Đạt được độ cứng từng răng chất lượng cao của các bánh răng lớn bằng hệ thống sưởi cảm ứng
Trong ngành sản xuất, bánh răng lớn đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng khác nhau như máy móc hạng nặng, tua bin gió và thiết bị công nghiệp. Để đảm bảo độ bền và hiệu suất của chúng, điều cần thiết là phải áp dụng quy trình làm cứng răng bánh răng. Một trong những phương pháp hiệu quả nhất để đạt được độ cứng từng răng ở các bánh răng lớn là gia nhiệt cảm ứng.
Nhiệt cảm ứng là một quá trình sử dụng cảm ứng điện từ để làm nóng bề mặt răng bánh răng một cách nhanh chóng. Bằng cách đặt dòng điện xoay chiều tần số cao vào cuộn dây, từ trường sẽ được tạo ra, tạo ra dòng điện xoáy trên bề mặt răng bánh răng. Những dòng điện xoáy này tạo ra nhiệt cục bộ, cho phép làm cứng từng răng một cách chính xác và có kiểm soát.
Làm cứng từng răng bằng cách sử dụng nhiệt cảm ứng mang lại một số lợi thế so với các phương pháp làm cứng khác. Thứ nhất, nó đảm bảo phân bổ độ cứng đồng đều trên các răng bánh răng, giúp cải thiện khả năng chống mài mòn và khả năng chịu tải. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các bánh răng lớn chịu tải nặng và điều kiện vận hành khắc nghiệt.
Thứ hai, gia nhiệt cảm ứng cho phép làm cứng có chọn lọc, nghĩa là chỉ các răng của bánh răng được làm nóng, trong khi phần còn lại của bánh răng vẫn tương đối không bị ảnh hưởng. Điều này giảm thiểu nguy cơ biến dạng hoặc cong vênh có thể xảy ra với các phương pháp xử lý nhiệt khác liên quan đến việc làm nóng toàn bộ bánh răng. Việc kiểm soát chính xác quá trình gia nhiệt cho phép làm cứng mục tiêu, tạo ra bánh răng có chất lượng cao, ổn định về kích thước.
Cứng cảm ứng của các bánh răng cỡ nhỏ, trung bình và lớn được thực hiện bằng kỹ thuật từng răng hoặc phương pháp bao quanh. Tùy thuộc vào kích thước bánh răng, kiểu độ cứng và hình dạng yêu cầu, các bánh răng được làm cứng cảm ứng bằng cách quấn quanh toàn bộ bánh răng bằng một cuộn dây (gọi là "làm cứng bánh răng quay") hoặc đối với các bánh răng lớn hơn, làm nóng chúng từng răng một. , trong đó có thể đạt được kết quả đông cứng chính xác hơn, mặc dù quá trình này chậm hơn nhiều.
Làm cứng từng răng của bánh răng lớn
Phương pháp từng răng có thể được thực hiện theo hai kỹ thuật thay thế:
“từng bước một” áp dụng chế độ làm nóng một lần hoặc chế độ quét, một cuộn cảm bao quanh thân của một chiếc răng. Phương pháp này hiếm khi được sử dụng vì nó không mang lại độ mỏi và độ bền va đập cần thiết.
Kỹ thuật làm cứng “từng khoảng cách” phổ biến hơn chỉ áp dụng chế độ quét. Nó đòi hỏi cuộn cảm phải được đặt đối xứng giữa hai sườn của các răng liền kề. Tốc độ quét cảm ứng thường nằm trong khoảng từ 6mm/giây đến 9mm/giây.
Có hai kỹ thuật quét được sử dụng:
- Cuộn cảm đứng yên, bánh răng chuyển động được
– bánh răng đứng yên và cuộn cảm có thể di chuyển được (phổ biến hơn khi làm cứng các bánh răng có kích thước lớn)
Cuộn cảm cứng cảm ứng
Hình dạng của cuộn cảm phụ thuộc vào hình dạng của răng và độ cứng yêu cầu. Bộ cảm ứng có thể được thiết kế để chỉ làm nóng chân răng và/hoặc sườn răng, khiến đầu và lõi răng mềm, dai và dẻo.
Mô phỏng giúp ngăn ngừa quá nhiệt
Khi phát triển các quy trình làm cứng bánh răng từng răng, cần đặc biệt chú ý đến hiệu ứng đầu/cạnh điện từ và khả năng cung cấp mẫu theo yêu cầu ở khu vực đầu bánh răng.
Khi quét một răng bánh răng, nhiệt độ được phân bố khá đồng đều trong các chân răng và sườn bánh răng. Đồng thời, do dòng điện xoáy tạo ra đường quay trở lại qua sườn và đặc biệt là qua đầu răng nên cần thận trọng để tránh làm vùng đầu răng bị quá nhiệt, đặc biệt là ở lúc bắt đầu và khi kết thúc quá trình cứng hóa quá trình quét. . Mô phỏng có thể giúp ngăn chặn những tác động không mong muốn này trước khi phát triển quy trình.
Ví dụ mô phỏng
Quét răng bằng hộp cứng bánh răng ở tần số 12 kHz.
Làm mát phun cũng được mô phỏng nhưng không hiển thị trong hình ảnh kết quả. Hiệu ứng làm mát được áp dụng cho mặt trên và mặt bên của hai răng, cũng như di chuyển vùng làm mát theo cuộn cảm.
Cấu hình cứng 3D màu xám:
Lát cắt dọc biên dạng cứng 2D: CENOS cho phép bạn dễ dàng hình dung biên dạng cứng sẽ trở nên sâu hơn như thế nào nếu nguồn điện không giảm hoặc tắt ở gần cuối bánh răng. 
Mật độ dòng điện trên bánh răng:
Ngoài ra, sưởi ấm cảm ứng mang lại tốc độ làm nóng và làm mát nhanh chóng, giảm thời gian xử lý tổng thể so với các phương pháp thông thường. Điều này đặc biệt có lợi cho các bánh răng lớn vì nó giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm chi phí.
Để đạt được độ cứng từng răng của các bánh răng lớn bằng cách sử dụng hệ thống gia nhiệt cảm ứng, cần có thiết bị chuyên dụng. Hệ thống sưởi ấm cảm ứng thường bao gồm nguồn điện, cuộn dây hoặc cuộn cảm và hệ thống làm mát. Bánh răng được đặt trong cuộn dây và nguồn điện được kích hoạt để tạo ra lượng nhiệt cần thiết. Các thông số quy trình, chẳng hạn như công suất, tần số và thời gian gia nhiệt, được kiểm soát cẩn thận để đạt được độ cứng mong muốn.
Tóm lại, việc làm cứng từng răng các bánh răng lớn bằng cách sử dụng hệ thống gia nhiệt cảm ứng là một phương pháp hiệu quả và hiệu quả cao. Nó đảm bảo phân bổ độ cứng đồng đều, làm cứng chọn lọc và thời gian xử lý nhanh, mang lại bánh răng bền, chất lượng cao. Nếu bạn tham gia vào việc sản xuất các bánh răng lớn, việc cân nhắc việc thực hiện gia nhiệt cảm ứng để làm cứng từng răng có thể nâng cao đáng kể hiệu suất và tuổi thọ của sản phẩm.
