Large Cylinder Induction Heating System for Forging
Ⅰ. Veja o Sistema de Aquecimento por Indução em Funcionamento
Vídeo 1 — Visão completa do sistema: Mostra a fonte de alimentação de indução, transformador, conexão de saída, indutor multivoltas e peça cilíndrica antes que o aquecimento vermelho visível se desenvolva.
Vídeo 2 — Close do aquecimento do cilindro: Mostra a seção cilíndrica selecionada tornando-se gradualmente incandescente dentro da bobina de indução multivoltas.
O segundo vídeo fornece uma visão direta do processo de aquecimento, mas a cor visível da superfície por si só não deve ser tratada como uma medição da temperatura em toda a espessura da parede.
Ⅱ. O que está sendo aquecido?
A peça mostrada neste sistema é uma grande peça cilíndrica oca.
Somente a seção cilíndrica necessária é circundada pela área efetiva de aquecimento do indutor. Durante a operação, esta seção é aquecida antes que a peça se mova para o processo de forjamento subsequente.
Este tipo de sistema de aquecimento por indução pode ser avaliado para grandes peças ocas ou cilíndricas onde:
— Um comprimento definido precisa ser aquecido antes do forjamento
— A peça de trabalho tem um diâmetro relativamente grande
— É necessário aquecimento através da seção cilíndrica
— Um arranjo padrão de aquecimento de tarugos pequenos não é adequado para a geometria da peça
O componente forjado final pode diferir de projeto para projeto. O sistema de aquecimento é, portanto, configurado a partir da peça real e não do nome da peça acabada.
Ⅲ. Como um cilindro grande é aquecido?
A peça cilíndrica é posicionada dentro de uma longa bobina de indução multivoltas.
A corrente alternada na bobina cria um campo eletromagnético ao redor da peça de trabalho. Correntes elétricas são induzidas no metal condutor, gerando calor na seção cilíndrica cercada pelo indutor.
Para esta aplicação, a bobina longa é especialmente importante.
Uma bobina de indução curta concentraria o aquecimento em uma área axial muito mais estreita. Aqui, múltiplas voltas são distribuídas ao longo da peça de trabalho para que uma seção relativamente longa possa ser aquecida durante o mesmo processo.
O resultado do aquecimento depende de vários fatores juntos:
Material da peça de trabalho + Diâmetro externo + Diâmetro interno + Espessura da Parede + Comprimento aquecido + Potência + Frequência + Tempo de Aquecimento + Desenho da Bobina
É por isso que um indutor de cilindro grande não pode simplesmente ser tratado como uma versão ampliada de uma bobina de indução pequena..
Ⅳ. Por que a penetração de calor é importante antes do forjamento
O objetivo do aquecimento por indução para forjamento é diferente do endurecimento superficial por indução. O endurecimento superficial concentra-se na criação de uma camada endurecida controlada. Antes de forjar, a seção necessária da peça precisa de aquecimento suficiente para o seguinte processo de deformação.
Para uma peça cilíndrica oca, a superfície externa pode ficar visivelmente quente antes que toda a espessura da parede atinja a condição térmica necessária.
A espessura da parede, portanto, é importante.
Dois cilindros com o mesmo diâmetro externo podem se comportar de maneira muito diferente se um tiver uma parede fina e o outro tiver uma seção muito mais pesada..
Potência, a frequência e o tempo de aquecimento devem ser considerados em conjunto para que a seção cilíndrica necessária receba penetração de calor suficiente para a operação de forjamento a jusante.
A temperatura alvo real e a distribuição de temperatura aceitável dependem do material da peça e do processo de forjamento.
Ⅴ. Principais componentes do sistema de aquecimento
O equipamento completo mostrado no vídeo inclui as principais seções elétricas e de aquecimento necessárias para o aquecimento por forjamento por indução.
| Componente | O que isso faz |
|---|---|
| Fonte de Alimentação por Indução | O gabinete de energia fornece e controla a energia elétrica usada para aquecimento. A potência necessária é selecionada de acordo com o tamanho da peça de trabalho, material, seção aquecida e exigência de produção. |
| Transformador / Seção correspondente | O transformador e a seção correspondente conectam o sistema de energia de indução com a carga de aquecimento. Sua configuração é compatível com o indutor e a peça de trabalho, em vez de ser tratada como um componente fixo para cada projeto. |
| Conexão de saída de energia | Conexões de saída reforçadas transferem energia da seção elétrica para o indutor. Componentes elétricos e de indução relevantes requerem resfriamento durante a operação de acordo com a configuração do equipamento. |
| Bobina de indução multivoltas | A bobina de indução cilíndrica forma a principal zona de aquecimento ao redor da peça de trabalho. Seu diâmetro interno, comprimento efetivo, o número de voltas e a configuração elétrica são selecionados para o cilindro real. |
Ⅵ. Potência, A frequência e o design da bobina dependem da peça de trabalho
Não existe uma classificação de potência única, frequência ou tamanho de bobina adequado para cada cilindro grande. Para seleção de equipamentos, várias dimensões precisam ser consideradas em conjunto.
