Курсовая работа на тему: Объектом проектирования являлся кузнечный индукционный нагреватель методического действия для

Введение

Индукционный нагрев получил широкое распространение в промышленности и научных исследованиях, от получения и обработки полупроводниковых материалов до нагрева слитков цветных и черных металлов под прессование и прокатку; сфера его применения его постоянно расширяется. Развиваются новые технологические процессы, такие как импульсная высокоскоростная термообработка, высокотемпературный нагрев, плавка оксидов и других непроводящих материалов в холодных тиглях, нагрев крупногабаритных слитков под пластическую деформацию на промышленной и пониженной частотах.

Особенно сложные требования выдвигает включение индукционных нагревателей в состав гибких автоматизированных производственных систем, когда изменение в определенных пределах сортамента нагреваемых изделий и режима их нагрева является нормальным условием эксплуатации оборудования.

Применение индукционного нагрева и перспективы его развития в условиях интенсификации производства обусловлены рядом постоянно действующих причин:

высоким качеством нагрева вследствие быстроты процесса, отсутствием загрязнений, достижимостью любых температур, возможностью использования различных атмосфер и вакуума и т. д.; существует ряд процессов, реализация которых без индукционного нагрева практически не возможна;

гибкостью и высокой точностью управления из-за малой инерционности процесса, возможности точного дозирования энергии, наличием нескольких каналов управления;

сбережением материальных, трудовых и во многих случаях энергетических ресурсов за счет уменьшения потерь материала в процессе нагрева, повышения качества продукции, увеличение производительности;

уменьшением вредных воздействий на окружающую среду и улучшением условий труда обслуживающего персонала.

Суммарная мощность установок для индукционного нагрева металлов достигает у нас в стране сотен тысяч киловатт и быстро возрастает дальше, так как на многих предприятиях этот вид нагрева принимается в качестве основного. Мощности отдельных установок в особенности для нагрева проката составляют десятки тысяч киловатт.

Сквозной индукционный нагрев - это нагрев металлических заготовок перед обработкой давлением (ковка, штамповка, прокатка, волочение и т.д.), а также нагрев под объёмную термообработку. Наиболее широкое применение сквозной нагрев нашел в кузнечном производстве.

Сквозной нагрев в кузнечных цехах осуществляется обычно при малой удельной мощности, передаваемой в заготовку. Большие удельные мощности могут привести к оплавлению поверхности раньше, чем сердцевина достигнет ковочной температуры.

При малой удельной мощности тепловые потери с поверхности заготовки могут значительно снижать К.П.Д. нагрева. Поэтому между поверхностью и медной водоохлаждаемой трубкой, образующей индуктирующий провод, должна быть помещена тепловая изоляция. Для равномерного сквозного нагрева заготовок диаметром 30-100 мм, которые чаще других нагреваются током частотой 1000-8000 Гц, требуется от одной до пяти минут.

Производительность ковочных агрегатов обычно составляет 3-5 заготовок в минуту. Поэтому для обеспечения непрерывной загрузки ковочных агрегатов, как правило, в индукторе должно находиться несколько заготовок. При этом длина индуктора получается большей, так что на ней легко разместить индуктирующий провод с числом витков, достаточным для прямого подсоединения его к источнику тока.

Технологии сквозного нагрева металлов характеризуются высокими требованиями к нагреву с точки зрения экономичности процесса и качества продукта.

Перечислим основные требования:

1. Нагрев с минимальным окислением. Низкое содержание окалины, отсутствие поверхностного обезуглероживания;

2. Равномерность температурного распределения заготовки;

. Незначительное отклонение температуры от заданного значения;

. Малые инвестиционные затраты;

. Малые эксплуатационные расходы (высокий К.П.Д., малые энергозатраты, высокая надёжность, простое техническое обслуживание и возможность ремонта, низкий процент брака при наладке);

. Высокая производительность;

. Быстрая готовность к работе;

. Отсутствие ущерба, наносимого окружающей среде (низкая загрязнённость производственной территории отработанными газами, теплом и шумами).

Рассмотрим преимущества применения сквозного индукционного нагрева применительно к кузнечному производству:

1. Увеличивается скорость нагрева, так как нагрев носит объемный характер,

2. Снижаются потери до минимума, потери металла на окалину,

. Вместе с уменьшением окалины при штамповке на механических ковочных прессах получается более качественная поковка, что позволяет уменьшить припуск на механическую обработку. Это ведет к снижению массы заготовки, уменьшается объем механической обработки, снижается расход режущего инструмента примерно на 20 процентов, увеличивается срок службы штампов,

. Улучшаются условия труда рабочих кузнечного цеха,

. Увеличивается производительность кузнечного оборудования,

. Возможна полная автоматизация процесса ковки,

. Высокая готовность индукционного нагревателя к работе.

Основными недостатками являются высокая стоимость оборудования и большие эксплуатационные расходы.

При сквозном индукционном нагреве поверхностный эффект должен быть выражен слабо.

Устройства для сквозного нагрева, в которых индуктор охватывает всю поверхность детали, подлежащей термообработке, причем нагрев ее во всех точках происходит одновременно, обычно называют нагревателями периодического действия.

Оглавление

- 1. Введение

- Техническая характеристика установки

- Габаритный чертеж

- Литературный обзор

- Описание конструкции установки

- Технологическое описание установки

- Определение основных параметров установки

- Тепловой и электрический расчёты

- Тепловой расчёт

- Электрический расчёт

- Разработка электрической схемы и выбор электрооборудования

- Выбор конденсаторных банок и токоподвода

- Разработка электрической схемы

- Описание работы схемы управления

- Выбор механизмов установки

- Расчёт охлаждения элементов установки

- Энергетический баланс Заключение

- Список используемой литературы

Список литературы

1. А.Е. Слухоцкий, С.Е. Рыскин "Индукторы для индукционного нагрева", Л., 1974.

2. Н.И. Фомин, Л.М. Затуловский "Электрические печи и установки индукционного нагрева", М., 1979.

. Электрооборудование и автоматика электротермических установок: Справочник/ Альтгаузен А.П., Бершицкий И.М. - М. :Энергия, 1978.

. Установки индукционного нагрева: Методические указания к курсовому проекту / Терехов В.П.; Чеб.,1995.

. Электротермическое оборудование: Справочник/ Альтгаузен А.П.- 2-ое изд., перераб. и доп. - М. :Энергия, 1980.

. Шамов А. Н., Бодажков В. А. "Проектирование и эксплуатация высокочастотных установок", М.: Машиностроение, 1974.

. В.М. Яров, В.П. Терехов, А.Н. Ильгачев "Полупроводниковые преобразователи частоты для установок индукционного нагрева", Чеб.,2005.