Hệ thống sưởi và ủ cảm ứng

Trong hệ thống lắp đặt cảm ứng, nhiệt trong vật thể nung nóng dẫn điện được giải phóng bởi dòng điện do trường điện từ xoay chiều gây ra trong nó.

Ưu điểm của gia nhiệt cảm ứng so với gia nhiệt trong lò điện trở:

1) Truyền năng lượng điện trực tiếp vào cơ thể được làm nóng cho phép làm nóng trực tiếp vật liệu dẫn điện. Đồng thời, tốc độ gia nhiệt tăng so với các cài đặt có tác động gián tiếp, trong đó sản phẩm chỉ được làm nóng từ bề mặt.

2) Việc truyền năng lượng điện trực tiếp vào cơ thể được làm nóng không cần các thiết bị tiếp xúc. Nó thuận tiện trong điều kiện sản xuất sản xuất tự động, khi sử dụng chân không và phương tiện bảo vệ.

3) Do hiện tượng hiệu ứng bề mặt, công suất cực đại được giải phóng ở lớp bề mặt của sản phẩm được nung nóng. Do đó, gia nhiệt cảm ứng trong quá trình làm mát đảm bảo làm nóng nhanh lớp bề mặt của sản phẩm.Điều này giúp có thể đạt được độ cứng bề mặt cao của bộ phận với môi trường tương đối nhớt. Làm cứng bề mặt cảm ứng nhanh hơn và tiết kiệm hơn so với các phương pháp làm cứng bề mặt khác.

4) Hệ thống sưởi cảm ứng trong hầu hết các trường hợp giúp cải thiện năng suất và cải thiện điều kiện làm việc.

Hệ thống sưởi cảm ứng được sử dụng rộng rãi cho:

1) Sự nóng chảy của kim loại

2) Xử lý nhiệt các bộ phận

3) Bằng cách nung nóng các bộ phận hoặc khoảng trống trước khi biến dạng dẻo (rèn, dập, ép)

4) Hàn và phân lớp

5) Kim loại hàn

6) Xử lý hóa chất và nhiệt cho sản phẩm

Trong cài đặt sưởi ấm cảm ứng, cuộn cảm tạo ra trường điện từ, dẫn đến một phần kim loại dòng điện xoáy, có mật độ lớn nhất rơi vào lớp bề mặt của phôi, nơi giải phóng lượng nhiệt lớn nhất. Nhiệt lượng này tỉ lệ với công suất cung cấp cho cuộn cảm và phụ thuộc vào thời gian đốt nóng và tần số của dòng điện trong cuộn cảm. Bằng cách lựa chọn công suất, tần suất và thời gian hoạt động phù hợp, quá trình gia nhiệt có thể được thực hiện ở lớp bề mặt có độ dày khác nhau hoặc trên toàn bộ mặt cắt của phôi.

Việc lắp đặt hệ thống sưởi cảm ứng, tùy thuộc vào phương pháp sạc và tính chất của hoạt động, có hoạt động gián đoạn và liên tục. Loại thứ hai có thể được tích hợp vào dây chuyền sản xuất và dây chuyền xử lý tự động.

Cụ thể, quá trình làm cứng cảm ứng bề mặt thay thế các hoạt động làm cứng bề mặt tốn kém như thấm cacbon, thấm nitơ, v.v.

Cài đặt làm cứng cảm ứng

Mục đích của việc làm cứng bề mặt cảm ứng: đạt được độ cứng cao của lớp bề mặt trong khi vẫn duy trì môi trường nhớt của bộ phận. Để có được độ cứng như vậy, phôi được nung nóng nhanh đến độ sâu xác định trước bằng dòng điện gây ra bởi lớp bề mặt của kim loại, sau đó được làm mát.

Độ sâu của dòng điện thâm nhập vào kim loại phụ thuộc vào tần số, sau đó làm cứng bề mặt đòi hỏi độ dày khác nhau của lớp cứng.

Có các loại làm cứng bề mặt cảm ứng sau:

1) Đồng thời

2) Xoay đồng thời

3) Liên tục-tuần tự

Làm cứng cảm ứng đồng thời — bao gồm làm nóng đồng thời toàn bộ bề mặt cần làm cứng, sau đó làm mát bề mặt. Thật tiện lợi khi kết hợp cuộn cảm và bộ làm mát. Ứng dụng bị giới hạn bởi sức mạnh của máy phát điện. Bề mặt được làm nóng không vượt quá 200-300 cm2.

Làm cứng cảm ứng đồng thời-tuần tự — được đặc trưng bởi thực tế là các bộ phận riêng lẻ của bộ phận được làm nóng được làm nóng đồng thời và tuần tự.

Làm cứng cảm ứng tuần tự liên tục - được sử dụng trong trường hợp bề mặt cứng có chiều dài lớn và bao gồm làm nóng phần của bộ phận trong quá trình chuyển động liên tục của bộ phận so với cuộn cảm hoặc ngược lại. Làm mát bề mặt sau khi sưởi ấm. Có thể sử dụng các bộ làm mát riêng biệt hoặc kết hợp chúng với một cuộn cảm.

Trong thực tế, ý tưởng làm cứng bề mặt cảm ứng được áp dụng trong các máy làm cứng cảm ứng.

