Индуктор для магнитно-импульсной обработки металлов

Индуктор для магнитно-импульсной обработки металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцналисткческих

Ресттублкк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<,742468 (6I ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 05.12.77 (2l ) 2551352/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (5I ) M. Кл.

С 21 О 1/12

Н 05 В 5/18

Государственный комитет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.0б.80. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 25,0б.80 (53) УДК б21.785.545 (0888) (72) Авторы изобретения

П. М. Пшиков, В. П. Слапыгин и В. А. Матвейчук (7l ) Заявитель

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (54) ИНДУКТОР ДЛЯ МАГНИТНΠ— ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к термической обработке, а именно к устройствам для поверхностной закалки металлов с помощью индукционного нагрева, и может быть использовано. для локального нагрева и магнитноимпульсной обработки металлов с подот ревом.

Известен индуктор для магнитно-импульсной обработки металлов, содержащий концентратор магнитного поля, на котором расположена первичная обмотка, разделенная на две части с одинаковым числом витков, причем каждая часть обмотки выполнена с противоположным направлением намотки 111.

Известен также высокочастотный трансформатор с незамкнутым сердечником, состоящий из первичной обмотки и охватывающей ее

15 вторичной обмотки, к которой присоединен одновитковый индуктор. Внутри первичной обмотки размещен ферромагнитный сердечник (2).

Недостатком известных устройств индукторов

20 является ограничение функциональных возможностей, а именно органичение возможности получения высокочастотных импульсов тока заданной формы, обеспечивающих . мелкозернистую струк2 туру закаленного слоя. Это обусловлено тем, что в известном концентраторе из-за наличия только одной первичной обмотки ограничена воэможность наложения следующих один за другим как от одного, так и от нескольких источников, высокочастотных импульсов тока в один общий импульс большой мощности со временем спада не более 1% от времени действия импульсов.

Пель изобретения — расширение функциональных воэможностей индуктора, а именно воэможности получения мощных высокочастотных импульсов тока заданной формы, обеспечивающих мелкозернистую структуру закаленного слоя.

Поставленная цель достигается тем, что ин. дуктор снабжен дополнительной первичной обмоткой с ферромагнитным сердечником, размещенной в отверстии, дополнительно выполненном в концентраторе, а также снабжен магнитопроводом с охватывакяцим его диэлектриком, концентратор.вылолнен составным по плоскости, перпендикулярной осям его отверстий, а в месте стыка установлен магнитопровод с диэлектриком, при этом каждая первичная обмотка со742468 4

Работой концентратора. упрощенно работу концентратора можно представить следующим образом. При подаче импульсов тока от источников по первичным обмоткам 12 и 13 протекают токи з и (,з (фиг. 2) соответственно. Токи

Jtq и ltq в концентраторе наводят ЭДС: ток ид; tt — 8 в половине 4 и Я в половине 5 кон— центратора, а ток lt3 — Яэ в половине 4 и

gq в половине 5 концентратора, По половине 4

1 протекает ток, который определяется разностью и Я1 иДз и полным сопротивлением цепи, по кото3 рои он протекает.. Для наглядности этот ток можно представить в виде двух токов. Один из них Jt (фиг.З) определяется gt и полным со15 ttPoTHBJIQHH|:M tt0IIH, а ДРУгой Эз — Яз H также полным сопротивлением цепи. Таким образом, ° общий ток в половине 4 представляется в виде разности двух токов 3, и Эз. Аналогично ток

tX в половине 5 можно представить в виде суммы

20 токов Эз и Jq. Следовательно, применяя принцип суперпозиции, можно рассмотреть работу обмоток 12 и 13 отдельно, а затем алгебраически сложить или вычесть токи, индуцируемые этими обмотками в концентраторе.

25 Токи Э и Зз в той части концентратора, где расположена обмотка 13, создают магнитные потокиФт йФ2 сооответственно (фиг.2), которые направлены противоположно друг другу, Эти потокиф иФ2 создают в обмотке 13 за противоположно направленные ЭДС. Параметры цепей, по которым протекают токи J и J овыбираются таким образом, чтобы разность этих ЭДС была равна нулю. В результате при работе обмотки 12 на выводах обмотки 13

35 отсутствует наведенное напряжение. Токи .1э и

J4 в той части концентратора, где расположена обмотка 12, создают магнитные потоки©э и

%4 соответственно (фиг.2), которые направлены относительно друг друга в одном направле4о нии. Направление намотки обмотки 12 в половине 4 концентратора противоположно направлению ее же намотки в половине 5. Поэтому созданные потоками Рэ и Р4 ЭДС в обмотке 12 противоположно направлены друг. другу. Параметры

45 цепей, по которым протекают токи J3 и 34, выбираются таким образом, чтобы разность этих

ЭДС была равна нулю. В результате при работе обмотки 13 на выводах обмотки 12 отсутствует наведенное напряжение. Благодаря такой работе

5о концентратора возможна совместная работа нескольких источников без взаимного их влияния друг на друга. Поверхности заготовок 17 нагреваются мощными высокочастотными импульсами тока заданной формы, образованными наложени55 ем импульсов от источников.

