מתקני חימום וחידוד אינדוקציה
במתקני אינדוקציה, חום בגוף מחומם מוליך חשמלי משתחרר על ידי זרמים המושרים בו על ידי שדה אלקטרומגנטי מתחלף.
יתרונות חימום אינדוקציה בהשוואה לחימום בתנורי התנגדות:
1) העברת אנרגיה חשמלית ישירות לגוף המחומם מאפשרת חימום ישיר של חומרים מוליכים. במקביל, קצב החימום עולה בהשוואה למתקנים בפעולה עקיפה, כאשר המוצר מחומם רק מהמשטח.
2) העברת אנרגיה חשמלית ישירות לגוף המחומם אינה מצריכה התקני מגע. זה נוח בתנאים של ייצור אוטומטי, כאשר נעשה שימוש באמצעי ואקום והגנה.
3) עקב תופעת אפקט פני השטח משתחרר הכוח המרבי בשכבת פני השטח של המוצר המחומם. לכן, חימום אינדוקציה במהלך הקירור מבטיח חימום מהיר של שכבת הפנים של המוצר.זה מאפשר להשיג קשיות פנים גבוהה של החלק עם מדיום צמיג יחסית. התקשות משטח אינדוקציה מהירה וחסכונית יותר משיטות התקשות משטח אחרות.
4) חימום אינדוקציה משפר ברוב המקרים את התפוקה ומשפר את תנאי העבודה.
חימום אינדוקציה נמצא בשימוש נרחב עבור:
1) התכה של מתכות
2) טיפול בחום של חלקים
3) על ידי חימום חלקים או ריקים לפני דפורמציה פלסטית (זיוף, הטבעה, לחיצה)
4) הלחמה ושכבות
5) ריתוך מתכת
6) טיפול כימי ותרמי במוצרים
במתקני חימום אינדוקציה, המשרן יוצר שדה אלקרומגנטי, מוביל לחלק מתכתי זרמי מערבולת, שהצפיפות הגדולה ביותר שלו נופלת על שכבת פני השטח של חומר העבודה, שם משתחררת כמות החום הגדולה ביותר. חום זה הוא פרופורציונלי להספק המסופק למשרן ותלוי בזמן החימום ובתדירות זרם המשרן. על ידי בחירה מתאימה של הספק, תדירות וזמן פעולה, ניתן לבצע חימום בשכבת פני השטח בעובי שונה או על כל החלק של חומר העבודה.
מתקני חימום אינדוקציה, בהתאם לשיטת הטעינה ואופי הפעולה, פועלים לסירוגין ורציף. זה האחרון יכול להיות מובנה בקווי ייצור וקווי תהליך אוטומטי.
התקשות אינדוקציה של פני השטח, בפרט, מחליפה פעולות התקשות פני השטח יקרות כמו קרבוריזציה, ניטרידה וכו'.
מתקני התקשות אינדוקציה
מטרת התקשות משטח אינדוקציה: השגת קשיות גבוהה של שכבת פני השטח תוך שמירה על הסביבה הצמיגה של החלק. כדי להשיג התקשות כזו, חומר העבודה מחומם במהירות לעומק שנקבע מראש על ידי הזרם המושרה על ידי שכבת פני השטח של המתכת, ואחריו קירור.
עומק חדירת הזרם למתכת תלוי בתדירות, ואז התקשות פני השטח דורשת עובי שונה של השכבה המוקשה.
ישנם הסוגים הבאים של התקשות משטח אינדוקציה:
1) במקביל
2) סיבוב סימולטני
3) רציף-רציף
התקשות אינדוקציה סימולטנית — מורכבת מחימום בו-זמני של כל המשטח להקשה ולאחר מכן קירור המשטח נוח לשלב את המשרן והמצנן. היישום מוגבל על ידי הספק של מחולל החשמל. המשטח המחומם אינו עולה על 200-300 סמ"ר.
התקשות אינדוקציה סימולטנית-רציפה - מאופיינת בעובדה שהחלקים הבודדים של החלק המחומם מחוממים בו-זמנית וברצף.
התקשות אינדוקציה רציפה - משמשת במקרה של אורך גדול של המשטח המוקשה ומורכבת מחימום החלק של החלק במהלך התנועה הרציפה של החלק ביחס למשרן או להיפך. קירור פני השטח מלווה בחימום. אפשר להשתמש בצידנים נפרדים או לשלבם עם משרן.
בפועל, הרעיון של התקשות משטח אינדוקציה מיושם במכונות התקשות אינדוקציה.
ישנן מכונות התקשות אינדוקציה מיוחדות המיועדות לעיבוד חלק מסוים או קבוצות חלקים, בגדלים מעט שונים, ומכונות התקשות אינדוקציה אוניברסליות לעיבוד כל חלק.
