Εγκαταστάσεις επαγωγικής θέρμανσης και σκλήρυνσης

Σε εγκαταστάσεις επαγωγής, η θερμότητα σε ένα ηλεκτρικά αγώγιμο θερμαινόμενο σώμα απελευθερώνεται από ρεύματα που προκαλούνται σε αυτό από ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.

Πλεονεκτήματα της επαγωγικής θέρμανσης σε σύγκριση με τη θέρμανση σε κλιβάνους με αντίσταση:

1) Η μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας απευθείας στο θερμαινόμενο σώμα επιτρέπει την άμεση θέρμανση των αγώγιμων υλικών. Ταυτόχρονα, ο ρυθμός θέρμανσης αυξάνεται σε σύγκριση με εγκαταστάσεις με έμμεση δράση, όπου το προϊόν θερμαίνεται μόνο από την επιφάνεια.

2) Η μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας απευθείας στο θερμαινόμενο σώμα δεν απαιτεί συσκευές επαφής. Είναι βολικό σε συνθήκες αυτοματοποιημένης παραγωγής, όταν χρησιμοποιείται κενό και προστατευτικά μέσα.

3) Λόγω του φαινομένου του επιφανειακού εφέ, η μέγιστη ισχύς απελευθερώνεται στο επιφανειακό στρώμα του θερμαινόμενου προϊόντος. Επομένως, η επαγωγική θέρμανση κατά την ψύξη εξασφαλίζει ταχεία θέρμανση του επιφανειακού στρώματος του προϊόντος.Αυτό καθιστά δυνατή την επίτευξη υψηλής επιφανειακής σκληρότητας του εξαρτήματος με ένα σχετικά παχύρρευστο μέσο. Η επαγωγική σκλήρυνση της επιφάνειας είναι ταχύτερη και πιο οικονομική από άλλες μεθόδους επιφανειακής σκλήρυνσης.

4) Η επαγωγική θέρμανση στις περισσότερες περιπτώσεις βελτιώνει την παραγωγικότητα και βελτιώνει τις συνθήκες εργασίας.

Η επαγωγική θέρμανση χρησιμοποιείται ευρέως για:

1) Τήξη μετάλλων

2) Θερμική επεξεργασία εξαρτημάτων

3) Με θέρμανση εξαρτημάτων ή ακατέργαστων τεμαχίων πριν από την πλαστική παραμόρφωση (σφυρηλάτηση, σφράγιση, συμπίεση)

4) Συγκόλληση και στρώση

5) Συγκόλληση μετάλλου

6) Χημική και θερμική επεξεργασία προϊόντων

Σε εγκαταστάσεις επαγωγικής θέρμανσης, ο επαγωγέας δημιουργεί ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, οδηγεί σε μεταλλικό τμήμα δινορεύματα, του οποίου η μεγαλύτερη πυκνότητα πέφτει στο επιφανειακό στρώμα του τεμαχίου εργασίας, όπου απελευθερώνεται η μεγαλύτερη ποσότητα θερμότητας. Αυτή η θερμότητα είναι ανάλογη με την ισχύ που παρέχεται στο πηνίο και εξαρτάται από το χρόνο θέρμανσης και τη συχνότητα του ρεύματος του επαγωγέα. Με την κατάλληλη επιλογή ισχύος, συχνότητας και χρόνου δράσης, μπορεί να πραγματοποιηθεί θέρμανση στο επιφανειακό στρώμα διαφορετικού πάχους ή σε ολόκληρο το τμήμα του τεμαχίου εργασίας.

Οι εγκαταστάσεις επαγωγικής θέρμανσης, ανάλογα με τον τρόπο φόρτισης και τη φύση της λειτουργίας, έχουν διαλείπουσα και συνεχή λειτουργία. Το τελευταίο μπορεί να ενσωματωθεί σε γραμμές παραγωγής και γραμμές αυτόματης επεξεργασίας.

Η επιφανειακή επαγωγική σκλήρυνση, ειδικότερα, αντικαθιστά τέτοιες δαπανηρές εργασίες επιφανειακής σκλήρυνσης όπως η ενανθράκωση, η νιτρίωση κ.λπ.

Εγκαταστάσεις επαγωγικής σκλήρυνσης

Σκοπός της επαγωγικής σκλήρυνσης της επιφάνειας: επίτευξη υψηλής σκληρότητας του επιφανειακού στρώματος διατηρώντας παράλληλα το ιξώδες περιβάλλον του εξαρτήματος. Για να επιτευχθεί τέτοια σκλήρυνση, το τεμάχιο εργασίας θερμαίνεται γρήγορα σε ένα προκαθορισμένο βάθος από το ρεύμα που προκαλείται από το επιφανειακό στρώμα του μετάλλου, ακολουθούμενο από ψύξη.

