유도 가열 설비
- 유도 가열 설비
- 고주파유도 가열을 위한 고정자는 매우 다양한 형태로 만들어질 수 있고 수행되는 가열 작업과 처리되는 제품수에따른다. 폭넓은 디자인은 경화, 브레이징, 솔더링 또는 가열이 요구되는 다른 형태에서 제품의 기술적인 원리, 응용이다. 고주파 유도 가열 장치가 출력 전류를 생산하는 발전기 또는 발진기가 요구되는 전기적인 고려사항이될지라도 실제적인 응용은 거의 전부 기계적이고 주어진 제품을 다루는 방법에서 연습되는 고안력의 양은 다소제한되어 있다.
어떤형태의 가열 작업에 있어서 고정자 디자인은 상대적으로 간단하고 가열 코일 안의 제품을 지지하거나 중심을잡기 위한 스터드 또는 플레이트가 요구된다. 반면에 잘은 제품이 다량으로 생산되고 가열 부기가 상당히 빠른곳에서는 콘베어 벨트 또는 자동 인덱싱 접근기 고주파 가열이 고정자 디자인과 같은 곳에서 유용하게 사용될때, 문제는 작업이 요구되는 곳에서 가능한 한 빨리 열을 제품에 전송하는 효과적인 방법의 제공에 있다.
일반적으로말해, 고정자의 잡다한 형태에 사용되는 기본적인 원리 또는 다른 형태의 작업을 위한 공급 장치보다 다른유도 가열을 위한 제품 디자인에 적용되는 고정된 규칙은 없다. 가장 중요한 고려사항은 제품으로 가야되는열에너지가 흡수되지 않도록 고정자 부품 유도체, 가열 코일로부터 모든 금속성 제품을 멀리 떨어져 있게 해야하는 것이다. 간헐성 가열 주기에 요구되는 안전 허용 공간은 2-inch 정도이고 반면에 연속적인 가열이이루어지는 곳에서는 그 이상의 거리를 둬야 한다.
(그림181) 다수형 브레이징 고정자가 두 개로 분리되어 배치되었는데, 각각 12개의 베품을 동시에 다룬다.- 압축복, 석면판, 파리 플라스터(가루 석고), 유리, 플라스틱, 또 다른 몰드린 절연 재료와 같은 비금속성 재료는가열 코일에 인저한 고정자 구성요소로서 안전하다는 것을 알 수 있다. 복잡한 형태가 요구되는 곳에서 촉진제가첨가된 페놀 포름알데히드(방부 소독제) 함유 또는 아세톤 열 가소성 형의 캐스트 플라스틱이 유용하게 사용될수 있다. 금속이 가열 코일에 가까이 있어샤 되는 경우에는 더 느린 열 흡수력을 가진 알루미늄 또는 황동(브라스) 비자성 재료를 사용하는 것이 좋다. 낮은 열 전도성의 니켈은 또한 그런 제품에 좋다.
다량의브레이징 작업을 위한 고정자가 그림181에 보이고 있는데 12개의 제품이 동시에 다루어진다.
(그림182) 철판 슬리브에 은 디스크를 브레이징하는데 사용되는 스프링 플랜지의 구조적인 세부도.- 테이블은 완전 고정자로 배치되고 한쪽이 로드(올려짐)될 때 다른 쪽은사용된다. 한-금속 슬리브에 은 디스크(원판)를 브레이징하는 작업인데 그림182에 묘사되어 있고 고정장치와고정자의세부적인것을 보여주고 있다.
은 원판은 가열 전에 작은 양의 연결부 자장을 가할 필요성 때문에 브레이징 합금한쪽은 앞서서 코팅한다. 작업은 보이는 것과 같이 제품이 자리하기 위해 카운터 구멍된 석면판 워크홀더(제품고정) 위에 12개의 슬리브 자리에서 수행된다. 그리고 그 다음 코팅된 그것들을 디스크 위치에 내려 놓는다. 워크홀더는 드 다음으로 각각의 끝에서 가이드 핀으로 중심이 잡히는 테이블 위에 위치한다. 슬리브에 맞게연속적으로 연결된 유도 코일은 안쪽에서부터 가열되도록 배치된다.
