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如何計算感應加熱爐的功率?

如何計算感應加熱爐的功率?

一般採用經驗法來估算所需的功率密度 感應加熱爐. 碳鋼工件在不同頻率下不同硬化層深度所需的功率密度見表2-16。 電源裝置的功率取決於工件表面以kW/cm²計算的功率密度值(P)和以cm²為單位的一次加熱面積A。 功率密度的選擇取決於受熱表面積及其淬火技術條件。 電流頻率越低,零件直徑越小,所需硬化層深度越淺,所需功率密度應越大。 表 2-16 是推薦的輸入功率密度值。 使用高頻和超音頻功率時,P通常為0.6~2.0kW/cm²。 使用中頻電源時,P通常為0.8~2.5kW/cm²。 深硬化層深度 2-16 碳鋼在不同頻率和功率密度度下得到的硬化層。

表2-16 不同頻率和功率密度下碳鋼硬化層深度

頻率

/千赫

硬化層深度 低功率密度 高功率密度
mm in 千瓦/厘米2 千瓦/英寸2 千瓦/厘米2 千瓦/英寸2
450 0.4 – 1.1 0.015-0.045 1年 7 1.86 12
1.1-2.3 0.045-0.090 0.46 3 1.24 8
10 1.5-2.3 0.060 – 0.090 1.24 8 2.32 15
2.3-4.0 0.090-0.160 0.77 5 2 13
3 2.3-3.0 0.090-0.120 1.55 10 2.6 17
4.0-5.1 0.160-0.200 0.77 5 2.17 14
1 5.1 0.200-0.280 0.77 5 1年 12
6.1 -8.9 0.280-0.350 0.77 5 1年 12
沿齒廓的齒輪淬火① 0.4-1.1 0.015-0.045 2.32 15 3年 25

 

①齒形沿淬火,in. 3 – 10kHz 建議使用低功率密度的電流頻率。

不同的功率密度和不同的加熱時間可以達到相同的硬化層深度值。

較高的功率密度和較短的加熱時間適用於較低的電流頻率; 較低的功率密度和較長的加熱時間適用於較高的頻率。 前者加熱工件表面,向中心部位傳導的熱量較少,熱效率較高; 而後者的熱傳導增強,熱效率較低。 從節能和工件硬化層過渡區不宜過厚的角度考慮,表面硬化工件的加熱時間最好不超過10s,稍長的不宜超過15s,除了特殊要求。

許多現代感應淬火機床都裝有能量監視器,以控制淬火工件的淬硬層深度,單位為kw·S。 因此,根據所需的kW·s值,先設定加熱時間s,然後用(kW·s)/s求出所需的kW值,選擇所需的感應加熱爐電源額定功率值(對能量監測器kW·s,其kW一般為振盪功率)。