Индукциялық қыздырылған қондырғылар

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 22Следующая ⇒

Индукциялық қыздырылған қондырғылар әр түрлі технологиялық процесстерде машинажасау және өндірістің басқа да салаларында кеңінен қолданылған. Оларды екі негізгі түрлерге бөледі: тесіп және үстінен өткен қызу.

Тесіп өту қызуының индукциялық қондырғылары дайындамаларды келесі пластикалық деформация кезінде қыздыру үшін қолданылады: ковкілеу, штампылау, престеу, жұқалау және т.б

Қызудың басқа түрімен салыстырғанда (жану пештерінде, резисторлы қызу пештерінде) индукциялық қызу металлдың аз иісіне ие болады және қабыршақтың өңделген бұйымға түсуінен сапасыздығы төмен болады.

Қыздырылған бұйымдардың геометриялық параметрлеріне байланысты,және олардың қондырғыларындағы индукциялық қоректену көзіндегі материалды жиілікте дайындайды.

Үстінен өткен қызу қондырғысын орнату үшін жұмыс жиілігін, жылудың бөлінгені , қабаттың анықталған қалыңдығының және үстіңгі жағының жоғары градиенттегі температурасының жоқтығы кезінде, қабатта қалыңдығы жеткілікті бұйымның қимасы бойынша жүзеге асырылады. Сол кезде бұйым беті және ПӘК қондырғысы қызып кетудің аз мөлшеріне ие болады.

Қызуды терең деп есептейді, егер  шарты орындалса, мұндағы -қызған дайындаманың радиусы; ыстық дайындама металлына токтың өту тереңдігі. Цилиндрлі болат дайындамалары үстінен өту қызуы үшін қажетті жиілік мына қатынас бойынша анықталады

мұндағы  - қызған дайындаманың диаметрі, см.

Жұмыс режимі бойынша үстінен өту қызуын периодты және үзіліссіз әрекеттесу деп бөледі. Периодты әрекеттесу қондырғыларында тек бір ғана бұйым және оның бөлігі ғана қызады.Магнит материалынан жасалынған дайындама қызған кезде пайдаланылған қуаттың өзгерісі:басында ол өседі, содан кейін Кюри нүктесіне жеткен кезде 60-70% - ке дейін төмендейді. Түсті металлдардан жасалынған дайындамаларды қыздырған кезде қызудың соңындағы қуат салыстырмалы электр кедергісінің арқасында бірнеше рет жоғарылайды.

4.10 сурет. Үзіліссіз әрекеттесу кезіндегі индукциялық қызу қондырғыларының сұлбасы.

а, в, г –бойлай; б, d – көлденең магнит өрісінде; 1-индуктор; 2-қыздырылатын бұйым; 3-жылу изоляторы; 4-бұйымды ауыстыратын механизм; 5-магнитөткізгіш.

Үзіліссіз әрекеттесу қондырғыларында біруақытта бірнеше дайындамалар орналасады, олар бойлай және көлденең магнит өрісінде орналасқан (4.10 сурет).Қыздыру процесі кезінде олар индуктор ұзындығы бойынша орын ауыстырады, және берілген температурада қызады. Үзіліссіз әрекеттесу қыздыруларында қоректену көзінің қуаты қолданылады, өйткені олардың қоректену көзінен пайдаланылатын орташа қуаты,периодты әрекеттесу кезіндегі қызудың қуатынан жоғары болады.

Қызудың үзіліссіз әрекеттесу индукциясы қоректену көзінде жоғары ПӘК-ке ие болады, және периодты әрекеттесу қондырғыларына қарағанда олардың өнімділігі де жоғары болады. Қызудың бірнеше қоректену көзі қолданылады, сонымен қатар бір қыздырғышқа бірнеше генератордың қосылуы да болады, олар бірнеше секциядан тұрады (4.10,в сурет А, В, С секциялары).

Үстінен өту қызуы үшін индуктор қондырғысының конструкциясы бұйымның формасына және өлшеміне байланысты болады.Индукторды дөңгелек, квадрат, немесе тік бұрышты үшбұрыш қимасы ретінде жасайды. Дайындаманың соңын қыздыру үшін индукторды сызаттық немесе ілмектік түрде жасайды (4.10,г,д).

Индукциялық беттің қызуы беттік әсермен және жақындасу әсермен түсіндіріледі.

Беттік әсер нәтижесінде ток қызған бұйымға біркелкі таралмайды.Токтың ең жоғары тығыздығы дайындама қабатының үстіңгі жағында болады.Ток тығыздығының өткізгіш беттің центрінен өсуі, экспоненциальді заң бойынша жүреді : мұндағы -өткізгіш бетінен ток тығыздығының х арақашықтығына дейінгі орташа кватдратты мәні; - ену тереңдігі- өткізгіш қабатының центрге бағыты бойынша арақашықтығы, онда ток тығыздығы оның қабатындағы ток тығыздығына қарағанда  рет төмендейді.

Бұдан шығатыны, қабат беттерінде жоғары жиілікті қолданған кезде, металлдың жылдам қызуын қамтамасыз ететін токтың үлкен тығыздығын алуға болады.

Беттік қызудағы индукциялық қондырғылар келесі термохимиялық өңдеу кезінде бұйымды қыздыру үшін қоданылады.

Индукциялық шынықтыру бұйымның бетін ауада жылдам суыту кезінде жылдам қыздыруға негізделген.

