2020年輸出功率的選擇精品版

1、精選文檔2014年中考沖刺綜合復(fù)習(xí)指導(dǎo)北京地區(qū)試題 廣東地區(qū)試題江蘇地區(qū)試題（3）淬硬層深度；淬硬層深度大時(shí)適當(dāng)取大一些，以延長(zhǎng)加熱時(shí)間， 增大透熱深度。 一般高頻感應(yīng)加熱的感應(yīng)圈與工件間的間隙均在 1 2mn左右。 2. 感應(yīng)圈高度對(duì)于長(zhǎng)軸件進(jìn)行局部一次性加熱時(shí)，感應(yīng)圈高度為：H= L+（ 8 lOmr）式中L為淬硬區(qū)長(zhǎng)度（mr）。對(duì)于短軸零件進(jìn)行局部一次性加熱時(shí)，感應(yīng)圈高度為：H= L 2a,式中a為感應(yīng)圈與工件間間隙。如果軸形零件的淬硬區(qū)較長(zhǎng)，可采用多圈感應(yīng)器或移動(dòng)連續(xù)加熱。3.冷卻水路設(shè)計(jì)為避免感應(yīng)圈在工作時(shí)發(fā)熱，因而需通冷卻水冷卻，且有些情況工件 的淬火也需直接噴水冷卻，因而需合理設(shè)

2、計(jì)冷卻系統(tǒng)。冷卻水管的尺 寸與電流頻率、電流透入深度、加熱方式和散熱條件等有關(guān)，對(duì)于高 頻感應(yīng)圈通常選用壁厚0.5mm直徑5mnt勺紫銅管，而噴水孔直徑通 常在0.30.85mm左右，水壓為100200Kpa。4. 匯流板的尺寸 感應(yīng)圈兩端與電源連接的部分稱為匯流板。匯流板的間距在1.53mm之間，為防止接觸短路，中間塞入云母片或黃蠟布包扎好。其長(zhǎng) 度取決于工件形狀、尺寸、夾具等具體情況。五、感應(yīng)圈制作流程 （1）制作感應(yīng)圈芯模感應(yīng)圈原材料紫銅管（圓管或矩形管）采購(gòu)（2）紫銅管退火（3）繞制（4）用黃銅焊條焊接冷卻水連接管（5）通水檢驗(yàn)水流是否流暢（6）進(jìn)行工藝試驗(yàn)，確定間隙和高度選取是否合理

3、。§ 7.3高頻感應(yīng)加熱裝置的安裝、調(diào)試和維護(hù)一、高頻感應(yīng)加熱裝置開(kāi)機(jī)程序1.送電送水（1）合上高頻電源的空氣開(kāi)關(guān)，高頻柜面板上的指示燈亮，表示 三相電源正常并已送電。（2）啟動(dòng)水泵，打開(kāi)各水路閥門(mén)，水壓不低于7.8N/cm2時(shí)，水路正常指示燈亮，設(shè)備可投入運(yùn)行。2.閘流管燈絲預(yù)熱，一般預(yù)熱1520分鐘，冬天可長(zhǎng)一些，夏天 可短一些。3.振蕩管、閘流管燈絲一級(jí)預(yù)熱，預(yù)熱1分鐘左右。 4.振蕩管、閘流管燈絲加額定電壓，預(yù)熱1520分鐘。5.合上高壓開(kāi)關(guān)，將電壓調(diào)至工藝要求值。6.熱處理，根據(jù)首件熱處理情況對(duì)設(shè)定電壓微調(diào)到合乎要求為止。 二、高頻感應(yīng)加熱裝置關(guān)機(jī)程序1.停止熱處理 2.切

