Indukcijas apkures un rūdīšanas iekārtas

Indukcijas iekārtās siltumu elektriski vadošā apsildāmā ķermenī izdala strāvas, ko tajā inducē mainīgs elektromagnētiskais lauks.

Indukcijas sildīšanas priekšrocības salīdzinājumā ar sildīšanu pretestības krāsnīs:

1) Elektriskās enerģijas pārnešana tieši apsildāmajā korpusā ļauj tieši uzsildīt vadošus materiālus. Tajā pašā laikā sildīšanas ātrums palielinās, salīdzinot ar iekārtām ar netiešu darbību, kur produkts tiek uzkarsēts tikai no virsmas.

2) Elektriskās enerģijas pārnešanai tieši apsildāmajā korpusā nav nepieciešamas kontaktierīces. Tas ir ērti automatizētas ražošanas ražošanas apstākļos, kad tiek izmantoti vakuuma un aizsarglīdzekļi.

3) Virsmas efekta fenomena dēļ apsildāmā produkta virsmas slānī tiek atbrīvota maksimālā jauda. Tāpēc indukcijas sildīšana dzesēšanas laikā nodrošina ātru produkta virsmas slāņa uzsildīšanu.Tas ļauj iegūt augstu detaļas virsmas cietību ar relatīvi viskozu vidi. Indukcijas virsmas cietināšana ir ātrāka un ekonomiskāka nekā citas virsmas cietināšanas metodes.

4) Indukcijas apkure vairumā gadījumu uzlabo produktivitāti un uzlabo darba apstākļus.

Indukcijas apkure tiek plaši izmantota:

1) Metālu kausēšana

2) detaļu termiskā apstrāde

3) Sildot detaļas vai sagataves pirms plastiskās deformācijas (kalšana, štancēšana, presēšana)

4) Lodēšana un slāņošana

5) Metināt metālu

6) Produktu ķīmiskā un termiskā apstrāde

Indukcijas apkures iekārtās induktors rada elektromagnētiskais lauks, ved uz metāla daļu virpuļstrāvas, kura lielākais blīvums krīt uz sagataves virsmas slāni, kur izdalās vislielākais siltuma daudzums. Šis siltums ir proporcionāls induktora jaudai un ir atkarīgs no induktora strāvas sildīšanas laika un frekvences. Atbilstoši izvēloties jaudu, biežumu un darbības laiku, karsēšanu var veikt dažāda biezuma virsmas slānī vai visā sagataves griezumā.

Indukcijas apkures iekārtām atkarībā no uzlādes metodes un darbības veida ir periodiska un nepārtraukta darbība. Pēdējo var iebūvēt ražošanas līnijās un automātiskās apstrādes līnijās.

Virsmas indukcijas cietināšana jo īpaši aizstāj tādas dārgas virsmas cietināšanas darbības kā karburēšana, nitrēšana utt.

Indukcijas rūdīšanas iekārtas

Indukcijas virsmas rūdīšanas mērķis: augstas virsmas slāņa cietības sasniegšana, saglabājot detaļas viskozu vidi. Lai iegūtu šādu sacietēšanu, apstrādājamo priekšmetu ātri uzkarsē līdz iepriekš noteiktam dziļumam ar strāvu, ko izraisa metāla virsmas slānis, kam seko dzesēšana.

Strāvas iekļūšanas dziļums metālā ir atkarīgs no frekvences, tad virsmas sacietēšanai ir nepieciešami dažādi rūdītā slāņa biezumi.

Ir šādi indukcijas virsmas sacietēšanas veidi:

1) Vienlaicīgi

2) Vienlaicīga rotācija

3) Nepārtraukts-secīgs

Vienlaicīga indukcijas rūdīšana — sastāv no visas rūdināmās virsmas vienlaicīgas uzsildīšanas, kam seko virsmas dzesēšana.. Ērti apvienot induktors un dzesētājs. Pielietojumu ierobežo elektroenerģijas ģeneratora jauda. Apsildāmā virsma nepārsniedz 200-300 cm2.

Vienlaicīgi secīga indukcijas rūdīšana — raksturojas ar to, ka atsevišķas apsildāmās daļas daļas tiek uzkarsētas vienlaicīgi un secīgi.

Nepārtraukta secīga indukcijas rūdīšana - tiek izmantota liela rūdītās virsmas garuma gadījumā, un tā sastāv no daļas daļas sildīšanas nepārtrauktas daļas kustības laikā attiecībā pret induktors vai otrādi. Apkurei seko virsmas dzesēšana. Ir iespējams izmantot atsevišķus dzesētājus vai apvienot tos ar induktors.

Praksē indukcijas virsmas sacietēšanas ideja tiek izmantota indukcijas rūdīšanas mašīnās.

