Aconseguir un enduriment dent per dent d'alta qualitat d'engranatges grans amb calefacció per inducció
A la indústria manufacturera, els engranatges grans tenen un paper crític en diverses aplicacions com ara maquinària pesada, turbines eòliques i equips industrials. Per garantir la seva durabilitat i rendiment, és fonamental aplicar un procés d'enduriment a les dents de l'engranatge. Un dels mètodes més efectius per aconseguir l'enduriment dent per dent en grans engranatges és mitjançant l'escalfament per inducció.
Calefacció d'inducció és un procés que utilitza la inducció electromagnètica per escalfar ràpidament la superfície de les dents de l'engranatge. En aplicar un corrent altern d'alta freqüència a una bobina, es genera un camp magnètic, que indueix corrents de Foucault a la superfície de la dent de l'engranatge. Aquests corrents de Foucault creen un escalfament localitzat, permetent un enduriment precís i controlat de cada dent individual.
L'enduriment dent per dent mitjançant calefacció per inducció ofereix diversos avantatges respecte a altres mètodes d'enduriment. En primer lloc, assegura una distribució uniforme de la duresa a través de les dents de l'engranatge, donant lloc a una millor resistència al desgast i capacitat de càrrega. Això és especialment crucial per a engranatges grans que estan sotmesos a càrregues pesades i condicions de funcionament dures.
En segon lloc, l'escalfament per inducció permet un enduriment selectiu, és a dir, només s'escalfen les dents de l'engranatge, mentre que la resta de l'engranatge roman relativament no afectat. Això minimitza el risc de distorsió o deformació, que es pot produir amb altres mètodes de tractament tèrmic que impliquen escalfar tot l'engranatge. El control precís del procés d'escalfament permet un enduriment específic, donant com a resultat un engranatge d'alta qualitat i dimensionalment estable.
Indució d'enduriment d'engranatges de mida petita, mitjana i gran es realitza mitjançant una tècnica dent per dent o mètode d'encerclament. Depenent de la mida de l'engranatge, el patró de duresa requerit i la geometria, els engranatges s'endureixen per inducció envoltant tot l'engranatge amb una bobina (l'anomenat "enduriment de rotació dels engranatges"), o per a engranatges més grans, escalfant-los "dent per dent". , on es pot aconseguir un resultat d'enduriment més precís, tot i que el procés és molt més lent.
Enduriment dent per dent de grans engranatges
El mètode dent per dent es pot fer en dues tècniques alternatives:
"punta a punta" aplica un mode d'escalfament d'un sol tret o un mode d'escaneig, un inductor envolta el cos d'una sola dent. Aquest mètode s'utilitza rarament perquè no proporciona la fatiga i la resistència a l'impacte requerides.
Una tècnica d'enduriment "gap-by-gap" més popular només aplica un mode d'escaneig. Requereix que l'inductor estigui situat simètricament entre dos flancs de dents adjacents. Les velocitats d'escaneig de l'inductor solen estar entre 6 mm/s i 9 mm/s.
S'utilitzen dues tècniques d'escaneig:
– l'inductor està estacionari i l'engranatge és mòbil
- l'engranatge és estacionari i l'inductor és mòbil (més popular quan s'endureix engranatges de gran mida)
Inductor d'enduriment per inducció
La geometria de l'inductor depèn de la forma de les dents i del patró de duresa requerit. Els inductors es poden dissenyar per escalfar només l'arrel i/o el flanc de la dent, deixant la punta i el nucli de la dent suaus, resistents i dúctils.
La simulació ajuda a evitar el sobreescalfament
Quan es desenvolupen processos d'enduriment d'engranatges dent per dent, s'ha de prestar especial atenció als efectes electromagnètics d'extrem/vora i a la capacitat de proporcionar el patró necessari a les zones dels extrems de l'engranatge.
En escanejar una dent d'engranatge, la temperatura es distribueix entre les arrels i els flancs de l'engranatge de manera força uniforme. Al mateix temps, com que el corrent de Foucault fa un camí de retorn pel flanc i, especialment per la punta de la dent, s'ha de tenir la cura adequada per evitar el sobreescalfament de les regions de la punta de la dent, en particular al començament i al final de l'enduriment de l'escaneig. . Una simulació pot ajudar a prevenir aquests efectes no desitjats abans de desenvolupar el procés.
Exemple de simulació
Escaneig dent per dent caixa d'enduriment d'engranatges a 12 kHz.
El refredament per aerosol també es simula, però no és visible a les imatges de resultats. S'aplica un efecte de refredament a les cares superior i lateral de les dues dents, a més de moure la zona de refrigeració seguint l'inductor.
Perfil endurit 3D en color gris:
Tall vertical de perfil endurit 2D: CENOS us permet visualitzar fàcilment com el perfil endurit es fa més profund si la potència no es redueix o s'apaga prop del final de l'engranatge. 
Densitat de corrent a l'engranatge:
A més, la calefacció per inducció ofereix velocitats ràpides d'escalfament i refrigeració, reduint el temps de processament global en comparació amb els mètodes convencionals. Això és especialment avantatjós per a engranatges grans, ja que ajuda a millorar l'eficiència de producció i reduir costos.
Per aconseguir l'enduriment dent per dent d'engranatges grans mitjançant calefacció per inducció, es requereix un equip especialitzat. El sistema de calefacció per inducció normalment consisteix en una font d'alimentació, una bobina o inductor i un sistema de refrigeració. L'engranatge es col·loca a la bobina i s'activa la font d'alimentació per generar la calor necessària. Els paràmetres del procés, com ara la potència, la freqüència i el temps d'escalfament, es controlen acuradament per aconseguir el perfil de duresa desitjat.
En conclusió, l'enduriment dent per dent d'engranatges grans mitjançant calefacció per inducció és un mètode molt eficaç i eficient. Assegura una distribució uniforme de la duresa, un enduriment selectiu i uns temps de processament ràpids, donant lloc a engranatges duradors i d'alta qualitat. Si participeu en la fabricació d'engranatges grans, tenir en compte la implementació de la calefacció per inducció per a l'enduriment dent per dent pot millorar significativament el rendiment i la longevitat dels vostres productes.
