Induktionsvarme- og tempereringsinstallationer

I induktionsinstallationer frigives varme i et elektrisk ledende opvarmet legeme af strømme induceret i det af et vekslende elektromagnetisk felt.

Fordele ved induktionsopvarmning sammenlignet med opvarmning i modstandsovne:

1) Overførsel af elektrisk energi direkte til det opvarmede legeme tillader direkte opvarmning af ledende materialer. Samtidig stiger opvarmningshastigheden i forhold til installationer med indirekte virkning, hvor produktet kun opvarmes fra overfladen.

2) Overførsel af elektrisk energi direkte ind i det opvarmede legeme kræver ikke kontaktanordninger. Det er praktisk under betingelserne for automatiseret fremstillingsproduktion, når der anvendes vakuum og beskyttelsesmidler.

3) På grund af fænomenet overfladeeffekt frigives den maksimale effekt i overfladelaget af det opvarmede produkt. Derfor sikrer induktionsopvarmning under afkøling hurtig opvarmning af produktets overfladelag.Dette gør det muligt at opnå en høj overfladehårdhed af delen med et relativt tyktflydende medium. Induktionsoverfladehærdning er hurtigere og mere økonomisk end andre overfladehærdningsmetoder.

4) Induktionsopvarmning forbedrer i de fleste tilfælde produktiviteten og forbedrer arbejdsforholdene.

Induktionsopvarmning er meget brugt til:

1) Afsmeltning af metaller

2) Varmebehandling af dele

3) Ved at opvarme dele eller emner før plastisk deformation (smedning, stempling, presning)

4) Lodning og lagdeling

5) Svejse metal

6) Kemisk og termisk behandling af produkter

I induktionsvarmeinstallationer skaber induktoren elektromagnetisk felt, fører til en metaldel hvirvelstrømme, hvis største tæthed falder på overfladelaget af emnet, hvor den største mængde varme frigives. Denne varme er proportional med den effekt, der leveres til induktoren og afhænger af opvarmningstiden og frekvensen af ​​induktorstrømmen. Ved passende valg af effekt, frekvens og virkningstid kan opvarmning udføres i overfladelaget af forskellig tykkelse eller over hele sektionen af ​​emnet.

Induktionsvarmeinstallationer har, afhængig af opladningsmetoden og arten af ​​driften, intermitterende og kontinuerlig drift. Sidstnævnte kan indbygges i produktionslinjer og automatiske proceslinjer.

Især overfladeinduktionshærdning erstatter så dyre overfladehærdningsoperationer som karburering, nitrering osv.

Induktionshærdende installationer

Formål med induktionsoverfladehærdning: opnå høj hårdhed af overfladelaget, samtidig med at delens viskøse miljø bevares. For at opnå en sådan hærdning opvarmes emnet hurtigt til en forudbestemt dybde af strømmen induceret af metallets overfladelag, efterfulgt af afkøling.

Dybden af ​​strømgennemtrængning i metallet afhænger af frekvensen, så kræver overfladehærdning forskellige tykkelser af det hærdede lag.

Der er følgende typer induktionsoverfladehærdning:

1) Samtidig

2) Samtidig rotation

3) Kontinuerlig-sekventiel

Samtidig induktionshærdning — består i samtidig opvarmning af hele overfladen, der skal hærdes, efterfulgt af afkøling af overfladen.Det er praktisk at kombinere induktoren og køleren. Anvendelsen er begrænset af strømgeneratorens effekt. Den opvarmede overflade overstiger ikke 200-300 cm2.

Samtidig-sekventiel induktionshærdning — kendetegnet ved, at de enkelte dele af den opvarmede del opvarmes samtidigt og sekventielt.

Kontinuerlig sekventiel induktionshærdning - bruges i tilfælde af en stor længde af den hærdede overflade og består i opvarmning af delen af ​​delen under den kontinuerlige bevægelse af delen i forhold til induktoren eller omvendt. Overfladekøling følger opvarmning. Det er muligt at bruge separate kølere eller kombinere dem med en induktor.

I praksis anvendes ideen om induktionsoverfladehærdning i induktionshærdningsmaskiner.

