В индукционных установках тепло в электропроводном нагреваемом теле выделяется токами, индуктированными в нем переменным электрическим полем.

Достоинства индукционного нагрева по сопоставлению с нагревом в печах сопротивления:

1) Передача электронной энергии конкретно в нагреваемое тело позволяет выполнить прямой нагрев проводниковых материалов. При всем этом увеличивается скорость нагрева по сопоставлению с установками косвенного деяния, в каких изделие греется только с поверхности.

2) Передача электронной энергии конкретно в нагреваемое тело не просит контактных устройств. Это комфортно в критериях автоматического поточного производства, при использовании вакуумных и защитных средств.

3) Благодаря явлению поверхностного эффекта наибольшая мощность, выделяется в поверхностном слое нагреваемого изделия. Потому индукционный нагрев при закалке обеспечивает резвый нагрев поверхностного слоя изделия. Это позволяет получить высшую твердость поверхности детали при относительно вязкой середине. Процесс поверхностной индукционной закалки резвее и экономичнее других способов поверхностного упрочнения изделия.

4) Индукционный нагрев почти всегда позволяет повысить производительность и сделать лучше условия труда.

Индукционный нагрев обширно применяется для:

1) Плавки металлов

2) Термообработки деталей

3) Сквозного нагрева детали или заготовок перед пластической деформацией (ковка, штамповка, прессовка)

4) Пайки и наплавки

5) Сварки металла

6) Химико-термической обработки изделий

В индукционных нагревательных установках индуктором создается электрическое поле, оно наводит в железной детали вихревые токи, большая плотность которых приходится на поверхностный слой детали, где и выделяется наибольшее количество тепла. Это тепло пропорционально мощности, подведенной к индуктору, и находится в зависимости от времени нагрева и частоты тока индуктора. Методом соответственного выбора мощности, частоты и времени деяния нагрев может быть произведен в поверхностном слое разной толщины или по всему сечению детали.

Индукционные нагревательные установки по методу загрузки и нраву работы бывают повторяющегося и непрерывного деяния. Последние могут встраиваться в поточные и автоматические технологические полосы.

Поверхностная индукционная закалка, а именно, подменяет такие дорогостоящие операции поверхностного упрочнения, как цементация, азотирование и др.

Индукционные закалочные установки

Цель индукционной поверхностной закалки: получение высочайшей твердости поверхностного слоя при сохранении вязкой середины детали. Для получения таковой закалки создают резвый нагрев детали на заданную глубину током, индуцированным поверхностным слоем металла с следующим остыванием.

Глубина проникания тока в металл находится в зависимости от частоты, то поверхностная закалка просит разных толщин закаливаемого слоя.

Различают последующие виды индукционной поверхностной закалки:

1) Одновременная

2) Одновременно-поочередная

3) Непрерывно-последовательная

Одновременная индукционная закалка – заключается в одновременном нагреве всей закаливаемой поверхности с следующим остыванием поверхности. Индуктор и охладитель комфортно скооперировать. Применение лимитируется мощностями питающего генератора. Нагреваемая поверхность не превосходит 200-300 см2.

Одновременно-поочередная индукционная закалка – свойственна тем, что отдельные части нагреваемой детали греются одновременно-поочередно.

Непрерывно-последовательная индукционная закалка – применяется в случае большой протяженности закаливаемой поверхности и заключается в нагреве участка детали при непрерывном движении детали относительно индуктора или напротив. Остывание поверхности следует за нагревом. Может быть применение отдельных охладителей либо совмещенных с индуктором.

На практике мысль индукционной поверхностной закалки реализуется в индукционных закалочных станках.

Различают особые индукционные закалочные станки, созданные для обработки определенной детали либо групп деталей, некординально отличающихся размеров и универсальные индукционные закалочные станки – для обработки всех деталией.

Закалочные станки включают последующие элементы:

1) Понижающий трансформатор

2) Индуктор

3) Батарея конденсаторов

4) Система водяного остывания

5) Элемент контроля и управления работы станка

Универсальные индукционные закалочные станки снабжаются устройствами для закрепления деталей, их передвижения, вращения, возможность для подмены индуктора. Конструкция закалочного индуктора находится в зависимости от вида поверхностной закалки и от формы закаливаемой поверхности.

Зависимо от вида поверхностной закалки и конфигурации деталей употребляют разные конструкции закалочных индукторов.

Устройство закалочных индукторов

Индуктор состоит из индуктирующего провода, который делает переменное магнитное поле, токоподводящих шин, контактных колодок для соединения индуктора с источником питания, трубок для подачи и отвода воды. Для закалки плоских поверхностей используют одно и многовитковые индукторы.

Существует индуктор для закалки наружных поверхностей цилиндрических деталей, внутренних плоских поверхностей и т.д. Бывают цилиндрические, петлевые, спирально-цилиндрические и спирально плоские. При низких частотах индуктор может содержать магнитопровод (в ряде всевозможных случаев).

Источники питания закалочных индукторов

Источниками питания закалочных индукторов средней частоты служат электромашинные и тиристорные преобразователи, обеспечивающие рабочие частоты до 8 кГц. Для получения частоты в спектре от 150 до 8000 Гц употребляют машинные генераторы. Могут быть применены преобразователи на базе управляемых вентилей. Для более больших частот употребляют ламповые генераторы. В области завышенной частоты употребляют машинные генераторы. Конструктивно генератор объединяют с приводным движком в единый преобразовательный агрегат.

Для частоты от 150 до 500 Гц используются обыденные многополюсные генераторы. Они работают на больших скоростях вращения. Обмотка возбуждения, расположенная на роторе, питается через контакт кольца.

Для частоты от 100 до 8000 Гц употребляют индукторные генераторы, ротор которых не имеет обмотки.

В обыкновенном синхронном генераторе обмотка возбуждения, вращаясь с ротором, делает в статорной обмотке знакопеременный поток, то в индукторном генераторе вращение ротора приводит к пульсации магнитного потока, сцепленного с магнитной обмоткой. Применение индукционного генератора на завышенной частоте разъясняется конструктивными трудностями генераторов, работающих на частоте > 500 Гц. В таких генераторах тяжело расположить многополюсные обмотки статора и ротора, привод осуществляется асинхронными движками. При мощностях до 100 кВт обычно обе машины объединяют в одном корпусе. Большая мощность – два корпуса. Индукционные нагреватели и закалочные агрегаты могут получать питание от машинных генераторов по схеме индукционного питания либо центрального.

Индукционное питание прибыльно, когда генератор стопроцентно загружается одной установкой, которая работает безпрерывно в железных установках сквозного нагрева.

Центральное питание – при наличии огромного количества нагревательных установок, работающих циклически. В данном случае вероятна экономия установленной мощности генераторов за счет неодновременной работы отдельных нагревательных установок.

Генераторы употребляют обычно с самовозбуждением, которые могут обеспечивать мощность до 200 кВт. Такие лампы работают при анодном напряжении 10-15 кВ, для остывания анодных ламп рассеиваемой мощности более 10 кВт применяется водяное остывание.

Для получения больших напряжений обычно употребляют массивные выпрямители. Мощность, отдаваемая установкой. Нередко регулируют, регулируя выходное напряжение выпрямителя и используя надежную экранировка коаксиальных кабелей для передачи частотной энергии. При наличии неэкранированных нагревательных постов должно быть применено дистанционное управление, также механические автоматические работы с целью исключения нахождения персонала в небезопасной зоне.