4、斷高壓 3.切斷燈絲電壓4.待冷卻水繼續(xù)循環(huán)20分鐘以后（冷卻振蕩管），關(guān)閉水泵，切斷 總電源。三、高頻感應(yīng)加熱裝置維護(hù)1. 日常維護(hù)（1）經(jīng)常掃清設(shè)備內(nèi)電器元件上的灰塵，重點(diǎn)是高壓元件，以免 因灰塵吸潮而降低絕緣性能，出現(xiàn)擊穿或短路事故。（2）對(duì)經(jīng)常動(dòng)作的電器元件，如電器開(kāi)關(guān)燈，應(yīng)檢查其結(jié)構(gòu)和接線是否松動(dòng)。（3）檢查水冷系統(tǒng)有無(wú)漏水和堵塞現(xiàn)象，出水溫度是否超過(guò)允許值。（4） 檢查各安全開(kāi)關(guān)如水壓繼電器等動(dòng)作是否可靠。2.定期維護(hù)（1）定期更換電容器內(nèi)的變壓器油，并檢查卡箍是否保持良好的接觸性能。變壓器油須經(jīng)過(guò)鑒定，以確保耐壓絕緣等既符合要求。（2） 根據(jù)使用情況和水質(zhì)好壞，定期清洗振蕩管水垢

5、。（3）定期檢查閘流管有無(wú)松動(dòng)和燒壞絕緣的現(xiàn)象。（4） 定期清理電氣觸頭上的火花痕跡或更換觸點(diǎn)、（5）定期檢查接地電阻，其值不大于4歐姆、（6） 定期檢查絕緣電阻值，低壓部分元件不小于0.5M Q;高壓瓷瓶電容器絕緣電阻用2500V或5000V搖表檢查應(yīng) 不小于1000 MDO§ 7.4中頻感應(yīng)加熱裝置一、中頻感應(yīng)加熱裝置特點(diǎn)電流頻率通常為10008000Hz適用于加熱深度深（316mr）工 件直徑大（20500mm的鋼鐵零件表面淬火，也可用于回火、正火、 鍛坯透熱或熔煉金屬。中頻電源有中頻發(fā)電機(jī)和晶閘管中頻電源兩種。其中以中頻發(fā)電機(jī)感 應(yīng)裝置應(yīng)用較多。二、中頻發(fā)電機(jī)感應(yīng)加熱裝置結(jié)構(gòu)

6、組成及工作原理通過(guò)電機(jī)啟動(dòng)柜，使三相鼠籠式異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)中頻發(fā)電機(jī) 發(fā)出中頻交流電，中頻交流電經(jīng)淬火變壓器降壓，降壓后的中頻電流通過(guò)感應(yīng)圈將放置在感應(yīng)圈內(nèi)的工件加熱。中頻淬火機(jī)床控制工件的旋轉(zhuǎn)和裝卸。 互感器將電壓信號(hào)送給電 壓檢測(cè)回路，去控制觸發(fā)電路，觸發(fā)電路的觸發(fā)信號(hào)又去控制晶閘管 整流電路的電流，從而改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的電流， 達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)中 頻電源電壓的目的。中頻電源電壓也可通過(guò)調(diào)壓電位器。 調(diào)節(jié)直流電 源的輸出電壓，再經(jīng)過(guò)觸發(fā)電路和晶閘管整流電路使輸出的中頻電壓 達(dá)到額定值。電壓檢測(cè)回路、觸發(fā)電路和晶閘管整流電路的電流表、 電壓表、功率 表、功率因素均安裝在內(nèi)控臺(tái)上，監(jiān)視發(fā)電

