Способ получения командного импульса для автоматизации процесса индукционного нагрева стальных деталей

Способ получения командного импульса для автоматизации процесса индукционного нагрева стальных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Хо 146208

Класс 74b, 3

421, 10оз

2111 131з ссср

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа М 255

А. И. Боровиков и В. Г. Пустынников

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМАНДНОГО ИМПУЛЬСА ДЛЯ

АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Заявлено 17 марта 1961 г. за ЛЪ 722!51/26 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» ЛЪ 7 за 1962 r.

Известно использование для автоматического контроля температуры свойства ферромагнитных материалов резко изменять свою магнитную проницаемость при нагреве до температуры точки Кюри.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что используется нелинейная зависимость R(8) электрического активного сопротивления стальной детали от температуры ее нагрева вблизи точки Кюри. Использование резкого изменения (в этой точке) крутизны характеристики R(8) путем выделения из полного тока (нагревающего деталь) его активной составляющей с последуюшим дифференцированием этой составляющей тока по времени создает положительный эффект, давая 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, подвергающихся нагреваншо (закаливаемой детали) и некоторых свойств электрических цепей.

При нагревании стали до температуры, соответствующей точке

Кюри (768 — 780 ), изменяется ее магнитная проницаемость и удельное электрическое сопротивление. При повышении температуры стали выше точки Кюри происходит резкое снижение магнитной проницаемости стали.

Предлагаемый способ основан на получении управляющего импульса, соответствующего 900 температуры нагрева стали, по резкому прекращению увеличения ее удельного сопротивления. № 14б208

Слежение за изменением удельного сопротивления нагреваемой стали легко может быть осуществлено по активной составляющей тока и индуктора или первичной цепи понижающего трансформатора, питающего индуктор.

При отсутствии закаливаемой детали в индукторе активная составляющая тока относительно мала; она обусловлена потерями энергии, рассеиваемой в обмотках трансформатора, индуктора, конденсаторов и кожухе устройства. Основная часть тока состоит из реактивной составляющей, обусловленной намагничиванием трансформатора и потреблением реактивной энергии индуктором.

При вводе холодной детали в магнитное поле индуктора, имеющей малое начальное удельное электрическое сопротивление, в ней наводятся вихревые токи, нагревающие закаливаемую деталь. Вследствие возрастания рассеиваемой в детали энергии в первичной цепи трансформатора резко возрастает активная составляющая тока. Однако по мере прогрева детали и связанного с этим плавного возрастания удельного сопрот ивления активная составляющая первичного тока оудет уменьшаться. При достижении критической температуры, равной 900, удельное сопротивление сразу становится неизменным; неизменной становится и активная составляющая тока. Если зафиксировать момент прекращения спи>кения активной составляющей тока, то этот момент будет соответствовать дости>кению температуры нагрева для закалки Изменение активной составляющей тока предлагается

61„ контролировать ло изменению производной этого тока по времени (/(На чертеже изображена блок-схема автоматизации процесса индукционной закалки

Ток и напря>кение первичной цепи трансформатора 1, питающего индуктор 2, подаются в векторный блок 8, в котором выделяется а«тинная составляющая тока I„— I con p.

Выделенная активная составляющая тока поступает в блок6, где

dI„ выделяется первая производная активной составляющси тока а 1

Сигнал, пропорциональный первой производной активной составляющей тока, усиливается специальным усилителем, на входе которого установлено электромагнитное реле 5.

При появлении производной активной составляющей тока (на процесс повышения тока усилители не реагируют) реле 5 срабатывает и подготавливает электросхему б автоматики к выдаче управляющего импульса в схему 7 технологической автоматики. При достижении температуры нагрева закаливаемой детали 900 снижение активной составляющей тока прекращается и реле 5 отпускает, при этом в электросхему 8 автоматики технологической машины поступает управляющий импульс.

Нагретая деталь падает В ма с.во, а следующая деталь Вводится в индуктор, и процесс повторяется, Предлагаемый способ получения командного импульса не зависит от состояния внешних условий — колебания напряжения и частоты в сети, значения температуры окружающей среды, и конфигурации детали, а определяется физической константой стали

Предмет изобретения

Способ получения командного импульса для автоматизации процесса индукционного нагрева стальных деталей, основанный на изменении физических констант при изменении температуры, о т л и ч а юЛ> 146208 шийся тем, что, с целью исключения необходимости применения специальных датчиков для получения сигнала о достижении заданной температуры закаливаемой детали, используют резкое изменение в одной точке крутизны зависимости электрического сопротивления стальной детали от температуры ее нагрева путем выделения из полного тока (нагревающего закаливаемую деталь) его активной составляющей с последуюшпм дифференцированием ее по времени

Составитель описания H. Т. Смирнов

Подп и. печ !3.!1 -62 г.

Зак. 3335

ЦБТИ Комитета по делам

Москва, формат бум. 70Х !08 /гв Объем 0 26 изд. л.

Тираж 650 Цена 4 коп. изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6.

Типография ЦБТИ, Москва, Петровка, !4.

Редактор М. Н. Золотарев Техред А. А. Камышникова Корректор Н И. Кулешова