RU2521773C1

RU2521773C1 - Production method of magnetic core of hoisting electromagnet

Info

Publication number: RU2521773C1
Application number: RU2012155417/02A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Анатольевич Трегубов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Кировский завод электромагнитов "ДимАл"
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2014-07-10
Also published as: RU2012155417A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: individual sectors of the housing are molten from steel with carbon content of 0.05-0.14% by a casting method as per gasified models. Sectors are connected to each other with lateral sides and welded along a junction line. A magnetic core is heat treated.

EFFECT: production of magnetic cores, the weight of which exceeds charging of a melting furnace by many times.

3 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к производству грузоподъемных электромагнитов.The invention relates to the production of lifting electromagnets.

Известен способ изготовления магнитопровода грузоподъемных электромагнитов путем литья в землю из стали 25Л-1 (Южный Ю.Э. Грузоподъемные электромагниты и их ремонт. М.: Энергия, 1974, с.13, рис.5) с последующей механической обработкой некоторых поверхностей отливки.A known method of manufacturing a magnetic circuit of hoisting electromagnets by casting into the ground from steel 25L-1 (Yu.Y. Yu. Hoisting electromagnets and their repair. M: Energy, 1974, p.13, Fig. 5), followed by machining of some surfaces of the casting.

Применяемая при этом низкоуглеродистая сталь 25Л-1, содержащая 0,22-0,30% углерода, обладает хорошими литейными свойствами. Однако магнитные свойства стали 25Л-1 относительно невысоки. В частности, по индукции насыщения сталь 25Л-1 значительно уступает чистому железу и сталям с более низким содержанием углерода, поэтому электромагниты, выполненные с такими магнитопроводами, имеют недостаточно высокую грузоподъемность. В то же время стали с меньшим содержанием углерода, обладающие большей индукцией насыщения, имеют плохие литейные свойства, поэтому отливки сложной формы, такие как магнитопровод грузоподъемного электромагнита, имеющий ребра на наружной поверхности и проушины для крепления подъемных цепей, получить из них литьем в землю, обычно применяемым в производстве крупных отливок, с требуемым качеством невозможно: мелкие элементы формы металлом не заполняются, на поверхности отливки образуются раковины.The low-carbon steel 25L-1 used in this case, containing 0.22-0.30% carbon, has good casting properties. However, the magnetic properties of 25L-1 steel are relatively low. In particular, by saturation induction, 25L-1 steel is significantly inferior to pure iron and steels with a lower carbon content; therefore, electromagnets made with such magnetic circuits have insufficiently high carrying capacity. At the same time, steels with a lower carbon content, having a higher saturation induction, have poor casting properties, so castings of complex shape, such as a magnetic circuit of a lifting electromagnet having ribs on the outer surface and eyes for fastening the lifting chains, can be obtained from them by casting into the ground, usually used in the production of large castings, with the required quality it is impossible: small elements of the mold are not filled with metal, shells form on the surface of the casting.

Наиболее близким аналогом является способ изготовления магнитопровода грузоподъемного электромагнита, при осуществлении которого литье производят порционно с использованием стали с содержанием углерода 0,05-0,14% (RU 2437826, В66С 1/06, публ.2011). При этом сначала из стали с содержанием углерода 0,2-0,30% выполняют отливку тонкостенной чаши, наружная поверхность которой по форме и размерам соответствует наружной поверхности магнитопровода, затем во внутреннем объеме чаши устанавливают обечайки по форме полюсов магнитопровода, после чего последовательно выполняют в пространстве между чашей и соответствующими обечайками отливки полюсов и основания магнитопровода из стали с содержанием углерода 0,05-0,14%. Способ позволяет изготавливать магнитопроводы с высокой индукцией насыщения и обеспечить электромагнитам большую грузоподъемность.The closest analogue is a method of manufacturing a magnetic circuit of a lifting electromagnet, during the implementation of which the casting is performed in batches using steel with a carbon content of 0.05-0.14% (RU 2437826, В66С 1/06, publ. 2011). In this case, first, from steel with a carbon content of 0.2-0.30%, a thin-walled bowl is cast, the outer surface of which corresponds in shape and size to the outer surface of the magnetic circuit, then shells are set in the internal volume of the bowl in the shape of the poles of the magnetic circuit, and then sequentially performed in the space between the bowl and the corresponding shells of the casting of the poles and the base of the magnetic circuit of steel with a carbon content of 0.05-0.14%. The method allows the manufacture of magnetic cores with high saturation induction and to provide electromagnets with a large carrying capacity.

Кроме того, порционная заливка позволяет при использовании небольших плавильных печей изготавливать магнитопроводы большой массы.In addition, batch casting allows the use of small smelting furnaces to produce magnetic cores of large mass.

Однако загрузка применяемой печи при этом должна быть достаточной для отливки по отдельности каждого из трех основных конструктивных элементов магнитопровода (основания, внутреннего полюса и наружного полюса), т.е возможно изготовление магнитопровода, масса которого не более чем втрое превышает загрузку плавильной печи.However, the loading of the furnace used should be sufficient for individually casting each of the three main structural elements of the magnetic circuit (base, inner pole and outer pole), i.e. it is possible to produce a magnetic circuit whose mass is no more than three times the load of the melting furnace.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности изготовления магнитопроводов из низкоуглеродистой стали, масса которых многократно превышает загрузку плавильной печи.The technical result of the invention is the provision of the possibility of manufacturing magnetic cores of low carbon steel, the mass of which is many times higher than the load of the melting furnace.

