Dziś jest poniedziałek, 21 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8503 -0.35% 1EUR 4.2844 -0.01% 1GBP 4.9671 +0.43%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Reklama

Aktualności
Nowy cykl szkoleń praktycznych związanych z programowaniem sterowników marki Siemens
więcej
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
29 październik 2019
73. edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
2 marzec 2015.

Hartowanie indukcyjne - projektowanie wzbudników

Hartowanie indukcyjne - projektowanie wzbudników

Nagrzewanie indukcyjne jest coraz częściej wybieraną metodą nagrzewania w procesach hartowania. Wpływ na to mają duże możliwości procesu, które ciężko osiągnąć innymi metodami. Na znaczącą przewagę wpływa możliwość nagrzewania selektywnego a także łatwość automatyzacji procesu co znacząco podnosi jakość gotowego wyrobu.

Hartowanie indukcyjne jest procesem utwardzania wybranych obszarów elementów wykonanych głównie ze stali węglowych stali stopowych, żeliw i spieków. Nagrzewanie wybranych obszarów odbywa się w wyniku indukowania w nich prądów wirowych o dużej gęstości. Elementem wykonawczym w procesie jest wzbudnik (induktor) czyli przewód wykonany z miedzi zwykle chłodzony cieczą ze względu na duże obciążenie prądowe. Na konstrukcję wzbudnika w danej aplikacji ma wpływ przede wszystkim kształt powierzchni hartowanej. Jednak podczas projektowania induktora należy wziąć pod uwagę możliwości źródła zasilającego - generatora prądu wysokiej częstotliwości i układu dopasowującego w postaci transformatora. Z tego powodu potrzeba wykorzystania posiadanego urządzenia do wielu różnych procesów nagrzewania jest często trudna w realizacji.

Aby w pełni wykorzystać możliwości hartowania indukcyjnego należy zdawać sobie sprawę z kilku zasadniczych zależności.

Usytuowanie wsadu względem wzbudnika

Z punktu widzenia usytuowania wsadu względem wzbudnika możemy wyróżnić dwa podstawowe rozwiązania: wsad wewnątrz uzwojenia wzbudnika i wsad na zewnątrz uzwojenia wzbudnika. Oba te rozwiązania różnią się znacząco sprawnością procesu z korzyścią dla wariantu pierwszego. Różnica w dostarczonej do wsadu energii dochodzi do 50% co znacznie obniża sprawność a czasami uniemożliwia realizację procesu hartowania powierzchniowego przez zbyt długi czas nagrzewania. Zdjęcie nr 1 i 2 przedstawia oba warianty nagrzewania.

Wzbudnik hartowanie indukcyjne
Fot. 1. Układ wzbudnik-wsad (wsad wewnątrz wzbudnika)

Hartowanie indukcyjne - wzudnik
Fot. 2. Przekrój układu wzbudnik-wsad (wzbudnik wewnątrz wsadu).

Hartowanie skaningowe i jednoczesne

W przypadku hartownia powierzchni obrotowych stosuje się korzystne umieszczenie wsadu wewnątrz pętli induktora. Przyjmuje ona zwykle kształt, który jest odwzorowaniem przekroju poprzecznego elementu z uwzględnieniem, koncentracji pola magnetycznego na krawędziach detalu i utrudnione oddawanie ciepła do wewnątrz wsadu a więc możliwość wystąpienia przegrzania. Powierzchnie obrotowe stopniowane można nagrzewać wzbudnikami jednozwojowymi metodą skaningową lub wielozwojowymi metodą jednoczesną. Zdjęcie nr 3 przedstawia detal hartowany metodą skaningową i jego przekrój. Induktor jednozwojowy wraz z natryskiwaczem przemieszcza się wzdłuż osi detalu. Przy takiej metodzie hartowania dużą trudnością jest uzyskanie jednakowej głębokości strefy zahartowanej na wszystkich stopniach walka.

Zmniejszenie średnicy wałka a w związku z tym zmniejszenie dostarczonej energii do wsadu można skompensować podniesieniem mocy generowanej przez źródło. Wymaga to zastosowania odpowiednich układów sterowania co znacząco podnosi koszty urządzenia. Hartowanie skaningowe stwarza trudności w wyeliminowaniu przegrzania na krawędziach (zmiany średnic wałka). Zaletą tej metody jest prosty i tani w produkcji wzbudnik.

Hartowanie skaningowe
Fot. 3. Detal hartowany metoda skaningową.

Hartowanie jednoczesne wałków stopniowanych odbywa się za pomocą wzbudnika dopasowanego do kształtu wsadu. Odpowiednia geometria uzwojenia wzbudnika umożliwia otrzymanie wymaganej głębokości hartowania na wszystkich stopniach wałka. Szkic nr 4 przedstawia przykładowy wzbudnik do hartowania jednoczesnego i skaningowego wałka.

480
Fot.4. kształt induktora do skanowania jednoczesnego i skaningowego wałka.

Koncentracja i ukierunkowanie pola magnetycznego

Wzbudnik z koncentratorem
Fot 5. Wzbudnik z koncentratorem ze spieków i wzbudnik z blachami transformatorowymi

W odróżnieniu od nagrzewania objętościowego w procesie hartowania nagrzewanie indukcyjne dostarcza energii do ściśle określonych obszarów wsadu. Ogranicza to w dużym stopniu jej zużycie a także pozwala kształtować strefę hartowaną. Kształt strefy hartowania dla skomplikowanych detali określa kształt wzbudnika. Otrzymanie oczekiwanej strefy hartowania wiąże się z koniecznością właściwego doboru kształtu induktora. Działanie w tym kierunku często wiąże się z ograniczeniami związanymi z koniecznością zastosowania odpowiedniej grubości ścianki uzwojenia i potrzeby jej chłodzenia (wpływ na żywotność induktora). Innym sposobem podniesienia sprawności wzbudnika i ukierunkowania energii są materiały pomocnicze w postaci pakietów blach transformatorowych lub materiałów spiekanych o podobnym działaniu. Fotografia 5 przedstawia te dwa rozwiązania dla tego samego wsadu.

Źródło: Dacpol Service
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl