Индукционная установка «Петра-0501» для нагрева ТВЧ в кольцевом индукторе для закалки шестерен

№ 1’2019
PDF версия
В статье представлены: • индукционная ТВЧ-установка (токи высокой частоты) для нагрева для закалки шестерен в кольцевом индукторе; • статический преобразователь частоты «ПЕТРА-0501», его основные технические характеристики, устройство, а также особенности исполнения; • индукционная нагревательная установка «ПЕТРА-ИНУ».

Преобразователь «Петра-0501»

Специалистами ООО НКВП «Петра» разработан новый статический преобразователь для ТВЧ индукционного нагрева «ПЕТРА-0501» в кольцевом индукторе для закалки шестерен.

Индукционные установки применяются при бесконтактном нагреве металлов ТВЧ для поверхностной закалки шестерен и зубчатых колес большого модуля [1, 2].

На рис. 1 показана индукционная нагревательная установка (ИНУ) преобразователя «Петра-0501» для закалки шестерен с трансформатором в кольцевом индукторе.

Установка индукционного нагрева ТВЧ «Петра-0501» для закалки шестерен в кольцевом индукторе

Рис. 1. Установка индукционного нагрева ТВЧ «Петра-0501» для закалки шестерен в кольцевом индукторе

Индукционные транзисторные преобразователи созданы на базе преобразователей частоты типа «ПЕТРА». Индукционный преобразователь «ПЕТРА-0501» применяется для термических участков: пайка резцов, ТВЧ-закалка валов, шестерен и т. д.

Установка индукционная нагревательная «ПЕТРА-0501» эффективно заменяет собой ламповые ТВЧ-установки типа ЛЗ и ВЧГ. По сравнению с ламповыми установками «ПЕТРА-0501» имеет высокий КПД и малые габариты, а кроме того, перед началом и по окончании работы не требует дополнительного времени на разогрев и остывание лампы.

Таблица 1. Технические параметры индукционной установки «ПЕТРА»

Fнагр,кГц

Рном, кВт

КПД

Расход воды, м3

Масса, кг

22

30

0,75

0,5

270

10

63

0,85

0,83

18

100

0,75

0,63

2,4

0,9

1

410

22

380

10

2,4

160

1,6

420

4

8

Примечание: Uвых — 400 В; Uнагр — 400, 800, 1600 В. Индукционная установка «ПЕТРА-0501» обеспечивает мощности нагрева в индукторах с малым cosj. Система автоматического управления преобразователей позволяет стабилизировать напряжение индуктора или мощность, потребляемую из сети, на заданном уровне. Преобразователи имеют разветвленную систему защит и блокировок.

Установка «ПЕТРА» в технологии закалки применяет автокомпенсацию изменения тока индуктора зазора «деталь-индуктор».

На рис. 2 показаны габаритные размеры установки ИНУ «ПЕТРА-0501».

Габаритные размеры преобразователя «ПЕТРА-0501» и согласующий трансформатор с индуктором

Рис. 2. Габаритные размеры преобразователя «ПЕТРА-0501» и согласующий трансформатор с индуктором

На рис. 3 показаны ТВЧ-установки «ПЕТРА» для кольцевых индукторов при частоте 2,4–22 кГц. Согласующие трансформаторы представлены для теплообменных станций.

Индукционные установки «Петра» для кольцевых индукторов

Рис. 3. Индукционные установки «Петра» для кольцевых индукторов

 

Индукционная установка «ПЕТРА-ИНУ» для закалки шестерен

Установки индукционные нагревательные применяются в специальных технологиях закалки шестерен. Установка «Петра-ИНУ» заменяет машинные преобразователи частоты, требующие большого пускового тока и тока холостого хода, а также специального помещения.

В технологии закалки «Петра-ИНУ» обеспечивает автокомпенсацию изменения зазора «деталь-индуктор» током индуктора и небольшое время высокочастотного нагрева.

Индукционный нагрев ТВЧ создает быстрое охлаждение, после закалки заготовки ее прочность увеличивается на 2–3 HRC. Износостойкость деталей при индукционном нагреве проявляется при небольшой глубине закаленного слоя.

Высокую повторяемость качества закаленного слоя обеспечивают автоматизация процесса и стабилизация тока индуктора.

Индукционная высокочастотная закалка характеризуется двумя основными параметрами: степенью твердости и глубиной закалки поверхности.

При небольшой мощности индукционной установки сердцевина зуба шестерни в отличие от закаленного слоя остается сырой.

Различают следующие типы нагрева:

  • глубинный нагрев — удельная мощность на единицу нагреваемой поверхности;
  • поверхностный нагрев — удельная мощность в этом случае незначительна;
  • показывают соотношения между числами твердости [3].

