Installationer för induktionsvärme och härdning

I induktionsinstallationer frigörs värme i en elektriskt ledande uppvärmd kropp av strömmar som induceras i den av ett växlande elektromagnetiskt fält.

Fördelar med induktionsvärme jämfört med uppvärmning i motståndsugnar:

1) Överföring av elektrisk energi direkt till den uppvärmda kroppen möjliggör direkt uppvärmning av ledande material. Samtidigt ökar uppvärmningshastigheten jämfört med installationer med indirekt verkan, där produkten endast värms upp från ytan.

2) Överföringen av elektrisk energi direkt till den uppvärmda kroppen kräver inga kontaktanordningar. Det är bekvämt under förhållanden med automatiserad tillverkningsproduktion, när vakuum och skyddsmedel används.

3) På grund av fenomenet yteffekt frigörs den maximala effekten i ytskiktet av den uppvärmda produkten. Därför säkerställer induktionsuppvärmning under kylning snabb uppvärmning av produktens ytskikt.Detta gör det möjligt att erhålla en hög ythårdhet på detaljen med ett relativt visköst medium. Induktionsythärdning är snabbare och mer ekonomisk än andra ythärdningsmetoder.

4) Induktionsuppvärmning förbättrar i de flesta fall produktiviteten och förbättrar arbetsförhållandena.

Induktionsvärme används ofta för:

1) Smältning av metaller

2) Värmebehandling av delar

3) Genom att värma upp delar eller ämnen före plastisk deformation (smidning, stansning, pressning)

4) Lödning och skiktning

5) Svets metall

6) Kemisk och termisk behandling av produkter

I induktionsvärmeinstallationer skapar induktorn elektromagnetiskt fält, leder till en metalldel virvelströmmar, vars största densitet faller på arbetsstyckets ytskikt, där den största mängden värme frigörs. Denna värme är proportionell mot den effekt som tillförs induktorn och beror på uppvärmningstiden och frekvensen för induktorströmmen. Genom lämpligt val av effekt, frekvens och verkanstid kan uppvärmning utföras i ytskiktet av olika tjocklek eller över hela sektionen av arbetsstycket.

Induktionsvärmeinstallationer har, beroende på laddningsmetod och verksamhetens art, intermittent och kontinuerlig drift. Den senare kan byggas in i produktionslinjer och automatiska processlinjer.

Ytinduktionshärdning, i synnerhet, ersätter sådana dyra ythärdningsoperationer som uppkolning, nitrering, etc.

Induktionshärdande installationer

Syftet med induktionsythärdning: att uppnå hög hårdhet på ytskiktet samtidigt som delens viskösa miljö bibehålls. För att erhålla sådan härdning värms arbetsstycket snabbt upp till ett förutbestämt djup av strömmen som induceras av metallens ytskikt, följt av kylning.

Djupet av strömpenetration i metallen beror på frekvensen, då kräver ythärdning olika tjocklekar på det härdade lagret.

Det finns följande typer av induktionsythärdning:

1) Samtidigt

2) Samtidig rotation

3) Kontinuerlig-sekventiell

Samtidig induktionshärdning — består av samtidig uppvärmning av hela ytan som ska härdas, följt av kylning av ytan. Det är bekvämt att kombinera induktorn och kylaren. Applikationen begränsas av kraftgeneratorn. Den uppvärmda ytan överstiger inte 200-300 cm2.

Simultan-sekventiell induktionshärdning — kännetecknad av att de enskilda delarna av den uppvärmda delen värms upp samtidigt och sekventiellt.

Kontinuerlig sekventiell induktionshärdning - används vid en stor längd av den härdade ytan och består i att värma delen av delen under den kontinuerliga rörelsen av delen i förhållande till induktorn eller vice versa. Ytkyla följer uppvärmning. Det är möjligt att använda separata kylare eller kombinera dem med en induktor.

I praktiken appliceras idén med induktionsythärdning i induktionshärdningsmaskiner.

