Induktsioonkütte- ja karastuspaigaldised

Induktsioonpaigaldistes vabaneb soojust elektrit juhtivas köetavas kehas vahelduva elektromagnetvälja poolt indutseeritud voolude toimel.

Induktsioonkuumutuse eelised takistusahjudes kuumutamisega võrreldes:

1) Elektrienergia ülekandmine otse kuumutatud kehasse võimaldab juhtivate materjalide otsest kuumutamist. Samal ajal suureneb küttekiirus võrreldes kaudse toimega paigaldistega, kus toodet kuumutatakse ainult pinnalt.

2) Elektrienergia ülekandmine otse soojendatavasse kehasse ei vaja kontaktseadmeid. See on mugav automatiseeritud tootmistootmise tingimustes, kui kasutatakse vaakumit ja kaitsevahendeid.

3) Pinnaefekti nähtuse tõttu vabaneb maksimaalne võimsus kuumutatud toote pinnakihis. Seetõttu tagab induktsioonkuumutamine jahutamise ajal toote pinnakihi kiire kuumutamise.See võimaldab suhteliselt viskoosse keskkonnaga saavutada detaili kõrge pinnakõvaduse. Pinna induktsioonkarastamine on kiirem ja säästlikum kui teised pinnakarastusmeetodid.

4) Induktsioonkuumutamine suurendab enamikul juhtudel tootlikkust ja parandab töötingimusi.

Induktsioonkuumutust kasutatakse laialdaselt:

1) Metallide sulatamine

2) Osade kuumtöötlus

3) Osade või toorikute kuumutamine enne plastilist deformatsiooni (sepistamine, stantsimine, pressimine)

4) Jootmine ja kihistamine

5) Keevitada metall

6) Toodete keemiline ja termiline töötlemine

Induktsioonküttepaigaldistes tekitab induktiivpool elektromagnetväli, viib metallosani pöörisvoolud, mille suurim tihedus langeb tooriku pinnakihile, kus eraldub suurim soojushulk. See soojus on võrdeline induktiivpoolile antava võimsusega ja sõltub induktiivpooli voolu kuumutamisajast ja sagedusest. Valides sobiva võimsuse, sageduse ja toimeaja, saab kuumutada erineva paksusega pinnakihis või kogu tooriku lõikes.

Induktsioonküttepaigaldistel on olenevalt laadimismeetodist ja töö laadist katkendlik ja pidev töö. Viimaseid saab sisse ehitada tootmisliinidesse ja automaatsetesse protsessiliinidesse.

Pinna induktsioonkarastamine asendab eelkõige selliseid kulukaid pinnakarastusoperatsioone nagu karburiseerimine, nitreerimine jne.

Induktsioonkarastuspaigaldised

Induktsioonpinna karastamise eesmärk: pinnakihi kõrge kõvaduse saavutamine, säilitades samal ajal detaili viskoosse keskkonna. Sellise kõvenemise saavutamiseks kuumutatakse töödeldavat detaili metalli pinnakihi poolt indutseeritud vooluga kiiresti etteantud sügavusele, millele järgneb jahutamine.

Voolu metalli sissetungimise sügavus oleneb sagedusest, siis pinnakarastamiseks on vaja erineva paksusega karastatud kihti.

Pinna induktsioonkarastamist on järgmist tüüpi:

1) üheaegselt

2) Samaaegne pöörlemine

3) Pidev-järjestikune

Samaaegne induktsioonkarastamine — seisneb kogu karastatava pinna samaaegses kuumutamises, millele järgneb pinna jahutamine.Mugav on kombineerida induktiivpooli ja jahutit. Rakendus on piiratud elektrigeneraatori võimsusega. Köetav pind ei ületa 200-300 cm2.

Samaaegne-järjestikune induktsioonkarastamine — seda iseloomustab asjaolu, et kuumutatud osa üksikuid osi kuumutatakse samaaegselt ja järjestikku.

Pidev järjestikune induktsioonkarastamine – kasutatakse suure karastatud pinna pikkuse korral ja seisneb detaili osa kuumutamises detaili pideva liikumise ajal induktiivpooli suhtes või vastupidi. Kütmisele järgneb pinnajahutus. Võimalik on kasutada eraldi jahuteid või kombineerida neid induktiivpooliga.

Praktikas rakendatakse induktsioonkarastusmasinates induktsioonpinna karastamise ideed.

On olemas spetsiaalsed induktsioonkarastusmasinad, mis on ette nähtud konkreetse osa või osarühmade töötlemiseks, veidi erineva suurusega, ja universaalsed induktsioonkarastusmasinad mis tahes detailide töötlemiseks.

