Faktor Kesesuaian Bore-Mengapa 0.1 mm Boleh Membuat atau Memecah Prestasi
Pemanas kartrij baharu meluncur ke dalam lubang gerudi terlalu mudah. Juruteknik menggunakan pes haba, menghidupkannya dan berjalan pergi. Dalam beberapa jam, pemanas gagal-bengkak, retak atau terbakar. Pemanas dipersalahkan, tetapi punca sebenar adalah longgar.
Pada 800 darjah , walaupun jurang udara yang kecil boleh menukar alat pemanasan ketepatan menjadi peranti-yang memusnahkan diri.
Tiub pemanas elektrik kepala tunggal memindahkan haba terutamanya melalui pengaliran terus. Tidak seperti pemanas ruang yang bergantung pada perolakan dan sinaran, komponen ini memerlukan sentuhan intim dengan acuan atau plat. Oleh itu, hubungan antara diameter lubang dan diameter pemanas adalah kritikal.
Kebanyakan pengeluar pemanas kartrij terkemuka menghasilkan diameter sarung yang sangat hampir dengan saiz nominal, biasanya antara –0.05 mm dan –0.01 mm. Toleransi negatif ini memastikan bahawa pemanas tidak pernah terlalu besar dan sentiasa muat dengan betul apabila lubang dimesin pada saiz yang betul. Toleransi H7 (ISO 286) ialah piawaian industri untuk lubang penerima, memberikan kesesuaian gelongsor yang tepat.
Untuk tiub pemanas elektrik kepala tunggal 800 darjah, kelegaan antara sarung dan dinding gerudi hendaklah sekecil mungkin-biasanya 0.03 hingga 0.05 mm pada jejari (jumlah kelegaan diametral 0.06 hingga 0.10 mm).Jurang kecil ini membolehkan pengembangan haba berbeza sementara masih memberikan sentuhan permukaan 80-90%.
Apa yang berlaku apabila kelegaan itu terlalu besar?
Udara adalah penebat haba yang sangat baik. Pada 800 darjah, kekonduksian termanya adalah lebih kurang 0.05 W/m·K-kira-kira 1/300 daripada keluli. Jika pemanas kartrij muat longgar, haba daripada wayar rintangan tidak dapat keluar dengan cekap. Sebaliknya, ia terkumpul di dalam sarung, menaikkan suhu wayar dalaman 150 hingga 300 darjah melebihi suhu alat. Hasilnya cepat dan merosakkan:
Pengoksidaan dipercepatkan wayar rintangan FeCrAl atau NiCr
Pecah dan keretakan penebat MgO ultra-tumpat akibat haba yang berlebihan
Bengkak sarung atau membelah sepanjang panjangnya disebabkan oleh tekanan wap dalaman dan rayapan
Titik panas yang mencairkan wayar atau memutuskan litar
Data medan daripada beribu-ribu pemasangan menunjukkan bahawa jurang diametral hanya 0.1 mm boleh mengurangkan kecekapan pemindahan haba sebanyak lebih daripada 25%.Pada 800 darjah , kehilangan kecekapan ini bermakna suhu wayar dalaman boleh melebihi 1,050 darjah -masuk ke julat-kegagalan pantas untuk aloi terbaik sekalipun. Pemanas kartrij mungkin berfungsi dengan baik apabila diuji pada suhu yang lebih rendah, tetapi sebaik sahaja acuan mencapai suhu operasi biasa, kerosakan kekal dalam beberapa jam.
Pes haba bukan penyelesaian.Banyak pengendali menggunakan pes haba atau sebatian pemindahan-haba untuk mengimbangi padatan yang longgar. Walaupun ini boleh mengisi kecacatan permukaan kecil dan meningkatkan sentuhan sebanyak 5–10%, ia tidak dapat mengimbangi lubang yang besar. Kebanyakan sebatian terurai, berkarbonat atau mengeluarkan gas pada suhu melebihi 500 darjah, meninggalkan sisa yang menghalang pemindahan haba lagi.
Masalah bertentangan-kesesuaian yang terlalu ketat-adalah masalah yang sama.Memaksa pemanas kartrij bersaiz besar ke dalam lubang bersaiz kecil boleh merosakkan sarung, retak penebat MgO dalaman, atau menyebabkan pemanas terperangkap secara kekal. Pemanas harus meluncur masuk dengan rintangan ringan-tidak memerlukan penukul.
Pengesyoran praktikal: gerudi dan ream lubang untuk pemasangan yang selesa, biasanya kelegaan maksimum 0.02–0.1 mm. Terlalu longgar menyebabkan pemindahan haba yang lemah dan terlalu panas dalaman. Terlalu ketat menyebabkan kerosakan pemasangan dan sawan. Untuk tiub pemanasan elektrik kepala tunggal 800 darjah, julat kelegaan diametral keseluruhan 0.06–0.10 mm mewakili titik manis-cukup ketat untuk pemindahan haba yang cekap, cukup longgar untuk menampung pengembangan haba.
