CN2059289U

CN2059289U - 变容式轴承加热器

Info

Publication number: CN2059289U
Application number: CN 89209104
Authority: CN
Inventors: 吴荣华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-06-24
Filing date: 1989-06-24
Publication date: 1990-07-11

Abstract

一种变容式轴承加热器，包括变压器、温控装置，时控装置，交流接触器和控制线路，其特征在于所述变压器是容量随其轭铁横截面积的大小相应递减，而磁感应强度基本保持不变的变压器。

Description

本实用新型涉及电加热工具，尤其涉及变容式轴承加热装置。

目前现有的同类产品有HZ系列和JQ系列轴承加热器，适用于交流380／220伏、功率为5.5／2.20千伏安用来对轴承、轴套、齿轮、直径环、收缩环，连接器等多种类型的金属零部件（以下简称工件）进行加热，以满足过盈装配之需要。上述加热器均为近几年根据引进西德，意大利等国外设备所研制之新产品，它由于式变压器，温控装置、时控装置、退磁装置、交流接触器和控制电路等元器件组成，控制部分为箱式结构。变压器上端可装卸的轭铁是直接用来穿套工件的，工作时工件中产生工频短路电流，由此达到工件自身加热的目的。轭铁横截面均为正方形设计。上述两种规格的承轴加热器设置直径大小不同的轭铁各3根，以适应工件内径不同之需要，其缺点是由于轭铁横截面积Sfe大小比例悬殊，当使用小截面轭铁时，磁感应强度B远远超过铁芯材料质保数，铁芯饱和导致磁化电流Io非线性增加，变压器过热而不能正常工作。对HZ－1型轴承加热器进行计算及实测的有关数据见下表：

轭铁编号	1	2	3	备注
					Sfe(cm)	6×6	4×4	3×3	Hz - 1 型Pe:2.2kv
B(高斯）	11000	25000	46000	Vc:220v Ic:10
					I(安）	1.1	3.7	16.2	串联匝数N:260
工件内径（mm)	85-120	58-85	43-58	硅钢片型号：Z₁₀

从表中可以看到的另一缺点是：工件内径受限于43mm以上者，以下的规格显然是更不可能了。再一个缺点是温控装置应用的温度传感元件系双金属式热电偶，它体积大而且热容量大，测温时与工件接触面小，大部分处于散热状态。再者它固有的响应速度慢，这对温度变化每分钟达数十以至数百摄氏度的工件来说，误差势必很大。

目前通用的晶体管体感器由于封装外壳的阻导作用，对于一个变化速度较快的非恒定温场，不能正确地测量其即时温度。

因此，本实用新型的目的是提供一种改进了的轴承加热器，这种加热器无论轭铁截面积的大小变压器均不会过热，一套装置能替代现行的整个系列产品且使用范围更广，本实用新型的另一目的是在温控装置中配有特殊结构的晶体管温度传感器，温控灵敏准确。

本实用新型包括一可配置6根以上轭铁的变压器，其中一根与主铁芯横截面相同，其余按级逐次递减，变压器的容量随轭铁横截面积的大小相应递减。为在使用截面积大小不同的轭铁时不致使变压器磁化电流过大而引起过热，在公式B＝E·10／4.44·f·N·Sfe中，磁感应强度B应保持不变且不超过铁芯材料质保参数，其中4.44f可以看成一常数，假定输入电压E不变，则串联匝数N与轭铁截面积Sfe之积亦应为一常数，换言之，Sfe与N成反比，由此变压器可按Sfe的大小相应分级为多个绕组与分接开关配用使B不变。在轭铁的横截面积小于主铁芯横截面积时，在轭铁和主铁芯之间增加导磁铁芯，其上下端截面积分别与轭铁和主铁芯横截面相同。这样减少了由于轭铁和主铁芯面积不同时所产生的漏磁。

在温控装置中，作为温度传感器的晶体管其基片直接或经介质（例如氧化膜）简接与导热金属片复合，除此以外其它原制作工艺不变，封装后裸露在壳体外的金属片作为感温体，这样制成的晶体管温度传感器使被测物体的温度给导热系数较高的金属感温体快速传导到晶体。

本实用新型的轴承加热器具有的优点和实用效果如下：

1.由于变压且采用分级绕组或分级调压方式，使串套加热工件的轭铁规格增加，扩大了使用范围，达到一套装置能够替代现行的整个系列产品的目的，方便了用户，又节约了投资和昂贵的有色金属材料。

