PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

The Use Of Multifrequency Induction Heating For Temperature Distribution Control

Autorzy
Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Zastosowanie wieloczęstotliwościowego nagrzewania indukcyjnego do sterowania rozkładem temperatury
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The paper presents possibilities of controlling temperature field distribution in inductively heated charge. The change of its distribution was obtained using the sequential one-, two-, and three-frequency heating. The study was conducted as a multi-variant computer simulation of hard coupled electromagnetic and temperature fields. For the analysis, a professional calculation software package utilizing the finite element method, Flux 3D, was used. The problem of obtaining an appropriate temperature distribution in the heated charge of a complex shape is very important in many practical applications. A typical example is hardening of gear wheels. For such an application, it is necessary to obtain (on the surface and at a desired depth) an uniform temperature distribution on the tooth face, top land and bottom land of the gear. The obtained temperature should have proper distribution and value. Such a distribution is very difficult to achieve.
PL
W artykule przedstawiono możliwość kształtowania rozkładu pola temperatury w nagrzewanym indukcyjnie wsadzie. Zmianę rozkładu temperatury uzyskano wykorzystując sekwencyjne nagrzewanie jedno-, dwu- i trój-częstotliwościowe. Badania przeprowadzono jako wielowariantową symulację komputerową silnie sprzężonego ze sobą pola elektromagnetycznego i pola temperatury. Do analizy wykorzystano profesjonalny pakiet obliczeniowy Flux 3D wykorzystujący metodę elementów skończonych. Problem uzyskania odpowiedniego rozkładu temperatury w nagrzewanym wsadzie o złożonej geometrii jest bardzo istotny w wielu zastosowaniach praktycznych. Typowym przykładem jest hartowanie kół zębatych. Dla takiego zastosowania wymagane jest uzyskanie równomiernego na powierzchni i na zadanej głębokości zęba i wrębu rozkładu temperatury o określonej wartości. Uzyskanie tak zdefiniowanego rozkładu jest bardzo trudne.
Twórcy
autor
  • Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, 8 Krasińskiego Str., 40-019 Katowice, Poland
Bibliografia
  • [1] V. Rudnev, D. Loveless, R. Cook, M. Black, Induction hardening of Gears: a Review, Heat Treatment of Metals 4, 97-103 (2003).
  • [2] J. Barglik, A. Smalcerz, R. Przylucki, I. Doležel, 3D modeling of induction hardening of gear wheels, Journal of Computational and Applied Mathematics 270, 231-24 (2014).
  • [3] J. Barglik, Induction Steel Tubes by Means of Internal Inductor, Journal of Iron and Steel Research International 1-2, 722-725 (2012).
  • [4] A. Glowacz, Diagnostics of induction motor based on analysis of acoustic signals with the application of eigenvector method and K-Nearest Neighbor classifier, Archives of Metallurgy and Materials 57 (2), 403-407 (2012).
  • [5] G. Perun, J. Warczek, R. Burdzik, B. Lazarz, Simulation and laboratory studies on the influence of selected engineering and operational parameters on gear transmission vibroactivity, Key Engineering Materials 588, 266-275 (2014).
  • [6] S. Golak, R. Zagorski, Model and optimization of electromagnetic filtration of metals, Metalurgija 52 (2), 215-218 (2013).
  • [7] M. Niklewicz, A. Smalcerz, A. Kurek, Estimation of system geometry and inductor frequency importance in induction hardening process of gears, Przeglad Elektrotechniczny 84 (11), 219-224 (2008).
  • [8] P. Karban, I. Mach, I. Dolezel, Induction heating of nonmagnetic cylindrical billets by rotation in magnetic field produced by static permanent magnets, Przeglad Elektrotechniczny 86 (12), 53-56 (2010).
  • [9] M. Niklewicz, A. Smalcerz, Application of three-coil cylindrical inductor in induction heating of gears, Przeglad Elektrotechniczny 86 (5), 333-335 (2010).
  • [10] L. Blacha, G. Siwiec, B. Oleksiak, Loss of aluminium during the process of Ti-Al-V alloy smelting in a vacuum induction melting (VIM) furnace, Metalurgija 52 (3), 301-304 (2013).
