感應加熱和回火裝置
在感應安裝中,導電加熱體中的熱量通過交變電磁場在其中感應的電流釋放。
與電阻爐加熱相比,感應加熱的優點:
1) 將電能直接傳輸到被加熱體中可以直接加熱導電材料。同時,與僅從表面加熱產品的間接作用裝置相比,加熱速率有所提高。
2)將電能直接傳遞到被加熱體中不需要接觸裝置。當使用真空和保護裝置時,在自動化製造生產的條件下是方便的。
3)由於表面效應現象,最大功率釋放在被加熱產品的表層。因此,冷卻過程中的感應加熱保證了產品表層的快速加熱。這使得可以獲得具有相對粘性介質的零件的高表面硬度。感應表面硬化比其他表面硬化方法更快、更經濟。
4) 在大多數情況下,感應加熱可提高生產率並改善工作條件。
感應加熱廣泛用於:
1) 金屬的熔化
2)零件熱處理
3)通過在塑性變形前加熱零件或毛坯(鍛造、沖壓、沖壓)
4)焊接和分層
5)焊接金屬
6) 產品的化學和熱處理
在感應加熱裝置中,感應器產生 電磁場, 導致金屬部分 渦流,其最大密度落在工件的表層,釋放的熱量最多。該熱量與提供給電感器的功率成正比,並取決於電感器電流的加熱時間和頻率。通過適當選擇功率、頻率和作用時間,可以對工件不同厚度的表層或整個截面進行加熱。
感應加熱裝置,根據加料方式和操作性質的不同,有間歇式和連續式兩種。後者可內置於生產線和自動化工藝流水線中。
特別是表面感應淬火取代了諸如滲碳、滲氮等昂貴的表面硬化操作。
感應淬火設備
感應表面淬火的目的:在保持零件粘性環境的同時,實現表層的高硬度。為了獲得這種硬化,工件通過金屬表層感應的電流快速加熱到預定深度,然後冷卻。
電流滲入金屬的深度取決於頻率,那麼表面硬化需要不同厚度的硬化層。
感應表面淬火有以下幾種類型:
1)同時
2)同步旋轉
3)連續順序
同步感應淬火——包括同時加熱整個待淬火表面,然後冷卻表面。將感應器和冷卻器組合起來很方便。應用受到發電機功率的限制。受熱面積不超過200-300平方厘米。
同時順序感應淬火——其特點是被加熱零件的各個部分同時順序加熱。
連續順序感應淬火 - 用於大長度硬化表面的情況,包括在零件相對於感應器連續運動期間加熱零件的一部分,反之亦然。表面冷卻跟隨加熱。可以使用單獨的冷卻器或將它們與電感器結合使用。
在實踐中,感應表面淬火的思想被應用在感應淬火機上。
有專為加工特定零件或零件組而設計的專用感應淬火機,尺寸略有不同,也有用於加工任何零件的通用感應淬火機。
固化機包括以下項目:
1)降壓變壓器
2)電感
3)電池電容
4)水冷系統
5)機器控制和管理元素
用於感應淬火的通用機器配備了用於固定零件、它們的運動、旋轉以及更換感應器的可能性的裝置。硬化感應器的設計取決於表面硬化的類型和待硬化表面的形狀。
根據表面硬化的類型和零件的配置,使用不同設計的硬化感應器。
電感固化裝置
電感器由產生交變磁場的感應線、母線、用於將電感器連接到電源的接線端子、用於供水和排水的管道組成。單匝和多匝電感器用於硬化平面。
有感應器用於淬火圓柱形零件的外表面、內平面等。有圓柱形、環形、螺旋圓柱形和螺旋扁形。在低頻下,電感器可能包含磁路(在某些情況下)。
固化電感電源
電機和晶閘管轉換器提供高達 8 kHz 的工作頻率,用作中頻淬火電感器的電源。為了獲得 150 至 8000 赫茲範圍內的頻率,使用機器發電機。可以使用閥控轉換器。對於更高頻率,使用電子管發生器。在頻率增加的領域,使用機器發電機。在結構上,發電機與驅動電機結合在一個轉換裝置中。
對於 150 至 500 Hz 的頻率,使用傳統的多極發生器。他們以高速工作。位於轉子上的勵磁線圈通過環形觸點供電。
對於 100 至 8000 Hz 的頻率,使用感應發電機,其轉子沒有繞組。
在傳統的同步發電機中,隨轉子旋轉的勵磁繞組在定子繞組中產生交變磁通,然後在感應發電機中,轉子的旋轉引起與磁性繞組相關的磁通量脈動。使用頻率增加的感應發電機是由於發電機在 > 500 Hz 的頻率下運行的設計困難。在此類發電機中,很難放置多極定子和轉子繞組;驅動由異步電動機完成。功率高達 100 kW,兩台機器通常組合在一個外殼中。大功率——兩種情況 感應加熱器和冷卻設備可以由使用感應或中央電源的機器發電機供電。
當發電機由在金屬加熱元件中連續運行的單個單元充滿電時,感應電源很有用。
中央電源——存在大量週期性運行的加熱元件。在這種情況下,由於單獨的加熱單元同時運行,可以節省發電機的裝機功率。
發電機通常與自勵磁一起使用,可提供高達200千瓦的功率。這種燈在 10-15 kV 的陽極電壓下工作;耗散功率大於10千瓦的陽極燈採用水冷方式冷卻。
電源整流器通常用於獲得高壓。安裝提供的功率。通常,這些校正是通過調整整流器的輸出電壓和使用可靠的同軸電纜屏蔽來承載高頻功率來實現的。在有非屏蔽加熱架的情況下,應採用遠程控制和機械自動操作,以排除人員在危險區域的存在。