Luận Văn Nghịch lưu lò tôi

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 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 tiếp, nhanh
chóng không cần qua khâu trung gian do đó có thể tiến hành tựđộng hoá
sâu và hiệu suất cao. Đồng thời, do thời gian nung ngắn nên bề mặt sản
phẩm không bị oxihoá

- Có thể tiến hành gia nhiệt trong các môi trường khác nhau như môi

trường trung tính, chân không một cách dễ dàng.

- Do đặc điểm của phương pháp mà chi tiết đem tôi có độ cứng bề
mặt cần thiết trong khi vẫn giữđược độ dẻo thích hợp trong lõi đảm bảo
được các yêu cầu kỹ thuật đặt ra đối với chi tiết đem tôi. Mặt khác, lò tôi

cảm ứng có thể tôi được các chi tiết có hình dạng phức tạp mà các phương
pháp khó có thểđáp ứng ví dụ như các trục khuỷu, bánh răng, vấu .

- Do có thể tựđộng 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:- Chủ yếu dùng cho những chi tiết có cùng tiết diện hay tiết diện thay
đổi không đáng kể. Với những chi tiết phức tạp, khó đạt tổ chức mactenxit
đồng nhất, ngoài ra hệ số hữu ích của thiết bị thấp (0,1 – 0,2)

- Không đảm bảo đủđộ bền tĩnh đối với những chi tiết làm việc ở
chếđộ nặng nề nhất ( đặc biệt chi tiết lớn trên 30) vì lõi không được hoá

bền.

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, gồm

các cuộn dây được cấp nguồn có tần số cao; khi cho tải đi qua là các chi tiết
bằng thép cần tôi thì chúng được nung nóng nhờ nguồn nhiệt sinh ra trong
chính bản thân chi tiết.

Xét một cuộn dây quấn xung

quanh lõi thép, khi đặt vào 2 đầu của
cuộn dây này một điện áp xoay chiều
hình sine sẽ làm phát sinh một dòng điện

có cường độ i đi qua cuộn cảm:

i = I0.sin(ωt)

Trong cuộn cảm xuất hiện một suất

điện động tự cảm:

di
e = -L = -ωLI0 0 cos(ωt)
dt

Giả thiết điện trở R của cuộn cảm bằng không, khi đó ta có định luật
Ôm cho đoạn mạch sẽ là:

u = R.i-e = ωLI
0 0 cos(ωt) = ωLI0 0 sin(ωt+π/2)

=> u = U0sin(ωt+π/2)Như vậy hiệu điện thếở hai đầu cuộn cảm (không có điện trở) biến
thiên điều hoà cùng tần số góc với dòng điện qua cuộn cảm và sớm pha hơn

dòng điện π/2

- Để nghiên cứu quá trình truyền năng lượng điện từ từ nguồn điện
vào thanh kim loại người ta sử dụng phương trinh Macxoel trong trường
điện 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]

2
D=0E : điện cảm,[C/ m ]; E – cường độđiện trường, [V/m]

j =E = E/ - mật độđiện 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:

ư2z
2 e δ
P H 0
2γδ

năng lượng phản kháng:

ư2z
Q i H 02 e δ

2γδ

trong đó bề dày thẩm thấu

H0 – cường độ từ trường ở bề mặt kim loại.