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五、感应圈制作流程
(1)制作感应圈芯模
感应圈原材料紫铜管(圆管或矩形管)采购
(2)紫铜管退火
(3)绕制
(4)用黄铜焊条焊接冷却水连接管
(5)通水检验水流是否流畅
(6)进行工艺试验,确定间隙和高度选取是否合理。
§
7.3高频感应加热装置的安装、调试和维护
一、高频感应加热装置开机程序
1.
送电送水
(1)
合上高频电源的空气开关,高频柜面板上的指示灯亮,表示三相电源正常并已
送电。
(2)
启动水泵,打开各水路阀门,水压不低于7.8N/cm2
时,水路正常指示灯亮,设
备可投入运行。
闸流管灯丝预热,一般预热15~20分钟,冬天可长一些,夏天可短一些。
振荡管、闸流管灯丝一级预热,预热1分钟左右。
振荡管、闸流管灯丝加额定电压,预热15~20分钟。
5.
合上高压开关,将电压调至工艺要求值。
6.
热处理,根据首件热处理情况对设定电压微调到合乎要求为止。
二、高频感应加热装置关机程序
停止热处理
切断高压
切断灯丝电压
待冷却水继续循环20分钟以后(冷却振荡管),关闭水泵,切断总电源。
三、高频感应加热装置维护
日常维护
经常扫清设备内电器元件上的灰尘,重点是高压元件,以免因灰尘吸潮而降低
绝缘性能,出现击穿或短路事故。
对经常动作的电器元件,如电器开关灯,应检查其结构和接线是否松动。
(3)
检查水冷系统有无漏水和堵塞现象,出水温度是否超过允许值。
(4)
检查各安全开关如水压继电器等动作是否可靠。
定期维护
定期更换电容器内的变压器油,并检查卡箍是否保持良好的接触性能。
变压器油须
经过鉴定,以确保耐压绝缘等既符合要求。
根据使用情况和水质好坏,定期清洗振荡管水垢。
定期检查闸流管有无松动和烧坏绝缘的现象。
定期清理电气触头上的火花痕迹或更换触点、
(5)
定期检查接地电阻,其值不大于4欧姆、
(6)
定期检查绝缘电阻值,低压部分元件不小于0.5MΩ;
高压瓷瓶电容器绝缘电阻用
2500V或5000V摇表检查应
不小于1000
MΩ。
7.4中频感应加热装置
一、中频感应加热装置特点
电流频率通常为1000~8000Hz
适用于加热深度深(3~16mm)、工件直径大(20~500mm)的钢铁零件表面淬火,也可用于回火、正火、锻坯透热或熔炼金属。
中频电源有中频发电机和晶闸管中频电源两种。
其中以中频发电机感应装置应用较多。
二、中频发电机感应加热装置结构组成及工作原理
通过电机启动柜,使三相鼠笼式异步电机旋转,从而带动中频发电机发出中频交流电,中频交流电经淬火变压器降压,降压后的中频电流通过感应圈将放置在感应圈内的工件加
热。
中频淬火机床控制工件的旋转和装卸。
互感器将电压信号送给电压检测回路,去控制触发电路,触发电路的触发信号又去控制晶闸管整流电路的电流,从而改变发电机励磁绕组的电流,达到自动调节中频电源电压的目的。
中频电源电压也可通过调压电位器。
调节直流电源的输出电压,再经过触发电路和晶闸管整流电路使输出的中频电压达到额定值。
电压检测回路、触发电路和晶闸管整流电路的电流表、电压表、功率表、功率因素均安装在内控台上,监视发电机的工作状态。
电容器柜中装有若干电容器,可通过串接和并联获得满足不同工况条件下电路所需要的电容量。
外控台装有淬火机床的各种控制电器和仪表、过电压和过电流保护装置以及对电容器柜自动增减电容的开关,它监视淬火机床、感应器及工件的工作情况和电容量的正确使用。
国产中频发电机的频率有1000、2500、4000、8000等四种规格。
但尚无统一规定型号,常见的型号表示方法为:
DGF-
-
,其中D表示电控,G表示感应,F表示发电机;
第一个方框字母表示用途,如C表示淬火,T表示透热,R表示熔炼;
第二第三方框数字表示额定功率;
第四方框数字表示公称频率,1表示1000Hz,2表示2500Hz,3表示4000Hz;
最后一个方框表示序号。
三、电容器和匝比的选择与调整
