Индуктор-спрейер

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ГОСУД ПО ДЕ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСК ВИДЕТЕЛЬСТВУ ущестх дедвухвертй с ьныи завод струкионный на- М.: Машиенин СС 19 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) ИНДУКТОР-СПРЕЙЕР преим венно для закалки цилиндрически талей с галтелью, состоящий из последовательно соединенных по кали витков, о т л и ч а ю щ и тем, что, с целью упрощения ко ции индуктора, ширина верхнего нижнего витков выбрана в соотн 1:3-1:4.1194895 50 55Изобретение относится к электротермии, в частности к нагревательныминдукторам для высокочастотного нагрева и закалки цилиндрических изделий с галтелью (например крестовиныдифференциала).Цель изобретения - обеспечение вы.хода закаленного слоя на галтель и,упрощение конструкции индуктора.Для интенсификации нагрева нагалтели необходимо перераспределитьудельные мощности, т.е. около галтели создать магнитное поле большойнапряженности.Для достижения этого ширина верхнего и нижнего витков берется в соотношении, 1:3-1:4, т.е. верхний витокпередает в металл удельную мощностьв 3-4 раза больше, чем нижний, следовательно, и напряженность магнитного поля, создаваемая верхним витком, будет больше,Вследствие этого тепла, выделяемого в галтели, будет также больше,но благодаря большим массам, прилегающим к галтели и отводящим теплогалтель, и цилиндрическая часть(цапфа) будет нагреваться равномерно.Предложенное соотношение витковиндуктора позволяет обойтись безприменения специального пневматического устройства, которое перераспределяло напряженности магнитных полей.Индуктор за счет перераспределения мощности, которое достигаетсявыполнением ширины верхнего и нижне-.го витков в соотношении 1:1, позволяет обеспечить одновременную закалкугалтели и цилиндрической части.На фиг.1 изображен индуктор-спрейера, общий вид; на фиг.2 - распределение закаленного слоя при нагреве без выхода на галтель; на фиг.3 -то же, с выходом на галтель,Индуктор-снрейер состоит из последовательно соединенных витков 1и 2, расположенных один над другим.Верхний виток 1 имеет фасонный профиль в соответствии с профилем галтели изделия. Нижний виток 2 одновременно является и спрейером. Витки индуктора имеют вид незамкнутыхцилиндрических колец. Активнаячасть нижнего витка 2 снабжена отверстиями для выхода закалочной воды, причем в верхней части нижнеговитка 2 отверстия располагаются подуглом для охлаждения галтели. Закалочная жидкость поступает виндуктор-спрейер по водопроводящимшлангам через штуцеры 3 после нагрева закаливаемой поверхности до температуры закалки, Витки подсоединяются к закалочному трансформатору через токоподводы 4 и колодки 5. Токо/пОдводы, колодки и верхние витки постоянно охлаждаются водой, которая 1 р подается через штуцеры 6 и. 7. Дляпоследовательного соединения витковслужит перемычка 8.Индуктор работает следующим образом.При прохожцении тока через индуктор верхний виток 1 создает магнитноеполе большей напряженности, чем нижний. Индуктированные токи, вызывающие нагрев изделия, будут разные (вгалтели они будут больше, чем в цилиндрической части), Так как большаячасть выделяемого в галтели тепла поглащается прилегающей к ней массойтепла, то нагрев галтели и цилиндрик ческой части происходит равномерно.Равномерность нагрева достигаетсяконструктивным выполнением витков.При достижении закалочной температуры нагрев выключается и поступаетвода для закалки изделия.Предложенное соотношение ширинывитков было выбрано следующим образом. При индукционном нагреве благодаря быстротечности процесса задачаравномерного нагрева поверхности 35сложной формы может быть разделенана 2 части - тепловую и электрическую. При тепловой части задачи условие равномерного нагрева можно написать в виде.Ро-ЬРо=Ро 2-ЙРо, гдеРо - удельная мощность на поверхности цилиндрической части; Ро 1удельная мощность на поверхностигалтели, ьРо - удельная мощностьтепловых потерь на цилиндрическойчасти; дР - удельная мощность тепловых потерь в галтели, при этом ото " оа о 1РоьРо 1 =3-4: что установлено длительными экспериментальными проверками.Поэтому в этом же соотношении взята и ширина витков, обеспечивающих равномерный нагрев. При меньшемсоотношении витков наблюдалось отставание нагрева галтели от цилиндрической части (цапы), при большемсоотношении витков в зоне галтелинаблюдается перегрев. Закалка длинномерных деталей с выходом закаленно4Продолжение таблицы,194895 Наименование Колличество циклов мико-термичес 5кую обработку(цементацию) Крестовина изуглеродистойстали с закалкойТВЧ галтели 61-10 без разруше- ний Наименование Количество циклов(49-10с разрушением цапфы погалтели Крестовина изуглеродистой, стали закалки галт ели Разрушались 1037-10 Крестовина изстали 2 ОХ,прошедшая хиФиг, Я ФЦ 8. 8 Составитель А.Денисоваедактор М.Недолуженко Техред Т.Дубичнак орректор И,Эрдейи 2/30 Тираж,552 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рааз одписно омитета СССРоткрытий ская наб., д,4/5 лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная 3 1го слоя на галтель резко повышает их усталостную прочность, что позволяет изготавливать изделия, работающие в тяжелых условиях нагружения, из более дешевых углеродистых сталей взамен легированных а также исключить сложные процессы химико-термической обработки. Так, крестовиныдифференциала были испытаны на усталостную прочность при нагрузке 7 т, Показатели приведены в таблице. Применение предложенной конструкции индуктора-спрейера позволяетполучить значительный технико-эконо 1 1 мический эффект.При переводе изготовления крестовины на сталь 58 с закалкой ТВЧ впредложенном индукторе взамен стали20 и химико-термической обработкипроизводственные расходы сократятсяв 2,5 раза.