Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что можно сделать из нихромовой проволоки

Что можно сделать из нихромовой проволоки

Запалы из тонкой нихромовой проволоки одни из самых известных и распространенных. Они надежны и просты в изготовлении. К тому же это, наверное, самый маленький и легкий вариант, что иногда имеет значение в аппаратах, где необходимо экономить в весе и размерах. Я использую эти запалы в комплексе с 12-ти вольтовым аккумулятором для запуска двигателей первой ступени и уже рассказывал о них в системе зажигания ракетного двигателя. Однако нихромовые воспламенители используются и в качестве бортовых воспламенителей для работы системы спасения и запуска двигателей второй и следующих ступеней. Работать они могут от батареи 9V типа «Крона», которая может выдать приличный ток, например, DURACELL.

Все, что нам нужно для изготовления, это тонкая нихромовая проволока, тонкий одножильный медный провод в изоляции и спичечный состав.

Источником нихрома у меня служит старый разобранный 40 ваттный паяльник. Можно купить новый и раскурочить его, деньги небольшие, а хватит надолго, если не навсегда. Некоторые самодельщики берут нихромовую проволоку из мощных проволочных сопротивлений.

Медный провод из любого телефонного кабеля. Впрочем, такого барахла у любого самодельщика обычно навалом.

Лучший спичечный состав это «сера» обычных хозяйственных спичек. Можно взять серу от охотничьих спичек. Она не такая активная, но зато строгать там почти не надо. Пара спичек — и состава на партию запалов.

Для увеличения зажигательной способности запалов я еще использую присыпку из алюминиевого пороха

Технология изготовления проста и хорошо известна.

Изготовление

Отрезаем два куска медного провода нужной длины, например, 70 мм. Зачищаем концы от изоляции на 5 мм с одной стороны и 10 мм с другой. Теперь берем один из этих кусков и, сгибая зачищенную на 5 мм часть провода, зажимаем нихромовую нить. Прикладываем вплотную второй кусок провода со сдвигом вверх миллиметров на 5-7. Наматываем нихром на второй кусок прямо поверх изоляции. Мотаем до очищенного конца, и зажимаем там нихромовую ни нить, опять-таки, согнув медную жилу. Жестко зажав пальцами нашу нихромовую спираль, свиваем вместе обе проволоки. Вот и вся конструкция. Можно для надежности надеть термоусадку, но совсем не обязательно.

Количество витков нихрома надо подобрать до нужного сопротивления. Мои эксперименты показали, что один виток нихрома дает примерно 0,5-1,0 Ом. Сопротивление запала надо подобрать в зависимости от допустимого электроникой тока. Чтобы запал нормально и без задержек срабатывал лучше уложиться в диапазон 2-8 Ом.

Теперь надо обмазать рабочую часть запала воспламенительным составом, в качестве которого отлично подходит спичечный состав. Разводим его водой до консистенции густой сметаны и наносим на нихром. Количество не критично, главное чтобы уложиться в нужные габариты и чтобы его хватило для воспламенения. Составом необходимо закрыть всю спираль.

Усилить зажигательный эффект можно присыпав еще сырую обмазку алюминиевым порохом.

Осталось только высушить и запал готов. Обязательно надо проконтролировать наличие контактов спирали и ее сопротивление.

Испытание
Модификация

Последнее время (с 05/12/2010) для воспламенения двигателей с карамельным топливом стал применять нихромовые запалы с обмазкой из недавно разработанного карамельного состава МИКС-1КП. Данное топливо, приготовленное по комбинированной варено-плавленой технологии, очень быстрогорящее и легко воспламеняющееся. При этом у него есть очень ценное свойство для таких целей — оно очень быстро застывает.

Берем кусочек расплавленного состава МИКС-1КП и обминаем вокруг нихромового наконечника запала. Уже в процессе обжима состав быстро затвердевает и мы тут же получаем уже готовое к применению изделие.

Плюсы очевидны. Нет необходимости обдирать спичечный состав и потом долго сушить обмазку. Размеры обмазки можно подбирать практически без ограничений. Время изготовления всего запала сокращается до нескольких минут, если иметь под рукой некоторое количество топлива МИКС-1КП.

Но есть и минус. Состав может набрать влаги. Запалы из МИКС-1КП надо использовать в течении двух недель.

Расчет параметров нагревателей из нихрома и фехрали

Производственные процессы (такие, как сушка, обжиг) происходят при высоких температурах, составляющих сотни градусов по Цельсию. Нагреватели для технологического оборудования выбираются термостойкие, способные выдерживать многократные процессы изменения температуры, а также поддерживать на регулярной основе высокие термические показатели. В противном случае агрегаты придётся часто останавливать, чтобы заменить вышедшие из строя элементы новыми, что невыгодно по энергетическим и финансовым показателям.

Сырьё для нагревателей

Изначально устанавливают нагреватели из стойких материалов, к которым относятся сплавы.

Расчет параметров нагревателей из нихрома и фехрали от компании Электронагрев

Токопроводящими элементами ТЭНов выбирают нихром и фехраль. Это ─ сплавы, состоящие из 2-3 компонентов. В первом случае объединили Ni и Cr, а во втором ─ Fe, Al и Cr. Для каждого типа оборудования учитывается диаметр проволоки, напряжение в сети, вырабатываемая мощность, сопротивление на единицу площади.

