SU1050137A1 - Индуктор дл нагрева цилиндрических изделий - Google Patents

Abstract

ИНДУКТОР ДЛЯ НАГРЕВА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий многослойную обмотку переменного тока, и охватывающие её внутри и снаружи кольцевые витки с разрезом по образующей , электрически св занные друг с другом, отличающийс , тем, что, с целью расширени  технологических возможностей индуктрра, установленный внутри виток снабжен с наружной и внутренней сторон кольцевыми выступами, обмотка переменного тока выполнена из двух се:кций, кажда  из которых снабжена выводами дл  присоединени  к источнику питани  и примыкает к боковым поверхност м наружного кольцевого выступа, торцова  поверхность которого примыкает к кольцевому витку. Установленному снаружи, образу  электрическую св зь витков, а к внутреннему кольцевому выступу с двух сторон присоединены сменные ин (Л дуктирующие витки различного диаметра.

Description

со ч1 11 Изобретение относитс  к нагреву металлов электромагнитным полем и может быть использовано дл  двухзонного индукционного нагрева цилиндрических деталей токами промышленной и пониженной частоты. Известен индуктор дл  нагрева цилиндрических изделий, содержащий первичную многовитковую обмотку и установленную внутри обмотки разрезную медную втулку, снабженную изогнутыми ребрами, образующими пазы,, в которые уложены витки первичной обмотки, что обеспечивает усиление электромагнитной св зи между обмоткой и индуктирующей медной втулкой и ведет к повышению Электрического КПД индуктора 1J Недостатком индуктора  вл етс  невозможность его использовани  дл  двух.зонного нагрева одновременно токами одной либо нескольких частот, дл  создани  условий глубинного нагрева и закалки с закономерным благопри тным распределением твердсэсти по сечению детали. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  индуктор дл  нагрева цилиндрических изделий , содержащий многослойную обмотку переменного тока и охватывающие ее внутри и снаружи кольцевые витки с разрезов по образующей, электрически св занные друг с другом Г2 } . Известный индуктор с точки зрени  КПД более эффективен, однако он имеет весьма ограниченные технологические возможности и не в состо нии обеспечить одно- и двухдонный нагрев деталей . Целью изобретени   вл етс  расщирени  технологических возможностей индуктора. Поставленна  цель достигаетс  тем что в индукторе дл  нагрева цилиндрических изделий, содержащем многослой ную обмотку переменного тока и охватывающие ее внутри и снаружи кольцевые витки с размером по образующей, электрически св занные друг с другом установленный внутри виток снабжен с наружной и внутренней сторон кольцевыми выступами, обмотка переменного тока выполнена из двух секций, кажда  из которых снабжена выводами дл  при соединени  к источнику питани  и при мыкает к боковым поверхност м наружного кольцевого выступа, торцова  поверхность которого прикййкает к коль372 цевому витку, устано8ле(ному .снаружи, образу  злекгрическую св зь витков, а к внутреннему кольцевому выступу с двух сторон присоединен1|| сменные индуктирующие витки разли1{ ного диаметра. На фиг.1 изображен и дyктop, общий вид; на фиг.2 - А-А на фи г. 1. Индуктор содержит первичную двухсекционную многослойную обмотку 1, внутри расположенный вторичный витокi выполненный в виде разрезной медной втулки 2, снабженной ког ьцевыми выступами 3 и 4 (фиг.2, н аружный вторичный виток 7 втулку 5 электрически параллельно подключенную к втулке 2 при помощи выступа 3, и боковые кЛеммы 6 и 7, расположенные на выступе , с помощью которых k втулке 2 подключены сменные индуктирующие витки 8 и 9 снеодинаковыми радиальными .и осевыми размерами. Внутри витков 8 и 9 установлено закаливаемое изделие 10, которому при помощи вспомогательного механизма (не показан I сообщаетс  угловое движение tu и поступательное перемещение V от1 осительно неподвижного индуктора. | Индуктор работает следующим об- . разом.j / В секции витков 11 и |2 первичной обмотки 1 подаютс  токи 6г двух гене .раторов разной частоты. Причем в секцию витков 11 подаетс  ток более низкой частоты (например, 50 Гц, а в секцию 12 - более высокой частоты (например, 1000 Гц ) Так |как между секци ми 11 и 12 располофн медный выступ 3, взаимное электромагнитное вли ние разночастотных токов в секци х исключено, что обеспечивает стабильный заданный режим рароты как генераторов , так и сменных индукторов 8 и 9. Циркул ци  токов по виткам секции и 12 вызывает образование в окружающем пространстве электромагнитных полей соответствую1|цей частоты, которые, проника  в боковью поверхности выступа 3, возбуждает в них индукцированные ЭДС. Под действием ЭДС в поверхностном слое торцбв выступа Л будут циркулировать TOKI, которые в случае подключени  к торцам сменных витков 8 и 9 будут замыкатьс  по их внутренним поверхност м в силу того, что кажущеес  сопротивлен1/1е току в них оказываетс  наименьший. Плотность тока в витках 8 и 9 значительно возрастает при создании надежного электри«веского контакта между выступом 3 и внутренней поверхностью наружной медной втулки 5, так как индуктированные в ней токи стекают по боковым поверхност м выступа 3 на высту , ас него в витки 8 и 9, где происходит их концентраци ,