Có những máy tôi cứng cảm ứng đặc biệt được thiết kế để xử lý một bộ phận hoặc một nhóm bộ phận cụ thể, kích thước hơi khác nhau và những máy tôi cứng cảm ứng phổ quát để xử lý bất kỳ bộ phận nào.

Máy đóng rắn bao gồm các hạng mục sau:

1) Máy biến áp hạ thế

2) Cuộn cảm

3) Tụ điện pin

4) Hệ thống làm mát bằng nước

5) Yếu tố quản lý và điều khiển máy

Các máy phổ thông để làm cứng cảm ứng được trang bị các thiết bị để cố định các bộ phận, chuyển động, quay của chúng, khả năng thay thế cuộn cảm. Thiết kế của cuộn cảm làm cứng phụ thuộc vào loại làm cứng bề mặt và hình dạng của bề mặt được làm cứng.

Tùy thuộc vào loại làm cứng bề mặt và cấu hình của các bộ phận, các thiết kế cuộn cảm làm cứng khác nhau được sử dụng.

Thiết bị chữa cuộn cảm

Cuộn cảm bao gồm một dây cảm ứng tạo ra từ trường xen kẽ, thanh cái, khối đầu cuối để kết nối cuộn cảm với nguồn điện, đường ống cấp và thoát nước. Cuộn cảm một vòng và nhiều vòng được sử dụng để làm cứng các bề mặt phẳng.

Có một cuộn cảm để làm cứng bề mặt bên ngoài của các bộ phận hình trụ, bề mặt phẳng bên trong, v.v. Có hình trụ, vòng, hình trụ xoắn ốc và hình xoắn ốc phẳng. Ở tần số thấp, cuộn cảm có thể chứa mạch từ (trong một số trường hợp).

Nguồn điện để bảo dưỡng cuộn cảm

Máy điện và bộ chuyển đổi thyristor, cung cấp tần số hoạt động lên đến 8 kHz, đóng vai trò là nguồn năng lượng cho cuộn cảm dập tắt tần số trung bình.Để có được tần số trong khoảng từ 150 đến 8000 Hz, máy phát điện được sử dụng. Bộ chuyển đổi điều khiển van có thể được sử dụng. Đối với các máy phát ống tần số cao hơn được sử dụng. Trong lĩnh vực tăng tần số, máy phát điện được sử dụng. Về mặt cấu trúc, máy phát điện được kết hợp với động cơ truyền động trong một thiết bị chuyển đổi.

Đối với tần số từ 150 đến 500 Hz, máy phát đa cực thông thường được sử dụng. Họ làm việc ở tốc độ cao. Cuộn dây kích thích nằm trên rôto được cấp qua tiếp điểm vòng.

Đối với tần số từ 100 đến 8000 Hz, máy phát điện cuộn cảm được sử dụng, rôto không có cuộn dây.

Trong máy phát điện đồng bộ thông thường, cuộn dây kích thích quay cùng với rôto tạo ra từ thông xoay chiều trong cuộn dây stato, sau đó trong máy phát điện cảm ứng, chuyển động quay của rôto gây ra xung động của từ thông kết hợp với cuộn dây từ. Việc sử dụng máy phát điện cảm ứng có tần số tăng là do những khó khăn trong thiết kế của máy phát điện hoạt động ở tần số > 500 Hz. Trong các máy phát điện như vậy, rất khó để đặt cuộn dây stato và rôto nhiều cực; ổ đĩa được thực hiện bởi động cơ không đồng bộ. Với công suất lên tới 100 kW, hai máy thường được kết hợp trong một vỏ. Công suất cao - hai trường hợp Máy sưởi cảm ứng và thiết bị làm mát có thể được cấp nguồn bằng máy phát điện sử dụng cảm ứng hoặc nguồn điện trung tâm.

Công suất cảm ứng rất hữu ích khi máy phát được sạc đầy bởi một thiết bị duy nhất chạy liên tục trong các bộ phận làm nóng bằng kim loại.

Nguồn điện trung tâm — với sự có mặt của một số lượng lớn các bộ phận làm nóng hoạt động theo chu kỳ.Trong trường hợp này, có thể tiết kiệm công suất lắp đặt của máy phát điện do hoạt động đồng thời của các bộ phận sưởi ấm riêng biệt.

Máy phát điện thường được sử dụng với khả năng tự kích thích, có thể cung cấp công suất lên tới 200 mã lực. Những loại đèn này hoạt động ở điện áp cực dương 10-15 kV; làm mát bằng nước được sử dụng để làm mát đèn anode có công suất tiêu thụ lớn hơn 10 kW.

Bộ chỉnh lưu công suất thường được sử dụng để có được điện áp cao. Sức mạnh được cung cấp bởi cài đặt. Thông thường, những hiệu chỉnh này được thực hiện bằng cách điều chỉnh điện áp đầu ra của bộ chỉnh lưu và bằng cách sử dụng vỏ bọc đáng tin cậy của cáp đồng trục để mang điện tần số cao. Khi có các giá sưởi không được che chắn, nên sử dụng điều khiển từ xa cũng như vận hành tự động bằng cơ khí để loại trừ sự hiện diện của nhân viên trong khu vực nguy hiểm.