Индуктор для высокочастотного нагрева изделий сложного профиля

Индуктор для высокочастотного нагрева изделий сложного профиля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

i! I! 630758

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

-- 1 ю

° . (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.11.76 (21) 2418697 24-07 с присоед1шснпсм заявки М (51) М. Кл. -

Н 05Â 5/18

С 21D 1/12 (53) УДК 621.365.51 (088.8) (43) Опубликовано 30.10.78. Бюллетень М 40 (45) Дата опубликования описания 03.10.78 ло релам изобретений и открытий (72) Авторы

IIBOOj) етеl! Il B

В. А. Ровков, В. T. Трощенко, А. 11. Волощенко, Б. A. Грязнов, В. В. Лебедев и Е,. Г. Конопляников (71) Заявитель

Институг проблем прочности АН Украинской ССР (54) ИНДУКТОР ДЛЯ ВЪ|СОКОЧАСТО НОГО НАГРЕВА

ИЗДГ,!1 Ий СЛОЖНОГО П РОФ ИЛЯ

Гасударственный комитет

Приоритет

Изобретение относится к области ш1дукциопного нагрева металлических образцов при исследовании пх механических «войсти, в частности к индукторам для нагрева турбинных лопаток.

l3

Известны ипдукторы для равномерного нагрева образцов сложной формы, выполненные в виде огибающих, которые повторяют форму пагревасмого образца в плоскости сечения заданного участка нагрева. 10

Огибающие проводника, вокруг которы. создастся электромагнитное поле, изготавливают из полой трубки для охлаждения их водой. На разных по толщине участках образца при прохождении в его поверхност- 15 ном слое индуктированного тока имеет место неравномерность нагрева при одинаковом распределении удельной мощности.

В известном индукторс указанньш недостаток устраняется путем создания огибаю- 20 щих с переменными зазорами между проводником индуктора и поверхностью образца. Такой индуктор может быть применен для равномерного нагрева продолговатых образцов сложного профиля, например турбинных лопаток, которые имеют толщину на всех участках значительно больше глубины проникновения токов в металл. При нагреве же образцов, толщина участков которых соизмерима с глубиной проникновения токов в мс! l! 1, 1, т1! кой 1!1!ДУк! ОР Ilo oGL«IIoч11в!Iс l равпомсрногo нагрева в связи с тем, ITo на этих участках образца пндуктированные токи, протекающие с противоположных сторон во встречном направлшпш, ослабляют друг друга.

Напболсс близким пз пзвсстных является ипдуктор для вы«oKo÷B«òoòíoão нагрева изделий сложного профиля, содержащий

II io«! IIÉ Bo, oo. . Ill I, ;1емый BIITQK, Bbllio, !пенные в впдс двух ветвей, охватывающих место установки нздел ия, и токоподводящпс шины. Ветви, охватывающие изделие, смещены относительно друг друга в плоскости, перпендикулярной к сечению образца.

3ТоТ ппдуктор со смещенными ветвями может быть п«пользовап для нагрева образцов, имеющих у !а«тки, толщина которых соизмерима с глубиной проникновения тока в металл, так как устраняется на этих участках ослабляющее влияние протекающих во встречном направлении пндуктпрованных токов. Однако пндуктор обеспечивает равномерный нагрев лишь образцов, изготовленных из материалов, имеющи хорошую связь с индуктором и высокую теплопроводность, например ферромагнитных материалов. Причем индуктором, имеющим смещенные относительно друг друга охватывающие ветви над участком образца, толщина кото630758 рого соизмерима с глубиной проникновения индуктированного тока в псм, невозможно получить равномерный нагрев продолговатых образцов, напримср турбинных лопаток, изготовленных пз жаропрочпых псмагнитпых сплавов на никелевой основе. Объясняется это тем, что здесь имеет место слабая связь участков огибающих с материалом нагреваемого образца и индуктированный ток, протека)ощий с одной стороны, ослабляет поле тока, протекающего во встречном направлении. В связи с этим на таких участках ссчепия образца значение температуры будет нп>кс, чем на остальных участках.

Целью изобретения является достижение равномерного нагрева продолговатых образцов сложного профиля, например турбинных лопаток.

Поставлеш)ая цель достигается тем, что па ко)щевых участках ветвей выполнены поперечные пазы навстречу друг другу, а токопроводящис шины подсоединены к пх концам со стороны пазов.

На чертеже изобра>кен индуктор для высокочастотного нагрева турбинных лопаток, Ипдуктор содержит плоский виток 1, выполненный в виде двух ветвей 2 и 3, и токоподводящие шины 4 и 5. В ветвях выполнены пазы 6 и 7, которые делят каждую ветвь на два проводника 8, 9 и 10, 11. Турбинная лопатка 12 укреплена в зажиме 13. Индуктор подключен к ВЧ генератору 14 черсз выходной трансформатор 15.

Индуктор работает следующим образом.

Турбинную лопатку устанавливают в зазор между двумя ветвями индуктора и закрепляют в зажиме. Перемещая индуктор относительно щек выходного трансформатора, устанавливают оптимальный зазор ме>кду поверхностью ветвей индуктора и лопаткой, затем прикрепляют индуктор к щекам и подают воду для сго охлаждения. Включают ВЧ-генератор. От щек выходного трансформатора по токоподводам и проводникам протекает ток, который в материале лопатки наводит индуктироваппый ток, вызывая его разогрев. В связи с тем, что сечение проводников 9 и 10 значительно больше сечения проводников 8 и 11 при последовательном их включении плотность тока в про10

50 водниках, расположенных над участками лопатки, толщи1!а которых Гоиз .1 !ерп. 1 Та Г глубиной проникновения в них индуктпрованного тока, будет в несколько раз больше. В каждый данный момент токи в проводниках 10 и 11 имс)от одинаковое направление, что обеспечивает хорошую связь между проводниками индуктора и материалом лопатки. Для получения равномерного нагрева турбинных лопаток проводники 8 и 11 индуктора имеют расстояния до нагреваемой поверхности большие, чем эти расстояния на остальных участках. Узкий участок лопатки, расположенный в зоне проме>кутка ветвей индуктора, нагревается главным образом за счет теплопроводности.

Устранение неравномерности нагрева при усталостпых испытаниях турбинных лопаток в изотсрмических условиях с использованием предло>кенного устройства позволяет получить более достоверные результаты о влиянии высоких температур на несущую способность лопаток, поскольку исключается влияние термических напряжений, обусловленных неравномерностью нагрева. Испытания показали надежность работы этого устройства, которое является одним из основных элементов стенда для исследования усталостной прочности турбинных лопаток при комнатной и высоких температурах.

При максимальной температуре испытаний

1050 С устройство обеспечивает равномерность нагрева турбинных лопаток с точность)о +-20, тогда как с использованием известных устройств отклонения составляют

+-150 и более.

Формула изобретения

Индуктор для высокочастотного нагрева изделий сложного профиля, содержащий плоский водоохлаждаемый виток, выполненньш в виде двух ветвей, охватывающих место установки изделия, и токоподводящие шины, отл ич а ющи йс я тем, что, с целью повышения равномерности нагрева, на концевых участках ветвей выполнены поперечные пазы навстречу друг другу, а токоподводящие шины подсоединены к их концам со стороны пазов.

630758

Редактор В. Левятов

Корректор О. Данишева

Заказ 1811/14 Изд. Мв 687 Тираж 950 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

11 и

Составитель О. Щедрина

Техред Н. Рыбкина