워크홀더위치에 로드(올려짐)됨 디스크는 스프링 고정 플랜지에 의한 슬리브에 맞서서 내려 고정된다. 플랜지로의 열전도를막기 위한 금속보다 나은 석면팁이 제품에 실제적인 접촉을 위한 플랜지의 끝에 붙여진다.
(그림183) 수직으로 작동되는 고정자는 제품이 가열 코일에 내려지도록 배치된다. 작업은 두 개의 금속판 쉘의어닐링을 포함한다.
(그림184) 이 고정자는 수동 슬라이드로 배치되었는데 가열된 제품이 퀸칭 위치로 가도록 끌어낼 수가 있다.- 이러한 설치에서의 고주파 발진기는 테이블의 왼쪽에 위치하고 출력단을왼쪽 끝에 보이는 연결부를 통하여 공급부에 위치한다. 이 작업의 브레이징 시간은 22초이다.
때때로이것은 그림183에 보이는 것과 같이 제품이 가열 코일 안으로 떨어지도록 유도 가열 고정자에 배치된다.
(그림185) 두 장치 가열 고정자가 수평 슬라이딩 제품 롤더로 배치되어 있다.- 여기에서 두 개의 드라운-스틸 쉘(녹인, 빼낸-철)은 가열 냉각되게된다. 그것들은 위치에 올려졌을 때 고정자에 놓이고 그 다음 바로 밑에 보이는 것과 같이 코일 위에 내려진다. 고정자 홀더 플레이트는 석면판으로 만들어지고 제품이 끼워지는 카운터 보어(구멍)가 제공되는데 가열 코일에관계하여 중심에 적당히 위치할 것이다. 다회전 코일은 점퍼A의 방법에 의해 연속적으로 연결되고 물의 흐름은호스 연결B에 의해 연속적으로 만들어진다. 어닐링(가열 냉각)은 드라우(잡아당김) 사이의 쉘에서 요구된다. 그것들은 1400℉까지 올라간다.
그림A에나타낸 위치에서 수신 몸체의 부분적인 표면의 경화를 위한 대표적인 고정자 디자인이 그림184에 묘사되어있다. 고정자와 코일은 제품의 잡김 퀸칭을 위해 배치된다. 네 개의 제품은 쉘브로부터 일직선 정렬 수신고정자에 삽입된다. 이 제품들은 고정자 밑에 위치한 슬라이드 플레이트에 내려진다. 연속행 가열 코일이 그림B에보이고 있다.
(그림186) 제품을 다루는데 용이하도록 슬라이딩 고정자에 올려놓여지는 유도 가열 장치. 제품은 고정자에 의해클램핑(고정)되고 중심 부분 가열을 위해 코일 안에 들어간다.- 네 개의 제품이 위치했을 때 가열 주기가 시작된다. 그 다음 충분한가열이 가해졌을 때 작업자느 조정관C에 의해 앞쪽으로 슬라이드 플레이트를 끌어 당기고 제품은 테이블의 맨위쪽의바로 밑에 위치한 퀸치 탱크 안으로 통로를 통하여 미끄러져 내려진다. 고정자 바로 뒤 판넬에 파일럿 램프(표시등)는가열 주기 동안 켜지고 램프가 꺼졌을 때 제품을 퀸칭하도록 작업자에게 알려준다.
드롭단조에 요구되는 경화 버클의 가열을 위한 2 단계 고정자가 그림185에 묘사되어 있다.
