Jak zaprojektować i wyprodukować induktory nagrzewania i hartowania indukcyjnego?

Cewka hartująca jest kluczowym elementem grzejnym, który wykorzystuje zasadę prądu wirowego do hartowania powierzchni części i wzmacniania powierzchni. Istnieje wiele rodzajów elementów ogrzewania płaszczyznowego, a ich kształty są bardzo różne. Dlatego konstrukcja czujnika jest inna. Ogólnie rzecz biorąc, rozmiar czujnika uwzględnia głównie średnicę, wysokość, kształt przekroju cewki indukcyjnej, ścieżkę wody chłodzącej i otwór natryskowy itp. oraz jego konstrukcję. Idea jest następująca.

1. Średnica czujnika

Kształt cewki indukcyjnej jest określany zgodnie z profilem powierzchni części grzejnej. Pomiędzy cewką indukcyjną a częścią musi być pewien odstęp, który musi być wszędzie jednakowy.

Podczas ogrzewania zewnętrznego okręgu średnica wewnętrzna czujnika Din=D0+2a; podczas podgrzewania otworu wewnętrznego średnica zewnętrzna czujnika Dout=D0-2a. Gdzie D0 jest zewnętrzną średnicą lub wewnętrzną średnicą otworu przedmiotu obrabianego, a a jest odstępem między nimi. Weź 1.5～3.5 mm na części wału, 1.5～4.5 mm na części zębate i 1～2 mm na części z otworami wewnętrznymi. Jeśli przeprowadza się nagrzewanie i hartowanie średniej częstotliwości, szczelina jest nieco inna. Ogólnie rzecz biorąc, części wału mają 2.5～3mm, a otwór wewnętrzny 2～3mm.

2. Wysokość czujnika

Wysokość cewki indukcyjnej jest określana głównie na podstawie mocy P0 urządzenia grzewczego, średnicy D przedmiotu obrabianego i określonej mocy właściwej P:

(1) W przypadku jednorazowego nagrzewania krótkich części wału, aby zapobiec przegrzaniu ostrych narożników, wysokość cewki indukcyjnej powinna być mniejsza niż wysokość części.

(2) Gdy długie części wału są ogrzewane i lokalnie chłodzone w jednym czasie, wysokość cewki indukcyjnej wynosi od 1.05 do 1.2 razy długość strefy hartowania.

(3) Gdy wysokość jednoobrotowej cewki indukcyjnej jest zbyt wysoka, powierzchnia przedmiotu obrabianego będzie nagrzewana nierównomiernie. Temperatura środkowa jest znacznie wyższa niż temperatura po obu stronach. Im wyższa częstotliwość, tym bardziej oczywiste, dlatego zamiast tego stosuje się cewki indukcyjne dwuzwojowe lub wielozwojowe.

3. Kształt przekroju cewki indukcyjnej

Cewka indukcyjna ma wiele kształtów przekrojów, takich jak okrągły, kwadratowy, prostokątny, typu płytowego (zewnętrznie spawana rura wody chłodzącej) itp. Gdy obszar hartowania jest taki sam, najbardziej ekonomiczne, a warstwa przepuszczalna dla ciepła jest jednolita i okrągła. Przekrój jest najgorszy, ale łatwo się zgina. Wybrane materiały to głównie rury mosiężne lub miedziane, grubość ścianki cewki indukcyjnej wysokiej częstotliwości wynosi 0.5 mm, a cewka indukcyjna częstotliwości pośredniej wynosi 1.5 mm.

4. Ścieżka wody chłodzącej i otwór natryskowy

Biorąc pod uwagę, że ciepło jest generowane w wyniku utraty prądów wirowych, każdy element musi być chłodzony wodą. Rura miedziana może być bezpośrednio chłodzona wodą. Część produkcyjna płyty miedzianej może być wykonana w postaci wielowarstwowej lub spawanej zewnętrznie rury miedzianej, tworząc obieg wody chłodzącej; ciągłe lub jednoczesne ogrzewanie o wysokiej częstotliwości przyjmuje samochłodzenie Podczas chłodzenia natryskowego średnica otworu natryskowego cewki indukcyjnej wynosi zwykle 0.8～1.0 mm, a ogrzewanie średniej częstotliwości wynosi 1～2 mm; kąt otworu wtrysku wody cewki indukcyjnej ciągłego ogrzewania i hartowania wynosi 35 ° ~ 45 °, a odległość otworu wynosi 3 ~ 5 mm. Jednocześnie otwory natryskowe ogrzewania i hartowania powinny być rozmieszczone naprzemiennie, a rozstaw otworów powinien być ułożony równomiernie. Ogólnie rzecz biorąc, całkowita powierzchnia otworów natryskowych powinna być mniejsza niż powierzchnia rury wlotowej, aby ciśnienie natryskiwania i ciśnienie wlotowe spełniały wymagania.

Należy zauważyć, że w celu rozwiązania efektu pierścieniowego nagrzewania otworu wewnętrznego na cewce indukcyjnej można zacisnąć blachy ferrytowe (hartowanie wysoką częstotliwością) lub stal krzemową (hartowanie średnią częstotliwością), tworząc magnes w kształcie bramki, a prąd jest napędzany wzdłuż szczeliny magnesu (zewnętrzna warstwa cewki indukcyjnej). Aby zapobiec nagrzewaniu się części, które nie powinny być hartowane, do wykonania magnetycznych osłon pierścieni przeciwzwarciowych można użyć stalowych pierścieni lub miękkich materiałów magnetycznych. Ponadto podczas nagrzewania indukcyjnego szczelinę między cewką indukcyjną w pobliżu ostrego narożnika należy odpowiednio zwiększyć, aby zapobiec miejscowemu przegrzaniu.