Как выбрать нужную проволоку? Различают Фехраль стандартный, Суперфехраль, Еврофехраль. Что лучше взять: дорогостоящий нихром или более хрупкий фехраль? Как правильно подобрать параметры резистивного материала для воздушной и жидкостной сред?

Очень удобно, когда есть специальный математический инструмент, в который вводишь необходимые составляющие – и он выдаёт готовый ответ по подбору материала для проволоки, её длины, диаметра, формы (прямая или спиральная). Такой калькулятор уже разработан и представлен ниже.

Расчет длины спирали

Мощность нагревателя
Вт

Напряжение питания
В

В калькуляторе не учтено возрастание сопротивления при повышении температуры. Фактическая мощность будет ниже расчетной.

Расчет веса и длины

Также существуют несколько видов расчётов, которые рассмотрим более подробно.

Методы вычислений и применяемые формулы

Исходными показателями для последующего расчёта характеристик термоэлементов выбираются:

объём нагреваемого пространства в агрегате;

граничная температура, используемая для выполнения термического процесса;

мощность, продуцируемая нагревателем.

Определение длины проволоки

Расчёт по сопротивлению

1. Находим силу тока:

2. Вычисляем значение сопротивления:

3. Узнаём, какой длины нужна проволока (L):

где ρ – удельное сопротивление материала.

4. Затем нужно просчитать число витков и размер одного витка.

где Ø н – это диаметр намотки, а 1/2Øпоп. с. – половинное значение поперечного сечения в проволоке.

Читайте так же:
Металлическое напыление на металл

5. По таблице проверяем, сможет ли проволока с рассчитанными параметрами выдержать электрическую нагрузку.

Расчет параметров нагревателей из нихрома и фехрали от компании Электронагрев

Расчет параметров нагревателей из нихрома и фехрали от компании Электронагрев

При подборе и I, и t˚ выбираются значения приближённые, но округляемые в сторону бόльших значений. При этом получаем минимально допустимые площадь сечения и диаметр нагревателя. При желании допускается использовать проволоку толще, чем получено при расчёте. А вот в меньшую сторону от полученных значений уходить не рекомендуется: возникает потенциальная опасность быстрого перегорания проволоки.

Ещё один полезный нюанс. При размещении резистивного проводника из нихрома в жидкой среде, значение силы тока повышают на 10-50%. Когда нагреватель закрыт, то для толстой проволоки ток снижают на 20%, для тонкой – на половину.

Расчёт температурного значения

Первый способ имеет погрешности, так как значение сопротивления спирали выбирается в холодном состоянии. А при нагреве оно способно менять исходную величину. Там, где используются приборы небольшой мощности, и температура повышается незначительно, можно принимать первый метод, как подходящий. А когда в печах требуется высокая температура, проведенные вышеуказанным методом вычисления нельзя назвать точными. Поэтому стали применять второй метод, более сложный и скрупулёзный.

1. Имея линейные размеры камеры печи, определяем её объём:

V = l x b x h,

Где l, b, h — это соответственно длина, ширина и глубина устройства.

2. Просчитываем мощность термического агрегата. При объёме обжигового устройства до 50 л удельная мощность считается равной 100 Вт/л. Для печей с параметром в 100-500 л аналогичный показатель принимается 50-70 Вт/л.

где Pуд. является удельной мощностью.

2. По полученному числу смотрим, какой должен быть нагреватель. Мощность до 10 кВт допускается для однофазной сети, а когда цифра получается больше, требуется 3-хфазное подключение.

3. Находим силу тока, используя мощность проволоки и напряжение между краями нагревателя:

4. Считаем значение сопротивления:

С однофазной сетью всё понятно, здесь ток протекает по единой схеме и не разделяется на потоки.

Трёхфазная сеть

На производстве всегда задействовано множество потребителей тока, поэтому напряжение в сети достигает 380 В. Все три фазы получают равномерную нагрузку, в связи с чем мощность нагревателей будет равной (полученное значение делится на 3).

Разработано 2 способа организации 3-хфазной сети.

Тип подключения звезда от компании Электронагрев

«Звезда»

Характеризуется одной точкой соединения. Нагреватель находится между «нулём» и фазой, поэтому напряжение на его концах получится по 220 В.

Тип подключения треугольник от компании Электронагрев

«Треугольник»

Место нагревателя – между двумя фазами, поэтому напряжение на концах будет достигать 380 В.

При сравнении двух схем с реальными цифровыми значениями, в «Треугольнике» ток, проходящий через нагреватель, будет меньше, а сопротивление окажется меньше в «Звезде».

5. Таблицы помогут отыскать значение удельной поверхности.

6. Длина проволоки ищется так:

где ρ обозначает номинальную величину сопротивления проволоки длиной 1м.

7. Чтобы найти вес проволочной части нагревателя, действуем так:

где μ представляет собой вес однометровой проволоки.

8. Зная, какого размера нам нужна проволока, вычитываем площадь поверхности с учётом её длины:

S = L x 3,14 x d,

где d обозначает диаметр материала

9. Оперируя значениями мощности и площади поверхности, просчитываем её удельное значение:

где за β принимается поверхностная мощность нагревателя.

