Выбор конфигурации и расчет индукторов для высокочастотного нагрева. Гребенюк В.Ф - 16 стр.

             2.2.1 Определение ширины и глубины закаленного слоя.
                                Выбор частоты

       Ширина закаленного слоя h′2 детали, подлежащей закалке (рисунок
10), определяется, с одной стороны, распределением тока в детали под ин-
дуктором, с другой, - растеканием тепла от нагретой зоны в толщу детали. В
общем случае ширина нагретого слоя не равна высоте индуктора: она всегда
меньше из-за теплоотвода в деталь. Опыт показывает, что в коротком индук-
торе (h1/D1<1) ширина закаленного слоя приближенно равна h′2 ≈ 0,8h1; в
длинном индукторе (h1/D1<1) можно принимать 0,8 < h′2 < 1,0. Если произ-
водится закалка всей поверхности детали, то принимают h1 = h2, поскольку в
этом случае теплоотвод в толщу детали невелик.




       Рисунок 10 - Система индуктор – деталь установки одновременного
нагрева
       Глубина закаленного слоя bk выбирается в соответствии с технологиче-
скими требованиями к детали. Опыт показал, что достаточная прочность
стальных деталей малых и средних размеров достигается при соблюдении
условия:
                        bk = (0,05 − 0,10) D2 .                        (10)

       Выбор частоты при закалке производится исходя из необходимости
получения высокого к. п. д. процесса нагрева при обеспечении требуемой
глубины закаленного слоя bk.
       Опыт показал, что нагрев происходит достаточно быстро, без большо-
го перепада температуры в нагреваемом слое, со сравнительно малым тепло-
отводом в толщу детали и с достаточно высоким к. п. д., если соблюдается
условие
                              bk < ∆ k,                               (11)

          где ∆k— горячая глубина проникновения тока.
          Подставив в уравнение выражение для ∆k,          перепишем   его
в виде:
                              F < 1 4 bk2 .                            (12)

18