Разработка и изготовление экспериментальной установки для индукционного поточного нагрева металлических шаров

Цель исследования - разработка экспериментальной установки поточного индукционного нагрева металлических шаров. Рассчитаны основные технологические параметры экспериментальной установки для индукционного поточного нагрева металлических шаров. Разработаны: механическая конструкция экспериментальной установки для индукционного поточного нагрева металлических шаров, электрическая схема экспериментальной установки для индукционного поточного нагрева металлических шаров. Изготовлена экспериментальная установка для индукционного поточного нагрева металлических шаров. Проведены тестирование и доработка по результатам тестирования рабочих режимов экспериментальной установки для индукционного поточного нагрева металлических шаров. Представлено программное обеспечение для программируемого логического контроллера, регулирующего технологические параметры экспериментальной установки для индукционного поточного нагрева металлических шаров. Выполнены работы по исследованию процесса индукционного поточного нагрева на металлических шарах различного диаметра. Разработанная установка позволяет производить нагрев шаров до закалочной температуры 780°С в поточном режиме, осуществлять широкий диапазон изменения глубины проникновения энергии электромагнитного поля от 0,02 диаметра шара до 0,1 диаметра шара посредством регулирования частот токов индукторов. Полученная в процессе работы информация позволяет сформировать технические требования для разработки установки индукционного нагрева мелющих шаров диаметром до 60 мм (данный типоразмер наиболее востребован в промышленности). Полученные результаты могут быть применены при разработке установок индукционного нагрева металлоизделий шарообразной формы в следующих производственных сферах: горно-обогатительные фабрики (обогащение руды цветных и черных металлов); строительная отрасль (производство силикатов, цемента); шарикоподшипниковая отрасль (шарики подшипников качения); нефтедобыча (обратные клапаны глубинных насосов); термообработка (высокотехнологичные способы придания заданных свойств сферическим поверхностям симметричным термодиффузионным легированием (хром, титан, бор и др.) и насыщением нанопродуктами с использованием для такой поверхностной обработки шарообразных заготовок из дешёвых углеродистых сталей обыкновенного качества). Практическое применение полученных результатов может привести к снижению совокупной стоимости владения металлоизделиями шарообразной формы (например, мелющий шар) на производстве до 23,3%. Создан объект интеллектуальной собственности - патент RU №2691354, выдан 11.06.2019 г., под названием «Установка для поточного индукционного осесимметричного нагрева изделий шарообразной формы».