Doseganje visokokakovostnega utrjevanja zob za zobom velikih zobnikov z indukcijskim segrevanjem
V predelovalni industriji imajo veliki zobniki ključno vlogo pri različnih aplikacijah, kot so težki stroji, vetrne turbine in industrijska oprema. Da bi zagotovili njihovo vzdržljivost in učinkovitost, je bistvenega pomena, da se zobje zobnikov utrdijo. Ena najučinkovitejših metod za doseganje utrjevanja zob za zobom v velikih zobnikih je indukcijsko segrevanje.
Indukcijsko ogrevanje je postopek, ki uporablja elektromagnetno indukcijo za hitro segrevanje površine zob zobnika. Z dovajanjem visokofrekvenčnega izmeničnega toka na tuljavo se ustvari magnetno polje, ki inducira vrtinčne tokove na površini zob zobnika. Ti vrtinčni tokovi ustvarjajo lokalno segrevanje, kar omogoča natančno in nadzorovano utrjevanje vsakega posameznega zoba.
Kaljenje zob za zobom z indukcijskim segrevanjem ponuja številne prednosti pred drugimi metodami kaljenja. Prvič, zagotavlja enakomerno porazdelitev trdote po zobeh zobnikov, kar ima za posledico izboljšano odpornost proti obrabi in nosilnost. To je še posebej pomembno pri velikih zobnikih, ki so izpostavljeni velikim obremenitvam in težkim pogojem delovanja.
Drugič, indukcijsko segrevanje omogoča selektivno kaljenje, kar pomeni, da se segrejejo samo zobje zobnikov, preostali del zobnika pa ostane relativno nespremenjen. To zmanjša tveganje za popačenje ali zvijanje, do katerega lahko pride pri drugih metodah toplotne obdelave, ki vključujejo segrevanje celotnega orodja. Natančen nadzor nad procesom segrevanja omogoča ciljno utrjevanje, rezultat pa je visokokakovosten, dimenzijsko stabilen zobnik.
Indukcijsko utrjevanje majhnih, srednjih in velikih zobnikov se izvaja s tehniko zob za zobom ali metodo obkrožanja. Odvisno od velikosti zobnika, zahtevanega vzorca trdote in geometrije, zobnike indukcijsko utrdimo tako, da celotno gonilo obdamo s tuljavo (tako imenovano "spin hardening of gears"), pri večjih zobnikih pa jih segrevamo "zob za zobom". , kjer lahko dosežemo bolj natančen rezultat kaljenja, čeprav je proces veliko počasnejši.
Kaljenje zob za zobom velikih zobnikov
Metodo zob za zobom lahko izvedemo z dvema alternativnima tehnikama:
»konica za konico« uporablja način ogrevanja z enim posnetkom ali način skeniranja, induktor obkroža telo enega samega zoba. Ta metoda se redko uporablja, ker ne zagotavlja zahtevane utrujenosti in udarne trdnosti.
Bolj priljubljena tehnika utrjevanja "razmak za režo" uporablja samo način skeniranja. Zahteva, da je induktor simetrično nameščen med dvema bokoma sosednjih zob. Hitrosti skeniranja induktorja so običajno med 6 mm/s do 9 mm/s.
Uporabljata se dve tehniki skeniranja:
– induktor miruje, zobnik pa gibljiv
– zobnik miruje, induktor pa gibljiv (bolj priljubljeno pri kaljenju velikih zobnikov)
Induktor za indukcijsko kaljenje
Geometrija induktorja je odvisna od oblike zob in zahtevanega vzorca trdote. Induktorji so lahko oblikovani tako, da segrejejo samo korenino in/ali bok zoba, pri čemer ostanejo konica in jedro zoba mehka, žilava in duktilna.
Simulacija pomaga preprečiti pregrevanje
Pri razvoju postopkov utrjevanja zob za zobom je treba posebno pozornost nameniti elektromagnetnim učinkom na koncu/robu in zmožnosti zagotavljanja zahtevanega vzorca na končnih območjih zobnika.
Pri skeniranju zoba zobnika je temperatura znotraj korenin in bokov zobnika precej enakomerno porazdeljena. Hkrati, ker vrtinčni tok naredi povratno pot skozi bok in še posebej skozi konico zoba, je treba ustrezno paziti, da preprečite pregrevanje območij konice zoba, zlasti na začetku in na koncu skeniranja utrjevanja. . Simulacija lahko pomaga preprečiti te neželene učinke pred razvojem postopka.
Primer simulacije
Skeniranje zob za zobom pri kaljenju zobnika pri 12 kHz.
Hlajenje s pršenjem je prav tako simulirano, vendar ni vidno na slikah rezultatov. Hladilni učinek se uporablja za zgornje in stranske ploskve obeh zob, prav tako pa se hladilno območje premika po induktorju.
3D kaljen profil v sivi barvi:
2D navpična rezina utrjenega profila: CENOS vam omogoča enostavno vizualizacijo, kako postane utrjen profil globlji, če se moč ne zmanjša ali izklopi blizu konca prestave. 
Gostota toka na orodju:
Poleg tega indukcijsko ogrevanje ponuja hitre stopnje segrevanja in hlajenja, kar skrajša skupni čas obdelave v primerjavi z običajnimi metodami. To je še posebej ugodno pri velikih zobnikih, saj pomaga izboljšati učinkovitost proizvodnje in zmanjšati stroške.
Za doseganje zob za zobom utrjevanja velikih zobnikov z indukcijskim segrevanjem je potrebna posebna oprema. Sistem indukcijskega ogrevanja je običajno sestavljen iz napajalnika, tuljave ali induktorja in hladilnega sistema. Zobnik je nameščen v tuljavi in aktiviran je vir energije, da proizvede potrebno toploto. Procesni parametri, kot so moč, frekvenca in čas segrevanja, so skrbno nadzorovani, da se doseže želeni profil trdote.
Skratka, kaljenje zob za zobom velikih zobnikov z uporabo indukcijskega ogrevanja je zelo učinkovita in uspešna metoda. Zagotavlja enakomerno porazdelitev trdote, selektivno utrjevanje in hitre čase obdelave, kar ima za posledico visokokakovostne in trpežne zobnike. Če se ukvarjate s proizvodnjo velikih zobnikov, lahko z uporabo indukcijskega segrevanja za kaljenje zoba za zobom bistveno izboljšate zmogljivost in dolgo življenjsko dobo vaših izdelkov.
