إن أداة التسخين بالحث ذات التردد المتوسط العمودية الكبيرة التي تدعم أداة تسخين الأسطوانة المركبة هي نوع جديد من أدوات الآلة المصممة وفقًا لمفهوم جديد لاستبدال الغاز والزيت ودعم فرن درجة الحرارة التفاضلية الأسطوانية. إن وضع الرفع والتسخين والتشغيل والحقن يختلف عن فرن درجة الحرارة التفاضلية للأسطوانة الداعمة التقليدية. يهدف مفهوم التصميم للنوع الجديد من أداة الماكينة إلى أوجه القصور في فرن درجة الحرارة التفاضلية التي تعمل بالغاز في عملية الإنتاج (وقت التسخين طويل ، واستهلاك الطاقة مرتفع ، والرفع غير مريح ، وما إلى ذلك) والتصميم. لذلك ، فإن أداة الآلة الجديدة في كفاءة الإنتاج ، ووضع التسخين ، ووضع التبريد بالحقن ، وتكلفة الإنتاج ، وسلامة العمل ، وكثافة العمالة ، والتكيف مع قطع العمل ، وجودة قطعة العمل ، وإعدادات العملية أظهرت ميزة قوية.
من المعروف أن تحسين الجودة والدقة وعمر الخدمة وتقصير دورة المعالجة للفة الداعمة هو موضوع بحث مهم في مجال درفلة الفولاذ. يمكن تحسين معدل استخدام المواد بشكل فعال من خلال دراسة التكنولوجيا الجديدة لإنتاج بكرات الدعم. ترتبط مدة خدمة الأسطوانة الداعمة ارتباطًا وثيقًا بصلابة السطح وعمق طبقة التصلب ومقاومة التآكل للأسطوانة. في الوقت نفسه ، يعد تحسين طريقة التصنيع الأصلية واختيار مواد الأسطوانة الداعمة الأفضل من التدابير الأساسية لتحسين أداء الأسطوانة الداعمة.
نطاق قطع عمل معالجة الماكينة: الطول الإجمالي للأسطوانة الداعمة هو 6000 مم ، القطر 800 ~ 1680 مم ، طول الأسطوانة 780 ~ 2500 مم ، الجودة ≤ 60T ، عمق طبقة التصلب 30 ~ 118 مم.
1. مفهوم التصميم لدعم تسخين الحث الأسطواني
تم استخدام تقنية التسخين بالحث على نطاق واسع في المعالجة الميكانيكية ، ولكن نادرًا ما يتم استخدام إمداد الطاقة منخفض التردد وعالي الطاقة في المعالجة الحرارية. يعد هذا التطبيق للتدفئة منخفضة التردد وعالية الطاقة كدعم للتسخين بالحث الأسطواني تقدمًا كبيرًا في تقنية المعالجة الحرارية بالحث ، والتي توفر منصة تقنية جديدة للمعالجة الحرارية بالحث.
باستخدام حزمة برامج Visual Basic ، تم محاكاة وتحليل ANSYS ، جنبًا إلى جنب مع تغيير معلمات مجال درجة حرارة تسخين تحريض بكرة الدعم. يتم محاكاة مجال درجة الحرارة للتسخين الاستقرائي لمادة الأسطوانة الداعمة عدديًا ، ويتم الحصول على البيانات ذات الصلة لعملية التسخين للأسطوانة الداعمة ، بما في ذلك تصميم المستشعر ، وصياغة عملية التسخين ، وقوة المجال المغناطيسي ، وتوزيع المجال المغناطيسي.
2. خصائص تصميم وتصنيع الأدوات الآلية
هذه الطريقة في المعالجة الحرارية الاستقرائية والتبريد بالرش لأسطوانة الدعم هي مفهوم جديد.
(1) يمكن إتمام أداة آلة التسقية بدرجات الحرارة التفاضلية ذات الأسطوانة الداعمة الرأسية في محطة التغذية ، والتدفئة ، وأعمال التبريد بالرش.
(2) قطعة الشغل الكبيرة المعلقة للقيام بالتشغيل لأعلى ولأسفل ودوران سلس.
(3) التردد المنخفض والعالي الطاقة التسخين الحثي والتحكم في درجة الحرارة.
(4) يمكن تحويل رذاذ الماء بمحطة التبريد بالرش ، الرش ، حقن الهواء وفقًا للعملية تلقائيًا.