中频淬火加热,电容器和匝比的调整至关重要,调整过程比较麻烦,针对某一种工件,调整好后应写在淬火工艺规程上。
电容器与匝比的配合是否合适的基本判别标准:
功率因素是否接近1。
控制台上的功率因素表、电压表、励磁电流表、功率表、电流表上的指示值是判断是否达到标准的依据。
调整步骤:
准备工作:
水电处于正常状态,感应圈内有工件。
初步选择匝比和电容量:
依据生产经验或感应圈的尺寸(内径和高度)初步确定匝比和
电容量。
一般感应圈有效直径越大,高度越低,其阻抗越大,为保持阻抗匹配,匝比应选的越小。
调整方法:
(1)观察功率因素表指示值,若cosφ超前,表示负载为电容性,应减少电容量,方法是改变电容柜的连接方式。
若cosφ滞后,表示负载为电感性,应增大电容量,同样是通过改变电容柜的连接方式实现。
钢制零件加热过程中电阻率升高、导磁率下降,导致负载性质逐渐向电感性转移。
实际调整中,开始加热时一般先将回路调整成电容性负载,即调整到谐振点的电容量后,再过量补偿10-20%的电容量,使cosφ为0.85-0.9,随工件温度提高,cosφ逐渐接近1,此时,功率表读数正好等于负载电压×
电流,这表示电路达到谐振状态。
(2)当不用电压自动调整装置时,保持励磁电流恒定,则可根据负载接通后电压表读数调整电容量。
方法:
接通负载→电压表读数下降→电感性负载→增加电容量。
反之,减少电容量。
若电压变化小,表示电容量合适,电路接近谐振。
(3)使用电压自动调整装置,电容量多少可根据励磁电流表读数判别。
接通负载→励磁电流升高→电感性负载→增大电容。
反之减小电容。
若不变化,表示处于谐振状态。
(4)电机电压法和电机电流法
在谐振状态下,如匝比选择合适,发电机电压、电流都达到额定值,输出功率最大。
如电压达额定值,电流很小,则表明匝比过大,需减小初级绕组线圈。
若电流超过额定值,电压低于额定值,表示匝比过小,需增加变压器初级绕组匝数。
7.5感应加热装置的选择
感应加热装置的两个主要技术指标是电流频率和输出功率。
选择感应加热装置可按下述流程进行:
首先根据热处理工艺要求,确定感应加热工件所需要的电流频率和功率,然后根据电流频率和功率就可选择感应加热装置的类型和型号。
一、感应加热装置电流频率的选择
根据集肤效应,工程上规定,当Ix降至1/e处的电流深度为电流透入深度——用δ表示。
在钢铁材料中,热太电流的透入深度将比冷态电流的透入深度大几十倍,在800-900℃范围内,δ=500/f(mm)。
感应加热时,电流透入深度越小,淬硬层深度x越浅。
由上式可见,加热设备频率f越小,δ越大,x越深。
因此,可根据x确定δ,然后根据δ确定f。
在选择频率时,考虑到设备的通用性,一般应力求采用较低频率,以实现深层加热。
但频率也不能太低,随着频率的降低,电流透入深度过大,因而能量损耗大;
同时频率低,通过感应器的电流密度大,感应圈的冷却要求高,否则易软化。
一般认为δ≤4x。
生产实践证明,当δ=2x时热效率最高。
根据上述分析,对于圆柱形零件估算的最高、最低频率分别为:
x=δ,fmax=250000/x2
x=0.5δ,f最佳=60000/x2
x=0.25δ,fmin=15000/x2
选择频率时除考虑淬硬层外,还需考虑零件的直径。
一般来说,零件直径越大,要求的淬火层越深,使用频率就应越低;
当零件直径与电流透入深度之比小于10时,由于感应器的电效率会显著降低,因此,小直径零件宜取较高频率。
当D/δ≥10,η=0.8时f≥25×
106/D2;
当3.5<
D<
10,η=0.7时f≥30×
106/D2
。
上述关系不适用于复杂的零件如齿轮。
对于齿轮,电流频率很高时,电流集中于齿顶;
电流频率偏低时,电流集中于齿根或使整齿透热,但从齿轮工作条件来说,淬火层沿齿形轮廓分布最佳。
因此,加热齿轮的频率常按齿轮的模数估算。
当比功率为1.5-2.0KW/cm2时,f最佳=6×
105/M2
;
当比功率小于1.5KW/cm2时,f最佳=2.5×