Der er specielle induktionshærdemaskiner designet til at behandle en specifik del eller grupper af dele, lidt forskellige størrelser, og universelle induktionshærdemaskiner til at behandle enhver del.

Hærdningsmaskiner omfatter følgende elementer:

1) Step-down transformer

2) Induktor

3) Batterikondensatorer

4) Vandkølesystem

5) Maskinstyring og styringselement

Universalmaskiner til induktionshærdning er udstyret med enheder til fastgørelse af dele, deres bevægelse, rotation, muligheden for at udskifte induktoren. Udformningen af ​​hærdningsinduktoren afhænger af typen af ​​overfladehærdning og formen på den overflade, der skal hærdes.

Afhængigt af typen af ​​overfladehærdning og konfigurationen af ​​delene, anvendes forskellige udformninger af hærdningsinduktorer.

Enheden til hærdning af induktorer

En induktor består af en induktiv ledning, der skaber et vekslende magnetfelt, samleskinner, klemrækker til at forbinde induktoren til en strømkilde, rør til tilførsel og dræning af vand. Enkelt- og multi-turn induktorer bruges til at hærde flade overflader.

Der er en induktor til hærdning af de ydre overflader af cylindriske dele, indre flade overflader osv. Der er cylindriske, loop, spiral-cylindriske og spiral flad. Ved lave frekvenser kan induktoren indeholde et magnetisk kredsløb (i nogle tilfælde).

Strømforsyninger til hærdning af induktorer

Elektriske maskiner og tyristorkonvertere, der leverer driftsfrekvenser op til 8 kHz, tjener som strømkilder til mellemfrekvente quenching induktorer.For at opnå en frekvens i området 150 til 8000 Hz anvendes maskingeneratorer. Ventilstyrede omformere kan anvendes. Til højere frekvenser anvendes rørgeneratorer. Inden for øget frekvens anvendes maskingeneratorer. Strukturelt er generatoren kombineret med drivmotoren i én konverteringsenhed.

Til frekvenser fra 150 til 500 Hz anvendes konventionelle flerpolede generatorer. De arbejder ved høje hastigheder. Excitationsspolen placeret på rotoren føres gennem ringkontakten.

For frekvenser fra 100 til 8000 Hz anvendes induktorgeneratorer, hvis rotor ikke har en vikling.

I en konventionel synkrongenerator skaber excitationsviklingen, der roterer med rotoren, en vekslende flux i statorviklingen, og i induktionsgeneratoren forårsager rotationen af ​​rotoren en pulsering af den magnetiske flux forbundet med den magnetiske vikling. Brugen af ​​en induktionsgenerator med en øget frekvens skyldes designvanskelighederne for generatorer, der arbejder ved en frekvens > 500 Hz. I sådanne generatorer er det vanskeligt at placere flerpolede stator- og rotorviklinger; drevet udføres af asynkronmotorer. Med effekt op til 100 kW er de to maskiner normalt kombineret i et hus. Høj effekt - to tilfælde Induktionsvarmer og køleanordninger kan drives af maskingeneratorer, der bruger induktion eller central strøm.

Induktionseffekt er nyttig, når generatoren er fuldt opladet af en enkelt enhed, der kører kontinuerligt i metalvarmeelementer.

Central strømforsyning — i nærværelse af et stort antal varmeelementer, der fungerer cyklisk.I dette tilfælde er det muligt at spare den installerede strøm fra generatorerne på grund af den samtidige drift af separate varmeenheder.

Generatorer bruges normalt med selvmagnetisering, som kan give effekt op til 200 kW. Sådanne lamper fungerer ved en anodespænding på 10-15 kV; vandkøling bruges til at køle anodelamperne med en afledt effekt på mere end 10 kW.

Strømensrettere bruges normalt til at opnå højspænding. Strømmen leveret af installationen. Ofte foretages disse korrektioner ved at justere ensretterens udgangsspænding og ved at bruge pålidelig afskærmning af koaksialkabler til at føre højfrekvent strøm. Ved tilstedeværelse af uafskærmede varmestativer bør fjernbetjening samt mekanisk automatisk betjening anvendes for at udelukke tilstedeværelse af personale i det farlige område.