Индуктор для нагрева длинномерных вращающихся деталей

Индуктор для нагрева длинномерных вращающихся деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

i993490 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 27.08.81 (21) 3353719/24-07 (51}M. Кл. с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Н 05 8 6/36

Гасударственные квинтет

СССР нф делан изобретений и етнрытий

Опубликовано 30.01.83 ° Бюллетень Ме 4 (M} УДК621. .365.. 511 (0 88. 8) Дата опубликования описания 30.01.83

Л.Л. Кочергин, О.А. Коченюк, Н.М. Гречко, А

И.П. Маркелов и А.H. Кац (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) ИНДУКТОР ДЛЯ НАГРЕВА ДЛИННОМЕ РНЫХ

ВРАЩАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к электротермии, в частности к индукционному на греву, и предназначено для использования в устройствах индукционного нагрева длинномерных вращающихся деталей пвременного по длине поперечного сечения типа ступенчатый вал.

Известны различные конструкции петлевых индукторов для нагрева деталей переменного сечения типа сту"

1о пенчатый вал, в которых для достижения равномерности нагрева детали по длине используются магнитопроводы или местные изменения зазора между индук" тирующим проводом и нагреваемой де35 талью (1 ).

Недостатком известных индукторов является невозможность равномерного нагрева деталей со значительными пе" репадами диаметров их ступеней, так как в этом случае необходимо передавать каждой ступени удельные мощности, значительно отличающиеся друг от друга. Возможность значительного уве2 личения передаваемой мощности в соответствукщую ступень путем применения магнитопровода ограничена постоянст-. вом напряжения на индукторе, а возможность регулирования удельной мощности, передаваемой путем изменения зазора между индуктирующим проводом и деталью, с одной стороны ограничена минимально допустимым зазором, а с другой - падением электрического

КПД индуктора, Наиболее близким к предлагаемому является ийдуктор для нагрева длинномерных вращающихся деталей, выпол" ненный в виде петлевой многовитковой катушки, витки которой расположены по цилиндрическим поверхностям вдоль их образующих, причем внутренний виток расположен на поверхности большего радиуса $2 7.

Недостаток этого индуктора обус" ловлен неравномерностью нагрева дета" лей с переменным по длине сечением, так как он не обеспечивает распреде3 993490 4 детали при неизменном зазоре между кой поверхности, описанной вокруг индуктирующим проводом и поверхностью этой оси, и соединены токопроводядетали. щими перемычками 6. Число прямых (обратных ) ветвей 5 катушек 1-3 выЦель изобретения - повышение равноление передаваемой мощности индуктора в зависимости от поперечного сечения образующие витки, расположенные парал" лельно оси индуктора на цилиндричесмерности нагрева деталей с переменным по длине сечением.

Поставленная цель достигается тем, что в индукторе катушка выполнена в Io виде, по меньшей иере, двух последовательно соединенных секций, расположенных вдоль общей оси, количество вит" ков каждой секции 1Ч; выбирают по формуле l5 д е с2

N;=enter +2 Й вЂ” s„l

25 а радиус кривизны поверхности, на которой расположен внутренний виток .R . выбирают по формуле

Q,.+ Къ

1 (R K ).2

1 Ъ,1 М. (R,„- к,) 2 где R . " радиус цилиндрической по«

1 верхности, на которой расположены витки 1-й секции

М2

К - радиус цилиндрической поверхности максимальной кривизны, м;

Ь " ширина индуктирующего про- 35 вода, м;

К - коэффициент пропорциональности, равный 0,5- l,0

Bnter - выделение ближайшего целого и з числа в скобках, не пре- 40 восходящеro число, заключенное в скобки.

На фиг. 1 представлен индуктор, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1;.на фиг. 3 - сечение Б"Б 45 на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - электрическая схема индуктора.

Индуктор для нагрева длинномерных вращающихся деталей типа ступенчатый 50 вал, например шестиступенчатого вала, у которого три ступени имеют мини" мальный диаметр, содержит три многовитковых петлевых катушки 1-3. Общее количество катушек выбирают рав» 55 ным количеству участков ступеней ) нагреваемого вала 4, Катушки 1-3 со,держат прямые и обратные ветви 5, бирают в соответствии с формулой.

