Печи для нагрева насадных деталей

Индукционные печи и устройства для нагрева компактны, позволяют в отличие от печей сопротивления концентрировать большие мощности, обеспечивают высокие температуры и производительность. Однако в них сложно обеспечить точный нагрев. Установки индукционного нагрева с источником питания (преобразователь частоты, трансформаторы) и конденсаторами для компенсации реактивной мощности дороже и сложнее в эксплуатации, чем электропечи сопротивления. Их целесообразно использовать для нагрева цилиндрических тел (кольца, прутки, проволока) и в меньшей степени для прямоугольных. Наиболее эффективен индукционный нагрев при серийном и массовом производстве изделий, в поточных и автоматических линиях.

Для обеспечения непрерывного технологического процесса при использовании индукторов промышленной частоты 50 Гц, требующих 30... 40 минут на охлаждение после 3-4 съемов, необходимо иметь не один нагреватель, а как минимум 2 - 3, что делает сопоставимыми их стоимость с одним комплектом высокочастотного.

Низкочастотные индукционные нагреватели, обладая высоким реактивным сопротивлением, имеют низкие коэффициент мощности и к.п.д повышенное энергопотребление из сети. Высокочастотные индуктивные нагреватели, имея резонансный контур с автоматической подстройкой частоты и представляя только активную нагрузку (к.п.д. около 95 %) обеспечивают существенно меньшую энергоемкость.

УИН - это Установка Индукционного Нагрева. В этих установках индукционные токи, возникающие в проводниках (металлах) под действием электромагнитного поля, используются для нагрева металлических деталей. Конструктивно УИН состоит из двух основных частей: преобразователя и набора индукторов.

Индуктор представляет из себя, как правило, соленоидальную обмотку из алюминиевого или медного провода. Указанный соленоид "прислоняется" к нагреваемому изделию, в нем возбуждается вихревые токи, которые, собственно, и нагревают деталь. Причем интенсивно нагревается приповерхностный слой, он быстро расширяется и вместе с ним расширяется вся деталь, т.е. натяг уменьшается. Если мощность рассчитана правильно, т.е. теплоотдача от поверхности не успевает скомпенсировать эффект расширения, то через определенное время натяг занулится - пожалуйста, снимайте Вашу деталь.

В принципе, в большинстве случаев мы может доукомплектовать уже поставленный УИН индукторами для других операций, не предусмотренных первоначальным техническим заданием. Теоретическая наработка на отказ в работе индуктора 5000 час. Индукционная установка состоит из блока питания и набора индукторов, каждый из которых предназначен для нагрева детали (или деталей) определенного типа.

Индукционная нагревательная установка - электротермическая установка для нагрева металлических заготовок или деталей с применением индукционного нагрева. Наиболее широко распространены И.Н.У. для сквозного нагрева металлических заготовок перед горячей обработкой давлением и для поверхностной закалки стальных деталей. Обычно И.Н.У. состоят из генератора, индуктора, конденсаторной батареи, механизмов для перемещения нагреваемых заготовок, системы водоохлаждения и системы защиты и контроля.

Нагрев заготовок в И.Н.У. для сквозного нагрева осуществляется в многовитковом водоохлаждаемом футерованном индукторе. Холодные заготовки подаются в индуктор с одной стороны и выходят нагретыми с другой. Механизмы подачи имеют электромеханический, пневматический или гидравлический привод. Нагрев ведётся на низкой или средней частоте. И.Н.У. применяют главным образом для нагрева заготовок из стали, меди, алюминия, молибдена, вольфрама, титана, циркония и различных сплавов на их основе. Для И.Н.У. характерны высокая степень автоматизации процесса и малый угар нагреваемого в них металла (для стали менее 0,5%).

Индукционный нагрев - нагрев токопроводящих тел за счёт возбуждения в них электрических токов переменным электромагнитным полем. Мощность, выделяющаяся в проводнике при И. н., зависит от размеров и физических свойств проводника (удельного электрического сопротивления, относительной магнитной проницаемости), а также от частоты и напряжённости электромагнитного поля. Источниками электромагнитного поля при И. н. служат индукторы. И. н. характеризуется неравномерным выделением мощности в нагреваемом объекте. В поверхностном слое, называемом глубиной проникновения, выделяется 86% всей мощности. Для создания переменного электромагнитного поля при И. н. используются токи низкой (50 гц), средней (до 10 кгц) и высокой (свыше 10 кгц) частоты. Для питания индукторов токами средней и высокой частоты применяют машинные и статические преобразователи, а также ламповые генераторы.

