Tính ngược nhiệt độ từ độ dôi
Nguyên lý của lắp nóng là dùng sự giãn nở nhiệt để tạo ra khe hở lắp ráp. Công thức sử dụng là
ΔT = ( δ + δ0 ) / ( α · d )
Trong đó δ = độ dôi, δ0 = khe hở lắp ráp cần thiết (thường 0,1–0,3 mm), α = 12×10⁻⁶ /K đối với thép, d = đường kính lắp ghép
| d | δ | δ₀ | ΔT cần đạt |
|---|---|---|---|
| Ø800 mm | 0,35 mm | 0,30 mm | khoảng 68 K |
| Ø1200 mm | 0,45 mm | 0,30 mm | khoảng 52 K |
| Ø1600 mm | 0,55 mm | 0,35 mm | khoảng 47 K |
Điểm đáng chú ý: đường kính càng lớn thì nhiệt độ cần đạt càng thấp, nhưng khó khăn chuyển sang việc làm cho nhiệt độ đồng đều trên toàn bộ chi tiết
Cửa sổ nhiệt độ 80–120 °C
- Ngưỡng trên bị giới hạn bởi nhiệt độ ram của thép làm ổ trục (thường 150–180 °C) và các chi tiết lân cận như phớt, mỡ bôi trơn và lớp phủ
- Thực hành công nghiệp với ổ trục tua-bin gió thường dùng dải 80–120 °C
- Nên cài đặt cảnh báo và cắt điện ngay trong bộ điều khiển nhiệt độ, để tránh tình trạng tăng nhiệt quá mức chỉ để lắp cho vừa
Chiều sâu thấm ở tần số 10–25 kHz
Năng lượng nhiệt sinh ra tại bề mặt chi tiết. Độ sâu mà tại đó mật độ công suất giảm còn 1/e được gọi là chiều sâu thấm
δ ≈ 503 · √( ρ / ( μr · f ) ) [mm]
Với thép có từ tính (ρ≈0,12, μr≈200) ở 10 kHz ta có δ≈0,12 mm. Vì vậy nhiệt sinh ra ở bề mặt rồi truyền vào trong bằng dẫn nhiệt, nên bước chờ đồng đều nhiệt (soaking) là không thể thiếu
Chọn dạng cuộn cảm ứng
| Dạng cuộn | Ứng dụng | Lưu ý |
|---|---|---|
| Cuộn trong (đặt trong lỗ) | Gia nhiệt vòng trong từ phía trong | Khe hở nên ≤5 mm |
| Cuộn ngoài | Gia nhiệt vòng ngoài hoặc vỏ | Khe hở 3–10 mm và đều theo chu vi |
| Cuộn mềm | Quấn quanh chi tiết tròn hoặc hình dạng không đều | Phải quấn sát, không để các vòng chồng lên nhau |
| Bàn gia nhiệt (cuộn phẳng) | Chi tiết dẹt hoặc nhiều chi tiết cùng lúc | Cẩn thận thất thoát nhiệt phía dưới |
Ví dụ tính công suất
Vòng trong ổ trục chính khối lượng 320 kg cần ΔT = 80 K trong 8 phút (480 giây)
- Năng lượng: Q = 320 × 0,49 × 80 ≈ 12 544 kJ
- Công suất: P = 12 544 / 480 / η, với η=0,5 → khoảng 52 kW
- Nếu cho phép kéo dài 15 phút, chỉ còn khoảng 28 kW
- Điện năng tiêu thụ: khoảng 6,9 kWh mỗi chi tiết (ở 52 kW, 480 giây)
Câu hỏi thường gặp
Ổ trục chính tua-bin gió nên gia nhiệt đến bao nhiêu độ?
Dải thực hành phổ biến là 80–120 °C, với ngưỡng trên đến từ nhiệt độ ram của thép ổ trục (khoảng 150–180 °C) và các chi tiết lân cận như phớt và mỡ. Nhiệt độ cần đạt được tính ngược từ độ dôi theo công thức ΔT=(δ+δ₀)/(α·d)
Vì sao chi tiết lớn phải chờ đồng đều nhiệt?
Vì ở 10–25 kHz chiều sâu thấm của thép từ tính chỉ khoảng 0,1 mm: nhiệt sinh ở bề mặt rồi dẫn vào trong. Nếu lắp ngay khi bề mặt vừa đạt nhiệt độ sẽ cho kết quả sai lệch. Cần chờ đồng đều và kiểm tra bằng nhiều cặp nhiệt điện
Mất bao lâu và cần công suất bao nhiêu?
Tính Q=m·c·ΔT rồi chia cho thời gian và hiệu suất. Ví dụ vòng trong 320 kg cần ΔT=80 K trong 8 phút đòi hỏi khoảng 52 kW ở η=0,5; nếu kéo dài 15 phút thì khoảng 28 kW
Cần đánh giá quy trình cho chi tiết của bạn?
Hãy cho biết vật liệu, kích thước, độ dôi hoặc quy cách mối hàn và nhiệt độ mục tiêu, chúng tôi có thể tư vấn ngay công suất, dạng cuộn và chu kỳ phù hợp