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電磁加熱是利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為熱能的能量轉(zhuǎn)換過程,由整流電路將50/60Hz的交流電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓,再經(jīng)過功率控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率為20~40kHz的高頻電壓,當(dāng)高速變化的交流電流通過線圈時(shí),線圈會產(chǎn)生高速變化的磁場,磁場內(nèi)的交變磁力線通過金屬管道時(shí)(導(dǎo)磁、導(dǎo)電材料),管壁體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流,使輸油管道的管壁本身自行發(fā)熱與進(jìn)行熱交換,達(dá)到加熱的目的。變頻器是高頻電磁加熱器的核心部件,是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。2、加熱均勻性好,具有加熱選擇性:電場穿透加熱,電場中各位置介質(zhì)同時(shí)被加熱,均勻性好,與微波等高頻率電場比較,更具有長度與深度方向的均勻性優(yōu)勢。目前使用的變頻器主要采用交流—直流—交流方式,先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源,然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,逆變部分為IGBT三相橋式逆變器且輸出為PWM波形,中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。
高頻感應(yīng)加熱是利用電磁感應(yīng)的方法使被加熱的材料的內(nèi)部產(chǎn)生電流,依靠這些渦流的能量達(dá)到加熱目的。內(nèi)孔偏差通常以包含主軸軸承所屬平面圖內(nèi)的直角坐標(biāo)系的平整度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)綜合性表達(dá)。感應(yīng)加熱系統(tǒng)的基本組成包括感應(yīng)線圈,交流電源和工件。根據(jù)加熱對象不同,可以把線圈制作成不同的形狀。線圈和電源相連,電源為線圈提供交變電流,流過線圈的交變電生一個(gè)通過工件的交變磁場,該磁場使工件產(chǎn)生渦流來加熱。
感應(yīng)加熱的基本原則已經(jīng)理解,自20世紀(jì)20年代應(yīng)用于制造業(yè)。這樣不但可以在白天正常使用,還可以在用電低峰電費(fèi)折扣期的夜間工作。期間,迅速發(fā)展的技術(shù),以滿足快速,可靠的過程強(qiáng)化金屬發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的緊急戰(zhàn)時(shí)要求。較近,專注于精益制造技術(shù),并注重提高質(zhì)量控制導(dǎo)致感應(yīng)技術(shù)的重新發(fā)現(xiàn),隨著準(zhǔn)確控制,全固態(tài)感應(yīng)電源的發(fā)展。
對于非金屬材料,可采用工作頻率約240MHZ及以上,能使其內(nèi)部分子、原子每秒振動(dòng)、磨擦上億次之多的微波加熱。集膚效應(yīng)通常用電流的穿透深度來度量,穿透深度值越小,集膚效應(yīng)越顯著。對于金屬材料,則可采用工作頻率在幾千赫茲(KHZ)至幾百千赫茲、兆赫茲(MHZ)以上的中頻、超音頻、高頻、超高頻感應(yīng)加熱。也可以采用低頻感應(yīng)加熱,如工頻50HZ等。
中頻、超音頻、高頻感應(yīng)加熱,是將工頻(50HZ)交流電轉(zhuǎn)換成頻率一般為1KHZ至上百KHZ,甚至頻率更高的交流電.利用電磁感應(yīng)原理,通過電感線圈轉(zhuǎn)換成相同頻率的磁場后,作用于處在該磁場中的金屬物體上。接觸焊中一般采用耐磨的銅鎢合金的電極觸頭,感應(yīng)焊中采用的是紫銅制的感應(yīng)圈。利用渦流效應(yīng),在金屬物體中生成與磁場強(qiáng)度成正比的感生旋轉(zhuǎn)電流(即渦流)。由旋轉(zhuǎn)電流借助金屬物體內(nèi)的電阻,將其轉(zhuǎn)換成熱能。同時(shí)還有磁滯效應(yīng)、趨膚效應(yīng)、邊緣效應(yīng)等,也能生成一定的熱量,它們共同使金屬物體的溫度急速升高,實(shí)現(xiàn)快速加熱的目的。
高頻淬火機(jī)對抽油桿進(jìn)行淬火熱處理
油桿是抽油機(jī)井的細(xì)長桿件,它上接光桿,下接抽油泵起傳遞動(dòng)力的作用。在工作過程中,抽油桿要承受巨大的摩擦力,磨損的比較快,因此,我們應(yīng)想辦法提高它的耐磨度。2、可提高加熱表面某一局部的功率密度,由于感應(yīng)器局部被集流器包圍著,使得有效圈增加了長度,因此,分配到局部面積上的功率增加,達(dá)到局部集流,提高了功率密度。如何提高表面耐磨度呢,現(xiàn)在用的比較多的一種方法就是采用高頻淬火機(jī)進(jìn)行淬火熱處理,效果非常好。
經(jīng)高頻淬火機(jī)淬火后,抽油桿的表面會有一層2mm-2.3mm的淬硬層,正是這層淬硬層使得抽油桿的硬度大大增加,硬度增加了,其耐磨度也就增加了,伴隨著的就是其質(zhì)量也得到了大大的提高。
高頻淬火機(jī)可以代替加熱、煤碳烘爐加熱、箱式電爐加熱等落后的加熱手段進(jìn)行淬火熱處理,可以極大的提高產(chǎn)品質(zhì)量,有效的節(jié)省60%以上電能,改善勞動(dòng)條件,更大程度的節(jié)省成本,增加利潤。它在對抽油桿進(jìn)行淬火熱處理時(shí),可根據(jù)需要通過調(diào)整設(shè)備的功率,對表面淬硬層進(jìn)行調(diào)控,從而使淬硬層的馬氏體組織較細(xì),硬度、強(qiáng)度和韌性都比較高,使得淬火后的抽油桿硬度高于普通加熱爐的淬火硬度。原廠時(shí),常見數(shù)控機(jī)床的旋轉(zhuǎn)精密度用靜態(tài)數(shù)據(jù)測量方法測量,當(dāng)L=300mm時(shí)容許低于0。