電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子感應(yīng)加熱與軸熱套

電動(dòng)機(jī)無(wú)軸轉(zhuǎn)子是用硅鋼片疊成，用鋁液澆注為一整體，經(jīng)過(guò)加熱到一定的溫度后熱套在已加工好的軸上，待冷卻后無(wú)軸轉(zhuǎn)子與軸固定在一起，成為鼠籠型轉(zhuǎn)子。

以前無(wú)軸轉(zhuǎn)子的加熱，多數(shù)制造廠是采用火焰爐或電阻爐加熱，為了提高加熱質(zhì)暈與牛產(chǎn)率，降低耗電量與生產(chǎn)成本，對(duì)無(wú)軸轉(zhuǎn)子采用感應(yīng)加熱進(jìn)行了研制，取得了較好的效果，現(xiàn)已用于生產(chǎn)。

根據(jù)無(wú)軸轉(zhuǎn)子的直徑選擇電流的頻率，對(duì)于一般電動(dòng)機(jī)的無(wú)軸轉(zhuǎn)子，其直徑較大采用工頻感應(yīng)加熱；對(duì)于小型的電動(dòng)機(jī)無(wú)軸轉(zhuǎn)子采用中頻感應(yīng)加熱。如圖12-24所示為無(wú)軸轉(zhuǎn)子工頻感府加執(zhí)的嘯套訝各 向壇T順感廟加熱爐、由，源柜、電氣柜。

1.無(wú)軸轉(zhuǎn)子熱套軸的工藝參數(shù)

無(wú)軸轉(zhuǎn)子熱套軸的工藝主要是根據(jù)軸與無(wú)軸轉(zhuǎn)子內(nèi)孔之間的較大過(guò)盈量來(lái)決定無(wú)軸轉(zhuǎn)子的加熱溫度，其低加熱溫度t(℃)為了便于將無(wú)軸轉(zhuǎn)子熱套在軸上，以及考慮到在熱套過(guò)程中溫度的降低，實(shí)際上無(wú)軸轉(zhuǎn)子的加熱溫度應(yīng)比低加熱溫度1高幾十度，視具體情況而定。

2.感應(yīng)加熱電流頻率的選擇

工件感應(yīng)加熱效率的高低，基本上決定于電流頻率的正確選擇。電流的穿透深度

由上式可知，當(dāng)工件的電阻率p與相對(duì)磁導(dǎo)率Ur定時(shí)，隨著電流頻率f 的增高，電流在工件上的穿透深度就越來(lái)越小。一般認(rèn)為感應(yīng)電流只在電流穿透層中流動(dòng)，其熱量也只在這一電流穿透層中產(chǎn)生。無(wú)軸轉(zhuǎn)子熱套軸，要求無(wú)軸轉(zhuǎn)子的內(nèi)孔受熱膨脹，而無(wú)軸轉(zhuǎn)子內(nèi)在電流穿透深度以下的金屬僅能從已被加熱層按導(dǎo)熱的方式加熱。當(dāng)電流頻率越高，這樣的傳熱所需要的時(shí)間越長(zhǎng)，這就增加了被加熱的無(wú)軸轉(zhuǎn)子散入四周介質(zhì)的熱量，降低了感應(yīng)加熱的熱效率。為了提高感應(yīng)加熱的熱效率，必須縮短加熱時(shí)間，其方法就是降低電流頻率，增加在工件上的電流穿透深度。

由于無(wú)軸轉(zhuǎn)子的硅鋼片具有很好的導(dǎo)磁性，其相對(duì)磁導(dǎo)率Ur較高，其電流穿透深度較小，當(dāng)用1000Hz電流加熱無(wú)軸轉(zhuǎn)子時(shí)，其外表面與內(nèi)孔的溫差為100 - 15℃ ， 即內(nèi)孔為250℃時(shí)，其外表面溫度為350 -400℃ 。工頻電流感應(yīng)加熱，其內(nèi)外表面溫差為20 - 50℃，若要求內(nèi)孔溫度為250℃ ，外表面溫度為270 -300℃ 。 為了達(dá)到同一加熱熱套溫度，就勿需過(guò)高的加熱溫度，有利于節(jié)省電能。

3.工頻感應(yīng)加熱爐的技術(shù)參數(shù)

無(wú)軸轉(zhuǎn)子加熱用的工頻感應(yīng)加熱爐技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表12-5。

