Энергетические показатели электротехнического комплекса для симметричного индукционного нагрева металлоизделий шарообразной формы

Аннотация

В последние несколько лет вышел ряд публикаций, затрагивающих вопросы симметричного индукционного нагрева под термообработку металлоизделий шарообразной формы на заданную глубину токами повышенной частоты. Следует отметить высокую степень важности разрабатываемой технологии в массовых производствах мелющих тел для горно-обогатительных фабрик и цементных заводов, шариков подшипников качения, клапанов в гидравлических системах, в том числе высокоизносостойких шариков в обратных клапанах глубинных насосов для нефтедобычи и др. В качестве идеи технического решения задачи симметричного индукционного нагрева металлоизделий шарообразной формы в публикациях указывается новая конфигурация индуктора, направляющий желоб которого (он же транспортирующий профиль) изогнут в пространственную спираль с вертикальной осью симметрии. Кинематика движения шара по спиральному желобу в индукторе (свободное скатывание) характеризуется двухмерным, а в другом случае при переменной кривизне витков спирали (или траектории движения центра массы шара) – трёхмерным побуждением к изменению направления его оси собственного вращения от входа в индуктор до выхода из него. Указанный факт предопределяет возможность создания установок индукционного нагрева (УИН) непрерывного действия, обеспечивающих равномерное по плотности взаимодействие всей поверхности скатывающегося шара с электромагнитным полем в индукторе. Таким образом, появляется возможность достижения искомого симметричного нагрева на заданную глубину – прямого скоростного и потому высокоэнергоэффективного, практически без окисления и обезуглероживания. В связи с особой актуальностью разрабатываемой технологии, возникает потребность в анализе энергетических показателей УИН, обеспечивающих заявленные выше качества нагрева.