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感应加热设备淬火感应器的设计
作者: 发布日期:2018/09/29 关注次数:702

 感应加热淬火感应器是利用涡流原理来完成零件表面淬火、强化表面的关键加热元件。进行表面加热零件的种类很多,形状差异很大,因此感应器的设计形态各异,一般对感应器的尺寸主要考虑感应圈的直径、高度、截面形状、冷却水路以及喷水孔等,其设计思路如下。

1.感应器的直径

感应器的形状是根据加热零件的表面轮廓来确定的,要求感应圈与零件之间必须有一定的间隙,而且各处均匀一致。

对外圆加热时,感应器的内径d=d0 2a;对内孔加热时,感应器的外径d=d0-2a。其中d0为工件的外圆直径或内孔直径,a为二者之间的间隙。对轴类零件取1.5~3.5mm,齿轮零件取1.5~4.5mm,内孔零件取1~2mm。如进行中频加热淬火,则间隙略微有所不同,一般轴类零件为2.5~3mm,内孔为2~3mm。


2.感应器的高度

感应器的高度主要根据加热设备的功率p0、工件的直径d和所确定的比功率p来确定:

1)对于短轴类零件一次加热,为防止尖角过热,感应圈的高度应小于零件的高度。

2)长轴类零件一次加热局部冷却时,感应圈的高度为需要淬火区长度的1.05~1.2倍。

(3)单匝感应圈高度太高时,工件表面的加热不均匀,中间温度比两边的温度高出许多,频率愈高则愈明显,故多采用双匝或多匝感应圈来代替。


3.感应圈的截面形状

感应圈的截面形状较多,如圆形、正方形、矩形、板型(外焊冷却水管)等,当淬火面积相同时,弯制成矩形截面感应圈最省料,而且透热层均匀,圆形截面最差,但易于弯制。选用的材料多为黄铜管或紫铜管,高频感应圈壁厚为0.5mm,中频感应圈为1.5mm。


4.冷却水路与喷水孔

考虑到因涡流损耗而发热,故各组成部分需要通水冷却,对于铜管可直接通水冷却,铜板制造部分可做成夹层或外焊铜管组成冷却水路;高频连续或同时加热采用自喷冷却时,感应圈的喷水孔的直径多为0.8~1.0mm,中频加热为1~2mm;连续加热淬火感应圈喷水孔的角度为35°~45°,孔距为3~5mm。同时加热淬火喷水孔应交错排列,孔距布置均匀,一般喷水孔的总面积应小于进水管的面积,以确保喷水的压力和进水压力符合要求。

需要注意的是为解决内孔加热的环形效应,可在感应圈上卡上铁氧(高频淬火)或硅钢(中频淬火)片,制成门字形导磁体,驱使电流沿导磁体的缺口(感应圈的外层)流过。为防止不应硬化的部分被加热,可采用钢环或软磁材料制成磁短路环屏蔽。另外感应加热时,对于感应圈靠近尖角部分的间隙应适当加大,以防局部过热。

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