Индуктор нагревательный (лат. inductor, от induce — ввожу, нахожу, побуждаю), электромагнитное устройство, предназначенное для индукционного нагрева. И. н. состоит из двух основных частей — индуктирующего провода, с помощью которого создаётся переменное магнитное поле, и токоподводов для подключения индуктирующего провода к источнику электрической энергии. Проводящее электрический ток тело, помещенное в магнитное переменное поле, нагревается вследствие теплового действия вихревых токов, наводимых в участках изделия, непосредственно охватываемых индуктирующим проводом. В основном все типы И. н. могут быть разделены на два вида: одновременного и непрерывно-последовательного нагрева. В первом случае площадь индуктирующего провода примерно равна площади нагреваемой поверхности, что позволяет одновременно нагревать все её участки. При втором способе нагреваемое изделие перемещают относительно индуктирующего провода, последовательно нагревая участки поверхности изделия.

Трансформатор электрический - статическое (не имеющее подвижных частей) устройство для преобразования переменного напряжения по величине. В основе действия Т.Э. лежит явление индукции электромагнитной. Т.Э. состоит из одной первичной обмотки (ПО), одной или нескольких вторичных обмоток (ВО) и ферромагнитного сердечника (магнитопровода), обычно замкнутой формы (см. рис.). Все обмотки расположены на магнитопроводе и индуктивно связаны между собой. Иногда вторичной обмоткой служит часть ПО (или наоборот); такие Т.Э. называются автотрансформаторами. Концы ПО (вход трансформатора) подключают к источнику переменного напряжения, а концы ВО (его выход) — к потребителям. Переменный ток в ПО приводит к появлению в магнитопроводе переменного магнитного потока. В реальных Т.Э. часть магнитного потока замыкается вне магнитопровода, образуя так называемые потоки рассеяния; однако в высококачественные Т.Э. потоки рассеяния малы по сравнению с основным потоком (потоком в магнитопроводе).

Основной магнитный поток в режиме холостого хода создаётся относительно малым намагничивающим током (током холостого хода I0) в ПО. Если Т.Э. нагружен (ВО подключена к нагрузке и по ней протекает ток), магнитодвижущая сила ВО (произведение I2w2) компенсируется соответствующим увеличением магнитодвижущей силы ПО (I ₁ w ₁— I ₀ w ₁) и величина основного магнитного потока остаётся практически такой же, как и в режиме холостого хода (то есть сохраняется условие U ₁ + E ₁ = 0). Отсюда, пренебрегая

Основной вид Т.Э. — силовые трансформаторы, среди которых наиболее представительную группу составляют двухобмоточные силовые Т.Э., устанавливаемые на линиях электропередачи (ЛЭП). Такие т.э. повышают напряжение тока, вырабатываемого генераторами электростанций, с 10—15 кв до 220—750 кв, что позволяет передавать электроэнергию по воздушным ЛЭП на несколько тыс. км. В местах потребления электроэнергии при помощи силовых Т.Э. высокое напряжение преобразуют в низкое (220 в, 380 в и др.). Многократное преобразование электроэнергии требует большого количества силовых Т.Э., поэтому их суммарная мощность в энергосистеме в несколько раз превышает мощность источников и потребителей энергии. Мощные силовые Т.Э. имеют кпд 98—99%. Их обмотки изготовляют, как правило, из меди, магнитопроводы — из листов холоднокатаной электротехнической стали толщиной 0,5—0,35 мм, имеющей высокую магнитную проницаемость и малые потери на гистерезис и вихревые токи. Магнитопровод и обмотки силового т.е. обычно помещают в бак, заполненный минеральным маслом, которое используется для изоляции и охлаждения обмоток. Такие Т.Э. (масляные) обычно устанавливают на открытом воздухе, что требует улучшенной изоляции выводов и герметичности бака. Т.Э. без масляного охлаждения называются сухими. Для лучшего отвода тепла Т.Э. снабжают трубчатым радиатором, омываемым воздухом (в ряде случаев — водой). В грозоупорных трансформаторах применяют обмотки, конструкция которых устраняет появление опасных напряжений на изоляции. Иногда два или более Т.Э. включают последовательно (см. Каскадный трансформатор). В ряде случаев используют трансформаторы с регулированием под нагрузкой.