장치는 한쪽 제품이 가열 되었을 때 작업 가 내려 놓고 반대편 쪽을 로드(올려 놓음)하도록 전환 스위치가제공되었다. 평평한 철 부분은 2200℉에서 가열되는데 완전한 주기를 위해 12초가 요구된다. 이 설치에서코일은 석면판 쉴드에 의해 둘러싸여지고 가열되는 제품 부분의 삽입을 통하여 전면이 개압되어 있다. 버클을가진 고정자는 가로축 슬라이드 위에 올려지는데 코일 안에 제품이 삽입되기 전에 로드(올려짐)될 수 있기위한 것이다. 이 장치는 프레스에 가까이 위치하는데 가열된 버클이 눈 모양 현상을 위해 전달된다.
(그림187) 긴 샤프트의 점차적인 가열을 위한 전형적인 배치. 제품은 코일을 통과하고 자동적으로 스프페이퀸칭된다.
(그림188) 고정자 조립품, 베이스(받침대), 퀸칭 링. 가열 코일들은 부분적인 열처리를 요구하는 매우 다양한 샤프트에적합하다.- 끝부분 가열을 요구하 긴제품을 다루는 시설을위해 배치된 고정자느 그림186과같이디자인될 수 있다.
보여지는작업은 모터 발전기의 프로펠러 날끝 중심(허브)의 가열을 위한 설치를 나타내고 있다.
(그림189) 수직적 작동이 되는 고정자가 제공된 매우 잘 배치된 두 단(station) 작업대는 작은 철 제품을 경화하는데 사용된다.- 프로펠러 날은 고정자에 고정되는데(다시 말해, 트랙 위에 놓임) 오른쪽에보이는 것과 같이 프로펠러 끝 중심이 유도 코일 안으로 점차적으로 삽입되고 끄집어 낼 수 있도록 하기 위한것이다. 이 작업에서 중심(허브)은 대략 30초 동안 2000℉까지 가열되고 가열되었을 때 즉시 단조를위해 끄집어낸다. 고정자는 고속-자동 크램프와 함께 제공되고 그래서 고정자 운반대로부터 프로펠러를 제거하는데시간의 손실이 거의 없다. 발전기는 최대 출력을 위해 두 개의 가열부가 제공된다.
(그림190) 경화를 요구하는 작은 제품의 점차적인 가열을 위한 회전형 고정자.- 긴 샤프트를 경화할 때 그림187과 같이 한번의시간에 작은 부분의 가열과 단계적인 공급 고정자를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우 제품은 조정 가능센터 사이에서 지지되는데 다시 말해 슬라이드 위헤 놓인다. 슬라이드의 조정은 수압에 의해 조정되는 소형수압 실린더에 의하고 정확한 공급룰을 제공하는 니들 밸브에 의해 메타지시 된다.
플라스틱으로 만들어진 퀸칭은 유도 코일 가까이에 놓이는데, 코일을 통하여 진행되는 샤프트의 가열된 부분이즉시 퀸치되도록 하기 위한 것이다.
(그림191) 제품이 캐스트형 유도체에 올려지도록 수직적으로 작동되는 플랫폼이 제공된 캡 경화에 사용되는 반자동 고정자. 가열과 퀸칭은 자동적으로 조정된다.- 이완 타이머는 가열과 퀸치 주기를 조정하기 위해 사용되고 반면에 슬라이드의공급은 솔레노이드-동작 밸브에 의해 조정되는 고주파 발진기가 운전되는 한 연속적이다.
샤프트와비슷한 제품의 경화를 위한 고정자 조립이 그림188에 묘사되어 있다. 그것은 V block 이 접촉해 있는베이스 경화되는 제품을 중심화하고 떨어지게 하는 서포트(지지대)로 구성되어 있다. 또한 베이스에는 물 공급을위해 연결된 두 개의 물 연결부가 제공된 퀸칭 링이 설치되어 있다. 퀸치 링의 동작은 보통 솔레노이드 밸브의방법에 의해 시간 조절된다. 퀸치 링은 비금속 재질로 만들어지거나 금속이 사용될 때는 알루미늄 또는 낮은열 흡수력의 비자성 재질이어야 한다. 이러한 형태의 고정자는 표면 크기로 만들어질 수 있다.