,式中比功率指加热零件单位面积所需功率,M为齿轮模数。
凸轮轴感应加热的最佳频率与凸轮尖部的曲率半径有关,可用下述公式确定:
f=3800/r2
,为凸轮尖部曲率半径。
二、感应加热装置功率的确定
流程:
由零件尺寸、加热方式和比功率,计算得到加热工件所需总功率,然后考虑功率预留和频率要求,查相关型号感应加热装置。
感应加热装置各种功率概念及其关系
(1)直流输入功率P0为阳极电压和阳极电流的乘积,即P0=EaIa0
对于型的最大直流输入功率Pmax=13.5KV×
12A=162KW
(2)额定输出功率P1=ηaP0,ηa为阳极效率(或振荡管效率),其值为0.6-0.8。
若取ηa=0.65,则对于GP100-Ga,P1=0.65×
162KW=105.3KW,在100KW左右,与额定功率100KW一致。
智慧树材料与社会答案
教学质量综合测评
欧洲西部教学反思额定输出功率是感应加热装置的一个很重要的技术指标,选择感应装置的功率就是指额定功率。
(3)负载吸收功率PL指额定输出功率在振荡器回路产生各种损耗后,最后传输到工件使工件加热所消耗的电功率。
可用下式计算:
PL=P1ηNηMηC,式中,ηN为淬火变压器效率,其值为0.75-0.85,常取0.8;
ηM为感应器电效率,其值为0.75-0.85,常取0.8;
ηC为回路的传输效率,其值常取0.9。
对于GP100-Ga,用上式计算可得PL约为58KW。
需说明的是,出厂说明书上所说的PL=80KW是在最佳状态下用假想负载测得的数据,加热实际工件时,不可能获得这样大的加热功率。
根据实际零件和加热方式确定所需感应加热装置
(1)加热零件单位表面功率的确定
零件单位表面功率又称比功率,指被加热零件单位面积上所需要的功率。
比功率是计算零件的总功率,进而选择感应加热装置时最基本依据。
数学文化答案比功率与淬硬层深度、零件大小、加热时间、电流效率、加热方式等有关。
比功率大小直接影响加热速度快慢,比功率越大,加热越快,淬硬层越深。
准确确定比功率很困难,生产上常采用近似估算、查图表或取经验数据等方法确定。
对
有限空间作业试题于中频一次淬火常取0.8-1.5KW/cm2,中频连续淬火常取2-3.5KW/cm2
对于高频一次淬火常
教师评语小学取0.8-2.0KW/cm2,高频连续淬火常取2-3.5KW/cm2
一般来件,零件淬火面积越小或零件尺寸越小、形状越简单、使用频率越低、淬火层要求较浅、材料原始组织较细密、材料为中碳钢或中碳低合金钢时,比功率取上限,以获得较快的加热速度和在较短的时间内获得较薄的淬火层。
反之则取下限。
(2)零件加热所需总功率
新课改的教师观一次淬火总功率为比功率Pb与一次淬火面积S的乘积,即PL=Pb×
S。
连续淬火总功率PL=πDh
Pb,式中D为零件直径,h感应圈高度。
因为h=,式中τk为加热时间,v为零件与感应圈相对运动速度。
因此,PL=πDτkv
Pb。
(3)感应加热装置输出功率P1=PL
/ηNηMηC,考虑预留必要的功率余量,然后查有关频率范围内的感应加热装置规格,选取满足输出功率要求的型号。
例:
有一直径为40mm的中碳钢零件,要求表面淬火层深度为0.5mm,其感应加热的最佳频率是多少?
若进行连续淬火,感应圈高度为1cm,问应选用何种类型设备为宜?
教师教育理念一句话
(1)
由题意,x=0.5mm,当δ=2,x=1mm时,频率为最佳频率,故f最佳=250000/
数学专业论文选题δ2
数学题目大全带答案=250KHz。
零件加热所需总功率PL=πDh
Pb=3.14×
4×
1×
2=25.12KW
取ηN=0.8,ηM=0.8,ηC=0.9,得感应加热装置输出功率P1=25.12/0.8×
0.8×
0.9=43.6KW
考虑25%的功率储备,得感应加热装置输出功率为54.5KW,根据54.5KW和250KHz,可选用GP-60高频感应加热装置。
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