Индуктор для нагрева удлиненных проводящих тел

Индуктор для нагрева удлиненных проводящих тел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.03.80 (21}2916897/24-07 ($$) М. Кд.з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Н 05 В 6/36

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 3008.82. Бюллетень ¹ 32

РЗ! УДК 621. 365. ,52(088 ° 8) Дата опубликования описания 30.08.82

В.Ф.Баглаев, Д.Л.Зубер, Л.Л.Кочергин, Г.И.

Б.Х.Гедгафов, Б.Г,Мушкин и Я.Б.Штей (72) Авторы изобретения жиков, шледЬРТ" " о. (71) Заявитель (54) ИНДУК1ОР ДЛЯ НАГРЕВА УДЛИНЕННЫХ

ПРОВОДЯЩИХ TEJI

Изобретение относится к электротермии, в частности к индукционному нагреву металлических заготовок под пластическую деформацию при неравномерном начальном распределении температуры вдоль их оси, например, при ковке заготовок от прутка на горизонтально-ковочных машинах.

Известен цилиндрический индуктор, предназначенный для нагрева концов заготовок перед ковкой, при котором концы заготовок поштучно вводят в индуктор, а по достижении концом заготовки необходимой температуры передают на ковочный агрегат L1J .

Недостатком известного индуктора является невозможность получения равномерного нагрева при повторном нагреве заготовок беэ предварительного охлаждения их концов, так как после предшествовавшего цикла на" грева и ковки на ГКИ начальная температура по длине заготовки распределяется неравномерно, а следовательно, и конечная температура будет распределена неравномерно вследствие постоянства напряженности магнитного поля вдоль оси индуктора.

Наиболее близкий к предлагаемому индуктор для нагрева удлиненных проводящих тел содержит две плоские прямоугольные спиральные катушки, включенные электрически встречно и установленные с зазором друг относительно друга, причем по меньшей мере, одна из катушек снабжена механизмом поступательного перемещения (2j .

Однако этот индуктор не обеспечивает возможность равномерного нагрева концов заготовок вдоль их оси при повторном нагреве после цикла предыдущего нагрева и ковки. После ковки конца заготовки температура вдоль оси оставшейся части заготовки распределена неравномерно, и поскольку зазор между катушками индуктора постоянен, получение равномерного распределения температу, ры при IIoBTopHQM нагреве конца заготовки невозможно без его полного охлаждения, что не только снижает

25 производительность и влечет эа со бой дополнительный расход электроэнергии для повторного нагрева, но и требует дополнительных производственных плбщадей для складировании остывающих заготовок.

955526

Цель изобретения - повышение рав номерности нагрева концов заготовок независимо от начального распределе. ния температуры по их длине за счет создания заданного (равномерного или неравномерного) распределения 5 напряженности магнитного поля индуктора.

Поставленная цель достигается тем, что s индукторе подвижная катушка снабжена дополнительным механизмом l0 вращательного перемещения и оба механизма с помощью тяг шарнирно связаны с плоскостью катушки;

На фиг.l представлен индуктор, общий вид; на фиг.2 — рабочее поло- 15 жение катушки индуктора при нагреве концов заготовок с неравномерным начальным распределением температуры на фиг.3.- график зависимости энергии, передаваемой B заготовку . . 20 по ее длине при различных углах, образуемых катущками индуктора

Индуктор соде >жит соосно устанонленные плоские катушки 1 и 2, каждая из них снабжена приводами 3 и 4, с которыми связана через пару конических шестерен 5 и б, ходовые винты 7 и 8, сферические шарниры 9 и 10 и шарнирно укрепленные на катушках 1 и 2 тяги 11 и 12. Ходовые винты 7.и 8 работают в паре с не-. подвижно закрепленными гайками 13 и 14 °

Концы заготовок 15, подлежащие нагреву, вводят в зазор между катуш- ками 1 и 2, а заготовки закрепляют на транспортирующем устройстве (не показано) и транспортируют н напранлении, перпендикулярном их осям 1 и 2.

Индуктор работает следующим об- 40 разом.