(그림192) 동시에 여섯 개의 캡을 경화하는 것과 결합되어 사용되는 캐스트형 가열 유도체의 구조적인 세부도.- 베이스퀸치 링과 같음 다양한 표준 제품들이 보관되어 수행될 수 있는데, 새로운 고정자가 필요에 따라 빨리 조립될수 있도록 한다.
(그림193) 비철 합금은의 라드(봉) ; 바 가열에 사용되는 연속적 공급기계 장치. 분위기 조정이 된다.- 제품 비용은 상대적으로 낮다. 베이스 고정자 다룸이 용이 하도록 알루미늄으로만들어지거나 더 좋은 방법은 주조되거나 엽상(얇은 판으로 겹침)한 플라스틱으로 만드는 것이다.
두개의 다른 작업의 수행에 사용되는 두 단계 작업 테이블이 그림189에 묘사되어 있다. 양쪽 고정자는 에렙타형인데 그들의 이동은 공기 실린더에 의해 조정된다.
왼쪽의작업은 테이퍼(끝이 가늘어짐) 밸브의 외부 표면 경화를 위한 것이다. 두 개의 제품이 고정자에 위치하고그 다음 플랫폼이 올려지면 제품은 바로 위에 보이는 연속형 가열 코일 안으로 들어간다. 공기 경화철은 이러한제품에 사용되는데 가열 주기가 완성되었을 때 공기 블라스트(블라워)는 타이머에 의해 동작되고 제품은 급속히냉각된다.
오른쪽에보인 고정자는 밸브 인서트의 경화를 위한 배치이고 내부형 코일에 의해 내부 표면이 가열되고 경화된다. 이작업을 위한 진행 과정은 제품이 코일 안으로 올려지는 다른 방법과 실질적으로 똑같다. 슬리브는 제품이 중심에위치하도록 코일 조립에 적용된다.
스크류 헤드경화를 위한 유도 가열 설치가 그림190에 묘사되어 있다. 고정자는 연속 회전형이고 중심부에 경첩되어 있는몇 개의 제품-고정 플레이트가 제공되어 있다. 경화되는 제품은 왼쪽에 보이는 것과 같이 플레이트에 위치하고오른쪽에 보이는 헤어핀 형 코일을 통하여 그들의 과정이 계속된다. 가열이 완성된 후 고정자 플레이트는 지지하는팁에서 멀어지고 가열된 스크류(고정나사)는 자동적으로 바로 밑 퀸치 탱크로 떨어진다. 작업은 2KW 발진기, 시간당 2700개의 비율로 수행된다. 경화는 슬롯 끝 1/8inch 깊이로 제한되고 고정나사의 남아 있는부분은 변하지 않는다.
한번에여섯 개의 캡 끝을 경화하기 위한 전기적인 조정이 제공된 반자동 고정자가 그림191에 보이고 있다. 가열되는제품은 그림A의 위쪽에 보이는 로딩 위치인 에레베타 고정자 플레이트에 놓이고 푸쉬 버튼을 누르면 고정자플레이트는 밑에 그림B에 보이는 가열 유도체 안의 캡에 위치한 공기 실린더 방법에 의해 올려진다. 고정자플레이트가 가열 위치에 올라 갔을 때 고주차 발진기의 가열 주기를 시작시키는 리미트 스위치가 동작된다.
유도체 각각의가열 클램프 바로 위에 가열이 완료된 후 물의 흐름이 통하는 퀸칭 관이 위치해 있다. 가열 지속과 퀸칭주기는 자동 타이머에 의해 조정되고 퀸치가 차단된 후 거정자 플레이트는 아래 방향으로 스트로크된다.
(그림194) 시간당 2,500개의 비율로 푸쉬라드(봉) 끝을 경화하기 위한연속형회전실 공급고정자.- 세부적인 유도체를 그림192에 보이고 잇다. 그것은 동 캐스트(주조)로만들어지는데 그것과 제품 사이에 정확한 커플링(결합)을 제공하기 위해 코어가 되어 있는 것을 제공하고 있다.
