SU1072954A1 - Индуктор дл магнитно-импульсной раздачи трубчатых деталей - Google Patents

Abstract

ИНДУКТОР ДЛЯ МАГНИТНОИМПУЛЬСНОЙ РАЗДАЧИ ТРУБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ, содержаш.ий плоский виток из токопровод щего материала и токовыводы, выполненные на концах витка перпендикул рно его плоскости, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности работы, в теле индуктора со стороны внутренней поверхности выполнены радиальные пазы, равномерно расположенные по окружности .

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, а именно к устройствам дл  обработки металлов давлением импульсного магнитного пол , и может найти применение в авиационной, автомобильной и смежных отрасл х промышленности.

Известна конструкци  одновиткового индуктора, выполненного в виде массивного витка цилиндрической формы, представл ющего собой цилиндрическую часть, и имеющего также изол цию от заготовки, токовыводы и изол цию токовыводов I.

Однако в данном устройстве токовыводы привариваютс  к витку, в этом месте образуетс  ослабленное место, прочность уменьщаетс , происход т значительные электрические потери и существенно снижаетс  коэффициент полезного действи  индуктора, кроме того Б данном устройстве снижаетс  его стойкость из-за плохого охлаждени . При прохождении по индуктору серии мощных импульсов тока, из-за высокой плотности тока, обусловленной толщиной скинсло , поверхностный слой токопровода индуктора весьма сильно разогреваетс  (вплоть до температуры плавнени ). Токовый скин-слой индуктора может охлаждатьс  остальной массой токопровода. Однако такое одностороннее охлаждение недостаточно эффективно.

Наиболее близким к предлагаемому устройству  вл етс  индуктор дл  магнитноимпульсной раздачи трубчатой детали, содержащий плоский виток из токопровод щего материала и токовыводы, выполненные на концах витка перпендикул рно его плоскости 2.

Однако известное устройство характеризуетс  недостаточной стойкостью. Это объ сн етс  тем, что при разр де импульсного тока большой мощности поверхностный слой индуктора сильно разогреваетс  и достигает температуры плавлени . Конвективное охлаждение вследствие неразвитой поверхности индуктора также недостаточно эффективно.

Цель изобретени  - повыщение эффективности pa6oTbt индуктора.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в индукторе дл  магнитно-импульсной раздачи трубчатых деталей, содержащем плоский виток из токопровод щего материала и токовыводы, выполненные на концах витка перпендикул рно его плоскости, в теле индуктора со стороны внутренней поверхности выполнены радиальные .пазы равномерно расположенные по окружности.

На фиг. 1 изображен индуктор, вид сверху; на фиг. 2 - поперечное сечение то.копровод щей части индуктора в месте паза; на фиг. 3 - индуктор со стороны токовыводов , общий вид.

Индуктор дл  магнитно-импульсной раздачи трубчатой детали (фиг. 1) состоит из витка 1, изготовленного из токопровод щего материала, токовыводов 2 и 3, образованных на его концах перпендикул рно плоскости витка индуктора, изол ции 4, расположенной между токовыводами 2 и 3. На

внутренней поверхности витка 1 по всему периметру на определенном рассто нии друг от друга выполнены радиальные- (вдоль направлени  радиусов) пазь 5. Дл  придани  индуктору жесткости образовавшиес  между пазами 5 выступы могут опиратьс  на оправку, котора  вставл етс  во внутреннюю часть индуктора (не показана). Индуктор становитс  монолитным, лучше воспринимает динамические усили , возникающие при разр де, а дл  конвективного охлаждени  используютс  пазы 5.

Токовыводы индуктора 2 и 3 закрепл ютс  в токовыводах магнитно-импульсной установки, при включении последней на разр д на один из них поступает ток, например на токовывод 2, а с другого 3 - сни0 маетс . Импульсный ток, пройд  по токовыводу 2, попадает на рабочий виток индуктора 1 и проходит по нему. Чтобы не произошло короткое замыкание токовыводов 2 и 3, между ними располагают изол цию 4, преимущественно из текстолита или стек5 лотекстолита. Проход  по витку индуктора , ток нйводит вокруг него импульсное поле, которое вызывает по вление вихревых токов в заготовке и наведение вокруг нее также импульсного магнитного пол . Взаимодействие этих магнитных полей при водит к возникновению сил, деформирующих заготовку. Дл  создани  равномерного давлени  на заготовку по всей длине ее окружности в индукторе данной конструкции рекомендуетс  использовать рассто ние между его токовыводами 2 и 3 не больше

5 0,5.10.. м, в этом случае снижение импульсного магнитного пол  в зоне изол ции токовыводов не превышает 5-7 %, что вполне приемлемо и удовлетвор ет технологическим требовани м обработки металлов.