Το βάθος διείσδυσης του ρεύματος στο μέταλλο εξαρτάται από τη συχνότητα, τότε η επιφανειακή σκλήρυνση απαιτεί διαφορετικά πάχη του σκληρυμένου στρώματος.

Υπάρχουν οι ακόλουθοι τύποι σκλήρυνσης επιφάνειας επαγωγής:

1) Ταυτόχρονα

2) Ταυτόχρονη περιστροφή

3) Συνεχής-διαδοχική

Ταυτόχρονη επαγωγική σκλήρυνση — συνίσταται στην ταυτόχρονη θέρμανση ολόκληρης της επιφάνειας που πρόκειται να σκληρυνθεί, ακολουθούμενη από ψύξη της επιφάνειας. Είναι βολικό να συνδυάσετε τον επαγωγέα και το ψυγείο. Η εφαρμογή περιορίζεται από την ισχύ της γεννήτριας ισχύος. Η θερμαινόμενη επιφάνεια δεν ξεπερνά τα 200-300 cm2.

Ταυτόχρονη-διαδοχική επαγωγική σκλήρυνση — χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι τα επιμέρους μέρη του θερμαινόμενου τμήματος θερμαίνονται ταυτόχρονα και διαδοχικά.

Συνεχής διαδοχική επαγωγική σκλήρυνση - χρησιμοποιείται στην περίπτωση μεγάλου μήκους της σκληρυμένης επιφάνειας και συνίσταται στη θέρμανση του τμήματος του εξαρτήματος κατά τη διάρκεια της συνεχούς κίνησης του εξαρτήματος σε σχέση με τον επαγωγέα ή αντίστροφα. Η επιφανειακή ψύξη ακολουθεί τη θέρμανση. Είναι δυνατή η χρήση χωριστών ψυκτών ή ο συνδυασμός τους με επαγωγέα.

Στην πράξη, η ιδέα της επαγωγικής σκλήρυνσης της επιφάνειας εφαρμόζεται σε μηχανές επαγωγικής σκλήρυνσης.

Υπάρχουν ειδικές επαγωγικές μηχανές σκλήρυνσης που έχουν σχεδιαστεί για την επεξεργασία ενός συγκεκριμένου εξαρτήματος ή ομάδων εξαρτημάτων, ελαφρώς διαφορετικών μεγεθών και γενικές μηχανές επαγωγικής σκλήρυνσης για την επεξεργασία οποιουδήποτε εξαρτήματος.

Οι μηχανές σκλήρυνσης περιλαμβάνουν τα ακόλουθα στοιχεία:

1) Μετασχηματιστής υποβάθμισης

2) Επαγωγέας

3) Πυκνωτές μπαταρίας

4) Σύστημα υδρόψυξης

5) Στοιχείο ελέγχου και διαχείρισης μηχανών

Οι γενικές μηχανές για επαγωγική σκλήρυνση είναι εξοπλισμένες με συσκευές για τη στερέωση εξαρτημάτων, την κίνηση, την περιστροφή τους, τη δυνατότητα αντικατάστασης του επαγωγέα. Ο σχεδιασμός του πηνίου σκλήρυνσης εξαρτάται από τον τύπο της επιφανειακής σκλήρυνσης και το σχήμα της επιφάνειας που πρόκειται να σκληρυνθεί.

Ανάλογα με τον τύπο της επιφανειακής σκλήρυνσης και τη διαμόρφωση των εξαρτημάτων, χρησιμοποιούνται διαφορετικά σχέδια πηνίων σκλήρυνσης.

Η συσκευή για τη σκλήρυνση των επαγωγέων

Ένας επαγωγέας αποτελείται από ένα επαγωγικό σύρμα που δημιουργεί ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο, ζυγούς, μπλοκ ακροδεκτών για τη σύνδεση του επαγωγέα σε μια πηγή ισχύος, σωλήνες για την παροχή και την αποστράγγιση νερού. Τα πηνία μονής και πολλαπλής περιστροφής χρησιμοποιούνται για τη σκλήρυνση επίπεδων επιφανειών.

Υπάρχει επαγωγέας για τη σκλήρυνση των εξωτερικών επιφανειών κυλινδρικών μερών, εσωτερικών επίπεδων επιφανειών κ.λπ. Υπάρχουν κυλινδρικά, θηλιά, σπειροειδή-κυλινδρικά και σπειροειδή επίπεδα. Σε χαμηλές συχνότητες, ο επαγωγέας μπορεί να περιέχει μαγνητικό κύκλωμα (σε ορισμένες περιπτώσεις).