7、機(jī)的工作狀態(tài)。電容器柜中裝有若干電容器，可通過(guò)串接和并聯(lián)獲得滿足不同工況條 件下電路所需要的電容量。外控臺(tái)裝有淬火機(jī)床的各種控制電器和儀表、過(guò)電壓和過(guò)電流保護(hù)裝 置以及對(duì)電容器柜自動(dòng)增減電容的開(kāi)關(guān)， 它監(jiān)視淬火機(jī)床、感應(yīng)器及 工件的工作情況和電容量的正確使用。國(guó)產(chǎn)中頻發(fā)電機(jī)的頻率有 1000、2500、4000、8000等四種規(guī)格。但 尚無(wú)統(tǒng)一規(guī)定型號(hào)，常見(jiàn)的型號(hào)表示方法為：DGF-,其中D表示電控，G表示感應(yīng)，F(xiàn)表示發(fā)電機(jī)；第一個(gè)方框字母表示用途，如 C表示淬火，T表示透 熱，R表示熔煉；第二第三方框數(shù)字表示額定功率；第四方框數(shù)字表示公稱頻率，1表示1000Hz, 2表示2500Hz, 3表

8、示4000Hz;最后一個(gè)方框表示序號(hào)。三、電容器和匝比的選擇與調(diào)整中頻淬火加熱，電容器和匝比的調(diào)整至關(guān)重要，調(diào)整過(guò)程比較麻煩，針對(duì)某一種工件，調(diào)整好后應(yīng)寫(xiě)在淬火工藝規(guī)程上。電容器與匝比的配合是否合適的基本判別標(biāo)準(zhǔn)：功率因素是否接近1。控制臺(tái)上的功率因素表、電壓表、勵(lì)磁電流表、功率表、電流表上的指示值是判斷是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。調(diào)整步驟：1. 準(zhǔn)備工作：水電處于正常狀態(tài)，感應(yīng)圈內(nèi)有工件。2. 初步選擇匝比和電容量：依據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)或感應(yīng)圈的尺寸(內(nèi)徑和 高度)初步確定匝比和電容量。一般感應(yīng)圈有效直徑越大，高度越低，其阻抗越大，為保持阻抗匹配，匝比應(yīng)選的越小。3.調(diào)整方法：(1) 觀察功率因素表指示值，

9、若 cos ©超前，表示負(fù)載為電容性，應(yīng)減少電容量，方法是改變電容柜的連接方式。若cos ©滯后，表示負(fù)載為電感性，應(yīng)增大電容量，同樣是通過(guò)改變 電容柜的連接方式實(shí)現(xiàn)。鋼制零件加熱過(guò)程中電阻率升高、導(dǎo)磁率下降，導(dǎo)致負(fù)載性質(zhì)逐漸向 電感性轉(zhuǎn)移。實(shí)際調(diào)整中，開(kāi)始加熱時(shí)一般先將回路調(diào)整成電容性負(fù) 載，即調(diào)整到諧振點(diǎn)的電容量后，再過(guò)量補(bǔ)償 10- 20%的電容量， 使cos ©為0.85 0.9，隨工件溫度提高，cos ©逐漸接近1,此時(shí)， 功率表讀數(shù)正好等于負(fù)載電壓X電流， 這表示電路達(dá)到諧振狀態(tài)。(2) 當(dāng)不用電壓自動(dòng)調(diào)整裝置時(shí)，保持勵(lì)磁電流恒定，則可根據(jù)負(fù)

10、 載接通后電壓表讀數(shù)調(diào)整電容量。方法：接通負(fù)載-電壓表讀數(shù)下降-電感性負(fù)載-增加電容量。 反之, 減少電容量。若電壓變化小，表示電容量合適，電路接近諧振。(3) 使用電壓自動(dòng)調(diào)整裝置，電容量多少可根據(jù)勵(lì)磁電流表讀數(shù)判別。 方法：接通負(fù)載勵(lì)磁電流升高電感性負(fù)載增大電容。反之減小電容。若不變化，表示處于諧振狀態(tài)。(4)電機(jī)電壓法和電機(jī)電流法在諧振狀態(tài)下，如匝比選擇合適，發(fā)電機(jī)電壓、電流都達(dá)到額定值， 輸出功率最大。如電壓達(dá)額定值，電流很小，則表明匝比過(guò)大，需減小初級(jí)繞組線圈。若電流超過(guò)額定值，電壓低于額定值，表示匝比過(guò)小，需增加變壓器 初級(jí)繞組匝數(shù)。§ 7.5感應(yīng)加熱裝置的選擇感應(yīng)加熱裝