Каждый материал имеет свою конкретную β, которая подаётся в графической или табличной системе. На неё влияет допустимая рабочая температура, которая не может быть больше заданной.

Для агрегатов с высокой степенью нагрева выбирается поверхностная мощность, рассчитанная по следующей формуле:

где α – параметр эффективности излучения;

βэф. – мощность нагревателей на их поверхности, которая зависит от температуры получающей энергию среды.

α и β берутся из таблиц.

Температура тепловоспринимающей поверхности от компании Электронагрев

Расчет параметров нагревателей из нихрома и фехрали от компании Электронагрев

Размещение нагревателей от компании Электронагрев

Сушильное оборудование с термонагревом до +300˚С имеет постоянное числовое значение поверхностной мощности: (4-6) ч 10 4 Вт/м 2 .

10. Находим диаметр токоподающей части нагревателя:

Диаметр токоподающей части нагревателя от компании Электронагрев

где ρt – величина удельного сопротивления при той температуре, которая задана для правильного ведения технологического процесса.

где ρ20 – это значение сопротивления, приходящегося на единицу длины, при +20˚С;

k – поправочный коэффициент, показывающий зависимости сопротивления от термического показателя.

Поправочный коэффициент от компании Электронагрев

11. Длина проволоки вычисляется по данной формуле:

Длина проволоки вычисляется по данной формуле от компании Электронагрев

Как предупредить перегрев? Надо растянуть спиралеподобную проволоку таким образом, чтобы шаг между витками на 150-200% превосходил диаметр резистивного материала.

Четыре аспекта при подборе нагревателей

Выбирая нагреватели, ориентируйтесь на их эксплуатационные характеристики.

Чтобы нагрев был действительно высоким, следует выбирать материалы с большим удельным сопротивлением. В противном случае понадобится увеличить длину нагревателя и сделать меньше значение поперечного сечения проволоки. Когда нагреватель используется для печей, сушильных шкафов, то не всегда разумно менять его линейные параметры (он может попросту не поместиться в располагаемой зоне).

Стойкость к термическим разрушениям, формирования окалины на поверхности, сохранение прочности при температурных изменениях, стабильность физических свойств с течением времени являются важными показателями при выборе формирующих температуру элементов.

Учитывается значение термического коэффициента сопротивления. Когда оно большое, приходится монтировать понижающие напряжение трансформаторы, которые способствуют постепенному разогреванию оборудования.

Чтобы проволока, лента, спираль получились нужно конфигурации и размера, исходные материалы выбираются с оптимальной пластичностью и способностью к свариванию.

Расчет параметров нагревателей из нихрома и фехрали от компании Электронагрев

Нихром & фехраль: чем обусловлен выбор

Какие проволоки более востребованы: на основе никеля или железа? У Fe значение сопротивления на единицу площади больше, чем у Ni, поэтому использование материала для изготовления нагревателя будет более экономным. Ещё один приятный момент в сравнении удельного веса – железо выигрывает в этом соревновании в среднем на 5%. Поэтому финансовая экономия налицо.

Везде, где будет «плюс», надо учитывать и «минус». Железистые продукты быстрее ломаются в отличие от никелевых. Навивка проволоки в спираль в фехралях происходит только в разогретом состоянии (до +300˚С), а уже при +600˚С начинается рекристаллизация то негативно влияет на длительность применения нагревателей. Воздушное окисление у Fe-содержащих материалов происходит сильнее и быстрее, чем у никелевых аналогов.

Поэтому, когда термические процессы ограничены +1200˚С (реже +1400˚С), можно выбирать железистую проволоку, особенно когда её эксплуатация предусмотрена в среде, содержащей серы или глинозёмную керамику. Однако обновлять фехралевые нагреватели понадобится чаще.

Читайте так же:
Чем просверлить отверстие в керамической плитке

Никелесодержащая проволока не зря стόит дороже. Она более приемлема для разных термических условий эксплуатации, меньше загрязняется продуктами горения на поверхности. Каждый выбирает для себя сам, что ему лучше: сниженная цена на покупку нагревателя или более длительный период его работы.

Применение, форма на продажу, цена

Нихром востребован в печах по сушке и обжигу, в электроплитах, в испарителях продукции для вейперов, системах подогрева воздуха и воды, в электрических кухонных плитах. Из него изготавливают соединители, реостаты и другую продукцию, эксплуатируемую в условиях повышенной сложности.

Выпускают фехралевую и нихромовую проволоку в виде бухтовой проволоки и холоднотянутой нити. Диаметр 0,01-1см. Номенклатурный ряд пополняется прутка из горячекатаного материала, лента холодной прокатки и с плющением, круглыми полуфабрикатами.

При комнатной температуре пластичность фехраля на 5-10% ниже, чем у нихрома. Также лидирует нихром и при временном сопротивлении усилию на разрыв.

Фехраль твёрже, поэтому ему сложнее придать нужную форму (нужен нагрев при навивке в спираль).

Повышение температуры выше +1200˚С негативно влияет настабильность состояния железистой проволоки. Нихром не меняет своего кристаллического состояния при термическом значении до +1200˚С, а связи с чем дольше пригоден в производственных процессах.

