透热炉线圈等匝距及变匝距感应器的设计与计算举例
1 . 已知条件
坯料名称:雷诺曲轴
材质:C 3 8 +N 2( 非调质钢)
坯料规格:~ 1 7 0 mm×9 3 5 m m
质量:1 6 6 . 5 9 8 k g
始锻温度:1 2 0 0 ℃±3 0 ℃,
加热节拍:1 1 5 s
心表温差:≤3 0 ℃
2 . 透热炉频率、功率、加热时间的确定
( 1 )频率 由式 ( 4 )可知,频率范围为 1 0 4— 2 0 8 H z ,我们可选2 0 0 H z 。
( 2 )功率 由式 ( 1 4 )可知,功率 P= [ 0 . 7× ( 1 2 0 0 —2 0 )×1 6 6 . 5 9 8 ]/( 0 . 6×11 5 )k W=1 9 9 4 k W, 实取2 0 0 0 k W。
( 3 )透热炉加热时间的计算 ( 变匝距) 热态电流透入深
度△k=0 . 5 6 / =0 . 5 6 / m:0 . 0 3 9 6 m。 由式 ( 1 4 )可知,当心表温差为5 0 ~ C,变匝距设计 的最短加热时问 t k =5 . 2 ×1 0 4( D 2 一△k ) =8 8 4 s 。 非调质钢加热工艺对心表温差有较高要求,因此按 △T=5 0 ~ C 计算 t k 。一般碳钢和低合金结构钢等按△ = 1 0 0 ~ C 计算 t k 即可。
3 . 透热炉感应器尺寸的确定
如果采用实心导轨,取 D 3=0 . 2 0 5 m ( 约 1 . 2倍 D2 )即可。因有水冷导轨,考虑坯料上下温差,选择 0. 2 35m。 D1=D3+2 =( 0. 2 3 5+2×0. 01 7 5 ) m=0. 2 7m(
为打结炉衬的壁厚,取 0 . 0 1 7 5 m) 。 / ) 1 /O2=0. 2 7 /0. 1 7 = 1. 5 9
D E =D E—AK=( 0 . 1 7 0—0 . 0 3 9 6 ) m=0 . 1 3 m( D 2 为坯料的平均计算直径) 。
只有在频率较高,D 2远远大于 △k 时,D2 =D 2 。
在透热炉感应器参数计算中用 D2 代替 D 2 ,可以提高电阻 r 2 、 电抗 X 2 m 的计算精度。 为保证加热时间,感应器内坯料的件数 n=t K / t = 8 8 4 / 1 1 5= 7 . 7只,口 2 =n a 2 " =7 . 7×0 . 9 3 5 m=7 . 2 m。 拟采用连续加热,则 o 1 =o 2 =7 . 2 m。
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