أداة تسخين التسخين بالحث على لفة احتياطية كاملة ، هل لدي أحدث الأبحاث والتطوير لأحدث معدات المعالجة الحرارية للأسطوانة الداعمة ، فهي منخفضة الكربون ، وحماية البيئة ، وتوفير الطاقة ، وتكلفة الاستخدام المنخفضة ، وجودة المنتج ، ومزايا الترا طبقة تصلب عميقة ، أكثر من 30 ٪ من الطاقة من معدات المعالجة الحرارية التقليدية للفة ، وتقليل كثافة اليد العاملة للمشغلين بشكل كبير ، هي المعدات المثالية للمعالجة الحرارية للفة الاحتياطية.
(1) أدوات آلية
يعتمد تصميم وتصنيع الأدوات الآلية على مبدأ التسخين والتبريد الكامل لقطع العمل العمودية. الأدوات الآلية مطلوبة لتكون ذات قدرة تحمل ، واستقرار ، ومقاومة زلزالية ، واستقرار ، وموثوقية أمان. الجسم الرئيسي لأداة الآلة (انظر الشكل 1) عبارة عن هيكل عملاق بتصميم مقعر في الأعلى. تقوم العارضة المتحركة الموجودة على أداة الماكينة برفع الأسطوانة الداعمة من خلال مشبك خاص. يمكن أن تتحرك الحزمة العلوية المتحركة لأعلى ولأسفل من خلال المسمار اللولبي. يتضمن وضع التشغيل مواضع التغذية والتسخين والرش والتبريد. يمكن ضبط السرعة التنازلية للحزمة المتحركة العلوية عن طريق تحويل التردد ؛ يتم ضبط الحزمة السفلية لأعلى ولأسفل بواسطة شريط الضوء ، والذي يعمل بمثابة وظيفة تحييد وقفل لقطعة الشغل. تم تجهيز أداة الآلة بجهاز ثقل موازن هيدروليكي ، والذي يمكنه موازنة قوة أداة الماكينة ، وزيادة ثباتها ، وإطالة عمرها التشغيلي.
أثناء التشغيل ، يقوم الشعاع العلوي المتحرك بتعليق قطعة العمل ويمر لأسفل إلى مركز مركز الحزمة السفلية ، ويغلق الحزمة السفلية ، بحيث يتم توصيل الشعاع العلوي والسفلي وقطعة العمل بجسم الحمل. يتم تدوير قطعة العمل في فرن الحث للتدفئة. بعد التسخين ، ينزل جسم الحمل إلى موضع التبريد بالرش للتبريد بالرش. عد إلى الوضع المحايد بعد التبريد بالرش ، وافتحه وارفعه إلى وضع التغذية. لذلك ، يتم استدعاؤها لإكمال أعمال التغذية والتسخين والتبريد في نفس المحطة. يتم تصميم كل هيكل من خلال الحساب والشرح الدقيق للخبير. تتميز الماكينة بهيكل صارم ومسافة قصيرة ومجموعة واسعة من التطبيقات والتشغيل المستقر.
(أ) صور فوتوغرافية لأدوات الآلة العمودية الداعمة للحث على الأسطوانة
(ب) رسم تخطيطي لدعم أداة آلة عمودية الأسطوانة
الرقم 1
(2) امدادات الطاقة
باستخدام مصدر طاقة تحويل تردد SCR ، كفاءة عالية ، حجم صغير ، وزن خفيف ، سهل التشغيل ، مرن للبدء. تردد مصدر الطاقة هو 36 ~ 60 هرتز. وفقًا للصيغة التجريبية ، فإن عمق اختراق تيار الفولاذ عند 900 هو:
دلتا = 500 / F1 / 2 (f هو تردد الطاقة)
كما يتضح من المعادلة أعلاه ، كلما كان التردد أقل ، كلما كان عمق الاختراق الحالي أعمق ، ويحدد عمق الإنفاذ الحراري ، ودرجة حرارة الإنفاذ الحراري ، ووقت الاحتفاظ بعمق التأثر. في حالة وجود عمق معين للإنفاذ الحراري ، يحدد طول فترة التثبيت العمق الأوستيني بعد عمق الإنفاذ الحراري. نظرًا لأنه يمكن التحكم في عمق الاستنشاق ، تزداد سرعات التسخين ، مما يوفر الوقت والطاقة.