Ценовой формат следующий: никель в 10 раз дороже железа, а разница в покупке сплавов составляет более 300%. Однако, приобретая нагреватели, надо принимать во внимание не только финансовый показатель, но и условия применения, долговечность использования. В ряде случаев быстрый износ, остановка печей выливаются в значительные издержки, поэтому правильнее будет остановиться не на фехралевой, а нихромовой термической продукции.

Также можно изучить свойства других сплавов, в которые добавлен алюминий. Он повышает стойкость к окалине и обеспечивает повышенную устойчивость в процессе поддержания условий обжига (сушки, спекания) и при смене температурных фаз.

Что делать для точного подбора и профессионального изготовления

Теперь вы имеете точное представление о том, что собой представляют фехралевые и нихромовые токопроводящие нагреватели. Их количество можно долго и скрупулёзно рассчитывать по формулам. А более быстро получится выполнить подбор, если использовать размещённый на сайте калькулятор. А если углубиться в расчёты, учитывать сопутствующие факторы эксплуатации, то и калькулятора, и приведенных формул окажется мало.

В этом случае мы приглашаем напрямую обращаться к нашим специалистам, которые, имея многолетний опыт, наиболее точно поработают с параметрами проектируемых нагревателей. После получения всех расчётных составляющих мы в индивидуальном порядке изготовим нагреватели, которые проявят свои эксплуатационные качества в полной мере.

Расчет температуры нагрева нихромовой проволоки

Электронагреватели могут производиться с нагревательными спиралями из различных материалов, но наиболее популярными все же являются нихром и фехраль. Нихром — это сплав никеля и хрома, а фехраль – сплав железа, хрома и алюминия. Они имеет высокую коррозионную стойкость и температуру плавления, поэтому и используется в электрических приборах и нагревателях.

Данная статья поможет вам разобраться в расчетах параметров греющих спиралей

, а простые и удобные калькуляторы сделают быстрый подсчет нужной длины проволоки и переведут длину в вес и обратно. Воспользуйтесь этими онлайн-калькуляторами нихромовой проволоки, чтобы рассчитать сопротивление, площадь сечения, ток и длину нихромовой и фехралевой проволоки, просто указав мощность и напряжение.

Расчет спирали из нихрома и фехраля

Существует несколько способов расчета греющих спиралей, рассмотрим для начала более простой метод, учитывающий только сопротивление материала, а потом включим в расчет еще и изменение сопротивления под воздействием темепературы.

Способ расчета спирали по сопротивлению материала

В данном способе все довольно просто. Нам нужны первоначальные данные, на основе которых мы будем проводить вычисления. Они включают в себя:

  • Мощность нагревательного элемента, который хотите получить
  • Напряжение, при котором спираль будет работать
  • Диаметр и тип проволоки, который имеется в наличии

Предположим, у нас имеется электроприбор, который должен работать с мощностью 12 Вт под напряжением 24 В. При этом мы используем проволоку из нихрома с сечением 0,2 мм.

Для вычислений нам потребуется самая элементарная формула из общеобразовательного курса физики:

Мощность (Р) = Напряжение (U) * Сила тока (I)

І = Р: U = 12 : 24 = 0,5 А

Теперь воспользуемся законом Ома для определения сопротивления:

Сопротивление (R ) = Напряжение (U) * Сила тока (I) = 24/0,5 = 48 Ом

Теперь нам нужна формула для определения длины проводника:

Длина (L) = Площадь сечения (S) * Сопротивление (R) / Плотность материала (ρ)

Как же узнать сопротивление нихромовой проволоки? Помочь в решении данной задачи нам помогут таблицы плотности материалов или формулы для вычисления значения. Итак, если у нас проволока имеет диаметр 0,2, значит площадь сечения по формуле будет 0,0314 мм2, сопротивление смотрим по таблице и получаем длину проволоки 1,3 м.

Но это все чисто теоретически, ведь мы не знаем, сможет ли выдержать проволока данного диаметра такой ток. Посмотрим таблицу, в ней указаны максимальные значения тока для проволоки определенного диаметра. В нашем случае это 0,65, значит наше значение 0,5 лежит в допустимых пределах.

Также не забывайте учесть среду, в которой будет работать нагреватель. Если вы греете жидкость, можно смело увеличивать силу тока вдвое, а если замкнутое пространство – наоборот, уменьшать.

Способ расчета спирали по температуре

Тот, способ, который мы описывали выше, является не очень точным по той причине, что нами не было взято в расчет изменение сопротивления резистивной проволоки при росте температуры. Поэтому его можно применять только для не слишком высоких температур до 200-250 градусов. Для высокотемпературных печей данный расчет будет совсем неточным, поэтому рассмотрим второй метод.

Возьмем муфельную печь отжига и определим объем камеры и нужную мощность. Помогут с вычислениями нам такие два правила.

