透熱爐線圈等匝距及變匝距感應器的設計與計算舉例

1 ． 已知條件

坯料名稱：雷諾曲軸

材質(zhì)：C 3 8 +N 2( 非調(diào)質(zhì)鋼)

坯料規(guī)格：~ 1 7 0 mm×9 3 5 m m

質(zhì)量：1 6 6 ． 5 9 8 k g

始鍛溫度：1 2 0 0 ℃±3 0 ℃，

加熱節(jié)拍：1 1 5 s

心表溫差：≤3 0 ℃

2 ． 透熱爐頻率、功率、加熱時間的確定

( 1 )頻率 由式 ( 4 )可知，頻率范圍為 1 0 4— 2 0 8 H z ，我們可選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， 實取2 0 0 0 k W。

( 3 )透熱爐加熱時間的計算 ( 變匝距) 熱態(tài)電流透入深

度△k=0 ． 5 6 ／ =0 ． 5 6 ／ m：0 ． 0 3 9 6 m。 由式 ( 1 4 )可知，當心表溫差為5 0 ~ C，變匝距設計 的最短加熱時問 t k =5 ． 2 ×1 0 4( D 2 一△k ) =8 8 4 s 。 非調(diào)質(zhì)鋼加熱工藝對心表溫差有較高要求，因此按 △T=5 0 ~ C 計算 t k 。一般碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼等按△ = 1 0 0 ~ C 計算 t k 即可。

3 ． 透熱爐感應器尺寸的確定

如果采用實心導軌，取 D 3=0 ． 2 0 5 m ( 約 1 ． 2倍 D2 )即可。因有水冷導軌，考慮坯料上下溫差，選擇 0． 2 35m。 D1=D3+2 =( 0． 2 3 5+2×0． 01 7 5 ) m=0． 2 7m(

為打結(jié)爐襯的壁厚，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 為坯料的平均計算直徑) 。

只有在頻率較高，D 2遠遠大于 △k 時，D2 =D 2 。

在透熱爐感應器參數(shù)計算中用 D2 代替 D 2 ，可以提高電阻 r 2 、 電抗 X 2 m 的計算精度。 為保證加熱時間，感應器內(nèi)坯料的件數(shù) 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。 擬采用連續(xù)加熱，則 o 1 =o 2 =7 ． 2 m。

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