2.由于采用导磁铁芯，有利于在使用小于主铁芯横截面积的轭铁时，提高其感应电势及减少阻抗，使通过工件的工频短路电流增加，提高了加热效率和速度。

3.由于采用一种直导式的晶体管温度传感器，对一个非恒定温场、温度快速度化的被测对象，能够准确测得它的即时温度，从而使温测温控准确。

下面结合附图，对本实用新型的构成作详细说明。

图1为本实用新型的轴承加热器的电气控制原理图；

图2a、2b为本实用新型的变压器结构示意图；

图3a、3b、3c、3d为本实用新型的晶体管温度传感器结构示意图；

图4为本实用新型的图3所示的一种晶体管温度传感器接线图。

参见附图1，图1是轴承加热器的电气控制原理图，它包括如下装置和器件：温控装置（10），其常闭触头（11）；时控装置（20），其常闭触头（21）；退磁装置（30），与其连接的按钮开关（31）及双向可控硅（32）；交流接触器（40），其常闭辅助触头（41），常开辅助触头（42）、（43），常开触头（44）；控制开关（50），其分触头（51），（52），（53）；分接开关（60），其分接触头（61）、（62）、（63）、（64）……（n），停止按钮开关（71），起动按钮开关（72）；调压器（80）；控制变压器（91）；多绕组变压器（92）；单绕组变压器（93）。

下面说明其工作过程。接通电原后，控制开关（50）拨在（51）位置上时为手动控制，按下启动按钮开关（72），接触器（40）吸合，其常闭触头（41）断开，常开触头（44），（43）及主触头（44）吸合，此时红色指示灯（73）熄灭而绿色指示灯（74）亮，同时变压器（92）接通电源开始工作。使串套在轭铁上的金属工件感应产生工频短路电流而发热，待工件热到符合要求时，按动停止按钮开关（71），接触器（40）释放，这时电源断开，绿灯熄灭红灯亮，变压器停止加热。按动退磁按钮（31），退磁装置（30）发出一逐渐衰减的触发信号，使双向可控硅（32）导通后亦输出一逐渐衰减的交变电压而使工件退磁，数秒钟后衰减至零，这时工件退磁结束，取下工件即可安装。当控制开关拨在（52）或（53）位置上时，为温度或时间自动控制，即温度达到温控装置（10）的设定值时，其常闭触头（11）自动打开，或时间达到时控装置（20）的设定值时，其常闭触头（21）自动打开，使接触器（40）释放，其余工作过程同前述手动控制一样。

上述控制电路可与两种变压器配合使用，如图1中虚线框内所示：分接开关（60）与多绕组变压器（92）配合或者调压器（80）与单绕组变压器（93）配合，具体地说两者都是根据所使用的轭铁横截面积Sfe的大小，或相应调整变压器的串联匝数或相应调整变压器的输入电压。

图2a、2b为变压器结构示意图，它包括的零部件如下所述：被加热的工件（1），轭铁（2），导磁铁芯（3），主铁芯（4），线圈包（5）。当串套加热工件（1）的轭铁（2）的横截面积小于主铁芯（4）横截面积时，轭铁与主铁芯（4）之间是设置一导磁铁芯（3），以减少漏磁，如图2a、2b所示导磁铁芯（30的上端横截面积不小于与之连接的轭铁（2）横截面积，而宽度与轭铁宽度相同，下端的横截面积与主铁芯（4）相同。

图3为晶体管温度传感器结构示意，它包括的零部件如下所述：pnp或npn结（100），基片（即硅片）（200），介质（300），金属片（400），引线（500），封装外壳（600），如图3所示。在基片（200）上做好pnp结或npn结（100）焊上引线（500）后，直接或经介质（如氧化膜）与导热系数较高的金属片（400）复合，然后封装外壳（600），裸露在封装壳（600）外的金属片（400）即为感温体。

图4为所示的晶体管温度传感器的接线圈，其输出端A、B接到温控装置的输入端。

Claims

1、一种变容式轴承加热器，包括变压器、温控装置，时控装置，交流接触器和控制线路，其特征在于所述变压器是容量随其轭铁横截面积的大小相应递减，而磁感应强度基本保持不变的变压器。

2、如权利要求1所述的轴承加热器，其特征在于当所述轭铁的横截面积小于其主铁芯时，在轭铁和主铁芯间设置导磁铁芯，所述导磁铁芯与轭铁接触的面积大于等于轭铁横截面积，与主铁芯接触处的面积与主铁芯相同。

3、如权利要求1所述的轴承加热器，其特征在于所述变压器的绕组有多组抽头，每组抽头对应于一种规格尺寸的轭铁。

4、如权利要求1所述的轴承加热器，其特征在于所述温控装置中的温度传感器为半导体晶体管，所述晶体管的基片直接或经介质（如氧化膜）间接地复合在导热系数高的金属薄片上，晶体管封装后部分金属片裸露于外部作为感温体。