4.工頻感應(yīng)加熱爐

無(wú)軸轉(zhuǎn)子加熱用的工頻感應(yīng)加熱爐全套設(shè)備由加熱爐、電源柜、電器柜與水冷系統(tǒng)等部分組成。

加熱爐：根據(jù)所要求加熱的無(wú)軸轉(zhuǎn)子外徑巾98 -巾180mm，采用三臺(tái)工頻感應(yīng)加熱爐，其結(jié)構(gòu)型式相同（見(jiàn)圖12-25)，但不同時(shí)使用。在表12-5中，加熱爐A 感應(yīng)器內(nèi)徑小136mm ，用于加熱外徑仂98 - 巾1 16mm、長(zhǎng)105 - 135mm 的無(wú)軸轉(zhuǎn)子；加熱爐B 感應(yīng)器內(nèi)徑妣70mm，用于加熱外徑巾136 - d/>150mm、長(zhǎng)110 - 195mm 的無(wú)軸轉(zhuǎn)子；加熱爐C 感應(yīng)器內(nèi)徑Q200mm，用于加熱外徑仂162 -仂180mm 、長(zhǎng)1 10 - 195mm 的無(wú)軸轉(zhuǎn)子。

圖12-25為無(wú)軸轉(zhuǎn)子加熱用的工頻感應(yīng)加熱爐結(jié)構(gòu)圖。無(wú)軸轉(zhuǎn)子裝于進(jìn)料臺(tái)后，電動(dòng)推桿按生產(chǎn)節(jié)拍推料，通過(guò)感應(yīng)器后即達(dá)到所要求的加熱溫度，在出料臺(tái)將軸裝入無(wú)軸轉(zhuǎn)子，完成轉(zhuǎn)子的熱裝任務(wù)。進(jìn)料節(jié)拍時(shí)間由時(shí)間繼電器與行程開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。 感應(yīng)器是加熱爐的關(guān)鍵設(shè)備，該感應(yīng)器為單相，線圈用純銅管繞制，工作時(shí)通水冷卻。在線圈的圓周上均勻布置有用硅鋼片疊成的導(dǎo)磁體。線圈內(nèi)襯有隔熱層與用不銹鋼制成的開(kāi)了槽的耐熱套，在耐熱套里裝有導(dǎo)軌，工作時(shí)無(wú)軸芏導(dǎo)軌上從感應(yīng)器的一端推向另一端而被加熱。

電源柜：裝有空氣開(kāi)關(guān)、熔斷器、指示燈等元器件及電壓、電流、功率、功率因數(shù)等儀表以及控制、監(jiān)測(cè)電氣系統(tǒng)。

電氣柜：裝有基本補(bǔ)償和可調(diào)補(bǔ)償電容器、平衡電抗器、平衡電容器、控制開(kāi)關(guān)、指示燈等元器件，保證三相供電線路的平衡。

水冷系統(tǒng)：包括進(jìn)、出水分配器，與感應(yīng)器連接的絕緣軟管以及壓力表等，保證良好的供水冷卻、監(jiān)測(cè)和絕緣。

5.無(wú)軸轉(zhuǎn)子工頻感應(yīng)加熱的優(yōu)點(diǎn)

無(wú)軸轉(zhuǎn)子用箱式電阻爐、火焰爐加熱，其加熱速度慢，加熱時(shí)間長(zhǎng)，熱損失大，消耗的能量多。箱式電阻爐的熱效率約為55鉑，工頻感應(yīng)加熱的總效率可達(dá)70%以上。無(wú)軸轉(zhuǎn)子在箱式電阻爐、火焰爐中是成堆加熱，爐內(nèi)溫度不均以及出爐的先后，使得無(wú)軸轉(zhuǎn)子與軸熱套時(shí)溫度難于控制，保證不了熱套質(zhì)量。用工頻感應(yīng)加熱只要進(jìn)料速度、電參數(shù)不變，加熱溫度具有很好的穩(wěn)定性。工頻感應(yīng)加熱無(wú)變頻裝置，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作與維護(hù)方便、可靠，同時(shí)顯著地改善了勞動(dòng)條件和生產(chǎn)環(huán)境。

6.小型電動(dòng)機(jī)無(wú)軸轉(zhuǎn)子中頻感應(yīng)加熱

小型電動(dòng)機(jī)無(wú)軸轉(zhuǎn)子的外徑為小6Omm，內(nèi)徑巾19mm，過(guò)盈量為0.01 -0. 05mm， 長(zhǎng)度為69 - 89mm，質(zhì)量0. 7 - 0. 85kg。要求加熱節(jié)拍時(shí)間為22s，加熱溫度350℃，而且轉(zhuǎn)子的外表面不允許有摩擦損傷。依據(jù)這些要求，確定采用單件、立式、周期式加熱的方式，即每22s時(shí)間加熱一個(gè)無(wú)軸轉(zhuǎn)子到350℃，以保證轉(zhuǎn)子的外表面沒(méi)有摩擦損傷。感應(yīng)線圈為螺旋形，內(nèi)徑巾95mm ，長(zhǎng)度130mm ，用10mm x 10mm X 2mm 的方形純銅管繞制，線圈內(nèi)襯鋼化玻璃管。中頻電源為50kW、1000Hz，通過(guò)中頻降壓變壓器與感應(yīng)線圈連接。實(shí)際測(cè)試的結(jié)果是功率22kW、電流頻率1388Hz，加熱時(shí)間22s，無(wú)軸轉(zhuǎn)子達(dá)到350℃。