硫化机电磁加热磁场分布的均匀性研究

王冠中，潘 星

（青岛科技大学 机电工程学院，山东 青岛 266061）

随着电磁加热技术在橡胶硫化机中的应用，其高效、节能、环保的优势不断体现出来[1-2]。但电磁加热硫化机使用过程中，由于电磁加热装置的圆环效应，热板中心会出现一块加热死区，其温度明显低于热板其他部分。在进行橡胶制品硫化时，热板上各部分的温度相差较大，可能会导致焦烧和过硫化现象。因此如何提高硫化机电磁加热装置所形成的温度场的均匀性，是当前面临的重大问题。

电磁硫化的加热原理是通电线圈产生的交变磁场在热板上形成涡流，由于热板具有一定的阻值，通过热板上的涡流热效应而实现对橡胶制品的硫化[3]。磁场是整个加热过程的能量场，分析加热过程中热板上磁场分布的均匀性对橡胶硫化工艺具有重要意义。

1 建模分析

以平板硫化机为例，采用横向磁通的加热方式，即将通电线圈（见图1）平放于热板下方，通过热板的热传导实现对橡胶模具的加热。

图1 通电线圈Fig.1 Energized coil

热板材料为45钢板，线圈材料为退火处理的紫铜。由于热板结构是关于中心对称的，因此只对线圈感应加热装置的1/4进行有限元建模。在分析模型所处的物理环境时[4]，采用PLANE53分析单元和二维谐波磁场进行仿真。模型的物理环境如表1所示。

表1 模型的物理环境Tab.1 Physical environment of model

在进行建模分析时，将空气和线圈的相对磁导率设置为1，并在模型的左侧施加磁力平行条件。线圈感应加热装置的几何模型与网络划分如图2所示。……