感應加熱淬火感應器的設(shè)計原則
日期:2019-02-13 04:42:58 點擊數(shù):722
感應加熱淬火感應器是利用渦流原理來完成零件表面淬火、表面強化的關(guān)鍵加熱元件。進行表面加熱的零件種類很多,形狀差異很大,因此感應器的設(shè)計形態(tài)各異,一般對感應器的尺寸主要考慮感 應圈的直徑、高度、截面形狀、冷卻水路及噴水孔等,其設(shè)計思路如下。
1.感應器的直徑
感應器的形狀是根據(jù)加熱零件的表面輪廓來確定的,要求感應圈與零件之間必須有一定的間隙,而且各處應均勻一致。
對外圓加熱時,感應器的內(nèi)徑 D內(nèi) = D0 +2a;對內(nèi)孔加熱時,感應器的外徑 D外 = D0-2 a。其中,D0為工件的外圓直徑或內(nèi)孔直徑,a為二者之間的間隙 (對軸類零件取 1.5~3.5mm,齒輪零件取 1.5~ 4. 5mm,內(nèi)孔零件取1~ 2mm。如進行中頻感應加熱淬火,則間隙略有不同,一般軸類零件為 2.5~ 3mm,內(nèi)孔為2~ 3mm )。
2.感應器的高度
感應器的高度主要根據(jù)加熱設(shè)備的功率 P0、工件的直徑 D和所確定的比功率 P設(shè)來確定 :
( 1)對于短軸類零件一次加熱,為防止尖角過熱,感應圈的高度應小于零件的高度。
( 2)長軸類零件一次加熱局部冷卻時,感應圈的高度為需要淬火區(qū)長度的1. 05~1. 2倍。
( 3)單匝感應圈高度太高時,工件表面的加熱不均勻,中間溫度比兩邊的溫度高出許多,頻率越高則越明顯,故多采用雙匝或多匝感應圈來代替。
3.感應圈的截面形狀
感應圈的截面形狀較多,如圓形、正方形、矩形、板形 (外焊冷卻水管 )等,當淬火面積相同時,彎制成矩形截面感應圈*省料,而且透熱層均勻。圓形截面*差,但易于彎制。選用的材料多為黃銅管或純銅管,高頻感應圈壁厚為 0. 5mm,中頻感應圈為 1. 5mm。
4.冷卻水路與噴水孔
考慮到因渦流損耗而發(fā)熱,故各組成部分需要通水冷卻,對于銅管可直接通水冷卻,銅板制造部分可做成夾層或外焊銅管組成冷卻水路 ;高頻連續(xù)或同時加熱采用自噴冷卻時,感應圈噴水孔的直徑多為0.8~1.0mm,中頻感應加熱為 1~ 2mm ;連續(xù)加熱淬火感應圈噴水孔的角度為35°~ 45°,孔距為 3~ 5mm。同時加熱淬火噴水孔應交錯排列,孔距布置均勻,一般噴水孔的總面積應小于進水管的面積,以確保噴水的壓力和進水壓力符合要求。
需要注意的是,為解決內(nèi)孔加熱的環(huán)形效應,可在感應圈上卡上鐵氧 (高頻感應淬火 )或硅鋼片 (中頻感應淬火),制成 “門字形 ”導磁體,驅(qū)使電流沿導磁體的缺口 (感應圈的外層 )流過。為防止不該硬化的部分被加熱,可采用鋼環(huán)或軟磁材料制成磁短路環(huán)屏蔽。另外感應加熱時,對于感應圈靠近尖角部分的間隙應適當加大,以防局部過熱。
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