Det finns speciella induktionshärdningsmaskiner utformade för att bearbeta en specifik del eller grupper av delar, lite olika storlekar, och universella induktionshärdningsmaskiner för bearbetning av vilken del som helst.

Härdmaskiner inkluderar följande artiklar:

1) Step-down transformator

2) Induktor

3) Batterikondensatorer

4) Vattenkylningssystem

5) Maskinstyrning och ledningselement

Universalmaskiner för induktionshärdning är utrustade med anordningar för att fixera delar, deras rörelse, rotation, möjligheten att byta ut induktorn. Utformningen av härdningsspolen beror på typen av ythärdning och formen på ytan som ska härdas.

Beroende på typen av ythärdning och delarnas konfiguration används olika utformningar av härdande induktorer.

Enheten för härdning av induktorer

En induktor består av en induktiv tråd som skapar ett alternerande magnetfält, samlingsskenor, kopplingsplintar för anslutning av induktorn till en strömkälla, rör för tillförsel och dränering av vatten. Enkel- och flervarvsinduktorer används för att härda plana ytor.

Det finns en induktor för att härda de yttre ytorna på cylindriska delar, inre plana ytor etc. Det finns cylindriska, loop, spiral-cylindriska och spiral platt. Vid låga frekvenser kan induktorn innehålla en magnetisk krets (i vissa fall).

Strömförsörjning för härdning av induktorer

Elektriska maskin- och tyristoromvandlare, som ger arbetsfrekvenser upp till 8 kHz, fungerar som strömkällor för medelfrekventa släckspoler.För att få en frekvens i intervallet 150 till 8000 Hz används maskingeneratorer. Ventilstyrda omvandlare kan användas. För högre frekvenser används rörgeneratorer. Inom området för ökad frekvens används maskingeneratorer. Strukturellt är generatorn kombinerad med drivmotorn i en omvandlingsanordning.

För frekvenser från 150 till 500 Hz används konventionella flerpoliga generatorer. De arbetar i höga hastigheter. Excitationsspolen på rotorn matas genom ringkontakten.

För frekvenser från 100 till 8000 Hz används induktorgeneratorer, vars rotor inte har en lindning.

I en konventionell synkrongenerator skapar excitationslindningen som roterar med rotorn ett alternerande flöde i statorlindningen, och i induktionsgeneratorn orsakar rotationen av rotorn en pulsering av det magnetiska flödet som är associerat med magnetlindningen. Användningen av en induktionsgenerator med en ökad frekvens beror på konstruktionssvårigheterna för generatorer som arbetar vid en frekvens > 500 Hz. I sådana generatorer är det svårt att placera flerpoliga stator- och rotorlindningar; drivningen sker av asynkronmotorer. Med effekt upp till 100 kW är de två maskinerna vanligtvis kombinerade i ett hus. Hög effekt - två fall Induktionsvärmare och kylanordningar kan drivas av maskingeneratorer som använder induktion eller centralkraft.

Induktionseffekt är användbar när generatorn är fulladdad av en enda enhet som körs kontinuerligt i metallvärmeelement.

Central strömförsörjning — i närvaro av ett stort antal värmeelement som arbetar cykliskt.I det här fallet är det möjligt att spara den installerade kraften hos generatorerna på grund av den samtidiga driften av separata värmeenheter.

Generatorer används vanligtvis med självexcitering, vilket kan ge effekt upp till 200 kW. Sådana lampor arbetar med en anodspänning på 10-15 kV; vattenkylning används för att kyla anodlamporna med en förbrukad effekt på mer än 10 kW.

Strömlikriktare används vanligtvis för att få hög spänning. Kraften som levereras av installationen. Ofta görs dessa korrigeringar genom att justera utgångsspänningen från likriktaren och genom att använda tillförlitlig skärmning av koaxialkablar för att överföra högfrekvent effekt. I närvaro av oskärmade värmeställningar bör fjärrkontroll samt mekanisk automatisk drift användas för att utesluta närvaro av personal i det riskfyllda området.