Способ индукционного нагрева металлических заготовок

- 1500 Гн. 2 ла 1. ъ.е1. 3. зонансная часто 2 ц 1. 4 диаметром нологичес и 7 сос ченных чения на снижает ост водом аготовсть инду тора5 10Гн, инзаготовкой щего прове ведет кконтура ение то прив(1,22,5) включают статический преобразователь частоты 1 О и осуществляют уагрев заготовки 1 на частоте, близкои к оптимальной с максимальным КПЛ. При 1 /1.с ( 1,2 уменьшают объем рабочей зоны 3 или за счет изменения площади поверхности, ограниченной индуктируюцим проводом 4, например, эа счет отключения части витков или эа счет уменьшения технологического зазора индуктора 5, например, путем сближения секций 6 и 7 индуктора 5 до тех пор, пока 1./1,с не окажется в пределах 1,22,5. 11 осле этого включают преобразователь частоты 10. При 1 ;/1.съ 2,5 увеличивают объем рабочеи эоны 3 или за счет изменения плоцади поверхности, ограниченной индуктируюцим проводом 4, например, эа счет подключения части витков секции индуктора 5, или путем увеличения технологического зазора индуктора 5, например путем раздвижения секций 6 и 7 до тех пор, пока 1./1,с не окажется в пределах 1,22,5, после чего включается преобразователь частоты 10. Обратная связь 11, берущаяся с элемента нагревательного контура 8, например с секцией 6 индуктора 5, обеспечивает изменение генерируемой частоты в зависимости от величины индуктивности индуктора 5 и оказывается близкой к оптимальной для нагрева заданного типа заготовки 1.Экспериментальная проверка производилась на индукторе 5, состоящем из двух секций в виде плоских спиральных катушек 6 и 7, расположенных в горизонтальной плоскости. Размеры катуыек: внутренний диаметр 500 мм, наружный диаметр 1200 мм, число витков - 6, катушки соединялись встречно с воэможностью взаимного перемещения вдоль общей оси. Эксперименты проводились над заготовками 1 диаметрами 25, 160, 130 мм. Результаты экспериментов приведены в таблице. При нагреве заготовок 100 мм, длиной 200 мм те кий зазор между катушкам тавлял 170 мм, число под витков - 5, площадь пове раниченная индуктирующим Б1,45 и. Индуктивно без заготовки 1= 11,дуктивность индуктора с 8,8 10 Гн, отнош1. Въ1,3, емкость конденсаторной1 сбатареи С = 1216 10 О. Резонанснаячастота нагревательного контура 8 длязаготовки 1 диаметром 100 мм КПД составил 677.При переходе на нагрев заготовки 1 меньшего диаметра (см. Фиг. 3 и 4), например диаметром 25 мм и длиной 100 м, являющейся прозрачной для частоты 1500 Гц, на которой осуществлялся нагрев заготовки диаметром 100 мм, изменяют расстояние Ь между секциямп 6 и 7 индуктора и площадь В поверхности, ограниченной индуктируюцим проводом, до такой величины, чтобы 1,)/1.с = 1,22,5.1 примере Ь = 60 мм, Я = 0,469 м, число подключенных витков составило 3. Индуктивность беэ заготовок Е =2,16 10 Гн индуктивность с э готовками 1 = 0,939 10 Гн, отноше - б- 4710 Гц,т.е. резонансная частота увеличилась в 3,14 раза и является близкой к оптимальной для нагрева заготовки диаметром 25 м. Нагрев заготовки на этой частоте осуществляется с максимальным ЕПД, которьй составил 662При отошении 1,/1 с2,5 резонансная частота увеличивается, но уменьшается добротность контура до величин порядка 5-6, что ведет к срыву генерации и резкому падению уровня отдаваемой модности (см, таблицу).При уменьшении 1./Ес ( 1,2 увеличение резонансной частоты окаэывается недостаточным для обес грева заготовок и КПД рез ся, Кроме того, поверхнос ки удаляется от индуктирую да и индуктора 5, что так снижению КПД. Добротность становится порядка 35-40,а дгр рон заго дет широ пл 35 дуе применение гибких перек как позноналаливде ллет обес стема,5 2,8 22,1 1 с КПД ицдукмощность отн.ед еобразонд еля,кВт 64 48 6 4 5 10 450 1 О 65610 71300 00 590 43600 3 740 73 7 3 дит к возбуждению генератора нд гдрмоциках, отличных от основной частоты и соответственно снижению КПД и уровня мощности, отдаваемой генератором (см. таблицу).При переходе на нагрев заготовки большего диаметра, например диаметром 130 мм ц длиной 250 мм, увеличивают расстояние между секциями 6 и 7 и плоцддь поверхности, ограниченной ицдуктцруюцим проводом, путем подключения шести витков. Тогда Ь = 200 мм,-бБ . - . 1,87 м 2 ф 1. = 18,7 10 Гц, 1 с = 15 51 О ь Гн 11 с 1 Резонансная частота Такая частота тока обеспечивает качественный и скоростной ндгрев заготовок с высоким КПД, который в эксперименте составил 677. (см. таблицу).В таблице принодятся экспериментальные данные по замеру КПД индуктора и мощности, отдаваемой преобразователем при различных отношениях ицдуктинцости контура беэ заготовки и с з готовкой для различных диаметрови заготовок.емый способ обеспечивает кого диапазона типоразмеок с высоким КПД. Оц найечить быструю перендла при переходе цд новый типоразмер заготовок, д также в мелкосерийном производстве поковок, где может быть использонац вместо пламенного нагрева.Использование этого способа нагревапозволит получить экономию металла,снизить процент обезуглероживанияслоя, улучшить культуру производства 1 Оц экологическое воздействие на окружающую среду.О о р и у л д изобретенияСпособ индукционного нагрева металлических заготовок, при которомзаготовку помещают в рабочую зону индуктора, ныполценного по меньшей мере из одной секции, подключают его кстатическому преобразователю частотыи в процессе нагрева поддерживаютчастоту тока преобразователя равнойсобственной резонансной частоте контура, образованного индуктором с заготовкой и компенсирующей конденсаторной батареей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона типоразмеров нагреваемых заготовок прц сохранении КПД, дополнительно контролируют величину индуктивцости ицгуктора без заготовки и сзаготовкой ц перед размещением заготовки в индукторе устанавливают от- .ношение индуктивности без заготовки к индуктивности с заготовкойн интервале 1,2-2,5 путем измененияоцдди поверхности, ограниченной инктируюцим токопроводом и (или) измецецием рдсстолция между секци ицдукторд.1658422 Фие. иг.1 Фиг Составитель О.ТурпаТ.Иванова Техред М.Дидык рректор Л.Пата ри ГКНТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 О акаэ 2436 Тираж НИИПИ Государстве пого ко113035, Мо тета по ква, ЖПодписное обретениям и открытия Рауцокая наб., д, 4/5