В исходном положении катушки 1 и 2 параллельны друг другу. При включении индуктора по индуктирующим проводам каждой иэ катушек протекает 45 переменный ток, вследствие чего в рабочей области индуктора, т.е. в области пространства между катушками 1 и 2, создается переменнре магнитное поле. При введении концов заготовок 15 в зту область в них индуцируется электрический ток, за, счет чего осуществляется нагрев. Благодаря параллельному расположению .катушек 1 и 2 поле н рабочей области,индуктора в любой из плоскостей, нормальных к направлению движения заготовок, симметрично относительно оси катушек 1 и 2, скрещивающейся под прямым углом с.осью нагреваемых заготовок 15, что обеспечивает рав- ® номерное распределение энергии, передаваемой в нагреваемые концы заготовок 15, по направлению их оси. При этом, если начальное распределе-. ние температуры вдоль оси заготовок 65 было равномерным, то конечное распределение температуры вдоль нагретых концов будет также равномерным.

Если же начальное распределение температуры было неравномерным (повторный нагрев,по завершении цикла первоначального нагрева и ковки), то конечное распределение температуры вдоль нагретых -концов будет также неравномерным.

Второе исходное положение индукто Ра, т.е. положение, при котором катушка 1 расположена по отношению к катушке 2, зайимающей горизонтальное положение, под углом с6, обеспечивается включением привода 3. Вращение от привода 3 передается через пару конических шестерен 5 ходовому винту 7, который перемещаясь поступательно, через шаровой шарнир 9 и тягу 11 передает движение на катушку 1. Поскольку..привод 4 отключен, катушка 1 занимает наклонное положение по отношению к катушке 2.

При включении индуктора из-эа неравномерности зазора между катушками 1 и 2 переменное магнитное поле, возникающее и рабочей зоне индуктора, будет асимметричным, при этом напряженность поля будет возрастать по направлению к вершине угла, образуемого катушками 1 и 2.

При введении подлежащих нагрену концов заготовок 15 в рабочую зону индуктора плотность нндуциронанных токов распределяется н соответствии с напряженностью магнитного поля, в соответствии с которой распределится и энергия 16, передаваемая н концы нагреваемых заготовок. Если концы заготовок 15 с неравномерным начальным распределением температуры вдоль оси поместить н рабочую зону индуктора (повторный нагрев после предшествовавшего цикла нагрева и операции ковки) таким образом, что градиент температуры будет противоположен градиенту энергии, передаваемой н нагреваемые концы заготовок магнитным полем индуктора, в процессе нагрева произойдет выравнивание температуры. В зависимости от степени неравномерности начального распределения температуры опытным путем определяют угол наклона оС катушки l к катушке 2, которая занимает горизонтальное положение, обеспечивающий требуемую асимметрию магнитного поля индуктора в его рабочей зоне, необходимую для осуществления равномерного нагреаа концов заготовок. Чем больше угол с „т < тем больше градиент энергии, переданаемой магнитным полем индуктора в заготовки.

При больших градиентах температуры вдоль концов заготовок н исход. 955526 ном положении обе катушки 1 и 2 устанавливают под углом оС к горизонтальной плоскости, образуя между ними угол 2 . Для подобной установки катушек 1 и 2 дополнительно используют привод 3 катушки 2.

Нагрев заготовок различных типоразмеров по сечению обеспечивается изменением зазора между катушками

1 и 2 при.неизменном угле 2С,, для чего одновременно включают приводы 3 и 4.

Использование предлагаемого ин-, дуктора позволяет при ковке от прутка производить повторный нагрев ранее откованного конца без предва-, рительного полного охлаждения заготовки, что обеспечивает повышение. производительности и экономию 2030% электроэнергии. Кроме того, исключение операции охлаждения даст возможность освободить необходимые для складирования охлаждаемых заготовок производственные.площади-. формула изобретения

Индуктор для нагрева удлиненных проводящих тел, содержащий две плоские прямоугольные спиральные катушки, включенные электрически встречно и установленные с зазором друг от друга, причем по меньшей мере, одна из катушек снабжена механизмом поступательного перемещения, о т л и ч а юlO шийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева, катушка снабжена дополнительным механизмом вращательного перемещения и оба механизма с помощью тяг шарнирно свя35 заны с плоскостью катушки. !

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1 Слухоцкий А Е. и др. Индук»

2О торы для индукционного нагрева.

1974, с. 250.

2. Патент ClllA 9 2419116, кл. 219-13, 1974.