Индуктор для термообработки заготовок

(57) СуполненвиткиВыборбой навсациюил. о (Л ,4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный государственный научноисследовательский и проектно-конструкторский институт "ВНИПИЭНЕРГОпром"(56) Бабат Г.И, Индукционный нагрев металлов и его промышленное применение. М, -Л,: 1965, стр, 382,Вайнберг А.М. Индукционнье плавильные печи, Энергия, М 1967, с, 190,Изобретение относится к области высокочастотного нагрева металлов, в частности к нагреву цилиндрических заготовок инструмента перед дальнейшей механической обработкой при массовом изготовлении,Известен индуктор, в котором зазор между витками выполняют не большим половины ширины проводника катушки 1, Однако в нем недостаточно отражены свойства междувитковой структуры намотки, не сформулированы требования к профилю намотки, направленные на обеспечение равномерности нагрева,Из известных устройств такого назначения наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному индуктору является индуктор для термообработки заготовок, выполненный в виде цилиндрической спиральной катушки, витки которой наклонены к образующей цилиндра 2), Однако, в нем не предусмотрены меры по устранению неравномерности нагрева обрабатываемых заготовокзасчетликвидации продольныхтоков. БЫН 17 бОб 57 А 1 ДУКТОР ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ОВОКщность изобретения: индуктор выв виде цилиндрической спирали, которой наклонены к образующей, полного количества витков при люивке обеспечивает полную компенпродольной составляющей поля. 2 Целью изобретения является повышение равномерности нагрева путем компенсации микроЭДС продольнойсоставляющей тока нагрева.Указанная цель достигается тем, что виндукторе количество витков катушки составляет целое число.На фиг, 1 представлен общий вид цилиндрического индуктора; на фиг, 2 данопространственное редставление нагреваемой заготовки, расположенной соосновнутои индуктора,При протекании тока высокой частотычерез витки 1 индуктора возникает магнитное поле. пронизывающее поверхностныеучастки в теле заготовки 2, возбуждая в нихэлектродвижующую силу (ЭДС), Наведенная в заготовке 2 ЭДС представляется последовательным рядом микроЭДС,совпадающих с касательными к следу 4 проекции витков 1 индуктора на цилиндрическую поверхность заготовки 2. Линии токов,обусловленные каждой из микроЭДС, представляются ее поперечной составляющей 5и продольной составляющей 6. Первая из них пропорциональна косинусу угла наклона О вектора микроЭДС 3 к секущей плоскости 7, перпендикулярной оси симметрии заготовки; вторая - пропорциональна зи О, 5Существо предложения вытекает из природы и характера процессов возникновения токов в теле заготовки, обусловленных поперечными и продольными составляющими микроЭДС, По способу вза имодействия в пределах каждого витка индуктора поперечные составляющие микроЭДС в теле заготовки являются параллельными и согласно включенными; продольные составляющие - последова тельными и встречно включенными. При этом поперечные составляющие микроЭДС являются источниками поперечно-круговых токов, каждый из которых выделяет мощность на активном сопротивлении кольца 20 длиной 2 Л г, ширинойи заглублением д, где г - радиус заготовки,- условная длина участка воздействия микроЭДС 5, д - глубина протекания тока, обусловленная поверхностным эффектом. При постоянном 25 наклоне витков индуктора все поперечнокруговые токи одинаковы и выделяемая ими мощность обеспечивает равномерный нагрев по длине заготовки,Каждый контур для составляющей тока 30 в теле заготовки от продольных составляющих микроЭДС в пределах одного шага намотки индуктора размещается на замкнутой линии, образованной двумя противолежащими образующими и диаметрами нагрева емой детали, Поэтому, с учетом постоянства наклона витка, а также противонаправленности составляющих продольных микро- ЭДС вдоль противоположных образующих контура, равнодействующая продольного тока принимает нулевое значение, Это условие распространяется на все внутренние витки катушки индуктора. Для его внешних - концевых витков, находящихся по обе стороны катушки, это условие выполняется только в случае, если части первого и последнего витка составляют в сумме целый виток. С отступлением от этого требования механизм компенсации продольных микро- ЭДС нарушается и в заготовке появляются продольные токи, вызывающие неравномерный нагрев и связанные.с ним нарушениями в технологии термообработки, Во избежание этого явления, а следовательно, для увеличения прочности и снижения брака при термообработке цилиндрических деталей токами высокой частоты к конструкции индуктора вместе с требованием постоянства наклона его витков должно предъявляться требование по обеспечению их целого числа,Использование данного изобретения позволит повысить равномерность нагрева заготовок.Формула изобретения Индуктор для термообработки заготовок, выполненный в виде цилиндрической спиральной катушки, витки которой наклонены к образующей цилиндра, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения равномерности нагрева путем компенсации микроЭДС продольной составляющей тока нагрева, количество витков катушки составляет целое число.1760657 Составитель О,ЩедринаРедактор Т,Иванова Техред М,Моргентал Корректор А.Долини водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 3193 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5