Расчет и выбор основных параметров установки высокочастотного индукционного нагрева.

Технологическая схема нагрева заготовок.

В качестве примера на рис.1.1 приведена простейшая технологическая схема процесса нагрева заготовок под закалку, проводимую непрерывно-периодическим методом. Заготовка из кассеты 2 толкателем 1 подается в индуктор 3 и нагревается до температуры закалки. После окончания нагрева толкатель подает в индуктор следующую заготовку и одновременно выталкивает нагретую, которая падает в закалочную ванну.

Рис.1.1 Простейшая технологическая схема процесса нагрева заготовок под закалку

Основными параметрами, по которым производится выбор высокочастотной установки индукционного нагрева, является номинальная колебательная мощность генератора Рг и рабочая частота f. Мощности Рг определяется одновременно с расчетом параметров рабочего органа установки индуктора.

Расчеты выполняем упрощенным способом, изложенным в [10]. Возможны и другие способы [7,37].

2.1. Оптимальная частота нагрева:

Для деталей простой формы при нагреве под поверхностную закалку частота определяется по формуле

(2.1)

Принимается ближайшая из разрешенных для электротермии частот [10].

2.2. Удельная поверхностная мощность:

По величине Хк из графика [10] находим удельную поверхностную мощность , Вт/см², которую необходимо подвести к нагреваемой детали.

2.3. Размеры индуктора

Для холодного состояния размеры индуктора определяются из Формулы [10]

,см² (2.2)

где: a - зазор между индуктором и заготовкой, см;

l - развернутая длина индуктирующего проводника, см;

U_U - напряжение на индукторе, В;

r, m -соответственно удельное сопротивление (Ом×см.) и относительная магнитная проницаемость материала заготовки.

Зазор a выбирается в пределах 2...5 мм при da £ 50 мм, и 5...10 мм, если da ³ 100 мм [37]. Напряжение на индукторе при поверхностное закалке берется в пределах 50...100В [10].

2.3.1. Длина индуктирующего проводника:

,см (2.3)

Значение a и l берется из п. 2.3.

2.3.2 Диаметр индуктора:

d_U = d_a + 2a, (2.4)

2.3.3 Число витков индуктора:

(2.5)

2.3.4 Высота индуктора:

h_U = 1,15×h_a, мм (2.6)

2.4 Мощность, подводимая к индуктору:

, кВт (2.7)

где: h_u - к.п.д. индуктора, зависящий от диаметра заготовки;

2.5. Номинальная мощность генератора высокой частоты:

, (2.8)

где: h_тр - к.п.д. высокочастотного трансформатора;

h_к - к.п.д. конденсаторной батареи;

h_л - к.п.д. линии передачи.

2.6. Разработка конструкции индуктора

Для нагрева заготовок предусматривается солиноидный индуктор, выполненный из цельнотянутой медной трубки. Толщина стенки трубки принимается согласно рекомендациям [37]. Конструктивная схема спроектированного индуктора показана на рис.2.1.

Дата добавления: 2017-02-01