  • Если объем печи меньше 50 литров, то подбираем мощность 100 Вт на литр
  • Если же объем печи больше 100 литров, мощность рассчитывается как 50-70 Вт на литр

Допустим, наша печь отжига имеет объем 50 литров, мощность тогда будет 5 кВт. Если напряжение в сети должно быть стандартные 220 В, то сила тока и сопротивление будет равны:

Читайте так же:
Ремонт карбюратора бензопилы штиль 180 своими руками

І = 5000:220 = 22,7 А

R = 220:22,7 = 9,7 Ом

Подключение звездой при напряжении 380 В потребует деления мощности на 3 фазы, тогда наша мощность для одной фазы будет равна 5кВт / 3 = 1,66 кВт

Подключение звездой предполагает, что на каждую из фаз будет подаваться напряжение питания 220 В, следовательно значения сопротивления и силы тока будет такими:

І = 1660/220 = 7,54 А

R = 220/7,54 = 29,1 Ом

Второй тип подключения ТЭНов для напряжения в 380 В «треугольник» предполагает подачу линейного напряжения в 380 В, поэтому мы получим:

І = 1660/380 = 4,36 А

R = 380/4,36 = 87,1 Ом

При помощи ниже указанных таблиц мы можем найти удельную поверхностную мощность нагревательного элемента и вычислить на его основе длину проволоки.

Поверхностная мощность = βэф*α(коэффициент эффективности)

В итоге, чтобы наша печь нагрелась до 1000 С, нагревательный элемент должен производить температуру в 1100 градусов. Возьмем таблицы и выберем соответствующие значения. Тогда получим:

  • Поверхностная мощность (Вдоп)=4,3∙0,2=0,86Вт/см2=8600 Вт/м2
  • Диаметр определяется по формуле d=3√((4*Rt*P2)/(π2*U2*Вдоп))

Rt — удельное сопротивление материала при нужной температуре берем из таблицы

Если наша спираль изготовлена из нихрома марки Х80Н20, Rt будет равняться 1,025. Значит Рт=1,13 * 106 * 1,025 = 1,15 * 106 Ом на мм

При подключении типа «звезда»: диаметр равен 1,23 мм, длина = 42 м

Если же мы проверим результат по упрощенной формуле L=R/(p*k)

Получим 29,1/(0,82*1,033)= 34 м

Из этого мы видим, что не учитывая температуру мы получаем совсем другое значение длины проволоки и более правильным является выбор второго метода.

Область применения в промышленности и в быту

Нихромовую продукцию используют в местах, требующих качественного металла. Особенно востребована в индустриальном производстве.

В промышленном производстве

Одно из первых мест металлическая продукция занимает на рынке промышленного и бытового электрического оборудования. Широкое применение она нашла в производственных отраслях, использующих электронагревательные печи, печи обжига и сушки, печи, нагревающиеся до высоких температур, аппараты, обладающие тепловым воздействием. Ее используют в сварочных аппаратах, бытовых обогревателях и системах обогрева стекол и зеркал заднего вида автомобиля, в резисторах, узлах сопротивления и реостатах в качестве нагревательного или резисторного элемента. Как уже отмечалось выше, материал находит широкое применение среди домашних умельцев.

В домашнем хозяйстве

В бытовой сфере применяется для резки пенопласта и полистирола. В домашних условиях разрезать эти материалы довольно проблематично. Есть несколько способов. Часто для этих целей используется нож, от которого материал начинает крошиться.

Домашние умельцы знают, чем резать пенопласт в домашних условиях, чтобы он не крошился. Для этого понадобится нихромовая проволока. Она нужна для того, чтобы сделать станок, режущим инструментом которого является разогретая струна. С его помощью можно резать пенопласт и изготавливать изделия из него своими руками.


Для резки пенопласта в домашнем хозяйстве можно сконструировать простейший станок с вертикальным или горизонтальным расположением режущего инструмента

Как сделать резак для пенопласта своими руками

Сделать станок не представляет сложности. Для этого потребуется:

  • понижающий трансформатор;
  • подкладка из трубы (труба толщиной не менее 20 мм, толщина пенопласта – не менее 2 см);
  • пружины для натяжки струны;
  • металлическая струна.

Для изготовления столешницы понадобится стол, доска и лист профнастила.


Простейший вариант станка для резки пенопласта, который можно сделать своими руками

Понижающий трансформатор можно изготовить своими руками из трансформаторного железа. Понадобится сделать реостат, чтобы подобрать величину тока. Для этого можно взять спираль из электроплитки, предварительно растянув ее в струну. Каркас обмотки сооружается из асбестоцементной или керамической трубы толщиной 15-20 мм и длиной около 80 мм.

Для фигурной резки используется терморезак из куска нихромовой проволоки. Его закрепляют на ручке из изоляционного материала. Самодельный резак для пенопласта отлично справляется с задачей, в том числе и с фигурной резкой материала Приспособление позволяет делать углубления, вырезать полости, работать с пенопластом так, как скульптор работает с глиной.


Резак для пенопласта можно сравнить с инструментом скульптора, работающего с глиной

С помощью самодельных приспособлений, в которых нашла применение нихромовая проволока, можно не только нарезать пенопласт, но и выжигать по дереву. Также ее можно использовать в самодельных бытовых обогревателях, сварочных аппаратах, в системах обогрева автомобильных стекол и зеркал заднего вида.

