Nghịch lưu lò tôi

Nghịch lưu lò tôiCHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT1.Khái niệm:Lò tôi cảm ứng là thiết bị biến điện năng thành nhiệt năng dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ của dòng điện cao tần. 2. Ứng dụng và ưu nhược điểm: Lò tôi cảm ứng hiện nay được sử dụng rất rộng rãi trong ngành luyện kim, đây là phương pháp nhiệt luyện tiên tiến, chủ yếu dùng để tôi bề mặt. Nó có những tính năng ưu việt sau : - Có thể truyền nhiệt lượng cho vật cần tôi một cách trực...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghịch lưu lò tôiNghịch lưu lò tôi CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT 1. Khái niệm: Lò tôi cảm ứng là thiết bị biến điện năng thành nhiệt năng dựa vàohiện tượng cảm ứng điện từ của dòng điện cao tần. 2. Ứng dụng và ưu nhược điểm: Lò tôi cảm ứng hiện nay được sử dụng rất rộng rãi trong ngành luyệnkim, đây là phương pháp nhiệt luyện tiên tiến, chủ yếu dùng để tôi bề mặt.Nó có những tính năng ưu việt sau : - Có thể truyền nhiệt lượng cho vật cần tôi một cách trực tiếp, nhanhchóng không cần qua khâu trung gian do đó có thể tiến hành tự động hoásâu và hiệu suất cao. Đồng thời, do thời gian nung ngắn nên bề mặt sảnphẩm không bị oxihoá - Có thể tiến hành gia nhiệt trong các môi trường khác nhau như môitrường trung tính, chân không một cách dễ dàng. - Do đặc điểm của phương pháp mà chi tiết đem tôi có độ cứng bềmặt cần thiết trong khi vẫn giữ được độ dẻo thích hợp trong lõi đảm bảođược các yêu cầu kỹ thuật đặt ra đối với chi tiết đem tôi. Mặt khác, lò tôicảm ứng có thể tôi được các chi tiết có hình dạng phức tạp mà các phươngpháp khó có thể đáp ứng ví dụ như các trục khuỷu, bánh răng, vấu... - Do có thể tự động hoá sâu mà năng suất lao động được nâng lên,điều kiện lao động cũng được cải thiện. Tuy nhiên, nó cũng có những nhược điểm: -1-Nghịch lưu lò tôi - Chủ yếu dùng cho những chi tiết có cùng tiết diện hay tiết diện thayđổi không đáng kể. Với những chi tiết phức tạp, khó đạt tổ chức mactenxitđồng nhất, ngoài ra hệ số hữu ích của thiết bị thấp (0,1 – 0,2) - Không đảm bảo đủ độ bền tĩnh đối với những chi tiết làm việc ởchế độ nặng nề nhất ( đặc biệt chi tiết lớn trên 30) vì lõi không được hoábền. 3. Tính chất công nghệ: -Tính chất tải của lò cao tần là tải cảm: Lò tôi cảm ứng hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, gồmcác cuộn dây được cấp nguồn có tần số cao; khi cho tải đi qua là các chi tiếtbằng thép cần tôi thì chúng được nung nóng nhờ nguồn nhiệt sinh ra trongchính bản thân chi tiết. Xét một cuộn dây quấn xungquanh lõi thép, khi đặt vào 2 đầu củacuộn dây này một điện áp xoay chiềuhình sine sẽ làm phát sinh một dòng điệncó cường độ i đi qua cuộn cảm: i = I0.sin(ωt) Trong cuộn cảm xuất hiện một suấtđiện động tự cảm: di e = -L = -ωLI 0 cos(ωt) 0 dt Giả thiết điện trở R của cuộn cảm bằng không, khi đó ta có định luậtÔm cho đoạn mạch sẽ là: u = R.i-e = ωLI 0 cos(ωt) = ωLI 0 sin(ωt+π/2) 0 0 => u = U0sin(ωt+π/2) -2-Nghịch lưu lò tôi Như vậy hiệu điện thế ở hai đầu cuộn cảm (không có điện trở) biếnthiên điều hoà cùng tần số góc với dòng điện qua cuộn cảm và sớm pha hơndòng điện π/2 - Để nghiên cứu quá trình truyền năng lượng điện từ từ nguồn điệnvào thanh kim loại người ta sử dụng phương trinh Macxoel trong trườngđiện từ: ∂D rot H = j + ; div H =0; ∂t ∂B rot E = - ; div E=0; ∂t trong đó: B= H : độ từ cảm,[T]; H – cường độ từ trường, [H] D= 0E : điện cảm,[C/ m2]; E – cường độ điện trường, [V/m] j = E = E/ - mật độ điện dẫn - điện trở suất của kim loại - điện dẫn suất của kim loại Qua biến đổi ta được năng lượng cung cấp cho kim loại: 2 2 S= P +Q với năng lượng cấp nhiệt cho kim loại: −2 z 2 eδ P= H 0 2γδ năng lượng phản kháng: −2 z δ Q = i H 0 eγδ 2 2 trong đó bề dày thẩm thấu H0 – cường độ từ trường ở bề mặt kim loại. -3-Nghịch lưu lò tôi - Phương pháp tôi bề mặt bằng dòng điện cao tần được dùng khá phổbiến trong các xưởng nhiệt luyện. Đây là một dạng nguồn nhiệt được sinhra trong bản thân chi tiết nhờ dòng điện cảm ứng tập trung ở bề mặt. Vìvậy, trong một lớp mỏng ở bề ...