يبدأ تسخين فرن الحث بالحمل ، لذلك يمكن لمزود الطاقة بالتردد المتوسط وجسم الفرن مقاومة الصدمات عالية الطاقة والاهتزاز منخفض التردد ، ومعدل نجاح بدء تشغيل الطاقة هو 100٪. نظرًا لأن قطعة العمل تدور أثناء التسخين ، يمكن التغلب على ظاهرة التسخين غير المتكافئ الناتج عن الانحراف المركزي لقطعة العمل.
نظام قياس درجة حرارة فرن الحث يستخدم التحكم في الحلقة المغلقة لقياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء ، وعملية الحلقة المغلقة هي درجة حرارة قطعة العمل - درجة حرارة القياس بالأشعة تحت الحمراء - إشارة خرج التحكم بالكمبيوتر PLC إلى مصدر طاقة التردد المتوسط والتحكم في طاقة إخراج الفرن الحثي ، ودرجة حرارة قطعة العمل ، وبالتالي ضمان درجة حرارة ضبط قطعة العمل داخل زائد أو ناقص 10 ℃ عند تشغيل التسخين ، كما أدركت سطح اللفة بالتساوي.
(3) التبريد بالرش
بعد التسخين ، تنخفض قطعة العمل إلى موضع التبريد بالرش للتبريد بالرش. تتكون آلية التبريد بالرش من جسم تبريد مختلط متعدد القنوات ، ويتم تشكيل العديد من أحزمة التبريد على سطح قطعة العمل أثناء التبريد بالرش. نظرًا لأن قطعة العمل تدور أثناء التبريد بالرش ، فإن أحزمة التبريد بالرش متعددة القنوات يمكنها تغطية جميع أسطح الأسطوانة الداعمة في غضون 3 ثوانٍ. يحتوي وضع عمل آلية التبريد بالرش على حالة الماء ، حالة الضباب ، الغاز 3 أنواع ، في كل طريقة يمكن تعديل نسبة حجم كمية الرش ، وذلك لتشكيل سلسلة عملية تبريد أكثر اكتمالاً ، الحجم ، الطريقة والوقت يتم التحكم في التبريد بالرش عن طريق الكمبيوتر ، ويمكن أن يتكيف مع مجموعة متنوعة من المواصفات لعملية تبريد الأسطوانة الداعمة.
يتبنى جزء الحقن والتبريد من الهيكل العام حركة ميكانيكية ، وفقًا لحجم القطر الخارجي للأسطوانة الداعمة في أي وقت لضبط مسافة الحقن والتبريد ، بحيث يكون ضغط السطح وكثافة المواصفات المختلفة للأسطوانة هي نفسها ، لضمان وحدة جودة قطعة العمل.
(4) التحكم الكهربائي
يتكون التحكم الإلكتروني لآلة تسخين التسخين بالحث الأسطواني العمودي الداعم من تشغيل الماكينة ، وتسخين التردد المتوسط ، وتبريد المعدات ، وتبريد التبريد بالرش ، والتحكم في درجة حرارة الحلقة المغلقة ، و PLC ، ونظام الكمبيوتر. لا يمكن أن يتم تشغيل الجهاز تلقائيًا عبر الإنترنت بواسطة كمبيوتر التحكم الرئيسي فحسب ، بل يمكن أيضًا التحكم فيه خطوة بخطوة بشكل مستقل.
في التشغيل عبر الإنترنت ، يتم نقل معلمات العملية من الكمبيوتر إلى THE PLC ، ويرسل PLC تعليمات للتحكم في بدء وإيقاف وتشغيل كل جزء ، ويتم عرض كل معلمة وحالة ودرجة حرارة في العملية من شاشة الكمبيوتر ، و سيتم حفظ بيانات التشغيل في الكمبيوتر لفترة طويلة. يحتوي جزء التحكم على نظام كامل للكشف عن المعلومات وتسجيلها ومجهز بنظام تحكم في الواجهة لإدارة الشبكات مع كمبيوتر من المستوى الثاني والتحكم المنطقي ونظام الكشف عن الحالة للنظام الكهربائي والأدوات في النظام.