Итоги

Онлайн калькулятор для расчета спирали поможет вам с быстрыми предварительными расчетами, но для точного учета всех особенностей даже второго метода расчета с учетом температуры может быть не достаточно. На практике существует еще очень много факторов, которые нужно взять во внимание при расчете параметров нагревателя.

Если вам нужна помощь с расчетами нагревателей – обращайтесь к нам.

Наши специалисты имеют огромный опыт в проектировании нагревательных элементов для различного промышленного оборудования. Мы поможем с расчетами оптимальных параметров нагревательных элементов для вашего оборудования и можем изготовить любой тип нагревателей для Вас.

Выбираем спираль

Спирали для печи можно купить в магазине, они продаются в свободном доступе, обычно их покупают для ремонта оборудования. Вы можете купить спираль для сборки, выбрав подходящий материал.

Вам предложат два вида спиралей:

  1. Нихромовая – состоит из хрома и никеля. Она обладает большим запасом прочности, рассчитана на длительный цикл нагрева. К недостаткам можно отнести лишь высокую цену.
  2. Фехралевая – изготавливается из сплава алюминия, железа и хрома. Обеспечивает быстрый нагрев, но служит меньше, чем нихромовая. Стоит дешевле, поэтому ее часто покупают для изготовления недорогих печей.

Сделать самому или купить

Муфельная печь – многофункциональный аппарат, который нашел свое применение в лабораториях, на производстве и в искусстве. Стоимость даже небольших вариантов очень высока, поэтому для обычных целей можно воспользоваться и самодельными вариантами.

Электрическая муфельная печь

Электрическая муфельная печь

Как спаять нихром

Спаять нихромовую спираль можно следующими способами:

  • Нагрев обмотки в виде тонкой медной проволоки.
  • Использование ляписа (азотистого серебра).
  • Применение специальных припоев и кислотосодержащих флюсов.
  • Смесь вазелина, глицерина и хлористого цинка.
  • Лимонная кислота.
  • Аспирин.
  • Флюсы фабричного изготовления, типа Ф-38Н ПЭТ.
  • Измерение с помощью приборов.
  • Табличный способ.
Читайте так же:
Краскопульт пневматический для покраски дома

Первый способ — наиболее простой и доступный, но он подходит только для соединения проводников высокого сопротивления с толщиной не более 0,5 мм. Медную проволоку для обмотки лучше всего брать толщиной 0,1 мм. Нагрев производится с помощью газовой горелки, но также можно использовать обычную зажигалку с турбонаддувом. Медная проволока нагревается докрасна и прилипает к нихрому, создавая электрический контакт на атомарном уровне.

Метод пайки при помощи ляписа применяется для усиления контакта механической скрутки, если рабочая температура нагревательного элемента в приборе не будет превышать 200 °C (граница сплавления нитрата серебра). Вещество наносится на скрутку при её разогреве током. Наиболее надежные результаты даёт метод пайки с помощью специальных припоев и флюсов. Оксидная пленка, которая образуется на поверхности хромоникелевых спиралей, — основное препятствие для выполнения качественного лужения. В условиях промышленного производства для решения этой проблемы целесообразно применять вакуумные камеры или нейтральные газовые среды.

В домашних условиях используются кислотосодержащие флюсы: соединяемые поверхности очищаются от оксидной пленки, обезжириваются и покрываются флюсами при помощи паяльника. После этого производится предварительное лужение и пайка с помощью припоев ПОС 40/50/61.

Сферы применения

На сегодня создание муфельной печи позволяет выполнять несколько технологических процессов даже в домашних условиях, с учетом правильно спроектированной конструкции и верно выбранных температурных режимов. Используемая схема должна позволять разместить необходимое количество материала для обработки.

Стоит разделить все печи на виды применения по работе с материалом:

  • закалка металлических и кремлёвских изделий;
  • обжиг и доведение до определенной структуры материала, придание прочности;
  • отпуск, придание материалу пластичности для выполнения соответствующих изделий;
  • кузнечное дело, для раскалывания металла для последующей обработки и создания более приемлемых размеров и заготовок;
  • лабораторные исследования, для изучения влияния температурной обработки, на различные по формуле металлы и сплавы.

Данное разделение позволяет определиться с видами температурных режимов и общим объёмом печи, создавая все необходимые конструктивные решения и формулы для самостоятельного проектирования муфельной печи.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКОГО НАГРЕВАТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

Самая частая причина выхода из строя электрического паяльника это перегоревшая спираль нагревательного элемента. Даже если есть в наличии нихромовая проволока подходящего диаметра и длины, намотать новую спираль практически может, не получится (для паяльника, рассчитанного на напряжение 220 вольт точно), уж больно близко должны располагаться витки спирали друг к другу чтобы поместилось необходимое количество. Такая намотка под силу только специальному оборудованию. Не беру в расчёт отдельных энтузиастов, которым это удалось. Что же касается паяльников рассчитанных на напряжение 110 вольт и ниже (например в паяльных станциях), то тут уже всё более реально. Необходимое сопротивление нагревательного элемента (нихрома) гораздо ниже и соответственно длина проволоки, которую надо намотать должным образом, значительно меньше. Но есть ещё изолирующий диэлектрик под названием слюда, которая по своей сути «недотрога» – крошится и рассыпается даже при самом нежном с ней обращении. Короче ремонтом паяльников больше заниматься не собирался и вдруг нахожу информацию, что слюду может прекрасно заменить тандем, состоящий из самого обычного талька и конторского клея, которые образуют защитное покрытие сродни керамическому. Попробовал – получилось.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКОГО НАГРЕВАТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

Для изготовления миниатюрного нагревательного элемента необходимо: нихром диаметром до 0,1 мм, тонкая (чуть толще нихрома) не упругая стальная проволока, асбестовая нить и самая тонкая швейная игла, вставленная в разметочный предмет чертёжного набора под названием «готовальня». Первое действие это прочное и компактное соединение концов нихромовой и стальной проволок методом скрутки.