Τροφοδοτικά για πηνία ωρίμανσης

Ηλεκτρικές μηχανές και μετατροπείς θυρίστορ, που παρέχουν συχνότητες λειτουργίας έως και 8 kHz, χρησιμεύουν ως πηγές ενέργειας για επαγωγείς σβέσης μεσαίας συχνότητας.Για να ληφθεί μια συχνότητα στην περιοχή από 150 έως 8000 Hz, χρησιμοποιούνται γεννήτριες μηχανών. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν μετατροπείς ελεγχόμενοι με βαλβίδες. Για υψηλότερες συχνότητες χρησιμοποιούνται γεννήτριες σωλήνων. Στον τομέα της αυξημένης συχνότητας, χρησιμοποιούνται γεννήτριες μηχανών. Δομικά, η γεννήτρια συνδυάζεται με τον κινητήρα μετάδοσης κίνησης σε μία συσκευή μετατροπής.

Για συχνότητες από 150 έως 500 Hz, χρησιμοποιούνται συμβατικές πολυπολικές γεννήτριες. Λειτουργούν με υψηλές ταχύτητες. Το πηνίο διέγερσης που βρίσκεται στον ρότορα τροφοδοτείται μέσω της επαφής του δακτυλίου.

Για συχνότητες από 100 έως 8000 Hz, χρησιμοποιούνται γεννήτριες επαγωγών, ο ρότορας των οποίων δεν έχει περιέλιξη.

Σε μια συμβατική σύγχρονη γεννήτρια, η περιέλιξη διέγερσης που περιστρέφεται με τον ρότορα δημιουργεί μια εναλλασσόμενη ροή στην περιέλιξη του στάτορα, στη συνέχεια στη γεννήτρια επαγωγής, η περιστροφή του ρότορα προκαλεί έναν παλμό της μαγνητικής ροής που σχετίζεται με τη μαγνητική περιέλιξη. Η χρήση επαγωγικής γεννήτριας με αυξημένη συχνότητα οφείλεται στις δυσκολίες σχεδιασμού των γεννητριών που λειτουργούν σε συχνότητα > 500 Hz. Σε τέτοιες γεννήτριες, είναι δύσκολο να τοποθετηθούν πολυπολικές περιελίξεις στάτορα και ρότορα. η κίνηση γίνεται με ασύγχρονους κινητήρες. Με ισχύ έως 100 kW, τα δύο μηχανήματα συνήθως συνδυάζονται σε ένα περίβλημα. Υψηλή ισχύς - δύο θήκες Οι επαγωγικές συσκευές θέρμανσης και ψύξης μπορούν να τροφοδοτηθούν από γεννήτριες μηχανών που χρησιμοποιούν επαγωγική ή κεντρική ισχύ.

Η επαγωγική ισχύς είναι χρήσιμη όταν η γεννήτρια φορτίζεται πλήρως από μια μονάδα που λειτουργεί συνεχώς σε μεταλλικά στοιχεία θέρμανσης.

Κεντρική παροχή ρεύματος — παρουσία μεγάλου αριθμού θερμαντικών στοιχείων που λειτουργούν κυκλικά.Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατή η εξοικονόμηση της εγκατεστημένης ισχύος των γεννητριών λόγω της ταυτόχρονης λειτουργίας ξεχωριστών μονάδων θέρμανσης.

Οι γεννήτριες χρησιμοποιούνται συνήθως με αυτοδιέγερση, η οποία μπορεί να παρέχει ισχύ έως 200 kW. Τέτοιοι λαμπτήρες λειτουργούν με τάση ανόδου 10-15 kV. Η υδρόψυξη χρησιμοποιείται για την ψύξη των λαμπτήρων ανόδου με διαρροή ισχύος άνω των 10 kW.

Οι ανορθωτές ισχύος χρησιμοποιούνται συνήθως για την απόκτηση υψηλής τάσης. Η ισχύς που παρέχεται από την εγκατάσταση. Συχνά αυτές οι διορθώσεις γίνονται ρυθμίζοντας την τάση εξόδου του ανορθωτή και χρησιμοποιώντας αξιόπιστη θωράκιση ομοαξονικών καλωδίων για τη μεταφορά ισχύος υψηλής συχνότητας. Παρουσία μη θωρακισμένων ράφια θέρμανσης, θα πρέπει να χρησιμοποιείται τηλεχειριστήριο καθώς και μηχανική αυτόματη λειτουργία για να αποκλειστεί η παρουσία προσωπικού στην επικίνδυνη περιοχή.