그림193에서는값비싼 금속으로 만들더진 단계적인 어닐링을 위한 다용도 가열 장치를 보이고 있다. 이 장치는 6inch~12ft/min의다양한 속도 구동이 장치되어 있다. 가열되는 제품은 다회전 동관 코일이 바깥쪽에 위치한 석영관을 통과한다. 공급 장치는 양쪽 끝에 전력 구동 롤을 제공하고 있다. 어닐링되는 금속바가 유도 가열 지역을 넘어 지나가고, 그것은 오른쪽에서 보이는 적당한 물 스프레이가 공급되는 퀸치 지역으로 들어간다.
이러한 종류의장치가 연속적인 공급장치와 연결되어 사용될 때, 다른 어떤 동작의 방해를 받을 때 순간적으로 전류가 차단될수 있는 잇점이 있도록 설계된다. 보통의 다른 가열 방법에서는 공급이 멈춰야 되는 시점에 급속히 타버리는위험성이 있다.
(그림195) 보이는 쉬프트와 같이 작은 제품의 선택적인 경화에 사용될 수있는 자동 인덱싱 고정자.- 이 공급 장치는 보이는 것처럼 대용될 수 있는 적정 코일뿐만 아니라다른 직경의 석영관이 배치되고 다양한 크기의 로드(막대)를 적용할 수 있다.
유도가열에 사용되는 회전형 고정자가 그림194에 묘사되어 있다. 작업은 밸브 태핏(철자) 경화이고 시트와 숄더가 1500℉까지 가열된다. 제품이 가열되자마자, 그것은 자동적으로 제트 퀸치 위치로 옮겨지고 그 다음 작업의콘베어에 의해 제거되었을 때 슈트(활강사면로)로 떨어진다. 이 작업에서 생산량은 시간당 6000개 정도이다. 고주파 전류는 200KVA가 공급된다.
모터발전기 장치. 이러한 형태의 고정자는 부분적인 가열을 요구하는 작은 제품에 매우 다양하게 사용된다.
기어 샤프트의 끝을 경화하기 위한 인덱싱형 고정자가 그림195에 보이고 있다. 이제품은 단지 핑거(끄트머리)만을 경화하고 코일은 연속형인데 제품의 돌출 끝이 들어가는 두개의 가열 부분을가지고 있다. 네 개의 샤프트 고정을 위해 배치된 고정 플레이트가 90-deg 정도로 움직이는 슬라이드위에 올려진다. 슬라이드는 캠 동작되고 플레이트 인덱스는 가바나 캠에 의해 동작되는데 전력이 공급되게 되면작업자는 제품을 고정자 전면부에 올리기와 내리기만 하면 된다. 퀸칭은 형성된 플라스틱형 퀸치 링에 의해영향을 받게 되고 반면에 주기 중 가열과 퀸칭 부분은 고정자 휴지(가동 멈춤)와 연결되고 슬라이드가 앞으로이동할 때 동작되는 리미트 스위치에 의해 조정된다. 고정자는 7초에서 전체 주기를 만들도록 시간조절된다.
(그림196) 콘베어형 경화 설치는 제품이 가열을 위해 병렬 유도체를 통과한다음 가열된 제품은 퀸칭 잠수를 위해 끄집어 내게 된다.- 이러한형태의 고정자는 경화 또는 브레이징 유도 가열 작업에서 매우 다양하게 사용될 수 있다. 제품의 크기와 모양이적용 방법을 결정하는 문제가 되겠지만 작은 조립품의 브레이징 솔더링 뿐만 아니라 핀끝, 작은 샤프트, 베어링경화와 같은 많은 적용 방법이 있지만 그 경우 퀸칭 주기는 요구되지 않는다.
작은 볼연결의 고주파 가열을 위한 단계적인 공급 배치의 예가 그림196에 묘사되어 있다.