СХЕМА ПРОВЕРКИ НАГРЕВАТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

Теперь нужно собрать представленную схему. Она поможет определиться с длиной нихромовой проволоки, из которой следует намотать нагревательную спираль.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКОГО НАГРЕВАТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

Когда всё подключено, плавно увеличиваем напряжение, смотрим на показания вольтметра блока питания и амперметра. В данном случае при напряжении в 11 вольт токопотребление составило практически 0,5 А. Перемножив эти показатели, получаем ориентировочную мощность будущего нагревательного элемента – 5,5 Вт. Спираль ещё не разогрелась до красна (на полную мощность) и не надо её жечь, уже и так ясно, что можно будет по готовности нагревательного элемента подавать на него и 12 и даже 13 вольт. Так что желаемая мощность в 8 Вт будет легко достигнута. Напоследок замеряется сопротивление участка нихромовой проволоки, на которую подавалось напряжение – для сопоставимого контроля длины при намотке спирали.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКОГО НАГРЕВАТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

Для начала процесса намотки стальная проволочка продевается в тоже «ушко», что и иголка, на которую насажена асбестовая нить призванная выполнить роль оправки для намотки спирали и одновременно основания будущего нагревательного элемента. Важно – перед началом намотки место соединения нихрома и стальной проволочки должно находиться, по крайней мере, в нескольких миллиметрах (2 – 3 мм) от края асбестовой нити в сторону её середины (на верхнем фото сбилось, перед намоткой поправлял). Намотать лучше немного больше, когда игла будет вытащена отмотать лишнее можно легко – домотать, не получится. Снятую с иглы спираль на асбестовой нити измеряют на предмет определения сопротивления и подгоняют под необходимое.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКОГО НАГРЕВАТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

Далее потребуется тальк и конторский (силикатный) клей. Предстоит самое неконкретное действие, ибо способ нанесения защитного слоя (полного диэлектрика в будущем, после высыхания) может в принципе быть разным. Предлагаю посмотреть видео с тем, который показался наиболее прогрессивным по всем показателям. И в первую очередь по расходу талька.

Видео

Это первый этап покрытия, второй после 10 минутного подсыхания. Можно в принципе и не делать, всё решает визуальный контроль при помощи увеличительного стекла. Витки нихрома не должно быть видно.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКОГО НАГРЕВАТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

Почти готовый нагревательный элемент (осталась просушка), длина 15 мм, диаметр 2 мм. Оптимальное напряжение питания 12 В, мощность 8 Вт. Просушка – на горячую батарею отопления, на следующий день подключил к БП подал напряжение достаточное для нагрева до 50 градусов (контроль мультиметром в режиме измерения температуры) – дал остыть и разогрел до 100 градусов, потом ещё до 150. Можно ставить по месту, эксплуатационные испытания на следующий день.

Читайте так же:
Антенна на 100 каналов

Вывод

На этом заканчивать не собираюсь, метод весьма перспективный и многообещающий, в ближайших планах изготовление более крупного керамического нагревательного элемента. Изюминка метода в том, что спираль, лишённая контакта с кислородом воздуха более выносливая и соответственно долговечная. Автор материала – Babay iz Barnaula.

Как можно сделать паяльник своими руками?

  • 03-02-2015
  • 34
  • 3228

В списке основных инструментов домашнего мастера не последнее место занимают паяльники. В зависимости от того для чего они предназначены, внешний вид и конструкции их могут очень сильно отличаться друг от друга. Использовать, например, один и тот же инструмент для пайки радиатора автомобиля и работы с микросхемами и транзисторами невозможно.

Паяльник

Паяльник необходим для пайки различных микросхем и деталей.

Купить паяльник с нужными характеристиками удается не всегда. Но вполне возможно изготовить такой электропаяльник своими руками, тем более что особой сложности эта работа не представляет – было бы время и желание.

Паяльники с резистором в качестве нагревательного элемента

Проще всего в изготовлении инструменты, в которых в качестве нагревательного элемента выступает достаточно мощный резистор. Разберем несколько примеров того, как сделать паяльник такой конструкции.

Паяльник из проволочного резистора

Устройство паяльника "пистолета"

Устройство паяльника “пистолета”.

Понятно, что, для того чтобы изготовить такой паяльник своими руками, нужен подходящий проволочный резистор. Для паяльника на напряжение 12 В, способного питаться не только от соответствующего источника тока, но и от автомобильного аккумулятора, подойдет резистор с номиналом 20 Ом, рассчитанный на мощность 7 Вт.