11、置的兩個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)是電流頻率和輸出功率。選擇感應(yīng)加熱裝置可按下述流程進(jìn)行：首先根據(jù)熱處理工藝要求，確定感應(yīng)加 熱工件所需要的電流頻率和功率，然后根據(jù)電流頻率和功率就可選擇 感應(yīng)加熱裝置的類型和型號(hào)。一、感應(yīng)加熱裝置電流頻率的選擇根據(jù)集膚效應(yīng)，工程上規(guī)定，當(dāng)lx降至1/e處的電流深度為電流透 入深度 用3表示。在鋼鐵材料中，熱太電流的透入深度將比冷態(tài)電流的透入深度大幾十倍，在 800 900C范圍內(nèi)，3 = 500/f(mm)。感應(yīng)加熱時(shí)，電流透入深度越小，淬硬層深度 x越淺。由上式可見(jiàn)， 加熱設(shè)備頻率f越小，3越大，x越深。因此，可根據(jù)x確定3,然 后根據(jù)3確定f。在選擇頻率時(shí)，考慮到設(shè)備的

12、通用性，一般應(yīng)力求采用較低頻率，以 實(shí)現(xiàn)深層加熱。但頻率也不能太低，隨著頻率的降低，電流透入深度 過(guò)大，因而能量損耗大；同時(shí)頻率低，通過(guò)感應(yīng)器的電流密度大，感 應(yīng)圈的冷卻要求高，否則易軟化。一般認(rèn)為3W 4x。生產(chǎn)實(shí)踐證明， 當(dāng)3 = 2x時(shí)熱效率最高。根據(jù)上述分析，對(duì)于圓柱形零件估算的最高、最低頻率分別為：x=3, fmax= 250000/x2x= 0.5 S, f 最佳=60000/X2x= 0.25 S, fmin = 15000/x2選擇頻率時(shí)除考慮淬硬層外，還需考慮零件的直徑。一般來(lái)說(shuō)，零件 直徑越大，要求的淬火層越深，使用頻率就應(yīng)越低；當(dāng)零件直徑與電 流透入深度之比小于10時(shí)，由

13、于感應(yīng)器的電效率會(huì)顯著降低， 因此, 小直徑零件宜取較高頻率。當(dāng)D/ 10, n= 0.8時(shí)f >25 X 106/D2;當(dāng) 3.5<D<10,n = 0.7 時(shí) f > 30X 106/D2。上述關(guān)系不適用于復(fù)雜的零件如齒輪。對(duì)于齒輪，電流頻率很高時(shí)， 電流集中于齒頂；電流頻率偏低時(shí)，電流集中于齒根或使整齒透熱， 但從齒輪工作條件來(lái)說(shuō)，淬火層沿齒形輪廓分布最佳。因此，加熱齒 輪的頻率常按齒輪的模數(shù)估算。當(dāng)比功率為1.5-2.0KW/cm2時(shí)，f最佳=6X 105/M2當(dāng)比功率小于1.5KW/cm2時(shí)，f最佳=2.5 X 105/M2，式中比功率指加熱零件單位面積所需功

14、率，M為齒輪模數(shù)。凸輪軸感應(yīng)加熱的最佳頻率與凸輪尖部的曲率半徑有關(guān)，可用下述公式確定：f = 3800/r2，為凸輪尖部曲率半徑。二、感應(yīng)加熱裝置功率的確定流程：由零件尺寸、加熱方式和比功率，計(jì)算得到加熱工件 所需總功率，然后考慮功率預(yù)留和頻率要求，查相關(guān)型號(hào)感應(yīng)加熱裝 置。1.感應(yīng)加熱裝置各種功率概念及其關(guān)系(1) 直流輸入功率 P0為陽(yáng)極電壓和陽(yáng)極電流的乘積，即P0=EalaO對(duì)于型的最大直流輸入功率Pmax= 13.5KV X12A=162KW(2) 額定輸出功率P1=n aPO,n a為陽(yáng)極效率(或振蕩管效率)，其值為0.6-0.8。若取 n a= 0.65，則對(duì)于 GP100- Ga

