Расчет индуктора и выбор индукционной установки для термообработки заготовок цилиндрической формы (стр. 1 из 3)
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования
"БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕНСИТЕТ"
АГРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра электротехнологии
Курсовой проект
по дисциплине "Электротехнология"
на тему: "Расчет индуктора и выбор индукционной установки для термообработки заготовок цилиндрической формы"
Студент 4-го курса 20ЭПТ группы
Сазановец А.В.
Руководитель проекта
Кардашов П.В.
Минск 2010
Задание на выполнение курсового проекта по дисциплине “Электротехнология”
Студент Казаков В.В., группа 20 эпт, шифр 074276
Тема проекта: Расчёт индуктора и выбор индукционной установки для термообработки заготовок цилиндрической формы
| № варианта | Вид термообработки | Форма и характеристика заготовки | Длина  | Радиус  ,  м | Теплоперепад  | Конечная темпе-ратура | Глубина зака-лённого слоя |
| 6 | нагрев |  | 50 | 10 | 100 | 1025 |
Реферат
В данном курсовом проекте осуществлен выбор закалочной индукционной установки.
Работа состоит из расчетно-пояснительной записки на 21 странице машинописного текста, содержащей 1 таблицу и 1 рисунок. Графическая часть выполнена на двух листах формата A3 и включает в себя принципиальную электрическую схему индукционной установки и нагревательного индуктора.
В работе выполнены расчеты по выбору частоты нагревательной индукционной установки, определению мощности и размеров индуктора, электрический расчет индуктора. Производилось проектирование и выбор индукционной установки.
Ключевые слова: индукционная установка, нагревательный индуктор, частота тока, индуктирующий провод, машинный генератор.
Курсовой проект оформлен в соответствие со стандартом предприятия СТБ БГАТУ 01.12. - 06 2007 г.
В проекте использовано семь источников информации
Содержание
2. Определение мощности и размеров индуктора
3. Электрический расчет индуктора
4. Проектирование индукционной установки
5. Выбор индукционной установки
Введение
Индукционный нагрев основан на поглощении электромагнитной энергии металлическими телами, помещенными в быстроперемеиное магнитное поле. По закону электромагнитной индукции в теле (заготовке, изделии) наводится ЭДС под действием которой в теле протекают так называемые вихревые токи, нагревающие тело.
Основные элементы установок индукционного нагрева - это источник питания и рабочий орган (индуктор). В установках средней частоты в качестве источников питания используют машинные и статические (тиристорные) преобразователи.
Установки индукционного нагрева распространены на ремонтных предприятиях Белагропрома. В ремонтном производстве токи средней и высокой частоты применяются для сквозного и поверхностного нагрева деталей из чугуна и стали под закалку, перед горячей деформацией (ковкой, штамповкой), при восстановлении деталей методами наплавки и высокочастотной металлизации, при пайке твердыми припоями и др. Особое место занимает поверхностная закалка деталей. Возможность концентрации мощности в заданном месте детали позволяет получать сочетание наружного закаленного слоя с пластичностью глубинных слоев, что значительно повышает износостойкость и устойчивость к знакопеременным и ударным нагрузкам. Низкочастотный (50 Гц) индукционный нагрев находит применение в электрических водонагревателях.
1. Выбор частоты
Диапазон частот при закалке углеродистых сталей:
(1.1) 
По расчетной величине выбираем ближайшую большую, на которую выпускают высокочастотные преобразователи (табл.12.3,12.9, 12.10 [1]).
Принимаем частоту 8000Гц.
Условием правильного выбора частоты при нагреве различных материалов является:
(1.2)где
- диаметр заготовки, м; 
- глубина проникновения тока в металл, м. 
(1.3)где
- относительная магнитная проницаемость металла. Для стали в расчетах принять = 1; 
- удельное сопротивление стальной заготовки (при 
=1025 
составляет 
(табл.2.3). 
. 
- условие выполняется. 2. Определение мощности и размеров индуктора
Средняя полезная мощность (Вт) за время нагрева заготовки определяется по формуле:
, (2.1)где
- масса заготовки, кг;С=668 Дж/ (кг°С) - средняя удельная теплоемкость углеродистых сталей;
- начальная и конечная температура нагрева, °С; 
- время нагрева до конечной температуры при нормируемом теплоперепаде, с; 
= 7860 кг/ 
- средняя (за время нагрева) плотность стали; 
-объем заготовки, 
кг.Время нагрева
при теплоперепаде 
t между поверхностью и центром заготовки: 
t = 100°С, 
, (2.2)где
расчетный диаметр заготовки, м.Глубина проникновения тока в заготовку в конце нагрева (м) для углеродистых сталей:
(2.3) 
м 
= 
м. 
с. 
Вт.Удельная полезная мощность на поверхности заготовки, Вт/
: 
(2.4)где S - площадь поверхности заготовки без учета торцов,
. 
Вт 
Воздушный зазор между индуктором и нагреваемой заготовкой
h принимаем в пределах 2-5 мм при 
меньше 50мм. Увеличение зазора снижает КПД и cos 
индуктора. Длину индуктора 
принимаем примерно равной длине заготовки: 
, (2.5)Размеры индуктора: диаметр
м. длина 
м. Толщина стенки трубки индуктирующего провода при частотах до 
Гц