На рис. 1а и 1б показан внешний вид нагревателя с двух противоположных сторон. Отдельные элементы на них обозначены следующими цифрами:

  1. Ограничительная проволочная шайба.
  2. Отрезок жала паяльника мощностью 25 Вт.
  3. Отрезок жала паяльника мощностью 60 Вт.
  4. Винтик с ограничительной шайбой.

Дополнение нагревателя рукояткой.

Рисунок 1. Дополнение нагревателя рукояткой.

Отрезок жала от паяльника мощностью 60 Вт (3) плотно входит в отверстие резистора. С одного его конца сверлится отверстие и нарезается резьба под винт (4), а с противоположного – под отрезок жала 25-ваттного паяльника (2). Кроме того, на его поверхности делается канавка под ограничительную проволочную шайбу (1). Ее можно изготовить из колечка, откушенного от подходящей пружины.

Полученный нагреватель нужно дополнить рукояткой пистолетного типа или такой, как показана на рис. 1. К автомобильному аккумулятору его можно подключить через штекер для автомобильного прикуривателя. Паяльник на напряжение 220 В можно изготовить из резистора сопротивлением 1700-2000 Ом мощностью не менее 10 Вт. Рукоятку можно взять от сгоревшего паяльника.

Миниатюрный паяльник из непроволочного резистора

С помощью такого инструмента удобно осуществлять мелкую работу, например, пайку микросхем. Чтобы изготовить этот паяльник своими руками, потребуются следующие материалы:

  • резистор МЛТ номиналом 8-12 Ом с мощностью рассеяния 0,5 Вт;
  • корпус от авторучки;
  • отрезок медного провода толщиной 1 мм для жала;
  • отрезок стальной проволоки диаметром 0,75 мм;
  • кусочек двустороннего текстолита;
  • провода в термостойкой изоляции.

Рисунок 2. Жало перед вставкой необходимо обернуть тонким слоем слюды

Рисунок 2. Жало перед вставкой необходимо обернуть тонким слоем слюды.

Прежде всего с корпуса резистора удаляется краска. Ее можно снять ножом или немного подержав резистор в ацетоне. Один из выводов отрезается, на месте среза сверлится, а затем раззенковывается отверстие под будущее жало (см. рис. 2а). Первоначальный диаметр отверстия – 1 мм, после раззенковки жало не должно касаться чашечки, держаться оно должно в керамическом корпусе резистора. Во внешней части чашечки выпиливается канавка для крепления стального токоотвода (см. рис. 2б). Он же и удерживает нагревательный элемент.

Из текстолита выпиливается небольшая плата (см. рис. 2в). Она состоит из трех частей:

  • к широкой части припаивается стальной токоотвод;
  • средняя часть служит для закрепления в корпусе авторучки;
  • к узкой части припаивается второй вывод резистора.

Паяльник в сборе показан на рис. 2г. Жало перед вставкой следует обернуть тонким слоем слюды. Для питания желательно использовать регулируемый источник тока. При использовании резистора сопротивлением 8 Ом рабочее напряжение должно быть порядка 6 В.

Низковольтный паяльник своими руками

Рисунок 3. Устройство паяльника.

Рисунок 3. Устройство паяльника.

Разберем, как сделать электропаяльник с нагревателем из нихромовой проволоки. На рис. 3 показано его схематическое устройство. На рисунке отдельные элементы конструкции обозначены цифрами.

Кроме того, нужна медная фольга – основание для нагревательного элемента, тальк и жидкое стекло (силикатный клей) для приготовления термостойкой электроизоляционной пасты. Если не найдется медной фольги, можно отделить ее от фольгированного стеклотекстолита, прогрев его предварительно нагретым утюгом. Для питания паяльника нужен источник тока, способный отдавать ток величиной 1 А при напряжении 12 В.

Начнем с изготовления нагревательного элемента. Его основание – трубка из медной фольги длиной 30 мм, свернутая вокруг жала паяльника. Ее аккуратно покрывают слоем электроизоляционной пасты, состоящей из талька, разведенного в жидком стекле до состояния густого теста. Затем этот слой при температуре 100-150 o C просушивают до полного спекания пасты.

Нагревательный элемент изготовлен из нихромовой проволоки диаметром 0,2 мм длиной 35 см. Он аккуратно, виток к витку наматывается на подготовленное основание в один слой. Обмотка покрывается сверху той же электроизоляционной пастой и снова просушивается. Концы нихромовой проволоки тоже следует до половины длины покрыть пастой. Оставшиеся концы будут позже подсоединены к электрошнуру.

В сечении нагревательного элемента на рис. 3 цифрами обозначены следующие элементы:

  • медное жало – 8;
  • основание (трубка из медной фольги) – 9;
  • обмотка из нихромовой проволоки – 10;
  • слои электроизоляционной пасты – 11.

Заключительный этап – сборка электропаяльника. Электрический шнур протягивается через внутреннее отверстие рукоятки и подключается к выводам электронагревателя. Места контакта изолируются, нагреватель монтируется в защитный кожух из жести, а кожух соединяется с ручкой.

Изготовить паяльник, надежный и функциональный, с нужными характеристиками – не такая уж сложная задача.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector