Instalacije za indukcijsko grijanje i kaljenje

U indukcijskim instalacijama toplina u električno vodljivom zagrijanom tijelu oslobađa se strujama koje u njemu inducira izmjenično elektromagnetsko polje.

Prednosti indukcijskog grijanja u odnosu na grijanje u otpornim pećima:

1) Prijenos električne energije izravno u zagrijano tijelo omogućuje izravno zagrijavanje vodljivih materijala. Istodobno se povećava brzina zagrijavanja u usporedbi s instalacijama s neizravnim djelovanjem, gdje se proizvod zagrijava samo s površine.

2) Prijenos električne energije izravno u grijano tijelo ne zahtijeva kontaktne uređaje. Pogodan je u uvjetima automatizirane proizvodne proizvodnje, kada se koriste vakuum i zaštitna sredstva.

3) Zbog fenomena površinskog efekta najveća snaga se oslobađa u površinskom sloju zagrijanog proizvoda. Stoga indukcijsko zagrijavanje tijekom hlađenja osigurava brzo zagrijavanje površinskog sloja proizvoda.To omogućuje postizanje visoke površinske tvrdoće dijela s relativno viskoznim medijem. Indukcijsko površinsko kaljenje je brže i ekonomičnije od ostalih metoda površinskog kaljenja.

4) Indukcijsko grijanje u većini slučajeva poboljšava produktivnost i poboljšava radne uvjete.

Indukcijsko grijanje se široko koristi za:

1) Taljenje metala

2) Toplinska obrada dijelova

3) Zagrijavanjem dijelova ili proizvoda prije plastične deformacije (kovanje, štancanje, prešanje)

4) Lemljenje i nanošenje slojeva

5) Zavareni metal

6) Kemijska i toplinska obrada proizvoda

U instalacijama indukcijskog grijanja induktor stvara elektromagnetsko polje, vodi do metalnog dijela vrtložne struje, čija najveća gustoća pada na površinski sloj izratka, gdje se oslobađa najveća količina topline. Ta je toplina proporcionalna snazi ​​koja se dovodi induktoru i ovisi o vremenu zagrijavanja i frekvenciji struje induktora. Odgovarajućim odabirom snage, frekvencije i vremena djelovanja zagrijavanje se može provesti u površinskom sloju različite debljine ili po cijelom presjeku izratka.

Instalacije indukcijskog grijanja, ovisno o načinu punjenja i prirodi rada, imaju povremeni i kontinuirani rad. Potonji se mogu ugraditi u proizvodne linije i automatske procesne linije.

Površinsko indukcijsko kaljenje posebno zamjenjuje skupe postupke površinskog kaljenja kao što su naugljičenje, nitriranje itd.

Instalacije za indukcijsko kaljenje

Svrha indukcijskog površinskog kaljenja: postizanje visoke tvrdoće površinskog sloja uz zadržavanje viskoznog okoliša dijela. Da bi se postiglo takvo otvrdnjavanje, obradak se brzo zagrijava do unaprijed određene dubine strujom induciranom površinskim slojem metala, nakon čega slijedi hlađenje.

Dubina prodiranja struje u metal ovisi o frekvenciji, zatim za površinsko otvrdnjavanje potrebne su različite debljine očvrsnutog sloja.

Postoje sljedeće vrste indukcijskog površinskog kaljenja:

1) Istovremeno

2) Simultana rotacija

3) Kontinuirano-sekvencijalno

Simultano indukcijsko kaljenje — sastoji se u istodobnom zagrijavanju cijele površine koja se kali, nakon čega slijedi hlađenje površine.Pogodno je kombinirati induktor i hladnjak. Primjena je ograničena snagom generatora struje. Grijana površina ne prelazi 200-300 cm2.

Simultano-sekvencijalno indukcijsko kaljenje — karakterizirano činjenicom da se pojedinačni dijelovi grijanog dijela zagrijavaju istovremeno i uzastopno.

Kontinuirano sekvencijalno indukcijsko kaljenje - koristi se u slučaju velike duljine otvrdnute površine i sastoji se u zagrijavanju dijela tijekom kontinuiranog kretanja dijela u odnosu na induktor ili obrnuto. Nakon zagrijavanja slijedi površinsko hlađenje. Moguće je koristiti zasebne hladnjake ili ih kombinirati s induktorom.

U praksi se ideja indukcijskog površinskog kaljenja primjenjuje u strojevima za indukcijsko kaljenje.

Postoje posebni indukcijski kalitelji namijenjeni obradi određenog dijela ili skupine dijelova, malo različitih veličina, te univerzalni indukcijski kalitelji za obradu bilo kojeg dijela.

Strojevi za stvrdnjavanje uključuju sljedeće stavke:

1) Step-down transformator

2) Induktor

3) Baterijski kondenzatori

4) Sustav vodenog hlađenja

5) Element kontrole i upravljanja strojem

Univerzalni strojevi za indukcijsko kaljenje opremljeni su uređajima za pričvršćivanje dijelova, njihovo kretanje, rotaciju, mogućnost zamjene induktora. Izvedba induktora za kaljenje ovisi o vrsti površinskog kaljenja i obliku površine koja se kali.

Ovisno o vrsti površinskog kaljenja i konfiguraciji dijelova, koriste se različite izvedbe kalećih induktora.

Uređaj za stvrdnjavanje induktora

Induktor se sastoji od induktivne žice koja stvara izmjenično magnetsko polje, sabirnica, stezaljki za spajanje induktora na izvor struje, cijevi za dovod i odvod vode. Induktori s jednim i više zavoja koriste se za otvrdnjavanje ravnih površina.

Postoji induktor za kaljenje vanjskih površina cilindričnih dijelova, unutarnjih ravnih površina itd. Postoje cilindrični, petljasti, spiralno-cilindrični i spiralno ravni. Na niskim frekvencijama, induktor može sadržavati magnetski krug (u nekim slučajevima).

Napajanja za stvrdnjavanje induktora

Pretvarači električnih strojeva i tiristora, koji osiguravaju radne frekvencije do 8 kHz, služe kao izvori energije za induktore za gašenje srednje frekvencije.Za dobivanje frekvencije u rasponu od 150 do 8000 Hz koriste se strojni generatori. Mogu se koristiti pretvarači kontrolirani ventilom. Za više frekvencije koriste se cijevni generatori. U području povećane frekvencije koriste se strojni generatori. Strukturno, generator je kombiniran s pogonskim motorom u jednom uređaju za pretvorbu.

Za frekvencije od 150 do 500 Hz koriste se konvencionalni višepolni generatori. Rade velikim brzinama. Uzbudni svitak koji se nalazi na rotoru dovodi se kroz prstenasti kontakt.

Za frekvencije od 100 do 8000 Hz koriste se induktorski generatori čiji rotor nema namota.

U konvencionalnom sinkronom generatoru, uzbudni namot koji se okreće s rotorom stvara izmjenični tok u namotu statora, a zatim u indukcijskom generatoru rotacija rotora uzrokuje pulsiranje magnetskog toka povezanog s magnetskim namotom. Korištenje indukcijskog generatora s povećanom frekvencijom uzrokovano je poteškoćama u projektiranju generatora koji rade na frekvenciji > 500 Hz. U takve generatore teško je postaviti višepolne namotaje statora i rotora; pogon se vrši asinkronim motorima. Sa snagom do 100 kW, dva stroja su obično kombinirana u jednom kućištu. Velika snaga - dva slučaja Indukcijski grijači i uređaji za hlađenje mogu se napajati pomoću generatora strojeva koji koriste indukcijsko ili centralno napajanje.

Indukcijska snaga je korisna kada je generator potpuno napunjen jednom jedinicom koja neprekidno radi u metalnim grijaćim elementima.

Centralno napajanje — u prisustvu velikog broja grijaćih elemenata koji rade ciklički.U ovom slučaju moguće je uštedjeti instaliranu snagu generatora zbog istovremenog rada zasebnih grijaćih jedinica.

Obično se koriste generatori sa samouzbudom, koji mogu dati snagu do 200 kW. Takve svjetiljke rade na anodnom naponu od 10-15 kV; Vodeno hlađenje koristi se za hlađenje anodnih žarulja s disipiranom snagom većom od 10 kW.

Za dobivanje visokog napona obično se koriste ispravljači snage. Snaga koju isporučuje instalacija. Često se te korekcije provode podešavanjem izlaznog napona ispravljača i korištenjem pouzdane zaštite koaksijalnih kabela za prijenos visokofrekventne struje. U prisutnosti nezaštićenih grijaćih polica, treba koristiti daljinsko upravljanje kao i mehanički automatski rad kako bi se isključila prisutnost osoblja u opasnom području.