Это достигается способом изготовления магнитопровода грузоподъемного электромагнита, при осуществлении которого отливку его элементов производят порционно из стали с содержанием углерода 0,05-0,14%, причем согласно изобретению методом литья по газифицированным моделям с вакуумированием отливают отдельно секторы корпуса, затем секторы соединяют между собой боковыми сторонами и сваривают по линии стыка.This is achieved by a method of manufacturing a magnetic circuit of a lifting electromagnet, during the implementation of which the casting of its elements is carried out in batches of steel with a carbon content of 0.05-0.14%, moreover, according to the invention, casting housing sections is separately cast using gasified models with vacuum, then the sectors are interconnected lateral sides and welded along the joint line.

При обычной для метода литья по газифицированным моделям массе отливок в 300 кг и делении конструкции корпуса на 12 секторов обеспечивается возможность изготовления магнитопровода массой 3600 кг с высокой точностью даже из стали с плохими литейными свойствами.With a casting mass of 300 kg, which is usual for a casting method using gasified models, and dividing the body structure into 12 sectors, it is possible to produce a magnetic circuit weighing 3,600 kg with high precision even from steel with poor casting properties.

На фиг.1 показана конструкция магнитопровода грузоподъемного электромагнита, вид снизу; на фиг.2 - сектор магнитопровода; на фиг.3 - сектор, вид снизу.Figure 1 shows the design of the magnetic circuit of the lifting electromagnet, bottom view; figure 2 - sector of the magnetic circuit; figure 3 is a sector, a bottom view.

Магнитопровод состоит из основания 1, наружного полюса 2 и внутреннего полюса 3, между которыми образована полость 4 для размещения электрической катушки. Магнитопровод разделен радиальными линиями 5 на необходимое число одинаковых элементов - секторов (на фиг.1 - шесть секторов с углом между сторонами 60°).The magnetic core consists of a base 1, an outer pole 2 and an inner pole 3, between which a cavity 4 is formed to accommodate an electric coil. The magnetic circuit is divided by radial lines 5 into the required number of identical elements - sectors (in Fig. 1 - six sectors with an angle between the sides of 60 °).

Способ изготовления магнитопровода поясняется примерами.A method of manufacturing a magnetic circuit is illustrated by examples.

Пример 1. Для изготовления магнитопровода массой 1560 кг его конструкцию разделили на шесть секторов, для каждого сектора изготовили газифицируемую модель, т.е. выполнили модель из пенополистирола, окрасили огнеупорной краской, высушили, разместили в опоке-контейнере, засыпали огнеупорным наполнителем, уплотнили, установили литниковую чашу. Плавку стали с содержанием углерода 0,08% производили в печи с допустимой загрузкой 300 кг. Затем под частичным вакуумом произвели заливку модели сталью. Шесть полученных секторов, каждый из которых имеет вес 260 кг, соединили между собой боковыми сторонами и произвели сварку по линии стыка, а затем термообработку магнитопровода для снятия внутренних напряжений в зоне сварки.Example 1. For the manufacture of a magnetic circuit weighing 1560 kg, its design was divided into six sectors, a gasified model was made for each sector, i.e. they made a model of expanded polystyrene, painted with refractory paint, dried, placed in a flask-container, filled it with refractory filler, compacted it, installed a sprue bowl. Steel with a carbon content of 0.08% was melted in a furnace with a permissible load of 300 kg. Then, under a partial vacuum, the model was cast with steel. The six obtained sectors, each of which has a weight of 260 kg, were joined together by the sides and welded along the joint line, and then heat treated the magnetic circuit to relieve internal stresses in the welding zone.

Пример 2. Способ осуществляли аналогично примеру 1, но для изготовления магнитопровода массой 2800 кг его конструкцию образовали из десяти секторов с углом между сторонами 36° и массой сектора 280 кг.Example 2. The method was carried out analogously to example 1, but for the manufacture of a magnetic circuit weighing 2800 kg, its design was formed of ten sectors with an angle between the sides 36 ° and a sector weight of 280 kg.

Магнитные силовые линии 6 (показано на фиг.3) проходят вдоль стыков между секторами и сварных швов благодаря их радиальному направлению, поэтому стыки практически не оказывают влияния на распределение магнитного поля в магнитопроводе и соответственно не увеличивают его магнитное сопротивление.Magnetic lines of force 6 (shown in figure 3) pass along the joints between sectors and welds due to their radial direction, so the joints practically do not affect the distribution of the magnetic field in the magnetic circuit and, accordingly, do not increase its magnetic resistance.

Claims

A method of manufacturing a magnetic circuit of a load-lifting electromagnet from steel with a carbon content of 0.05-0.14%, characterized in that they carry out a separate casting by gasified models of magnetic circuit elements in the form of sectors, connect the molded sectors to each other along the sides, weld them along the lines joints and heat treat the magnetic circuit.