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感應(yīng)加熱淬火感應(yīng)器的設(shè)計(jì)原則

日期:2019-02-13 04:42:58 點(diǎn)擊數(shù):734
感應(yīng)加熱淬火感應(yīng)器是利用渦流原理來(lái)完成零件表面淬火、表面強(qiáng)化的關(guān)鍵加熱元件。進(jìn)行表面加熱的零件種類(lèi)很多,形狀差異很大,因此感應(yīng)器的設(shè)計(jì)形態(tài)各異,一般對(duì)感應(yīng)器的尺寸主要考慮感 應(yīng)圈的直徑、高度、截面形狀、冷卻水路及噴水孔等,其設(shè)計(jì)思路如下。

1.感應(yīng)器的直徑
感應(yīng)器的形狀是根據(jù)加熱零件的表面輪廓來(lái)確定的,要求感應(yīng)圈與零件之間必須有一定的間隙,而且各處應(yīng)均勻一致。
對(duì)外圓加熱時(shí),感應(yīng)器的內(nèi)徑 D內(nèi) = D0 +2a;對(duì)內(nèi)孔加熱時(shí),感應(yīng)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(duì)軸類(lèi)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(jìn)行中頻感應(yīng)加熱淬火,則間隙略有不同,一般軸類(lèi)零件為 2.5~ 3mm,內(nèi)孔為2~ 3mm )。
 
2.感應(yīng)器的高度
感應(yīng)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(lái)確定 :
( 1)對(duì)于短軸類(lèi)零件一次加熱,為防止尖角過(guò)熱,感應(yīng)圈的高度應(yīng)小于零件的高度。
( 2)長(zhǎng)軸類(lèi)零件一次加熱局部冷卻時(shí),感應(yīng)圈的高度為需要淬火區(qū)長(zhǎng)度的1. 05~1. 2倍。
( 3)單匝感應(yīng)圈高度太高時(shí),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(yīng)圈來(lái)代替。
 
3.感應(yīng)圈的截面形狀
感應(yīng)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(dāng)淬火面積相同時(shí),彎制成矩形截面感應(yīng)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(yīng)圈壁厚為 0. 5mm,中頻感應(yīng)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(duì)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(shí)加熱采用自噴冷卻時(shí),感應(yīng)圈噴水孔的直徑多為0.8~1.0mm,中頻感應(yīng)加熱為 1~ 2mm ;連續(xù)加熱淬火感應(yīng)圈噴水孔的角度為35°~ 45°,孔距為 3~ 5mm。同時(shí)加熱淬火噴水孔應(yīng)交錯(cuò)排列,孔距布置均勻,一般噴水孔的總面積應(yīng)小于進(jìn)水管的面積,以確保噴水的壓力和進(jìn)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(yīng),可在感應(yīng)圈上卡上鐵氧 (高頻感應(yīng)淬火 )或硅鋼片 (中頻感應(yīng)淬火),制成 “門(mén)字形 ”導(dǎo)磁體,驅(qū)使電流沿導(dǎo)磁體的缺口 (感應(yīng)圈的外層 )流過(guò)。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(yīng)加熱時(shí),對(duì)于感應(yīng)圈靠近尖角部分的間隙應(yīng)適當(dāng)加大,以防局部過(guò)熱。
 
 
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