2015-04-01
741
Обычно конструктор, разработавший конструкцию детали (в нашем случае вала), определяет размеры детали, марку стали, глубину закаленного слоя и твердость на поверхности. Поскольку марка стали известна, определяется температура на поверхности и на глубине закалки. Пример расчета дается для наиболее простого случая — закалки вала, а температура на поверхности (
) и на глубине 
(
) приняты для наиболее часто используемых сталей: =900 °С и =750 °С. Диаметр вала и глубина закалки выбираются из табл. 2.1.
Для демонстрации использования методики расчета процесса и индуктора для индукционной поверхностной закалки выбираем вариант №2.
Рис. 2.1. Система индуктор–деталь для индукционной поверхностной закалки вала (спреер для охлаждения не показан): 1 — индуктирующий провод индуктора, 2 — закаливаемая деталь, 3 — нагреваемая зона (
), 4 — колодка, с помощью которой индуктор подсоединяется к высокочастотному нагрузочному трансформатору, 5 — шина
| Таблица 2.1
Варианты исходных данных для расчета нагрева цилиндра под закалку ( =900 °С и =750 °С)
| ||||||||
| Номер варианта | ||||||||
 , мм
| ||||||||
| , мм
| 1,0 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 2,0 | 2,0 |
 , мм
| ||||||||
| Номер варианта | ||||||||
| , мм
| ||||||||
| , мм
| 2,5 | 2,5 | 3,0 | 3,0 | 3,5 | 3,5 | 4,0 | 4,5 |
| , мм
|
Исходные данные варианта №2:
|
|
|
1) Диаметр закаливаемого цилиндра: =20·10–3 м (
=10·10–3 м).
2) Глубина закаленного слоя: =1,5·10–3 м.
3) Высота индуктора и детали: =20·10–3 м.
Общие исходные данные (для всех вариантов):
4) Температура на поверхности цилиндра: =900 °С.
5) Температура на глубине : =750 °С.
6) Свойства материала заготовки — средние в интервале температур 0–800 °С [3]:
· удельное электрическое сопротивление: 
= 10–6 Ом·м;
· теплопроводность: 
= 41,87 Вт/(м·град);
· температуропроводность: 
= 6,25·10–6 м2/с.
При выполнении курсовой работы необходимо:
· выбрать частоту тока для реализации процесса закалки;
· выполнить тепловой расчет и определить время нагрева 
и удельную мощность 
;
· сделать электрический расчет индуктора;
· определить интегральные параметры установки для закалки.