С ростом плотности токов в витках 8 и 9 происходит увеличение концентра ции образуемых ими магнитных полей. Последние охватывают изделие 10, возбуждают в нем вихревые токи и нагревают .

Нагрев происходит одновременно в двух зонах - под витками 8 и 9. Причем благодар  экранирующему выступу магнитные пол , образованные разночастотными токами в витках 8 и 9, замыкаютс  в пределах этих витков, не оказыва  существенного вли .ни  друг на друга. Широкий виток 9, имеюи ий к тому же большой радиальный размер, питаетс  током более низкой частоты, чем виток 8, поэтому нагрев издели  10 в этой зоне совершаетс  при относительнй небольшой удельной мощности, отличаетс  пониженным градиентом температур и проникает на значительную радиальную глубину. При поступательном движении издели  10 в направлении V нагрета  до заданной температуры , меньшей точки аустенизации, поверхность попадает в узкую зону концентрированного магнитного пол  под витком 8, где быстро нагревает .с  до состо ни  полной аустенитизации и затем подвергаетс  охлаждению по заданному режиму.

Двухзонный нагрев с неодинаковой интенсивностью и на различную глубину обеспечиваетс  и в случае электропитани  секций витков 11 и 12 первичной обмотки 1 током одной частоты за счет увеличени  радиального и .осевого размеров витка 9 и уменьшени  тех же размеров витка 8. Причем оптимальное соотношение размеров витков 8 и 9 устанавливаетс  экспериментальным , путем, исход  из требований прочности изделий. Таким образом, конструкци  предложенного индуктора универсальна , достаточно надежна и проста в эксплуатации.

Базова  часть индуктора выполн етс  по наибольшему диаметру издели  (например, 1500 мм |и устанавливаетс  ПОСТОЯННО ;на закалочном станке, а сменные индуктирующие витки 8 и 9 в зависимости от текущего диаметра обрабатываемого валка (например, 50 мм

Индуктор обладает повышенным электрическим КПД в св зи с наличием междуслойной экранизации.

Предложенный индуктор не требует применени  громоздких согласующих трансформаторов, внешних экранов и сменных первичных обмоток. При увеличении рассто ни  между индуктирую .щими витками и размещении здесь спрейера изменение направлени  поступательного движени  V издели  обеспечивает не только его закалку, но и отпуск с помощью широкого витка.

Claims (1)

1. ИНДУКТОР ДЛЯ НАГРЕВА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий многослойную обмотку переменного тока, и охватывающие её внутри и снаружи кольцевые витки с разрезом по -обра- зующей, электрически связанные друг с другом, отличающийся, тем, что, с целью расширения технологических возможностей индуктрра, установленный внутри виток снабжен с наружной и внутренней сторон кольцевыми выступами, обмотка переменного тока выполнена из двух се;кций, каждая из которых снабжена выводами для присоединения к источнику питания и примыкает к боковым поверхностям наружного кольцевого выступа, торцовая поверхность которого примыкает к кольцевому витку, установленному снаружи, образуя электрическую связь витков, а к внутреннему кольцевому выступу с двух сторон присоединены сменные индуктирующие витки различного диаметра.

   SU ,,, 1050137 >