4.11 сурет. Беттегі индукциялық қыздырудың технологиялық сұлбасы

1-индуктор; 2-қыздырылатын бұйым; 3- бұйымның қызған қабаты

4.12 сурет. Индукциялық қыздырудың сұлбасы

-индуктордың ішкі диаметрі; - бұйымның диаметрі; - отқа төзімді цилиндрдің ішкі диаметрі; - жылуизоляцияланған цилиндрдің ішкі диаметрі; - индуктордың ұзындығы; -шарбақтың жалпы ұзындығы.

Индуктор жүйесінің жоғары электрлік және жылулық ПӘК-ін сақтап тұру – қыздырылған дене формасының үлкен санын және индуктордың өлшемін анықтайды. Бетпен қыздырылатын индуктордың кейбір сұлбалары 4.11, а-в суреттерінде көрсетілген.

Индукторлар салыстырмалы беттік қуатпен сипатталады , жіһәне ол токтың жиілігінен, қыздырудың тереңдігінен,қыздырылатын бұйымның өлшемінен тәуелді болады, және өте кең шектерде өзгереді.

Индуктордың негізгі геометриялық қатынастарын таңдау, яғни оның ішкі диаметрін және ұзындығын, сонымен қатар оның жылу изоляциясының өлшемін келесідей жасалынады (4.12 сурет).

Индуктор және отқа төзімді цилиндр арасында материалдың жылу изоляцияланған қабаты орналасады , бұл оның жылулық шығындарын төмендетеді және индуктордың электрлік изоляциясын қорғайды.

Индукциялық қондырғының желіден активті қуаттың сіңірілуін бұйымның қызуына жұмсалатын пайдалы қуат арқылы анықталады және жүйенің жалпы ПӘК-і

мұндағы - жүйенің, индуктордың, конденсатор батареясының, қоректену көзінің және желінің сәйкес ПӘК-і;

Пайдалы қуат

мұндағы -  температура арасындағы салыстырмалы орташа интегралды сыйымдылық;  және - бұйымның соңғы және бастапқы температуралары, К; бір бұйымның массасы, кг;  - бірмезетте индукторда қыздырылатын бұйымның саны; қыздыру уақыты,с.

Индукторда бұйымның қызуын бірдей қамтамасыз ету үшін оның ұзындығын шарбақтың ұзындығынан үлкен болатындай етіп таңдау қажет. Бұл шартты ұстанған кезде, бұйымның соңы қызбауы мүмкін, өйткені индуктордың соғында магнит өрісі күшті бұрмаланған,сонымен қатар жылулық шығын нәтижесінде бұйымның қызуының соңғы аумағында футеровка аз болады.

Индуктордың үйлесімді диаметрі ПӘК-ті максималды түрде сақтаумен ескеріледі, сонымен қатар индукторлардың жылулық және электрлк изоляцияда орналасу жайында конструкциялық ойлар, ал көп жағдайда арнайы бағыттаумен де ескеріледі.

Берілген тереңдіктегі  қызуға қажетті үйлесімді жиілік

мұндағы  - қыздырылған материалдың салыстырмалы электрлік кедергісі, Ом·м.

Шынықтырудың астына болат бетінің қыздырылуы үшін

Металлды қыздыру үшін үйлесімді жиілікті таңдау жалпы ПӘК-тің максималды мәнімен анықталады,және ол энергияның минималды шығындалуымен сәйкес болады.

Индуктордың электрлік ПӘК-і бірнеше өлшемдерден тәуелді болады:бұйым диаметрлерінің қатынасынан  , индукторынан,металл индукторының салыстырмалы кедергісінен  және дайындамасынан дайындама металлының магнит өтімділігінен :

Қыздырылған бұйымның -сы жоғары болған сайын, төмен болады.Сонда, түсті металлдарды қыздыру кезінде ол бірнеше рет -тен үлкен болатын жағдайлар болады.

Индуктор-шарбақ жүйесінің қуат коэффициенті және конденсатор батареясының реактивті қуаты.

Индукциялық қондырғылардың ережеге сай, табиғи қуат коэффициенті төмен болады, және оның мәні, ток жиілігіне, магнит өтімділігі, индуктор және бұйымның арасындағы саңылау, қыздырылған бұйымның өлшемдері және салыстырмалы кедергісіне байланысты өзгеріп отырады.

Қуат коэффициентінің ток жиілігіне және қыздырылған бұйымның диаметріне тәуелділігі, конденсатор батареясын өтейтін,рективті қуатты дұрыс таңдауға мүмкіндік береді, электр энергиясының тек минималды шығынымен басқарылмай,және қондырғының құнын төмендетеді және қажетті өндіріс аудандарын қысқартады.

Индуктор-шарбақ жүйесінің қуат коэффициенті

мұндағы -цилиндрлік шарбақ қолданатын, активті және реактивті қуатр; индуктордың активті, реактивті қуаттары; -индуктор және шарбақ саңылауының арасында ыдырайтын, реактивті қуат.

Табиғи индукциялық қондырғыны өтеу үшін , конденсатор батареясының  реактивті қуаты.

мұндағы -оның аткивті қуаты;  - ток және кернеудің өтелген контуры арасындаға фазаның жылжуы.

Конденсатордағы активті шығындар

мұндағы -диэлектрлік шығындардың тангенс бұрышы.

Индукциялық қондырғыда реактивті қуатты өтейтін, конденсатор батареясының пайдалы әсер коэффициенті

Әдетте  жеткілікті жоғары болады, бірақ кейбір жеке жағдайларда жоғары жиілік және төмен  кезінде конденсатордағы шығындар индуктор қуатының -не дейін жетеді.

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология