Устройство методического высокочастотного нагрева ферромагнитных деталей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК З(51) Н 05 В 6 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК А В 1 ОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Казахский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. С. М, Кирова и Казахский политехнический институт им. В.И. Ленина (53) 621.365.52 (088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР309475, кл. Н 05 В 6/02,1970.2. Патент США4039794, кл. Н 05 В 5/02, 1977.3. Авторское свидетельство СССР306587,кл. Н 05 В 6/02, 1969.4. Авторское свидетельство СССР308538, кл. Н 05 В 6/02, 1968. (54) (57) .1. УСТРОЙСТВО МЕТОДИЧЕСКОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО НАГРЕ,ЯО 107229 ВА ФЕРРОМАГНИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ, содержащее индуктор, число ампер-витков в котором увеличивается к выходному концу и закрепленную в нем по длиненаправляющую для деталей, отличающееся тем, что с целью повышения равномерности нагрева деталей типа шаров, направляющая выполнена в виде закрепленного на изоляторах водоохлаждаемого полого лотка из немагнитного материала, изогнутого до точки в индукторе, соответствующей нагреву деталей до точки Кюри, под углом подъема к оси индуктора, а после указанной точки - под углом спуска к этой оси.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на внутренних боковых поверхностях лотка по длине симметрично друг другу выполйены острые кромки, лежащие Я в пересекающихся в пространстве под углом 0 ф 490 плоскостях, проходящих через продольную ось лотка.С:1 О 15 20 25 35 40 45 55 50 Изобретение относится к индукционному нагреву металла для термообработки с возможностью одновременного транспортирования сферических тел, неустойчивых деталей, например шаров, на высоту, и может быть использовано в машиностроении.Известно устройство для индукционного нагрева, в котором для повышения равномерности нагрева деталей, торцовые зоны индуктора подключены встречно-параллельно к источнику тока высокой частоты, а источник питания промышленной частоты подключен к катушке индуктивности в точках соединения емкостей с обмоткой ,Данное устройство не обеспечивает достаточной равномерности нагрева деталей как по поверхности, так и в сердцевине, так как они находятся в индукторе в неподвижном состоянии (без вращения). Кроме того, использование двух источников питания (тока высокой частоты и промышленной частоты) усложняет конструкцию устройства и увеличивает потери электроэнергии. Известно также устройство для нагрева ферромагнитной абразивной дроби, представляющее собой индуктор, внутри которого расположен цилиндр, выполненный из магнитопроницаемого материала вращающийся вокруг своей оси от дополнительного привода 2.Недостатком указанного устройства является неравномерность нагрева деталей из-за невозможности обеспечения оптимальной угловой скорости вращения деталей и их неупорядоченности движения, что приводит к их соударениям и, как следствие, к ухудшению качества поверхности. Кроме того, транспортировка деталей выполняется только под действием сил гравитации.Известно устройство для электромагнитного транспортирования деталей через индукционный нагреватель с помощью втягивающих соленоидов, подключенных к источнику трехфазного напряжения через вентили в последовательности, определяемой сдвигом фаз напряжений после вентильного выпрямления, посредством создания постоянного магнитного поля на входной стороне нагревателя 3.Недостатком такого устройства является то, что при транспортировании через точку Кюри детали соударяются, что ведет к образованию на их поверхности микровмятин, которые влекут за собой местные напряжения и возможности появления микротрещин после охлаждения, в результате чего ухудшается качество деталей, Кроме того, неравномерность нагрева деталей вследствие неравномерности распределения по поверхности индуцируемого тока из-за отсутствия вращения деталей и их упорядоченного движения ухудшает качество деталей. Использование дополнительной энерг 11 и, источника трехфазного напряжения, конденсаторной батареи и других элементов усложняет конструкцию установки и увеличивает потери электрической энергии.