| Informações da peça de trabalho | Por que é importante |
|---|---|
| Diâmetro exterior | Determina o tamanho básico da bobina e a carga de aquecimento |
| Diâmetro interno | Define a seção oca da peça de trabalho |
| Espessura da parede | Afeta fortemente a necessidade de aquecimento através da seção |
| Comprimento aquecido | Influencia o comprimento efetivo da bobina e a carga total de aquecimento |
| Material | Afeta a condição de forjamento necessária e a resposta ao aquecimento |
| Peso da peça | Influencia a energia total necessária |
| Tempo de aquecimento necessário | Afeta a seleção de energia |
| Requisito de forjamento | Determina a condição de aquecimento alvo |
Por esta razão, especificando apenas um diâmetro externo, como “um 500 cilindro mm” não é suficiente para selecionar um sistema de aquecimento por indução. O mesmo diâmetro externo pode corresponder a massas de peças e espessuras de parede muito diferentes.
Ⅶ. Aquecimento por indução personalizado para cilindros grandes
A personalização neste tipo de sistema está relacionada principalmente ao processo de aquecimento. Dependendo da peça de trabalho, o projeto pode exigir alterações:
①Diâmetro interno do indutor
②Comprimento de aquecimento efetivo
③Número e espaçamento das voltas da bobina
④Potência de indução
⑤Frequência operacional
⑥Transformador e correspondência elétrica
⑦Sequência de aquecimento
⑧Disposição de carregamento da peça
A seção aquecida necessária é especialmente importante. Se apenas uma parte de uma peça cilíndrica longa precisar atingir a condição de forjamento, a área de aquecimento efetiva deve ser projetada em torno dessa seção, em vez de aquecer desnecessariamente toda a peça de trabalho. É por isso que o desenho da peça e a área de aquecimento marcada são úteis no início da seleção do equipamento.
Ⅷ. Monitoramento de Temperatura e Processo
O controle de aquecimento pode ser configurado de acordo com a necessidade de produção. Dependendo do sistema selecionado, as funções disponíveis podem incluir:
①Medição de temperatura
②Controle do tempo de aquecimento
③Monitoramento de energia
④Monitoramento de tensão e corrente
⑤Gravação de parâmetros de processo
⑥Exibição da curva de aquecimento
⑦Alarmes de parâmetros superiores e inferiores
⑧Registros históricos de produção
O feedback de temperatura e o monitoramento do processo devem ser tratados como configurações específicas do projeto, em vez de funções padrão assumidas em cada máquina. Para aplicações de forjamento, o monitoramento é particularmente útil quando a mesma peça precisa ser aquecida repetidamente sob um processo definido.
IX.. Para que tipo de peça este sistema é adequado?
Este arranjo de aquecimento destina-se principalmente a grandes peças cilíndricas ou ocas que requerem uma seção relativamente longa para ser aquecida antes do forjamento. Possíveis formas de peças podem incluir:
①Pré-formas cilíndricas ocas
②Cilindros de parede espessa
③Mangas grandes
④Blanks forjados cilíndricos
⑤Outras peças grandes ocas ou cilíndricas
O uso final do componente forjado não determina por si só o sistema de indução. Um cilindro destinado a maquinaria pesada e outro utilizado em equipamentos energéticos podem necessitar de sistemas de aquecimento completamente diferentes se as suas dimensões, espessuras de parede ou requisitos de forjamento são diferentes. A própria peça continua sendo o ponto de partida para o projeto do sistema.
Ⅹ. De quais informações precisamos?
Para um projeto de aquecimento por indução de grande cilindro, envie o desenho da peça junto com o material, diâmetro externo e interno, espessura de parede, comprimento total, comprimento de aquecimento necessário, peso da peça e temperatura alvo de forjamento, se conhecida. Informações sobre o tempo de aquecimento necessário, a taxa de produção e o processo de forjamento a jusante também são úteis. Se a aplicação final do forjamento ainda não estiver confirmada, ainda podemos avaliar o sistema a partir das dimensões conhecidas da peça e da seção de aquecimento necessária.
Perguntas frequentes
Clique em uma pergunta para expandir a resposta.
Que faixa de diâmetro este sistema pode suportar?
Não existe uma faixa única de diâmetro. O diâmetro interno do indutor, potência e frequência são compatíveis com a peça de trabalho real, então o diâmetro externo, o diâmetro interno e a espessura da parede são avaliados em conjunto.
Como é determinado o tempo de aquecimento necessário?
O tempo de aquecimento depende da espessura da parede, material, potência e frequência. Para um cilindro oco, a espessura total da parede deve atingir a condição exigida — a cor visível da superfície por si só não confirma a temperatura através da seção.
Este sistema pode aquecer barras sólidas ou pequenos tarugos?
Este arranjo é projetado para grandes peças ocas ou cilíndricas com uma seção aquecida relativamente longa. Uma barra sólida ou um tarugo padrão geralmente é melhor manuseado por uma configuração padrão de aquecimento de tarugo, então o sistema deve corresponder à geometria real.
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