷凝温度≤65℃的条件下正常工作。

下图是双级压缩制冷循环示意图:

双级压缩制冷循环通常采用闪发蒸汽分离器(节能器)和中间冷却器两种形式。下面介绍带有中间冷却器的双级压缩制冷循环。该循环式把来自蒸发器的制冷剂蒸汽,以串联的两台压缩机(有中间冷却器)或者同一台压缩机的两组气缸“接力”式压缩。每一级的压缩比、排气温度等都符合压缩机的使用条件,又可获得较低的蒸发温度T0,制冷系数比相同制冷能力的单级制冷循环大,因而比较经济。下面介绍常用的双级压缩制冷循环。

一次节流、完全中间冷却的双级压缩制冷循环,所谓完全中间冷却时指来自低压级压缩级的过热蒸汽在中间冷却器内完全冷却至饱和状态如下图:

由于氨制冷系统排气温度高,吸气过热不能大,因此这种循环形式广泛应用于氨双级制冷系统。这种系统的特点是由于采用完全中间冷却,可以减少过热损失,因此,耗功量较单级少,制冷系数较单级大。中间压力Pm=( Pk.P0)0.5

氨双级压缩的最佳中间温度t佳=0.4 Tk+0.6T0+3 ℃

T0:蒸发温度; Tk:冷凝温度

压缩比=Pk/P0 Pk:冷凝压力 P0:蒸发压力

当已知制冷量Q0,通过蒸发器的制冷剂质量流量Mr,则Mr= Q0/(h1-h8)

制冷循环压缩机的理论总耗功率为Pth, Pth= Pth1+ Pth2

Pth1为低压级压缩机的理论耗功率(KW)

Pth2为高压级压缩机的理论耗功率(KW)

则理论制冷系数εth= Q0/ Pth

五、结论

随着技术现代化的发展以及人民生活水平的不断提高,制冷在工业、农业、国防、建筑、科学等国民经济各个部门中的作用和地位日益重要。特别是人们对生活水平的要求提高,不同食品储藏温度不同,双级压缩可以满足更低温度要求,人们在任何季节都可以品尝到新鲜的食物。农牧业中,制冷用于对农作物种子进行低温处理;建造人工气候育秧室。制冷在医疗卫生方面和工业生产中发挥着日益重要的作用。总之通过本文的学习,对制冷系统原理有了全面认识,对如何提高制冷系数的 措施 有所了解。

参考文献

吴业正制冷原理及设备 西安交通大学出版社

尉迟斌实用制冷与空调工程手册机械工业出版社

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