15、 P1= 0.65 X 162KW=105.3K,在100KW左右，與額定功率100KW一致。額定輸出功率是感應(yīng)加熱裝置的一個(gè)很重要的技術(shù)指標(biāo)，選擇感應(yīng)裝置的功率就是指額定功率。(3) 負(fù)載吸收功率PL指額定輸出功率在振蕩器回路產(chǎn)生各種損耗 后，最后傳輸?shù)焦ぜ构ぜ訜崴牡碾姽β省？捎孟率接?jì)算：PL =Pin Nn M葉C,式中，n N為淬火變壓器效率，其值為 0.75-0.85 , 常取0.8 ; n M為感應(yīng)器電效率，其值為 0.75-0.85，常取0.8 ; n C 為回路的傳輸效率，其值常取 0.9。對(duì)于GP100- Ga用上式計(jì)算可得PL約為58KW需說(shuō)明的是，出廠說(shuō)明書(shū)上所說(shuō)的

16、PL= 80KW是在最佳狀態(tài)下用假想負(fù)載測(cè)得的數(shù)據(jù)，加熱實(shí)際工件時(shí)，不可能獲得這樣大的加熱功 率。2.根據(jù)實(shí)際零件和加熱方式確定所需感應(yīng)加熱裝置（1）加熱零件單位表面功率的確定零件單位表面功率又稱比功率，指被加熱零件單位面積上所需要的功 率。 比功率是計(jì)算零件的總功率，進(jìn)而選擇感應(yīng)加熱裝置時(shí)最基本 依據(jù)。比功率與淬硬層深度、零件大小、加熱時(shí)間、電流效率、加熱方式等 有關(guān)。比功率大小直接影響加熱速度快慢，比功率越大，加熱越快， 淬硬層越深。準(zhǔn)確確定比功率很困難，生產(chǎn)上常采用近似估算、查圖表或取經(jīng)驗(yàn)數(shù) 據(jù)等方法確定。對(duì)于中頻一次淬火常取0.8-1.5KW/cm2 ,中頻連續(xù)淬火常取2-3.5KW/

17、cm2;對(duì)于高頻一次淬火常取0.8-2.0KW/cm2，高頻連續(xù)淬火常取 2-3.5KW/cm2。一般來(lái)件，零件淬火面積越小或零件尺寸越小、形狀越簡(jiǎn)單、使用 頻率越低、淬火層要求較淺、材料原始組織較細(xì)密、材料為中碳鋼或 中碳低合金鋼時(shí)，比功率取上限，以獲得較快的加熱速度和在較短的 時(shí)間內(nèi)獲得較薄的淬火層。反之則取下限。(2)零件加熱所需總功率一次淬火總功率為比功率 Pb與一次淬火面積S的乘積，即PL= Pbx S。 連續(xù)淬火總功率 PL=n Dh Pb,式中D為零件直徑，h感應(yīng)圈 高度。 因?yàn)閔=，式中t k為加熱時(shí)間，v為零件與感應(yīng)圈相對(duì)運(yùn) 動(dòng)速度。因此，PL=n Dt kv Pb。(3)感應(yīng)加熱裝置輸出功率P1 = PL / n N葉M葉C,考慮預(yù)留必要的功率余量，然后查有關(guān)頻率范 圍內(nèi)的感應(yīng)加熱裝置規(guī)格，選取滿足輸出功率要求的型號(hào)。例： 有一直徑為40mm的中碳鋼零件，要求表面淬火層深度為 0.5mm其感應(yīng)加熱的最佳頻率是多少？若進(jìn)行連續(xù)淬火，感應(yīng)