- •Cодержание
- •1 Изучение поверхностного эффекта 3
- •1 Изучение поверхностного эффекта
- •2 Выбор частоты источника питания для получения максимального электрического и теплового кпд индукционного нагревателя
- •3 Выбор рациональной частоты источника питания для нагрева полых цилиндров наружным индуктором
- •4 Исследование нагрева полого цилиндра внутренним индуктором с сердечником
- •5 Исследование поперечного (краевого) эффекта в загрузке прямоугольного поперечного сечения
- •6 Исследование продольного (концевого) эффекта в цилиндрическом нагревателе
- •7 Проектирование системы для индукционной термообработки цилиндрической детали
- •8 Исследование электродинамических усилий в цилиндрическом индукционном нагревателе
- •9 Проектирование линии индукционного нагрева с несколькими индукторами и частотами питания
- •10 Согласование интегральных параметров индукционного нагревателя одновременного действия с параметрами источника питания
- •11 Проектирование индукционного нагревателя стальной заготовки квадратного сечения
- •12 Моделирование процесса непрерывного нагрева цилиндрической и плоской поверхности (сканирование)
- •13 Индукционный нагрев плоских изделий в поперечном магнитном поле
- •14 Моделирование комбинированного нагрева индукционным и печным методом
- •Список использованных источников
7 Проектирование системы для индукционной термообработки цилиндрической детали
Цель : спроектировать такую систему двухчастотного нагрева, которая бы удовлетворяла условиям закалки: глубина закалки – 5 мм, температура в диапазоне от 850 до 900 ͦС.
Составим модель цилиндрической системы индукторов со следующими параметрами Таблица 13 – Параметры индукционной системы
Заготовка |
RInt., см |
RExt., см |
l2, см |
Материал |
T, °C |
||
0 |
5 |
50 |
0.4 % Steelanneal |
20 |
|||
Индуктор |
R1, см |
W1 |
l1, см |
ТрубкаT×A×d, см |
|
||
No 1 |
6 |
50 |
50 |
1×1×0,15 |
0,8 |
||
No 2 |
6 |
50 |
50 |
1×1×0,15 |
0,8 |
||
Теплоизоляция |
Layer 1 |
Layer 2 |
|
||||
No 1 |
Chamottedlayer= 0,2 см |
Chamottedlayer= 0,2 см |
|
Продолжение таблицы 13
No 2 |
Chamottedlayer= 0,2 см |
Chamottedlayer= 0,2 см |
|
|||||
Процесс |
f, Гц |
Uind, В |
t =l1,/v, с |
Условия |
Стадия |
Tmed., °C |
||
1000 |
750 |
50 |
Natural |
1 – heating |
20 |
|||
|
0 |
10 |
Natural |
2 – cooling |
20 |
|||
4000 |
750 |
50 |
Natural |
3 – heating |
20 |
Интегральные параметры. Стадия 1: ηterm=97,19%; ηelectr=90,42%; ηtotal=87,97%;Pgenerator=254,4 кВт. Стадия3: ηterm=87,49%; ηelectr=82,55%; ηtotal=72,22%;Pgenerator=99,1кВт.
Как видно из рисунка 26температура заготовки на поверхности составляет 894ͦС, а при r=4.5 см – 847 ͦС, что соответствует указанным требованиям нагрева.
Рисунок 26 – Распределение температуры в заготовке в течение нагрева
Первый индуктор, работающий на частоте 1000Гц, позволяет прогреть поверхность заготовки до 900ͦС, но температура при r = 4,5 см не достигает необходимых значений. Добавив в линию еще один индуктор, можем добиться необходимых результатов. Поверхность заготовки на выходе из первого индуктора начинает охлаждаться, тепло с более разогретых участков за счёт теплопроводности распространяется к менее разогретым. Далее во втором индукторе, после того как разница температур поверхности и температура при r = 4.5 см минимизировалась, происходит нагрев заготовки на частоте 8800 Гц, и разность температур между слоями остаётся практически постоянной.
Рисунок 27 – Цветовая карта температуры заготовки