3. تأثير التطبيق العملي
(1) عملية المعالجة الحرارية بدرجات الحرارة التفاضلية
يجب تسخين الأسطوانة الداعمة مسبقًا إلى 350 ~ 500 في فرن الصندوق قبل التسخين التفاضلي بالحث السريع (التسخين المسبق يمكن أن يجعل درجة الحرارة داخل وخارج الأسطوانة موحدة). بعد التسخين المسبق ، من خلال التسخين بالحث السريع ، يتم تكوين طبقة تسخين من 810 ~ 940 ℃ على سطح الأسطوانة إلى عمق طبقة 190 مم ، مما يتسبب في اختلاف درجة الحرارة بين داخل وخارج قطعة العمل وبالتالي يقلل من الإجهاد الحراري بسبب التدفئة.
بعد التسخين المسبق ، يتم نقل الأسطوانة الداعمة إلى فرن درجة الحرارة التفاضلية الحثية ، مروراً بثلاث مراحل:
(1) تسخين درجة حرارة التسخين المسبق بسرعة إلى درجة الحرارة المحددة للعملية ، من سطح الأسطوانة إلى عمق 70 مم ويتم تسخينها في نفس الوقت عن طريق الحث الكهرومغناطيسي ، لتشكيل طبقة تخزين طاقة عالية الحرارة على السطح ، لتوفير الطاقة الحرارية لدرجة الحرارة للتوصيل الداخلي.
بعد أن تتجاوز طبقة التسخين السطحي نقطة كوري ، تزداد الطاقة ويبدأ الحفاظ على الحرارة. في هذا الوقت ، يتم توسيع منطقة تخزين الطاقة إلى 90 مم. وفي الوقت نفسه ، يتم إجراء حرارة طبقة تخزين الطاقة ذات درجة الحرارة العالية إلى الداخل ، ويحدد وقت الحفاظ على الحرارة عمق الطبقة المؤثرة المطلوبة.
(3) بعد الحفاظ على حرارة قطعة العمل ، قم بإسقاطها إلى موضع التبريد بالرش من أجل تبريد قوي بنفث الماء ؛ عندما تنخفض درجة حرارة الطبقة السطحية لقطعة العمل إلى نقطة الانتقال الأولى للعملية ، يتم تحويل وضع رش الماء القوي إلى وضع الرش القوي. عند الوصول إلى نقطة الانتقال الثانية للعملية ، يتم تغيير وضع الرش القوي إلى وضع الرش الضعيف. يمكن أن تجعل الشغل للحصول على أفضل تأثير التبريد.
ملاحظة: يتم تحديد طول وقت الحفاظ على الحرارة وفقًا لقطر الأسطوانة ، ومتطلبات عمق طبقة التصلب ، وسرعة ارتفاع درجة الحرارة الفعلية. سيؤدي وقت الاحتفاظ بالحرارة الطويل جدًا إلى ارتفاع درجة حرارة لب الأسطوانة بشكل كبير ، وتتحكم العملية في درجة حرارة قلب الأسطوانة <600 درجة مئوية.
الطبقة الأوستنيتيتد هي على الأقل ضعف عمق الطبقة الصلبة المطلوبة بحيث تحتوي الطبقة المتصلبة التي تم الحصول عليها بعد التبريد على مساحة توزيع كافية لطبقة الانتقال اللطيفة ، والطبقة المتصلبة والطبقة الانتقالية في منطقة الإجهاد الانضغاطي ، ويصل إجهاد الشد إلى ذروته الداخلية ، بحيث أن الطبقة السطحية لديها وتحسين أداء مكافحة التعب بشكل كبير.
تتميز أداة الآلة العمودية بدرجات الحرارة التفاضلية التعريفي بتوفير الطاقة بشكل واضح وجودة المنتج العالية. في الوقت نفسه ، فإن زيت الفرن ذو درجة الحرارة التفاضلية التقليدية أو الغاز الطبيعي أكثر أو أقل سوف يسبب تلوثًا بيئيًا ، بينما تلوث البيئة بالحث الرأسي لأداة التسخين ، وحماية البيئة منخفضة الكربون. علاوة على ذلك ، يمكن أن يُلاحظ بشكل بديهي من الشكل 5 أن اعتماد أداة الآلة العمودية التعريفي درجة الحرارة التفاضلية يمكن أن تقصر إلى حد كبير من وقت تسخين الأسطوانة الداعمة ، وتقليل كثافة اليد العاملة للعمال ، وتحسين كفاءة الإنتاج.