Kõvendusmasinad sisaldavad järgmisi esemeid:

1) Alandatav trafo

2) Induktiivpool

3) Aku kondensaatorid

4) Vesijahutussüsteem

5) Masina juhtimis- ja juhtimiselement

Induktsioonkarastamiseks mõeldud universaalsed masinad on varustatud osade fikseerimise, nende liikumise, pöörlemise, induktiivpooli väljavahetamise võimalusega. Karastava induktiivpooli konstruktsioon oleneb pinna karastamise tüübist ja karastatava pinna kujust.

Olenevalt pinnakarastuse tüübist ja detailide konfiguratsioonist kasutatakse erineva konstruktsiooniga karastusinduktoreid.

Seade induktiivpoolide kõvendamiseks

Induktor koosneb induktiivjuhtmest, mis loob vahelduva magnetvälja, siinidest, klemmplokkidest induktiivpooli ühendamiseks toiteallikaga, torudest vee etteandmiseks ja ärajuhtimiseks. Lamedate pindade karastamiseks kasutatakse ühe- ja mitmepöördega induktiivpooli.

Seal on induktiivpool silindriliste osade välispindade, sisemiste lamedate pindade jne karandamiseks. Seal on silindriline, silmus, spiraal-silindriline ja spiraalne korter. Madalatel sagedustel võib induktiivpool sisaldada magnetahelat (mõnel juhul).

Toiteallikad induktiivpoolide kõvendamiseks

Elektrimasinate ja türistormuundurid, mis pakuvad töösagedust kuni 8 kHz, on toiteallikad keskmise sagedusega summutusinduktiivpoolide jaoks.Sageduse saamiseks vahemikus 150 kuni 8000 Hz kasutatakse masinageneraatoreid. Võib kasutada klapiga juhitavaid muundureid. Kõrgemate sageduste jaoks kasutatakse torugeneraatoreid. Kõrgendatud sageduse valdkonnas kasutatakse masinageneraatoreid. Struktuuriliselt on generaator ühendatud ajamimootoriga ühes konversiooniseadmes.

Sagedustel 150–500 Hz kasutatakse tavapäraseid mitmepooluselisi generaatoreid. Nad töötavad suurel kiirusel. Rootoril asuv ergutusmähis toidetakse läbi rõnga kontakti.

Sagedustel 100 kuni 8000 Hz kasutatakse induktiivgeneraatoreid, mille rootoril pole mähist.

Tavalises sünkroongeneraatoris tekitab koos rootoriga pöörlev ergutusmähis staatorimähises vahelduva voo, siis induktsioongeneraatoris tekitab rootori pöörlemine magnetmähisega seotud magnetvoo pulsatsiooni. Kõrgendatud sagedusega induktsioongeneraatori kasutamine on tingitud sagedusel > 500 Hz töötavate generaatorite projekteerimisraskustest. Sellistes generaatorites on raske paigutada mitmepooluselisi staatori ja rootori mähiseid; ajam toimub asünkroonsete mootorite abil. Kuni 100 kW võimsusega on need kaks masinat tavaliselt ühendatud ühes korpuses. Suur võimsus – kaks korpust Induktsioonkütte- ja jahutusseadmeid saab toita masinageneraatoritest, mis kasutavad induktsioon- või kesktoidet.

Induktsioonvõimsus on kasulik, kui generaator on täielikult laetud ühe seadmega, mis töötab pidevalt metallist kütteelementides.

Kesktoiteallikas - suure hulga tsükliliselt töötavate kütteelementide olemasolul.Sel juhul on võimalik säästa generaatorite installeeritud võimsust tänu eraldi soojussõlmede samaaegsele tööle.

Enamasti kasutatakse iseergastusega generaatoreid, mis võivad anda võimsust kuni 200 kW. Sellised lambid töötavad anoodipingel 10-15 kV; vesijahutust kasutatakse anoodlampide jahutamiseks hajutatud võimsusega üle 10 kW.

Tavaliselt kasutatakse kõrgepinge saamiseks toitealaldeid. Paigalduse poolt tarnitav võimsus. Sageli tehakse need parandused alaldi väljundpinge reguleerimise ja kõrgsagedusliku võimsuse edastamiseks koaksiaalkaablite usaldusväärse varjestuse abil. Varjestamata kütteriiulite olemasolul tuleks kasutada nii kaugjuhtimispulti kui ka mehaanilist automaatrežiimi, et välistada töötajate viibimine ohtlikus piirkonnas.