Ir speciālas indukcijas rūdīšanas mašīnas, kas paredzētas noteiktas daļas vai detaļu grupu apstrādei, nedaudz atšķirīgu izmēru, un universālas indukcijas cietināšanas mašīnas jebkuras daļas apstrādei.

Cietināšanas mašīnās ietilpst šādi elementi:

1) Pazeminošs transformators

2) Induktors

3) Akumulatoru kondensatori

4) Ūdens dzesēšanas sistēma

5) Mašīnas vadības un vadības elements

Universālās mašīnas indukcijas rūdīšanai ir aprīkotas ar ierīcēm detaļu fiksēšanai, to kustībai, rotācijai, iespējai nomainīt induktors. Cietināšanas induktora konstrukcija ir atkarīga no virsmas sacietēšanas veida un rūdāmās virsmas formas.

Atkarībā no virsmas rūdīšanas veida un detaļu konfigurācijas tiek izmantoti dažāda dizaina cietināšanas induktori.

Ierīce induktoru sacietēšanai

Induktors sastāv no induktīvās stieples, kas rada mainīgu magnētisko lauku, kopnēm, spaiļu blokiem induktora savienošanai ar strāvas avotu, caurulēm ūdens padevei un novadīšanai. Plakanu virsmu sacietēšanai izmanto viena un vairāku apgriezienu indukcijas.

Ir induktors cilindrisku detaļu ārējo virsmu, iekšējo plakano virsmu u.c. Ir cilindriskas, cilpas, spirālveida cilindriskas un spirālveida plakanas. Zemās frekvencēs induktors var saturēt magnētisko ķēdi (dažos gadījumos).

Barošanas avoti konservēšanas induktoriem

Elektromašīnu un tiristoru pārveidotāji, kas nodrošina darba frekvences līdz 8 kHz, kalpo kā barošanas avoti vidējas frekvences dzēšanas induktoriem.Lai iegūtu frekvenci diapazonā no 150 līdz 8000 Hz, tiek izmantoti mašīnu ģeneratori. Var izmantot ar vārstu vadāmus pārveidotājus. Augstākām frekvencēm tiek izmantoti cauruļu ģeneratori. Paaugstinātas frekvences jomā tiek izmantoti mašīnu ģeneratori. Strukturāli ģenerators ir apvienots ar piedziņas motoru vienā pārveidošanas ierīcē.

Frekvencēm no 150 līdz 500 Hz tiek izmantoti parastie daudzpolu ģeneratori. Viņi strādā lielā ātrumā. Uz rotora esošā ierosmes spole tiek padota caur gredzena kontaktu.

Frekvencēm no 100 līdz 8000 Hz tiek izmantoti induktora ģeneratori, kuru rotoram nav tinuma.

Parastajā sinhronajā ģeneratorā ierosmes tinums, kas rotē kopā ar rotoru, rada mainīgu plūsmu statora tinumā, tad indukcijas ģeneratorā rotora rotācija izraisa ar magnētisko tinumu saistītās magnētiskās plūsmas pulsāciju. Paaugstinātas frekvences indukcijas ģeneratora izmantošana ir saistīta ar ģeneratoru, kas darbojas ar frekvenci > 500 Hz, projektēšanas grūtībām. Šādos ģeneratoros ir grūti novietot daudzpolu statora un rotora tinumus; piedziņu veic asinhronie motori. Ar jaudu līdz 100 kW, abas mašīnas parasti ir apvienotas vienā korpusā. Liela jauda - divi korpusi Indukcijas sildītājus un dzesēšanas ierīces var darbināt ar mašīnu ģeneratoriem, izmantojot indukcijas vai centrālo jaudu.

Indukcijas jauda ir noderīga, ja ģenerators ir pilnībā uzlādēts ar vienu iekārtu, kas nepārtraukti darbojas metāla sildelementos.

Centrālā barošana - liela skaita sildelementu klātbūtnē, kas darbojas cikliski.Šajā gadījumā ir iespējams ietaupīt ģeneratoru uzstādīto jaudu, pateicoties vienlaicīgai atsevišķu siltummezglu darbībai.

Ģeneratorus parasti izmanto ar pašiedvesmu, kas var nodrošināt jaudu līdz 200 kW. Šādas lampas darbojas ar anoda spriegumu 10-15 kV; ūdens dzesēšanu izmanto, lai atdzesētu anoda lampas ar izkliedēto jaudu, kas lielāka par 10 kW.

Augstsprieguma iegūšanai parasti izmanto jaudas taisngriežus. Instalācijas piegādātā jauda. Bieži vien šīs korekcijas tiek veiktas, pielāgojot taisngrieža izejas spriegumu un izmantojot uzticamu koaksiālo kabeļu ekranējumu, lai pārvadītu augstfrekvences jaudu. Neekranētu apkures plauktu klātbūtnē jāizmanto tālvadības pults, kā arī mehāniskā automātiskā darbība, lai izslēgtu personāla atrašanos bīstamajā zonā.