Pemanasan induksi dan instalasi tempering

Dalam instalasi induksi, panas dalam benda yang dipanaskan secara elektrik dilepaskan oleh arus yang diinduksi di dalamnya oleh medan elektromagnetik bolak-balik.

Keuntungan pemanasan induksi dibandingkan dengan pemanasan di tungku resistansi:

1) Mentransfer energi listrik langsung ke benda yang dipanaskan memungkinkan pemanasan langsung bahan konduktif. Pada saat yang sama, laju pemanasan meningkat dibandingkan dengan instalasi dengan tindakan tidak langsung, di mana produk hanya dipanaskan dari permukaan.

2) Transfer energi listrik langsung ke benda yang dipanaskan tidak memerlukan perangkat kontak. Lebih mudah dalam kondisi produksi manufaktur otomatis, ketika vakum dan alat pelindung digunakan.

3) Karena fenomena efek permukaan, daya maksimum dilepaskan di lapisan permukaan produk yang dipanaskan. Oleh karena itu, pemanasan induksi selama pendinginan memastikan pemanasan cepat pada lapisan permukaan produk.Hal ini memungkinkan untuk mendapatkan kekerasan permukaan bagian yang tinggi dengan media yang relatif kental. Pengerasan permukaan induksi lebih cepat dan lebih ekonomis daripada metode pengerasan permukaan lainnya.

4) Pemanasan induksi dalam banyak kasus meningkatkan produktivitas dan memperbaiki kondisi kerja.

Pemanas induksi banyak digunakan untuk:

1) Peleburan logam

2) Perlakuan panas bagian

3) Dengan memanaskan bagian atau benda kerja sebelum deformasi plastik (menempa, menginjak, menekan)

4) Menyolder dan melapisi

5) Logam las

6) Perawatan kimia dan termal produk

Dalam instalasi pemanas induksi, induktor menciptakan medan elektromagnetik, mengarah ke bagian logam arus eddy, yang kerapatan terbesarnya jatuh pada lapisan permukaan benda kerja, di mana jumlah panas terbesar dilepaskan. Panas ini sebanding dengan daya yang disuplai ke induktor dan bergantung pada waktu pemanasan dan frekuensi arus induktor. Dengan pemilihan daya, frekuensi, dan waktu kerja yang tepat, pemanasan dapat dilakukan di lapisan permukaan dengan ketebalan berbeda atau di seluruh bagian benda kerja.

Instalasi pemanas induksi, tergantung pada metode pengisian dan sifat operasinya, memiliki operasi intermiten dan kontinu. Yang terakhir dapat dibangun ke jalur produksi dan jalur proses otomatis.

Pengerasan induksi permukaan, khususnya, menggantikan operasi pengerasan permukaan yang mahal seperti karburasi, nitridasi, dll.

Instalasi pengerasan induksi

Tujuan pengerasan permukaan induksi: mencapai kekerasan tinggi pada lapisan permukaan sambil mempertahankan lingkungan kental bagian tersebut. Untuk mendapatkan pengerasan seperti itu, benda kerja dengan cepat dipanaskan hingga kedalaman yang telah ditentukan oleh arus yang diinduksi oleh lapisan permukaan logam, diikuti dengan pendinginan.

Kedalaman penetrasi arus ke dalam logam tergantung pada frekuensi, maka pengerasan permukaan membutuhkan ketebalan lapisan yang mengeras berbeda.

Ada beberapa jenis pengerasan permukaan induksi berikut:

1) Secara bersamaan

2) Rotasi simultan

3) Kontinu-berurutan

Pengerasan induksi simultan — terdiri dari pemanasan simultan seluruh permukaan yang akan dikeraskan, diikuti dengan pendinginan permukaan.Lebih mudah menggabungkan induktor dan pendingin. Aplikasi dibatasi oleh kekuatan generator listrik. Permukaan yang dipanaskan tidak melebihi 200-300 cm2.

Pengerasan induksi simultan-sekuensial — dicirikan oleh fakta bahwa masing-masing bagian dari bagian yang dipanaskan dipanaskan secara bersamaan dan berurutan.

Pengerasan induksi berurutan terus menerus - digunakan dalam kasus panjang permukaan yang mengeras dan terdiri dari memanaskan bagian bagian selama gerakan terus menerus bagian relatif terhadap induktor atau sebaliknya. Pendinginan permukaan mengikuti pemanasan. Dimungkinkan untuk menggunakan pendingin terpisah atau menggabungkannya dengan induktor.

Dalam prakteknya, ide pengerasan permukaan induksi diterapkan pada mesin pengerasan induksi.

