SU146208A1 - Способ получени командного импульса дл автоматизации процесса индукционного нагрева стальных деталей - Google Patents

Description

Известно использование дл  автоматического контрол  температуры свойства ферромагнитных материалов резко измен ть свою магнитную проницаемость при нагреве до температуры точки Кюри.

Предлагаемый способ отличаетс  от известных тем, что используетс  нелинейна  зависимость R(Q) электрического активного сопротивлени  стальной детали от температуры ее нагрева вблизи точки Кюри. Использование резкого изменени  (в этой точке) крутизны характеристики R(Q) путем выделени  из полного тока (нагревающего деталь) его активной составл ющей с последующим дифференцированием этой составл ющей тока по времени создает положительный эффект, дава  возможность получить командный импульс без специальных датчиков.

На чертеже изображена блок-схема автоматизации процесса индукционной закалки детали.

Предлагаемый способ основан на использовании физических констант ферромагнитных материалов, подвергающихс  нагреванию (закаливаемой детали) и некоторых свойств электрических цепейПри нагревании стали до температуры, соответствующей точке Кюри (768-780°), измен етс  ее магнитна  проницаемость и удельное электрическое сопротивление. При повышении температуры стали выше точки Кюри происходит резкое снижение магнитной проницаемости сталиПредлагаемый способ основан на получении управл ющего импульса , соответствующего 900° температуры нагрева стали, по резкоjMy прекращению увеличени  ее удельного сопротивлени .

№ 146208- 2 Слежение за изменением удельного сопротивлени  нагреваемой стали легко может быть осуществлено ио активной составл ющей тока и индуктора или первичной цепи понижающего трансформатора, питающего индуктор.

При отсутствии закаливаемой детали в индукторе активна  составл юща  тока относительно мала; она обусловлена потер ми энергии, рассеиваемой в обмотках трансформатора, индуктора, конденсаторов и кожухе устройства. Основна  часть тока состоит из реактивной составл ющей, обусловленной намагничиванием трансформатора и потреблением реактивной энергии индуктором.

При вводе холодной детали в магнитное поле индуктора, имеющей малое начальное удельное электрическое сопротивление, в ней навод тс  вихревые токи, нагревающие закаливаемую деталь. Вследствие возрастани  рассеиваемой в детали энергии в первичной uenii трансформатора резко возрастает активна  составл юща  тока. Однако по мере прогрева детали и св занного с этим плавного возрастани  удельного сопротивлени  активна  составл юща  первичного тока будет уменьщатьс . При достижении критической температуры, равной 900, удельное сопротивление сразу становитс  неизменным; неизменной становитс  и активна  составл юща  тока. Если зафиксировать момент прекращени  снижени  активной составл ющей тока, то этот момент будет соответствовать достижению температуры нагрева дл  закалки- Изменение активной составл ющей тока предлагаетс  контролировать по изменению производной этого тока по времени-ттНа чертеже изображена блок-схема автоматизации процесса индукционной закалкиТок и напр жение первичной цепи трансформатора /, питающего индуктор 2, подаютс  в векторный блок 5, в котором выдел етс  активна  составл юща  тока /« / cos ф.

Выделенна  активна  составл юща  тока поступает в блок, где

выдел етс  перва  производна  активной. составл юп:,си тока ,Сигнал , пропорциональный первой производной активной составл ющей тока, усиливаетс  специальным усилителем, на входе которого установлено электромагнитное реле 5.

При по влении производной активной составл ющей тока (на процесс повыщепи  тока усилители не реагируют) реле 5 срабатывает и подготавливает электросхему 6 автоматики к выдаче управл ющего импульса в схему 7 технологической автоматики. При достижении температуры нагрева закаливаемой детали 900° снижение активной составл ющей тока прекращаетс  и реле 5 отпускает, при это.м в электросхему 8 автоматики технологической машины поступает управл ющий импульс.

Нагрета  деталь падает в масло, а следующа  деталь вводитс  в индуктор, и процесс повтор етс .

Предлагаемый способ получени  командного импульса не зависит от состо ни  внещних условий- колебани  напр жени  и частоты в сети, значени  температуры окружающей среды, и конфигурации детали, а определ етс  физической константой сталиПредмет изобретени 

Способ получени  командного импульса дл  автоматизации процесса ипдукционного нагрева стальных деталей, основанный на изменении физических констант при из.менении температуры, отличаюdJa

щ и и с   тем, что, с целью исключени  необходимости применени  специальных датчиков дл  получени  сигнала о достижении заданной температуры закаливаемой детали, используют резкое изменение в одной точке крутизны зависимости электрического сопротивлени  стальной детали от температуры ее нагрева путем выделени  из полного тока (нагревающего закаливаемую деталь) его активной составл ющей с последующим дифференцированием ее по времени.