Obținerea unei întăriri de înaltă calitate dinte cu dinte a angrenajelor mari cu încălzire prin inducție
În industria prelucrătoare, angrenajele mari joacă un rol esențial în diverse aplicații, cum ar fi utilajele grele, turbinele eoliene și echipamentele industriale. Pentru a asigura durabilitatea și performanța acestora, este esențial să se aplice un proces de întărire a dinților angrenajului. Una dintre cele mai eficiente metode de întărire dinte cu dinte a angrenajelor mari este încălzirea prin inducție.
Încălzire prin inducție este un proces care utilizează inducția electromagnetică pentru a încălzi rapid suprafața dinților angrenajului. Prin aplicarea unui curent alternativ de înaltă frecvență la o bobină, se generează un câmp magnetic, care induce curenți turbionari pe suprafața dinților angrenajului. Acești curenți turbionari creează o încălzire localizată, permițând o întărire precisă și controlată a fiecărui dinte în parte.
Călirea dinte cu dinte cu ajutorul încălzirii prin inducție oferă mai multe avantaje față de alte metode de călire. În primul rând, asigură o distribuție uniformă a durității pe dinții angrenajului, ceea ce duce la îmbunătățirea rezistenței la uzură și a capacității de susținere a sarcinii. Acest lucru este deosebit de important pentru angrenajele mari care sunt supuse unor sarcini grele și unor condiții de funcționare dificile.
În al doilea rând, încălzirea prin inducție permite întărirea selectivă, ceea ce înseamnă că numai dinții angrenajului sunt încălziți, în timp ce restul angrenajului rămâne relativ neafectat. Acest lucru minimizează riscul de distorsiune sau deformare, care poate apărea în cazul altor metode de tratament termic care implică încălzirea întregului angrenaj. Controlul precis asupra procesului de încălzire permite o întărire direcționată, rezultând o transmisie de înaltă calitate, stabilă din punct de vedere dimensional.
Inducție de întărire a angrenajelor de dimensiuni mici, medii și mari se realizează folosind o tehnică dinte cu dinte sau o metodă de încercuire. În funcție de dimensiunea angrenajului, de modelul de duritate necesar și de geometrie, angrenajele sunt întărite prin inducție prin încercuirea întregului angrenaj cu o bobină (așa-numita "întărire prin rotație a angrenajelor") sau, pentru angrenaje mai mari, prin încălzirea acestora "dinte cu dinte", unde se poate obține un rezultat de întărire mai precis, deși procesul este mult mai lent.
Întărirea dinților cu fiecare dinte a angrenajelor mari
Metoda dinte cu dinte poate fi realizată în două tehnici alternative:
"vârf cu vârf" aplică un mod de încălzire cu o singură lovitură sau un mod de scanare, un inductor înconjoară un corp al unui singur dinte. Această metodă este rar utilizată deoarece nu asigură rezistența necesară la oboseală și la impact.
O tehnică mai populară de întărire "gap-by-gap" aplică doar un mod de scanare. Aceasta necesită ca inductorul să fie amplasat simetric între două flancuri ale dinților adiacenți. Vitezele de scanare a inductorului sunt de obicei cuprinse între 6 mm/sec și 9 mm/sec.
Sunt utilizate două tehnici de scanare:
- inductorul este staționar, iar angrenajul este mobil
- roata dințată este staționară, iar inductorul este mobil (mai popular în cazul întăririi roților dințate de dimensiuni mari)
Inductorul de întărire prin inducție
Geometria inductorului depinde de forma dinților și de modelul de duritate necesar. Inductorii pot fi proiectați pentru a încălzi numai rădăcina și/sau flancul dintelui, lăsând vârful și miezul dintelui moale, dur și ductil.
Simularea ajută la prevenirea supraîncălzirii
Atunci când se dezvoltă procese de călire a angrenajelor dinte cu dinte, trebuie acordată o atenție deosebită efectelor electromagnetice ale extremităților/ marginilor și capacității de a furniza modelul necesar în zonele de capăt ale angrenajului.
La scanarea unui dinte de angrenaj, temperatura este distribuită destul de uniform în rădăcinile și flancurile angrenajului. În același timp, deoarece curentul Foucault face o cale de întoarcere prin flancuri și, în special, prin vârful dintelui, trebuie să se acorde atenția cuvenită pentru a preveni supraîncălzirea regiunilor vârfului dintelui, în special la începutul și la sfârșitul întăririi prin scanare. O simulare poate ajuta la prevenirea acestor efecte nedorite înainte de dezvoltarea procesului.
Exemplu de simulare
Scanare dinte cu dinte a carcasei de întărire a angrenajului la 12 kHz.
Răcirea prin pulverizare este, de asemenea, simulată, dar nu este vizibilă în imaginile rezultate. Un efect de răcire este aplicat fețelor superioare și laterale ale celor doi dinți, precum și deplasarea zonei de răcire după inductor.
Profil întărit 3D în culoare gri:
2D Felie verticală a profilului călit: CENOS vă permite să vizualizați cu ușurință modul în care profilul întărit devine mai adânc dacă puterea nu este redusă sau oprită aproape de sfârșitul angrenajului. 
Densitatea curentului pe unelte:
În plus, încălzirea prin inducție oferă rate rapide de încălzire și răcire, reducând timpul total de prelucrare în comparație cu metodele convenționale. Acest lucru este deosebit de avantajos pentru angrenajele mari, deoarece contribuie la îmbunătățirea eficienței producției și la reducerea costurilor.
Pentru a obține o întărire dinte cu dinte a angrenajelor mari folosind încălzirea prin inducție, este necesar un echipament specializat. Sistemul de încălzire prin inducție constă de obicei dintr-o sursă de alimentare, o bobină sau un inductor și un sistem de răcire. Angrenajul este poziționat în bobină, iar sursa de alimentare este activată pentru a genera căldura necesară. Parametrii procesului, cum ar fi puterea, frecvența și timpul de încălzire, sunt controlați cu atenție pentru a obține profilul de duritate dorit.
În concluzie, călirea dinte cu dinte a angrenajelor mari folosind încălzirea prin inducție este o metodă foarte eficientă și eficace. Aceasta asigură o distribuție uniformă a durității, o întărire selectivă și timpi rapizi de prelucrare, rezultând angrenaje durabile și de înaltă calitate. Dacă sunteți implicat în fabricarea angrenajelor mari, luarea în considerare a implementării încălzirii prin inducție pentru călirea dinte cu dinte poate îmbunătăți semnificativ performanța și longevitatea produselor dumneavoastră.
