Mencapai Pengerasan Gigi demi Gigi Berkualitas Tinggi pada Roda Gigi Besar dengan Pemanasan Induksi
Dalam industri manufaktur, roda gigi besar memainkan peran penting dalam berbagai aplikasi seperti alat berat, turbin angin, dan peralatan industri. Untuk memastikan daya tahan dan kinerjanya, sangat penting untuk menerapkan proses pengerasan pada gigi roda gigi. Salah satu metode yang paling efektif untuk mencapai pengerasan gigi demi gigi pada roda gigi besar adalah melalui pemanasan induksi.
Pemanasan induksi adalah proses yang memanfaatkan induksi elektromagnetik untuk memanaskan permukaan gigi roda gigi dengan cepat. Dengan menerapkan arus bolak-balik frekuensi tinggi ke kumparan, medan magnet dihasilkan, yang menginduksi arus pusar di permukaan gigi roda gigi. Arus pusar ini menciptakan pemanasan lokal, memungkinkan pengerasan yang tepat dan terkendali pada setiap gigi.
Pengerasan gigi per gigi menggunakan pemanasan induksi menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan metode pengerasan lainnya. Pertama, metode ini memastikan distribusi kekerasan yang seragam di seluruh gigi roda gigi, sehingga menghasilkan peningkatan ketahanan aus dan kapasitas angkut beban. Hal ini sangat penting untuk roda gigi besar yang mengalami beban berat dan kondisi pengoperasian yang keras.
Kedua, pemanasan induksi memungkinkan pengerasan selektif, yang berarti hanya gigi roda gigi yang dipanaskan, sementara bagian roda gigi lainnya relatif tidak terpengaruh. Hal ini meminimalkan risiko distorsi atau lengkungan, yang dapat terjadi pada metode perlakuan panas lainnya yang melibatkan pemanasan seluruh roda gigi. Kontrol yang tepat atas proses pemanasan memungkinkan pengerasan yang ditargetkan, menghasilkan roda gigi yang berkualitas tinggi dan stabil secara dimensi.
Pengerasan induksi roda gigi ukuran kecil, sedang, dan besar dilakukan dengan menggunakan teknik gigi per gigi atau metode melingkari. Tergantung pada ukuran roda gigi, pola kekerasan yang diperlukan, dan geometri, roda gigi dikeraskan secara induksi dengan cara melingkari seluruh roda gigi dengan koil (disebut "pengerasan roda gigi"), atau untuk roda gigi yang lebih besar, dengan cara memanaskannya secara "gigi per gigi", sehingga hasil pengerasan yang lebih presisi dapat dicapai, meskipun prosesnya jauh lebih lambat.
Pengerasan gigi demi gigi pada roda gigi besar
Metode gigi per gigi dapat dilakukan dengan dua teknik alternatif:
"tip-by-tip" menerapkan mode pemanasan satu bidikan atau mode pemindaian, sebuah induktor melingkari badan gigi tunggal. Metode ini jarang digunakan karena tidak memberikan kekuatan fatik dan benturan yang dibutuhkan.
Teknik pengerasan "celah demi celah" yang lebih populer hanya menggunakan mode pemindaian. Teknik ini mengharuskan induktor ditempatkan secara simetris di antara dua sisi gigi yang berdekatan. Kecepatan pemindaian induktor biasanya berkisar antara 6mm/detik hingga 9mm/detik.
Ada dua teknik pemindaian yang digunakan:
- induktor tidak bergerak dan roda gigi dapat digerakkan
- roda gigi tidak bergerak dan induktor dapat digerakkan (lebih populer saat mengeraskan roda gigi ukuran besar)
Induktor pengerasan induksi Induktor
Geometri induktor tergantung pada bentuk gigi dan pola kekerasan yang dibutuhkan. Induktor dapat dirancang untuk memanaskan hanya bagian akar dan/atau sisi gigi, sehingga ujung dan inti gigi tetap lembut, tangguh, dan ulet.
Simulasi membantu mencegah panas berlebih
Ketika mengembangkan proses pengerasan gigi demi gigi, perhatian khusus harus diberikan pada efek ujung/tepi elektromagnetik dan kemampuan untuk memberikan pola yang diperlukan di area ujung gigi.
Setelah memindai gigi roda gigi, suhu didistribusikan di dalam akar dan sisi roda gigi dengan cukup seragam. Pada saat yang sama, karena arus pusar membuat jalur balik melalui sisi dan, khususnya melalui ujung gigi, perawatan yang tepat harus dilakukan untuk mencegah panas berlebih pada bagian ujung gigi, khususnya di awal dan di akhir pengerasan pemindaian. Simulasi dapat membantu mencegah efek yang tidak diinginkan ini sebelum mengembangkan proses.
Contoh simulasi
Memindai kotak pengerasan gigi demi gigi pada 12 kHz.
Pendinginan semprotan juga disimulasikan, tetapi tidak terlihat dalam gambar hasil. Efek pendinginan diterapkan pada permukaan atas dan samping kedua gigi, serta memindahkan zona pendinginan mengikuti induktor.
Profil yang diperkeras 3D dalam warna abu-abu:
Irisan vertikal profil 2D yang diperkeras: CENOS memungkinkan Anda dengan mudah memvisualisasikan bagaimana profil yang diperkeras menjadi lebih dalam jika daya tidak dikurangi atau dimatikan di dekat ujung roda gigi. 
Kepadatan arus pada roda gigi:
Selain itu, pemanasan induksi menawarkan laju pemanasan dan pendinginan yang cepat, sehingga mengurangi waktu pemrosesan secara keseluruhan dibandingkan dengan metode konvensional. Hal ini sangat menguntungkan untuk roda gigi besar, karena membantu meningkatkan efisiensi produksi dan mengurangi biaya.
Untuk mencapai pengerasan gigi demi gigi pada roda gigi besar dengan menggunakan pemanas induksi, diperlukan peralatan khusus. Sistem pemanas induksi biasanya terdiri dari catu daya, koil atau induktor, dan sistem pendingin. Roda gigi diposisikan di dalam koil, dan catu daya diaktifkan untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Parameter proses, seperti daya, frekuensi, dan waktu pemanasan, dikontrol dengan cermat untuk mencapai profil kekerasan yang diinginkan.
Kesimpulannya, pengerasan gigi per gigi pada roda gigi besar menggunakan pemanasan induksi adalah metode yang sangat efektif dan efisien. Metode ini memastikan distribusi kekerasan yang seragam, pengerasan selektif, dan waktu pemrosesan yang cepat, sehingga menghasilkan roda gigi yang berkualitas tinggi dan tahan lama. Jika Anda terlibat dalam pembuatan roda gigi besar, mempertimbangkan penerapan pemanasan induksi untuk pengerasan gigi demi gigi dapat secara signifikan meningkatkan kinerja dan umur panjang produk Anda.
