Indukčné vykurovacie a temperovacie zariadenia

V indukčných inštaláciách sa teplo v elektricky vodivom vyhrievanom telese uvoľňuje prúdmi indukovanými v ňom striedavým elektromagnetickým poľom.

Výhody indukčného ohrevu v porovnaní s ohrevom v odporových peciach:

1) Prenos elektrickej energie priamo do ohrievaného telesa umožňuje priamy ohrev vodivých materiálov. Zároveň sa zvyšuje rýchlosť ohrevu v porovnaní s inštaláciami s nepriamym pôsobením, kde sa produkt ohrieva iba z povrchu.

2) Prenos elektrickej energie priamo do ohrievaného telesa nevyžaduje kontaktné zariadenia. Je vhodný v podmienkach automatizovanej výrobnej výroby, kde sa používa vákuum a ochranné prostriedky.

3) V dôsledku javu povrchového efektu sa v povrchovej vrstve ohrievaného produktu uvoľňuje maximálny výkon. Preto indukčný ohrev počas chladenia zaisťuje rýchly ohrev povrchovej vrstvy produktu.To umožňuje získať vysokú povrchovú tvrdosť dielu s relatívne viskóznym médiom. Indukčné povrchové kalenie je rýchlejšie a ekonomickejšie ako iné spôsoby povrchového kalenia.

4) Indukčný ohrev vo väčšine prípadov zlepšuje produktivitu a zlepšuje pracovné podmienky.

Indukčný ohrev je široko používaný pre:

1) Tavenie kovov

2) Tepelné spracovanie dielov

3) Zahriatím dielov alebo polotovarov pred plastickou deformáciou (kovanie, razenie, lisovanie)

4) Spájkovanie a vrstvenie

5) Zvarový kov

6) Chemické a tepelné spracovanie výrobkov

V inštaláciách indukčného ohrevu vytvára induktor elektromagnetického poľa, vedie ku kovovej časti vírivé prúdy, ktorého najväčšia hustota dopadá na povrchovú vrstvu obrobku, kde sa uvoľňuje najväčšie množstvo tepla. Toto teplo je úmerné výkonu dodávanému do induktora a závisí od času ohrevu a frekvencie prúdu induktora. Vhodnou voľbou výkonu, frekvencie a času pôsobenia je možné ohrev vykonávať v povrchovej vrstve rôznej hrúbky alebo po celom úseku obrobku.

Indukčné vykurovacie zariadenia v závislosti od spôsobu nabíjania a charakteru prevádzky majú prerušovanú a nepretržitú prevádzku. Ten môže byť zabudovaný do výrobných liniek a automatických výrobných liniek.

Najmä povrchové indukčné kalenie nahrádza také drahé operácie povrchového kalenia, ako je nauhličovanie, nitridovanie atď.

Zariadenia na indukčné kalenie

Účel indukčného povrchového kalenia: dosiahnutie vysokej tvrdosti povrchovej vrstvy pri zachovaní viskózneho prostredia súčiastky. Na dosiahnutie takéhoto tvrdenia sa obrobok rýchlo zahreje do vopred stanovenej hĺbky prúdom indukovaným povrchovou vrstvou kovu, po čom nasleduje ochladenie.

Hĺbka prieniku prúdu do kovu závisí od frekvencie, potom povrchové kalenie vyžaduje rôzne hrúbky vytvrdenej vrstvy.

Existujú nasledujúce typy indukčného povrchového kalenia:

1) Súčasne

2) Súčasné otáčanie

3) Priebežne-sekvenčné

Simultánne indukčné kalenie — spočíva v súčasnom zahriatí celého kaleného povrchu s následným ochladením povrchu, vhodné je kombinovať induktor a chladič. Aplikácia je obmedzená výkonom elektrocentrály. Vyhrievaná plocha nepresahuje 200-300 cm2.

Simultánne sekvenčné indukčné kalenie — charakterizované tým, že jednotlivé časti ohrievanej časti sa ohrievajú súčasne a postupne.

Kontinuálne sekvenčné indukčné kalenie - používa sa v prípade veľkej dĺžky kalenej plochy a spočíva v zahrievaní časti súčiastky pri kontinuálnom pohybe súčiastky voči induktoru alebo naopak. Po ohreve nasleduje povrchové chladenie. Je možné použiť samostatné chladiče alebo ich kombinovať s tlmivkou.

V praxi sa myšlienka indukčného povrchového kalenia uplatňuje v indukčných kaliacich strojoch.