  • [11] A. Kohli, H. Singh, Optimization of processing parameters in induction hardening using response surface methodology, Sadhana – Academy Proceedings in Engineering Sciences 36 (2), 141-152 (2011).
  • [12] A. Candeo, C. Ducassy, P. Bocher, F. Dughiero, Multiphysics Modeling of Induction Hardening of Ring Gears for the Aerospace Industry, IEEE Transactions on Magnetics 47 (5), 918-921 (2011).
  • [13] A. Smalcerz, Aspects of application of industrial robots in metallurgical processes, Archives of Metallurgy and Materials 58 (1), 203-209 (2013).
  • [14] R. Przylucki, A. Smalcerz, Induction heating of gears – pulsing dual-frequency concept, Metalurgija 52 (2), 235-238 (2013).
  • [15] J. Barglik, M. Czerwiński, M. Hering, M. Wesołowski, Radiation in modelling of induction heating Systems, Chapter in IOS Press 29, 202-211 (2008).
  • [16] L. Blacha, J. Mizera, P. Folega, The effects of mass transfer in the liquid phase on the rate of aluminium evaporation from the Ti-6Al-7Nb alloy, Metalurgija 53 (1), 51-54 (2014).
  • [17] K. Brunelli, M. Dabala, F. Dughiero, M. Magrini, Diffusion treatment of Ni-B coatings by induction heating to harden the surface of Ti-6Al-4V alloy, Materials Chemistry and Physics 115 (1), 467-472 (2009).
  • [18] T. Merder, A. Boguslawski, M. Warzecha, Modelling of flow behaviour in a six-strand continuous casting tundish, Metalurgija 46 (4), 245-249 (2007).
  • [19] G. Siwiec, B. Oleksiak, A. Smalcerz, J. Wieczorek, Surface tension of Cu-Ag alloys, Archives of Metallurgy and Materials 58 (1), 193-195 (2013).
  • [20] T. Merder, M. Warzecha, Optimization of a Six-Strand Continuous Casting Tundish: Industrial Measurements and Numerical Investigation of the Tundish Modifications, Metallurgical and Materials Transactions B-Process Metallurgy and Materials Processing Science 43 (4), 856-868 (2012).
  • [21] J. Barglik, D. Dołęga, A. Smagor, Coupled temperature electromagnetic flow fields in the electromagnetic stirrer with a rotating magnetic field, Magnetohydrodynamics 46 (4), 387-392 (2010).
  • [22] J. Myalski, J. Wieczorek, A. Plachta, Physical and mechanical properties of composites with aluminum alloy matrix designed for metal forming, Solid State phenomena 212, 59-62 (2014).
  • [23] M. Warzecha, T. Merder, P. Warzecha, G. Stradomski, Experimental and Numerical Investigations on Non-metallic Inclusions Distribution in Billets Casted at a Multi-strand Continuous Casting Tundish, ISIJ International 53 (11), 1983-1992 (2013).
  • [24] A. Głowacz, A. Głowacz, P. Korohoda, Recognition of color thermograms of synchronous motor with the application of image cross-section and linear perceptron classifier, Przeglad Elektrotechniczny 88 (10A), 87-89 (2012).
  • [25] A. Smalcerz, R. Przylucki, Impact of Electromagnetic Field upon Temperature Measurement of Induction Heated Charges International Journal of Thermophysics 34 (4), 667-679 (2013).
  • [26] J. Zgraja, Computer simulation of induction hardening of moving flat charge IEEE Transactions on Magnetics 39 (3), 1523-1526 (2003).
  • [27] A. Fornalczyk, S. Golak, M. Saternus, Model of Infiltration of Spent Automotive Catalysts by Molten Metal in Process of Platinum Metals Recovery, Mathematical Problems in Engineering 461085, (2013).
  • [28] J. Barglik, I. Doležel, P. Karban, B. Ulrych, Modeling of continual induction hardening in quasi-coupled formulation, Compel 24 (1), 251-260 (2005).
Uwagi
EN
The study was conducted under the research project PBS/A5/41/2014 financed by The National Centre for Research and Development - Poland
PL
Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-4f596a2a-cfaa-4ce6-913e-3d2c547d4678
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.