如何設計和製造 感應加熱和淬火電感器?

淬火感應器是利用渦流原理對零件表面進行淬火和強化表面的關鍵加熱元件。 表面加熱部件的種類很多，它們的形狀也有很大的不同。 因此，傳感器的設計是不同的。 一般而言，傳感器的尺寸主要考慮感應線圈的直徑、高度、截面形狀、冷卻水路和噴孔等，其設計思路如下。

1. 傳感器直徑

感應器的形狀是根據加熱部分的表面輪廓確定的。 感應線圈與零件之間必須有一定的間隙，而且各處必須均勻。

加熱外圓時，傳感器內徑Din=D0+2a； 加熱內孔時，傳感器外徑Dout=D0-2a。 其中D0為工件的外徑或內孔直徑，a為兩者之間的間隙。 軸部分取1.5～3.5mm，齒輪部分取1.5～4.5mm，內孔部分取1～2mm。 如果進行中頻加熱淬火，則間隙略有不同。 一般軸件為2.5～3mm，內孔為2～3mm。

2.傳感器的高度

感應器的高度主要根據加熱設備的功率P0、工件的直徑D和確定的比功率P來確定：

(1)對於短軸零件的一次性加熱，為防止尖角過熱，感應線圈的高度應小於零件的高度。

(2)長軸零件一次加熱局部冷卻時，感應線圈高度為淬火區長度的1.05～1.2倍。

(3)單匝感應線圈高度過高時，工件表面會受熱不均勻。 中間溫度遠高於兩側溫度。 頻率越高越明顯，所以用雙匝或多匝感應線圈代替。

3、感應線圈的截面形狀

感應線圈的截面形狀有很多，如圓形、方形、矩形、板式（外焊冷卻水管）等，在淬火面積相同的情況下，折彎成矩形截面的感應線圈是最多的經濟，透熱層均勻圓潤。 橫截面最差，但很容易彎曲。 選用材料多為黃銅管或紫銅管，高頻感應線圈壁厚為0.5mm，中頻感應線圈為1.5mm。

4、冷卻水路及噴水孔

考慮到渦流損耗會產生熱量，每個部件都需要用水冷卻。 銅管可以直接用水冷卻。 銅板製造部分可製成夾層或外焊銅管，形成冷卻水迴路； 高頻連續或同時加熱採用自冷方式噴水冷卻時，感應線圈的噴水孔直徑通常為0.8～1.0mm，中頻加熱為1～2mm； 連續加熱淬火感應線圈的注水孔角度為35°～45°，孔距為3～5mm。 同時，加熱淬火噴孔應交錯排列，孔間距應均勻排列。 一般噴孔總面積應小於進水管面積，以保證噴水壓力和進水壓力符合要求。

需要注意的是，為了解決內孔加熱的環形效應，可以將鐵氧體（高頻硬化）或矽鋼片（中頻硬化）夾在感應線圈上，製成門形磁鐵，並且驅動電流沿著磁體的間隙（感應線圈的外層）流過。 為防止不應硬化的零件受熱，可用鋼環或軟磁材料製作磁短路環屏蔽件。 另外，感應加熱時，應適當加大尖角附近感應線圈的間隙，防止局部過熱。