Так, для катушки 1, для которой, на0„0 07 пример — = . число прямых

0,„0,0 (обратных) ветвей выбирают равньсм двум. Для катушек 2 и 3, для которых, Ор 05 0095 например, — =, число пря0„ мых (обратных) ветвеи выбирают равным четырем.

Катушки 1-3 соединены между собой отрезками 7-. 10 индуктируюцего с провода, которые одновременно являют" ся соединяющими проводами и нсзружны" ми витками катушек 1-3, а такие прямыми (обратными) ветвями 5 катушек, осуществляющих нагрев .ступеней вала 4 минимального поперечного сечения. С целью более точного регулирования равномерности нагрева прямые и об" ратные ветви 5 внутреннего витка 11 каждой из катушек 1-3 расположены на с. цилиндрической поверхности, радиус которой определяется по формуле для R;, При К41 = 0,005 прямая и обратная ветви 5 индуктирующего провода внутреннего витка 11 катушки I расположены на цилиндрической поверхности с радиусом Р„ = 0,0754 и, а прямая и обратная ветви 5 индуктирующего провода внутреннего витка 11 катушек 2 и 3 расположены на цилиндрических поверхностях с радиусами

В2 = Ry = 0,109 (R Ä - К1 )2 (R -К1 )2

Если тй- Е 2 — елСес àс р -, 1

R, = co то внутренний виток 11 в конструкции катушки будет отсутст" вовать.

Индуктор работает следующим обра" зом.

Вал 4 устанавливают коаксиально с индуктором в центры 12, один из которых передает валу вращательное движение, а другой подпружинен. При протекании через индуктор переменного тока создаваемое электромагнитное поле индуцирует во вращающемся вале 4 соответствующие токи . Поскольку вал 4 имеет по длине переменное поперечное сечение, для равномерного на"

5 . -993490 - 6 грева необходимо, чтобы в каждую его.- нагрева деталей с переменным по длиступень индуктором передавалась стро". не сечением, катушка, выполнена а виго определенная мощность. Это обес" де, по меньшей мере, двух последовапемивается тем, что каждая из кату-- тельно соединенных секций, расположен" шек 1-3, выполненная с заданным коли- s ных вдоль общей оси, количество витчеством прямых (обратных J ветвей 5 - ков каждой секции N; выбирают по и с заданным зазором внутреннего вит- формуле ка совместно с отрезками индуктируощего провода 7-10 ийдуцирует в ступенях вала 4 необходимые токи. 30 (R., — к,р

N;=enter а-к,)

Использование предлагаемого индуктора позволяет осуществлять одновременный нагрев длинномерных вращающихся деталей типа ступенчатый вал с лю- 4% ,быми перепадами поперечных сечений их ступеней. Одновременно прииенение индукционного нагрева в процессе термообработки ступенчатых валов позволяет заменить применяемые в настоящее 20 время для этих целей малопроизводительные пламенные печи, что обеспечивает, в свою очередь, повышение производительность труда, осуществление автоматизации процесса, экономию - - 25 энергоресурсов, а также повышение культуры производства и улучшение условий труда. сз0 формула изобретения

Индуктор для нагрева длинномернйх вращающихся деталей, выполненный в виде петлевой многовитковой катушки, ° витки которой расположены по цилиндрическим поверхностям вдоль их образующих, причем внутренний виток расположен на поверхности большего радиуса, отличающийся тем, 40 что, с целью повышения равномерности а радиус кривизны поверхности, на которой расположен внутренний виток и . выбирают по формуле

R; +к,. Ж,-"ь) (я- >ð где Р - радиус цилиндрической поверхности, на которой рас" положены витки i "той сек" ции, м;

- радиус цилиндрической поверхности максимальной кривиз" ны м - ширина индуктирующего прово- . да, м;

К --коэффициент пропорциональности, равный 0,5-.1,0;

enter - выделение ближайшего целого из числа в скобках, не превосходящего,чйсло, заключен- ное в скобки.

Источники информации, принятые во внимание при-экспертизе

1 . Слухоцкий А.E. и др. Индукторы для индукционного нагрева. 1974, с. 151-153.

2. Патент IPf 969849, кл. 21 Ъ 29/03, 1958.

993490

11 10 6 5 5 11 9

Фие. 1

В-В

4 иг. ъ

Фыг.

Фиг. 2

9 511

Фиг. 5

ВНИИПИ Заказ 5>O/77 Тираж 843 Подписное

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