מכונות אשפרה כוללות את הפריטים הבאים:
1) שנאי מטה
2) משרן
3) קבלי סוללה
4) מערכת קירור מים
5) אלמנט בקרת וניהול מכונה
מכונות אוניברסליות להתקשות אינדוקציה מצוידות במכשירים לתיקון חלקים, תנועתם, סיבובם, אפשרות החלפת המשרן. העיצוב של משרן ההתקשות תלוי בסוג התקשות פני השטח ובצורת המשטח שיש להתקשות.
בהתאם לסוג התקשות פני השטח ותצורת החלקים, נעשה שימוש בעיצובים שונים של משרני התקשות.
המכשיר לריפוי משרנים
משרן מורכב מחוט אינדוקטיבי היוצר שדה מגנטי לסירוגין, פסים, בלוקים מסוף לחיבור המשרן למקור חשמל, צינורות לאספקת וניקוז מים. משרנים בודדים ורב-סיבובים משמשים להקשחת משטחים שטוחים.
ישנו משרן להקשחת המשטחים החיצוניים של חלקים גליליים, משטחים שטוחים פנימיים וכו'. ישנם גליליים, לולאה, ספירלה-גלילית וספירלה שטוחה. בתדרים נמוכים, המשרן עשוי להכיל מעגל מגנטי (במקרים מסוימים).
ספקי כוח לריפוי משרנים
ממירי מכונה חשמלית וממירי תיריסטורים, המספקים תדרי פעולה של עד 8 קילו-הרץ, משמשים כמקורות כוח למשרני מרווה בתדר בינוני.כדי להשיג תדר בטווח של 150 עד 8000 הרץ, משתמשים במחוללי מכונות. ניתן להשתמש בממירים נשלטי שסתומים. עבור תדרים גבוהים יותר נעשה שימוש במחוללי צינורות. בתחום התדר המוגבר משתמשים במחוללי מכונות. מבחינה מבנית, הגנרטור משולב עם מנוע ההנעה בהתקן המרה אחד.
עבור תדרים מ-150 עד 500 הרץ, נעשה שימוש בגנרטורים מרובי-קוטביים קונבנציונליים. הם עובדים במהירויות גבוהות. סליל העירור הממוקם על הרוטור מוזן דרך מגע הטבעת.
עבור תדרים מ-100 עד 8000 הרץ, משתמשים במחוללי משרנים, שלרוטור שלהם אין סלילה.
בגנרטור סינכרוני קונבנציונלי, פיתול העירור המסתובב עם הרוטור יוצר שטף לסירוגין בפיתול הסטטור, ואז במחולל האינדוקציה, סיבוב הרוטור גורם לפעימה של השטף המגנטי הקשור בפיתול המגנטי. השימוש בגנרטור אינדוקציה בעל תדר מוגבר נובע מקשיי תכנון של גנרטורים הפועלים בתדר > 500 הרץ. בגנרטורים כאלה, קשה להציב פיתולי סטטור ורוטור רב קוטבי; הכונן נעשה על ידי מנועים אסינכרוניים. עם הספק של עד 100 קילוואט, שתי המכונות משולבות בדרך כלל במארז אחד. הספק גבוה - שני מקרים מחממי אינדוקציה והתקני קירור יכולים להיות מופעלים על ידי גנרטורים מכונות באמצעות אינדוקציה או חשמל מרכזי.
כוח אינדוקציה שימושי כאשר הגנרטור נטען במלואו על ידי יחידה אחת הפועלת ברציפות בגופי חימום מתכתיים.
אספקת חשמל מרכזית - בנוכחות מספר רב של גופי חימום הפועלים באופן מחזורי.במקרה זה, ניתן לחסוך בכוח המותקן של הגנרטורים עקב פעולה בו זמנית של יחידות חימום נפרדות.
גנרטורים משמשים בדרך כלל עם עירור עצמי, שיכול לספק הספק של עד 200 קילוואט. מנורות כאלה פועלות במתח אנודה של 10-15 קילו וולט; קירור מים משמש לקירור מנורות האנודה עם הספק מפוזר של יותר מ-10 קילוואט.
מיישרי הספק משמשים בדרך כלל להשגת מתח גבוה. הכוח שמספק ההתקנה. לעתים קרובות תיקונים אלה נעשים על ידי התאמת מתח המוצא של המיישר ועל ידי שימוש בסיכוך אמין של כבלים קואקסיאליים כדי לשאת הספק בתדר גבוה. בנוכחות מדפי חימום לא ממוגנים, יש להשתמש בשלט רחוק כמו גם בהפעלה אוטומטית מכנית כדי למנוע נוכחות של צוות באזור המסוכן.