Тепловой расчет

Задано: глубина закаленного слоя b_к = 3.0 мм., наружный диаметр детали d_2нар = 40 мм., внутренний диаметр детали d_2вн = 30 мм., толщина стенки детали d₂ = 5 мм., длина детали L = 1000 мм., материал сталь 45, температура поверхности t_пов = 900 ° C, и t_к = 750 ° C, частота f = 8 кГц. Нагрев – непрерывно–последовательный.

1. Определим (м) = 5.6 мм,

2. Определим отношение ,

3. Из графика рис. 4.1 определим M = 0.65,

4. По формуле 4.3 определим глубину активного слоя в м. x =MD _к=0.65× 5.6× 10^-3= 3.64× 10^-3 (м.).

5. Поскольку деталь представляет собой полый цилиндр, то расчет ведем по формулам для пластины, нагреваемой с одной стороны. Тогда a = x / d₂ = 3.64/5 = 0.628; b = x/d₂ = 3/5 = 0.6;

6. Задаваясь значениями F₀ по таблице 5, построим график зависимости , S(0)=0.0933; S(a,b)=-0.0267;

7. Поскольку значение находится при F₀>0.3, то время нагрева определим аналитически по формуле (6),

(сек).

1. По известным времени нагрева и заданной температуре поверхности найдем удельную мощность по формуле (8)

(Вт/м²)=19.16 МВт/м².

1. Мощность, передаваемая в нагреваемую деталь, равна P₂ = S₂p_пов,
   где S₂ - полная нагреваемая поверхность = 0.1256 м².
   Тогда P₂ = S₂p_пов= 0.1256 × 19.16 = 2.4 (Мвт).
2. Учитывая основные технические данные универсальных закалочных установок - их мощность по высокой частоте, задаемся шириной индуктора h₁=0.05 м, тогда мощность, необходимая для нагрева участка детали шириной в 5 см равна p₂ = 2.4/20 = 0.12 МВт = 120 кВт. Если учесть КПД трансформатора и индуктора и принять их величины h _тр = h _и = 0.8, то мощность генератора P_г = p₂/(h _{иh тр}) = 187.5 кВт.

11. Выбираем генератор типа ППЧВ -250 мощностью на выходе высокой частоты 250 кВт.

Дата добавления: 2014-01-07