Ada mesin pengerasan induksi khusus yang dirancang untuk memproses bagian atau kelompok bagian tertentu, dengan ukuran yang sedikit berbeda, dan mesin pengerasan induksi universal untuk memproses bagian mana pun.

Mesin curing termasuk item berikut:

1) Transformator step-down

2) Induktor

3) Kapasitor baterai

4) Sistem pendingin air

5) Kontrol mesin dan elemen manajemen

Mesin universal untuk pengerasan induksi dilengkapi dengan perangkat untuk memperbaiki bagian, gerakannya, rotasi, kemungkinan mengganti induktor. Desain induktor pengerasan tergantung pada jenis pengerasan permukaan dan bentuk permukaan yang akan dikeraskan.

Bergantung pada jenis pengerasan permukaan dan konfigurasi bagian-bagiannya, desain induktor pengerasan yang berbeda digunakan.

Perangkat untuk menyembuhkan induktor

Induktor terdiri dari kabel induktif yang menciptakan medan magnet bolak-balik, busbar, blok terminal untuk menghubungkan induktor ke sumber listrik, pipa untuk memasok dan mengalirkan air. Induktor tunggal dan multi-putaran digunakan untuk mengeraskan permukaan datar.

Ada induktor untuk mengeraskan permukaan luar bagian silinder, permukaan datar bagian dalam, dll. Ada yang silinder, loop, spiral-silinder dan spiral datar. Pada frekuensi rendah, induktor mungkin mengandung sirkuit magnetik (dalam beberapa kasus).

Catu daya untuk menyembuhkan induktor

Konverter mesin dan thyristor listrik, menyediakan frekuensi operasi hingga 8 kHz, berfungsi sebagai sumber daya untuk induktor pendinginan frekuensi menengah.Untuk mendapatkan frekuensi dalam kisaran 150 hingga 8000 Hz, digunakan generator mesin. Konverter yang dikontrol katup dapat digunakan. Untuk generator tabung frekuensi yang lebih tinggi digunakan. Di bidang peningkatan frekuensi, generator mesin digunakan. Secara struktural, generator digabungkan dengan motor penggerak dalam satu perangkat konversi.

Untuk frekuensi dari 150 hingga 500 Hz, generator multikutub konvensional digunakan. Mereka bekerja dengan kecepatan tinggi. Kumparan eksitasi yang terletak di rotor diumpankan melalui kontak cincin.

Untuk frekuensi dari 100 hingga 8000 Hz, generator induktor digunakan, yang rotornya tidak memiliki belitan.

Pada generator sinkron konvensional, belitan eksitasi yang berputar dengan rotor menciptakan fluks bolak-balik pada belitan stator, kemudian pada generator induksi, putaran rotor menyebabkan denyut fluks magnet yang terkait dengan belitan magnet. Penggunaan generator induksi dengan frekuensi yang meningkat disebabkan oleh kesulitan desain generator yang beroperasi pada frekuensi > 500 Hz. Dalam generator seperti itu, sulit untuk menempatkan belitan stator dan rotor multikutub; drive dilakukan oleh motor asinkron. Dengan daya hingga 100 kW, kedua mesin biasanya digabungkan dalam satu rumahan. Daya tinggi - dua kasing Pemanas induksi dan perangkat pendingin dapat ditenagai oleh generator mesin menggunakan daya induksi atau pusat.

Daya induksi berguna saat generator terisi penuh oleh satu unit yang berjalan terus menerus dalam elemen pemanas logam.

Catu daya sentral — di hadapan sejumlah besar elemen pemanas yang beroperasi secara siklis.Dalam hal ini, dimungkinkan untuk menghemat daya generator yang terpasang karena operasi simultan dari unit pemanas terpisah.

Generator biasanya digunakan dengan eksitasi sendiri, yang dapat memberikan daya hingga 200 kW. Lampu semacam itu beroperasi pada tegangan anoda 10-15 kV; pendingin air digunakan untuk mendinginkan lampu anoda dengan daya disipasi lebih dari 10 kW.

Penyearah daya biasanya digunakan untuk mendapatkan tegangan tinggi. Daya yang dialirkan oleh instalasi. Seringkali koreksi ini dibuat dengan menyesuaikan tegangan keluaran penyearah dan dengan menggunakan pelindung kabel koaksial yang andal untuk mengalirkan daya frekuensi tinggi. Di hadapan rak pemanas tanpa pelindung, kendali jarak jauh serta operasi otomatis mekanis harus digunakan untuk mengecualikan keberadaan personel di area berbahaya.