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство методического высокочастотного нагрева ферромагнитных деталей, содержащее индуктор, число ампер-витков в котором увеличивается к его выходному концу, и закрепленную в нем по длине направляющую для деталей 4,При втягивании в нагреватель холодные детали соударяются с деталями, нагретыми выше точки Кюри, что ведет к образованию на их поверхности микровмятин и тем самым влечет к образованию местных напряжений и появлению микротрещин после термической обработки, а следовательно, ухудшает качество поверхности деталей. Кроме того, недостатком известного устройства является неравномерность нагрева деталей вследствие неравномерности распределения по поверхности индуцируемого тока из-за отсутствия вращения деталей и их упорядоченного движения, что ухудшает качество деталей. Использование на входной стороне нагревателя постоянного магнитного поля, втягивающего в нагреватель холодные детали, которые затем проталкивают через нагреватель детали, нагретые выше точки Кюри, усложняет конструкцию установки. Цель изобретения - повышение равномерности нагрева деталей типа шаров путем обеспечения их вращения и упорядоченного движения.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве методического высокочастотного нагрева ферромагнитных деталей, содержащем индуктор, число ампер-витков в котором увеличивается к его выходному концу, и закрепленную в нем по длине направляющую для деталей, направляющая выполнена в виде закрепленного на изоляторах водоохлаждаемого полого лотка из немагнитного материала, изогнутого до точки в индукторе, соответствующей нагреву деталей до точки Кюри, под углом подъема к оси индуктора, а после указанной точки - под углом спуска к этой оси.На внутренних боковых поверхностях лотка могут быть выполнены по длине симметрично друг другу острые кромки, лежащие в пересекающихся в пространстве под углом 090 плоскостях, проходящих через продольную ось лотка.На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1.Устройство состоит из индуктора 1,подключаемого к источнику тока высокой час072292 тоты. Индуктор 1 может быть выполнен цилиндрическим с измененным шагом навивки или конусным, что обеспечивает увеличение ампер-витков к его выходу.Внутри индуктора 1 на изоляторах 2 установлен лоток 3 из диамагнитного или пара- магнитного материала.Лоток расположен под углом подъема е 1 к оси индуктора до места перегиба (т. е до того места, где деталь теряет ферромагнитные свойства, - точка Кюри). Угол подь 10 . ема можно менять в пределах диаметра индуктора 1.В точке Кюри лоток имеет перегиб и направлен под углом спуска , обеспечивающим деталям гравитационное перемещение. Лоток 3 выполнен с полыми стенками, которые образуют охлажденную рубашку для принудительного охлаждения, например, водой.Угол Ф, образованный касанием шара с острыми кромками 4 профильного паза лотка 3 (т. е. угол, полученный пересечением 20 плоскостей, проведенных через продольную ось лотка и острые, кромки) дожен быть 0 Мс 90, что обеспечивает упорядоченное движение деталей и отсутствие их заклинивания в рабочем профиле лотка.Загрузку деталей в индуктор 1 производят самотеком из накопителя 5 посредством рукава 6, выполненного из немагнитного материала.Устройство работает следующим образом. 30При подаче напряжения от источника тока высокой частоты на индуктор 1 силовые линии переменного неоднородного электромагнитного поля образуют электрический контур в лотке 3 с профильным пазом.На 4поверхности профильного паза лотка 3 плотность энергии электрического поля и плот-. ность электромагнитных силовых линий на выступах больше, чем на впадинах. Особенно велики электрические поля на металлических остриях, т. е. на острых кромках 4 профильного паза лотка 3, Под действием электродинамических сил детали вращаются и движутся до места перегиба, где выгружаются из индуктора за счет сил гравитации.Вся поверхность шарика равномерно подвергается нагреву. При движении шарика по лотку он нагревается до температуры точки Кюри, при которой полностью теряет свои магнитные свойства. В месте потери шариком магнитных свойств лоток имеет перегиб, т. е. имеет другой угол наклона. Далее шарик движется под действием сил гравитации и тем самым выгружается из индуктора, Длина индуктора при движении шарика обеспечивает его нагрев до заданной температуры, т. е. температуры закалки.Равномерный нагрев детали по поверхности обеспечивает равномерное изменение объема детали, что исключает в них возникновение трещин. Отсутствие местного недогрева или подстывания исключает появление на шариках мягких пятен, которые снижают твердость металла. В процессе термической обработки исключается изменение формы шариков, тогда как после термообработки в известных устройствах шарики часто приобретают такие нежелательные геометричеекие параметры, как овальность и гранность, а также изменяются их размеры.