3 держит одинаковое число витков в каждой составной части концентратора, а направление намотки дополнительной первичной обмотки в одной составной части концентратора противо положно направлению ее намотки в другой сос тавной части.

На фиг. 1 представлен индуктор, общий в на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг, 2.

Индуктор содержит концентратор, расположенный на основании 1 (фиг. 1) и разделенны магнитопроводом 2 (фиг. 2) и диэлектриком на две одинаковые электрически не соединеннь между собой половины 4 и 5. Каждая иэ поло вин 4 и 5, в свою очередь, разделена на две части 6 и 7 (фиг. 1), соединенные по краям и разделенные диэлектриком 8 в средней части

По краям каждой из половин концентратора выполнены два отверстия 9 и 10, в радиальнь пазах 11 которых размещены две первичные обмотки 12 и 13 (фиг. 2). Обмотки 12 и 13 индуктивно между собой не связаны и подклю чены к источникам (на чертежах не показаны).

Направление намотки обмотки 12 в одной пол вине 4 противоположно направлению ее намотк в другой половине 5 концентратора, а направле ние намотки обмотки 13 в обоих половинах 5 и 4 одинаково. Обе обмотки 12 и 13 имеют одинаковое число витков в каждой из половин концентратора. В отверстиях 9 и 10 расположены два ферромагнитных сердечника 14 и 15 . соответственно. В средней части каждой из пол вин концентратора выполнено отверстие 16, в котором размещена обрабатываемая заготовка

17, Верхние части обоих половин 4 и 5 соедин ны с поршнем прижимного устройства 18 (фиг. 1), например гидравлического пресса.

Предлагаемый индуктор работает следующи образом.

В отверстия 16 концентратора вставляются две заготовки 17. Верхние части 6 половин 4

5 с помощью прижимного устройства плотно прижимаются к нижним частям 7 концентратор обеспечивая тем самым хороший электрический контакт между верхними 6 и нижними 7 частя ми по краям концентратора. После установки заготовок 17 и обеспечения хорошего контакта от источников питания на обмотки 12 и 13 подаются с наложением во времени один за другим высокочастотные импульсы тока. При этом в концентраторе путем наложения импуль сов тока, подаваемых от источников, формируется мощный высокочастотный импульс тока заданной формы со временем спада не более

1% от времени действия импульса. Магнитопро: вод 2 снижает магнитное сопротивление для потока, проходящего между половинами 4 и 5, Возможность наложения импульсов тока обеспечивается конструктивным исполнением и

Изменяя количество и мощность подаваемых на первичные обмотки импульсов тока, а также параметры концентратора, получают оптимальные

7424

5 для данного металла форму и длительность нагревающего импульса тока, обеспечивающего .получение вязкой мелкозернистой структуры закаленного слоя заготовки, т. е. чтобы время спада короткого импульса тока в заготовке бы

5 ло не более 1% от времени действия импульса.

Предлагаемый индуктор обеспечивает расшиЭ рение функциональных возможностей, а именно: позволяет получать мощный высокочастотный импульс тока заданной формы, обеспечивающий о получение мелкозернистой структуры закаленного слоя, благодаря тому, что мощные высокочастотные импульсы тока, образованные в заготовке от работы нескольких источников, накладываются, образуя нагревающий заготовку мощ- ч ный высокочастотный импульс заданной формы.

Такой индуктор позволяет обрабатывать одновременно две заготовки.

Формула изобретения

1. Индуктор для магнитно-импульсной обработки металлов, содержащий разъемный концентратор с отверстиями для установки заготов. >> ки и размещения первичной обмотки с ферро68 6 магнитным сердечником, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей индуктора, он снабжен дополнительной первичной обмоткой с ферромагнитным сердечником, размещенной в отверстии, дополнительно выполненном в концентраторе.

2. Индуктор но п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен магнитопроводом с охватывающим его диэлектриком, концентратор выполнен составным по плоскости, перпендикулярной осям его отверстии, а в месте стыка установлен магнитопровод с диэлектриком, при этом каждая первичная обмотка содержит одинаковое число витков в каждой составной части концентратора, причем направление намотки дополнительной первичной обмотки в одной составной части концентратора противоположно направлению ее намотки в другой составной части... . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка ФРГ И 232041, кл. В 21 О 26/14, 1975.

2. Промышленное применение токов высокой частоты. Труды ВНИИТВЧ, вып. 11, 1970, с. 209.. 742468

47 Уб

Составитель В. Белофастов

Редактор И. Михеева Техред О. Андрейко

Корректор М. немчик

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3588/7 Тираж 608

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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