Existujú špeciálne stroje na indukčné kalenie určené na spracovanie konkrétneho dielu alebo skupín dielov, mierne odlišných veľkostí a univerzálne stroje na indukčné kalenie na spracovanie akéhokoľvek dielu.

Vytvrdzovacie stroje zahŕňajú nasledujúce položky:

1) Znižovací transformátor

2) Induktor

3) Kondenzátory batérie

4) Vodný chladiaci systém

5) Prvok riadenia a riadenia stroja

Univerzálne stroje na indukčné kalenie sú vybavené zariadeniami na fixáciu dielov, ich pohyb, otáčanie, možnosť výmeny tlmivky. Konštrukcia kaliaceho induktora závisí od typu povrchového kalenia a tvaru povrchu, ktorý sa má kaliť.

V závislosti od typu povrchového kalenia a konfigurácie dielov sa používajú rôzne konštrukcie kaliacich induktorov.

Zariadenie na vytvrdzovanie induktorov

Induktor pozostáva z indukčného drôtu, ktorý vytvára striedavé magnetické pole, prípojníc, svorkovníc na pripojenie tlmivky k zdroju energie, potrubia na prívod a odvod vody. Jedno a viacotáčkové tlmivky sa používajú na kalenie rovných povrchov.

K dispozícii je induktor na kalenie vonkajších plôch valcových častí, vnútorných plochých plôch atď. Existujú valcové, slučkové, špirálovo-valcové a špirálové ploché. Pri nízkych frekvenciách môže induktor obsahovať magnetický obvod (v niektorých prípadoch).

Napájacie zdroje pre vytvrdzovanie induktorov

Elektrické strojové a tyristorové meniče poskytujúce pracovné frekvencie do 8 kHz slúžia ako zdroje energie pre stredofrekvenčné zhášacie tlmivky.Na získanie frekvencie v rozsahu 150 až 8000 Hz sa používajú strojové generátory. Môžu sa použiť ventilom riadené meniče. Pre vyššie frekvencie sa používajú trubicové generátory. V oblasti zvýšenej frekvencie sa používajú strojové generátory. Konštrukčne je generátor kombinovaný s hnacím motorom v jednom konverznom zariadení.

Pre frekvencie od 150 do 500 Hz sa používajú bežné viacpólové generátory. Pracujú pri vysokých rýchlostiach. Budiaca cievka umiestnená na rotore je napájaná cez prstencový kontakt.

Pre frekvencie od 100 do 8000 Hz sa používajú induktorové generátory, ktorých rotor nemá vinutie.

V bežnom synchrónnom generátore budiace vinutie otáčajúce sa s rotorom vytvára striedavý tok vo vinutí statora, potom v indukčnom generátore otáčanie rotora spôsobuje pulzáciu magnetického toku spojeného s magnetickým vinutím. Použitie indukčného generátora so zvýšenou frekvenciou je spôsobené konštrukčnými ťažkosťami generátorov pracujúcich pri frekvencii > 500 Hz. V takýchto generátoroch je ťažké umiestniť viacpólové vinutia statora a rotora; Pohon zabezpečujú asynchrónne motory. S výkonom do 100 kW sú tieto dva stroje zvyčajne spojené v jednom kryte. Vysoký výkon - dva prípady Indukčné ohrievače a chladiace zariadenia môžu byť napájané strojovými generátormi pomocou indukčného alebo centrálneho napájania.

Indukčný výkon je užitočný, keď je generátor plne nabitý jedinou jednotkou, ktorá nepretržite beží v kovových vykurovacích telesách.

Centrálne napájanie — v prítomnosti veľkého počtu cyklicky pracujúcich vykurovacích telies.V tomto prípade je možné ušetriť inštalovaný výkon generátorov vďaka súčasnej prevádzke samostatných vykurovacích jednotiek.

Zvyčajne sa používajú generátory s vlastným budením, ktoré môžu poskytnúť výkon až 200 kW. Takéto svietidlá pracujú pri anódovom napätí 10-15 kV; vodné chladenie sa používa na chladenie anódových výbojok s rozptýleným výkonom nad 10 kW.

Na získanie vysokého napätia sa zvyčajne používajú výkonové usmerňovače. Výkon dodávaný inštaláciou. Tieto korekcie sa často robia úpravou výstupného napätia usmerňovača a použitím spoľahlivého tienenia koaxiálnych káblov na prenášanie vysokofrekvenčného napájania. V prípade netienených vykurovacích stojanov by sa malo použiť diaľkové ovládanie, ako aj mechanická automatická prevádzka, aby sa vylúčila prítomnosť personálu v nebezpečnej oblasti.