Q При прохождении импульсного тока по индуктору последний нагреваетс  незави симо от того, из какого металла он изготовлен: медь, бронза или сталь. Требовани  прочности диктуют необходимость изготовлени  индукторов именно из стальных

5 сплавов, однако они обладают низкой электропроводностькХ и в процессе прохождени  импульсного тока быстронагреваютс  (до 150°С за один разр д). Особенно чувствительным становитс  вли ние нагрева на прочность индукторов при создании зна0 чительных (до 30-35 кг/мм ) давлений ц заготовку, так как в этом случае возрастает плотность тока, протекающего по витку . Индуктор не успевает охладитьс  конвективным путем и при его использовании в режимах серийного и массового производ5ства , т.е. при частом повторении разр дов. Перегрев индукторов приводит к снижению его эффективности за счет возрастани  активного сопротивлени  витка при нагреве и выводу из стро  используемой при изготовлении индукторов изол ции, т.е. практически к нарушению нормального функционировани  инструмента. Таким образом, охлаждение индукторов становитс  необходимым. Использование воды в качестве охлаждающего элемента приводит к дополнительным трудност м при проектировании и изготовлении индукторов, особенно при изготовлении индукторов на раздачу . Кроме того, не всегда представл етс  возможным изготовить каналы дл  прохождени  воды, например, в одновитковых индукторах .

Поэтому более приемлемым эффективным в индукторе дл  магнитно-импульсной раздачи  вл етс  конвективное охлаждение индуктора за счет увеличени  охлаждаемой поверхности, принудительной подачи воздуха , либо совмещени  обоих вариантов.

Особенностью индукторов дл  раздачи  вл етс  повышение плотности тока по внутренней части индуктора, что уменьшает его эффективность. Вследствие этого обеспечить увеличение поверхности индуктора и улучшить охлаждение за счет его толшины невозможно, поскольку происходит отток тока к центру индуктора.

В предложенной конструкции индуктора на внутренней поверхности витка по всему , периметру на определенном рассто нии друг от друга выполнены радиальные пазы. Причем выполн ть пазы (фиг. 2) следует на глубину 8 не больше высоты витка а, так как. в. противном случае происходит

затекание тока в образовавшиес  между пазами выступы и искажаетс  равномерность давлени  импульсного магнитного пол  на заготовку. В предлагаемом индукторе выступы не участвуют в прохождении тока по индуктору. Выполн   радиальные пазы, уменьшают толщину витка по которой проходит ток, сам же ток концентрируетс  ближе к поверхности обрабатываемой заготовки , этим повышаетс  эффективность и КПД

индуктора. А полученные в результате выполнени  пазов выступы предназначены дл  увеличени  теплоотвод щей поверхности индуктора. Охлаждаемую поверхность можно еще несколько увеличить, проделав в выступах отверсти  6, как показано на

фиг. 3.

Дл  средненагруженных условий работы

индуктор охлаждаетс  за счет конвекции,

дл  высоконагруженных - принудите.)й

подачей воздуха (вентил тором или отИпевмосистемы ).

Положительный ; ффект, к()ГО). л.-ют индуктор с радиальными прорез ми, заключаетс  в повышении эффективности работы , а улучшении охлаждени  за счет более развитой поверхности охлаждени , концентрации импульсного тока па по верхности, обращенной к обрабатываемой заготовке..

Технико-экономический эффект заключаетс  в повышении коэффициента ncno/ibзовани  металла на изготовление индукто ра и увеличении его срока службы.

Buds

Claims (1)

1. ИНДУКТОР ДЛЯ МАГНИТНОИМПУЛЬСНОЙ РАЗДАЧИ ТРУБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ, содержащий плоский виток из токопроводящего материала и токовыводы, выполненные на концах витка перпендикулярно его плоскости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, в теле индуктора со стороны внутренней поверхности выполнены радиальные пазы, равномерно расположенные по окружности.

   Фиг.1