(그림197) 그림196에 묘사된 유도체의 단면도. 제품에 관계된 것과 함께보이고 있다.- 이 장치에서 연속적인 콘베어 작업이 되고 제품 고정대가제공된다. 볼 조인트(연결부) 오른쩍 콘베어에 놓이고 그 다음 병렬형 가열 유도체를 통과하고 거기에서 반구형표면이 가열된다. 유도체 끝에 도달하자마자 제품은 끄집어내어지고 테이블 밑에 있는 퀸칭 베스(탕, 탱크)로떨어진다.
이 작업을위한 유도체는 그림197에 묘사된 것과 같이 가열되는 반구형 표면의 외형과 비숫하게 형성된 두 개의 동바로 구성된다. 냉각수의 흐름에 있어서 구멍은 윗부분에 보이는 바를 통하여 뚫려진다. 바의 끝에 동관 점퍼는고주파 전류의 흐름을 제공하고 반면, 반대편에서 분기된 것이 고주파 발진기로 연결된다.
이러한 종류의작업에 있어서 출력을 조정할 수 있는 두 개의 요소가 있는데 어떠한 전력원이 유용한지 검토되어야 한다. 이것중 하나는 커플링이고 다른 하나는 콘베어 속도이다.
(그림198) 자동 인덱싱 고정자는 핀, 부싱과 같은 잡다한 작은 제품 경화에설치될 수 있다. 제풍음 가열후 자연스럽게 퀸칭으로 떨어지게 된다.- 예를 들어 콘베어가 고정된 속도에 있고 제품이 너무 높은온도에 도달한다고 하면 희망하는 낮은 온도를 얻기 위하여 유도체를 조금 증가시키는 것이 필요하다. 반면에공급의 변화가 유용하다고 하면 출력단에 결과적인 가열에 적정한 속도로 증가히키는 것이 가능하다. 이 작업에서생간 비율은 시간당 2500개이다.
유도경화를 위한 자동 인덱싱 고정자의 다른 접속기 타입이 그림198에 묘사되어 있다. 가열되는 제품은 그림A에보이는 것과 같이 외부 표면 경화에 요구되는 작은 철 베어링이다. 제품은 호퍼에 의해 인덱싱 플레이트B에공급되는데 많은 수의 제공 고정대를 포함하고 있다. 이 플레이트 밑의 코일 바로 위에는 인덱스 플레이트안에 일치되는 구멍과 정렬된 고정 개방구가 있다. 제품 고정 플레이트 인덱싱과 같은 작업에서 제품은 가열코일 안으로 떨어진다. 절연을 제공하고 가열되는 동안 중심을 맞추기 위해서 파이랙스(내열 유리)관이 코일안에 위치한다. 유리는 고주파 전류의 흐름에 저항이 없기 때문에 코일 안에서 제품의 가열은 사용에 있어서영향을 받지 않는다.
가열주기의 끝에서 이 경우 1초보다 작은데 트립D는 가열된 제품이 바로 밑 퀸치도 떨어지게 하는 솔레노이드에 의해끄집어 내게 된다. 유도 코일의 세부적인 것이 그림E에 보이고 그림F에서는 코일, 유리관, 제품에 관계된확대된 부분이 보이고 있다.
여기에서묘사된 고정자는 고주파 유도 가열 장치를 사용하여 다양한 브레이징, 솔더링, 경화 작업에 적용될 수 있는대표적인 디자인이다. 금속제품의 가열 방법으로 고주파는 산업 공장에서 더욱 폭넓게 사용되는 것을 볼 수있고 여러 분야에서 기술적인 디자인 뿐만 아니라 제조 진행 과정에 큰 효과를 보이고 있다는 것은 말할 여지도없다.
가장 유리하게 이러한 가열 형태를 적용하기 위해서는 효과적인 진행 과정을 보장하기 위한 기술적인 필요성에대한 전반적인 지식이 요구되고 이러한 것은 현재의 고정자 디자인에 폭넓게 포함할 것이다.