Как проектировать и производить индукторы индукционного нагрева и тушения?

Закалочный индуктор — это ключевой нагревательный элемент, использующий принцип вихревых токов для закалки поверхности деталей и укрепления поверхности. Существует много типов деталей поверхностного нагрева, и их формы очень разные. Поэтому конструкция датчика отличается. Как правило, размер датчика в основном учитывает диаметр, высоту, форму поперечного сечения индукционной катушки, путь охлаждающей воды и отверстие для распыления и т. д., а также его конструкцию. Идея заключается в следующем.

1. Диаметр сенсора

Форма индуктора определяется профилем поверхности нагревательной части. Между индукционной катушкой и деталью должен быть определенный зазор, причем он должен быть везде одинаковым.

При нагреве внешнего круга внутренний диаметр датчика Din=D0+2a; при нагреве внутреннего отверстия наружный диаметр датчика Dвых=D0-2а. Где D0 — внешний диаметр или внутренний диаметр отверстия заготовки, а — зазор между ними. Возьмите 1.5～3.5 мм для деталей вала, 1.5–4.5 мм для деталей шестерни и 1–2 мм для деталей внутреннего отверстия. Если осуществляется среднечастотный нагрев и закалка, зазор немного отличается. Как правило, детали вала имеют размер 2.5–3 мм, а внутреннее отверстие — 2–3 мм.

2. Высота датчика

Высота индуктора в основном определяется по мощности Р0 нагревательного оборудования, диаметру D заготовки и определяемой удельной мощности Р:

(1) Для одноразового нагрева коротких частей вала, чтобы предотвратить перегрев острых углов, высота индукционной катушки должна быть меньше высоты деталей.

(2) Когда длинные части вала нагреваются и локально охлаждаются одновременно, высота индукционной катушки составляет от 1.05 до 1.2 длины зоны закалки.

(3) Когда высота одновитковой индукционной катушки слишком велика, поверхность заготовки будет нагреваться неравномерно. Средняя температура намного выше, чем температура с обеих сторон. Чем выше частота, тем очевиднее, поэтому вместо них используются двухвитковые или многовитковые индукционные катушки.

3. Форма поперечного сечения индукционной катушки.

Индукционная катушка имеет много форм поперечного сечения, таких как круглая, квадратная, прямоугольная, пластинчатого типа (внешняя сварная труба охлаждающей воды) и т. Д. Когда площадь закалки одинакова, изгибание индукционной катушки с прямоугольным поперечным сечением является наиболее экономичный, а теплопроницаемый слой равномерный и круглый. Поперечное сечение самое худшее, но его легко согнуть. Выбранные материалы в основном представляют собой латунные или медные трубки, толщина стенки высокочастотной индукционной катушки составляет 0.5 мм, а индукционной катушки промежуточной частоты – 1.5 мм.

4. Путь охлаждающей воды и отверстие для распыления

Учитывая, что тепло выделяется из-за потерь на вихревые токи, каждый компонент необходимо охлаждать водой. Медная труба может быть непосредственно охлаждена водой. Производственная часть медной пластины может быть выполнена в виде многослойной или приваренной снаружи медной трубы для образования контура охлаждающей воды; высокочастотный непрерывный или одновременный нагрев использует самоохлаждение. Во время охлаждения распылением диаметр отверстия для распыления воды индукционной катушки обычно составляет 0.8–1.0 мм, а среднечастотный нагрев составляет 1–2 мм; угол отверстия для впрыска воды индукционной катушки непрерывного нагрева и закалки составляет 35 ° ~ 45 °, а расстояние между отверстиями составляет 3 ~ 5 мм. В то же время отверстия для нагрева и закалки должны быть расположены в шахматном порядке, а расстояние между отверстиями должно быть равномерным. Как правило, общая площадь распылительных отверстий должна быть меньше площади входной трубы, чтобы обеспечить соответствие давления распыления и входного давления требованиям.

Следует отметить, что для устранения кольцевого эффекта нагрева внутреннего отверстия листы феррита (высокочастотная закалка) или кремнистой стали (среднечастотная закалка) могут быть зажаты на индукционной катушке, чтобы получился затворный магнит, и ток проходит через зазор магнита ( внешний слой индукционной катушки ). Чтобы предотвратить нагрев частей, которые не должны быть закалены, можно использовать стальные кольца или магнитомягкие материалы для изготовления экранов магнитных колец короткого замыкания. Кроме того, при индукционном нагреве зазор между индукционными катушками вблизи острого угла должен быть соответствующим образом увеличен, чтобы предотвратить локальный перегрев.