На рис. 4 показано рабочее место с преобразователем «Петра-0501». Индукционная установка «ПЕТРА-ИНУ» не требует специального помещения для размещения преобразователя.

Рабочее место с преобразователем «Петра-0501»

Рис. 4. Рабочее место с преобразователем «Петра-0501»

Рабочее место для закалки деталей использует различные индукторы для статического преобразователя частоты.

На рис. 5 представлены кольцевые индукторы для индукционного ТВЧ-нагрева.

Индукторы кольцевые для индукционного нагрева

Рис. 5. Индукторы кольцевые для индукционного нагрева

Полупроводниковые преобразователи частоты имеют особенности для закалочных кольцевых индукторов.

На рис. 6 показан процесс ТВЧ-закалки в кольцевом индукторе.

ТВЧ-закалка в кольцевом индукторе

Рис. 6. ТВЧ-закалка в кольцевом индукторе

ТВЧ-установка индукционного нагрева «ПЕТРА-0501» с номинальной частотой тока индуктора 2,4 кГц обеспечивает требуемую глубину закаленного слоя (около 5 мм) при соблюдении высокой скорости закалки.

Таблица 2. Индукционные параметры оборудования «Петра-0501»

Рпот, кВт

Полная мощность
индуктор, кВ·А

Fинд, кГц

Сквозной нагрев, Т > +750 °C

Поверхностная закалка

Диаметр (мин.), мм

Диаметр (норм.), мм

Диаметр (мин.), мм

Диаметр (макс.), мм

Глубина, мм

60

400, 500

44

6

20–25

8

120

1–2,2

60, 100, 160

400, 500, 800

22

8

20–30

11

120, 200, 250

1,6–4

100, 160, 250, 320

800, 3200

2,4

25

60–80

35

200, 250, 300, 500

5–10

Примечание. Параметры оборудования «Петра» могут отличаться от табличных.

На рис. 7 показана ТВЧ-закалка для большего колеса при индукционном нагреве крупномодульных шестерен. При равномерном закаленном слое поверхности зуба и впадины сердцевина зубчатого колеса остается сырой.

Большее колесо при закалке ТВЧ для крупномодульных шестерен

Рис. 7. Большее колесо при закалке ТВЧ для крупномодульных шестерен

Индукционные ТВЧ-установки ИНУ применяются, в частности, для:

  • индукционной закалки валов и шестерен диаметром до 200–250 мм в кольцевом индукторе при непрерывно-последовательном способе закалки;
  • индукционной закалки с нагревом тела вращения с площадью закалки до 200 см2.

На рис. 8 показан закалочный станок для поверхностной закалки ТВЧ в кольцевом индукторе.

Закалочный станок для нагрева ТВЧ в кольцевом индукторе

Рис. 8. Закалочный станок для нагрева ТВЧ в кольцевом индукторе

Станок УВП-500 обеспечивает параметры:

  • диаметры закаливаемых шестерен: до 500 мм, при высоте 40 мм;
  • модули закаливаемых шестерен: до 6 мм;
  • глубина закаленного слоя: от 1,6 мм.

Индукционная установка «ПЕТРА-0501» используется для закалки шестерен и зубчатых колес в кольцевом индукторе.

Таблица 3. Технические характеристики ТВЧ-установки при поверхностной закалке

Fинд, кГц

Поверхностная закалка

Расход воды, м3

Диаметр (макс.), мм

Глубина, мм

2,4

200

5–10

3

350

5–10

4,1

8

2,75–5,5

2,4

420

5–10

5

8

2,75–5,5

5,5

2,4

500

5–10

6,5

8

2,75–5,5

6,7

Литература
  1. Мамаева Д., Зинин Ю., Ройзман Ю. Индукционные установки ТВЧ для поверхностной закалки крупномодульных зубчатых колес // Силовая электроника. 2018. № 6.
  2. Мамаева Д., Зинин Ю., Ройзман Ю. Преобразователь частоты со встроенной теплообменной станцией типа «ПЕТРА-0133» и разработка малогабаритных закалочных трансформаторов ТВЧ // Силовая электроника. 2018. № 3.
  3. m-deer.ru/tehnologiya/zakalka-metallov-tokami-vysokoj-chastoty.html

Комментарии на “Индукционная установка «Петра-0501» для нагрева ТВЧ в кольцевом индукторе для закалки шестерен

  1. Здравствуйте! Есть желание приобрести индукционную установку Петра-0501 мощностью 100 кВт. Меня интересует ценовой вариант данного оборудования.

    • Сергей, здравствуйте!

      Вот контакты производителя:
      ООО НКВП «Петра»
      Адрес: 450112, Россия, Респ. Башкортостан, Уфа, ул. Войкова, дом 1, ЛИТ 1Д
      Отдел продаж: +7 (347) 292-15-17,
      Электронная почта: info@nkvp-petra.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *