Индуктор для нагрева удлиненных проводящих тел

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 26,03.80 (21) 2916897/24-07 311 М, Кп.з с присоединением заявки МВ(23) Приоритет Н 05 В 6/36 Государственный комитет СССР по аелам изобретений и открытийОпубликовано 3008,82, Бюллетень Йо 32 3) УДК 621,365. ,52(0888) Дата опубликования описания 30.08,82 В.Ф.Баглаев, Д.Л.Зубер, Л.Л.Кочергин, Г.И. Б.Х.Гедгафов, Б.Г,Мушкин и Я.Б.Штей(72) Авторыизобретения жиковшлетЬРЙ ст и ю -.-.Г(54) ИНДУКТОР ДЛЯ НАГРЕВА УДЛИНЕННЫХПРОВОДЯЩИХ ТЕЛ Изобретение относится к электротермии, в частности к индукционному нагреву металлических заготовок под пластическую деформацию при неравномерном начальном распределении температуры вдоль их оси, например, при ковке заготовок от прутка на горизонтально-ковочных машинах.Известен цилиндрический индуктор, предназначенный для нагрева концов заготовок перед ковкой, при котором концы заготовок поштучно вводят в индуктор, а по достижении концом заготовки необходимой температуры передают на ковочный агрегат 11,Недостатком известного индуктора является невозможность получения равномерного нагрева при повторном нагреве заготовок беэ предварительного охлаждения их концов, так как после предшествовавшего цикла на" грева и ковки на ГКМ начальная температура по длине заготовки распределяется неравномерно, а следовательно, и конечная температура будет распределена неравномерно вследствие постоянства напряженности магнитного поля вдоль оси индуктора. Наиболее близкий к предлагаемомуиндуктор для нагрева удлиненных проводящих тел содержит две плоские прямоугольные спиральные катушки,включенные электрически встречно иустановленные с зазором друг отно"сительно друга, причем по меньшеймере, одна из катушек снабжена механизмом поступательного переь 9 щени я 2),Однако этот индуктор не обеспечивает возможность равномерного нагрева концов заготовок вдоль их осипри повторном нагреве после циклапредыдущего нагрева и ковки, Послековки конца заготовки температуравдоль оси оставшейся части заготовки распределена неравномерно, ипоскольку зазор между катушкамииндуктора постоянен, получение равномерного распределения температу,ры при повторном нагреве конца заготовки невозможно без его полногоохлаждения, что не только снижает25 производительность и влечет эа собой дополнительный расход электроэнергии для повторного нагрева, но итребует дополнительных производственных плбщадей для складированииостывающих заготовок.Цель изобретения - повышение равномерности нагрева концов заготовокнезависимо от начального распределения температуры по их длине за счетсоздания заданного (равномерногоили неравномерного) распределения 5напряженности магнитного поля индуктора.Поставленная цель достигается тем,что в индукторе подвижная катушкаснабжена дополнительным механизмом 1 Овращательного перемещения и обамеханизма с помощью тяг шарнирносвязаны с плоскостью катушки;На Фиг.1 представлен индуктор, об"щий вид; на Фиг.2 - рабочее положение катушки индуктора при нагреве концов заготовок с неравномернымначальным распределением температуры на фиг.3.- график зависимостиэнергии, передаваемой взаготовку . 2 Опо ее длине при различных углах,образуемых катущками индуктораИндуктор содержит соосно установленные плоские катушки 1 и 2,каждая из них снабжена приводами 3и 4, с которыми связана через паруконических шестерен 5 и б, ходовыевинты 7 и 8, сферическиешарниры 9и 10 и шарнирно укрепленные на катушках 1 и 2 тяги 11 и 12. Ходовыевинты 7.и 8 работают в паре с не-.подвижно закрепленными гайками 13и 14Концы заготовок 15, подлежащиенагреву, вводят в зазор между катуш-ками 1 и 2, а заготовки закрепляютна транспортирующем устройстве (непоказано) и транспортируют в направлении, перпендикулярном их осям 1и 2.Индуктор работает следующим образом.В исходном положении катушки 1и 2 параллельныдруг другу, При включении индуктора по индуктирующим проводам каждой иэ катушек протекает 45переменный ток, вследствие чего врабочей области индуктора, т.е. вобласти пространства между катушками 1 и 2, создается переменнремагнитное поле. При введении концовзаготовок 15 в зту область в нихиндуцируется электрический ток, за,счет чего осуществляется нагрев. Благодаря параллельному расположениюкатушек 1 и 2 поле в рабочей области.индуктора в любой из плоскостей,нормальных к направлению движениязаготовок, симметрично относительнооси катушек 1 и 2, скрещивающейсяподпрямым углом с.осью нагреваемыхзаготовок 15, что обеспечивает равномерное распределение энергии,передаваемой в нагреваемые концы заготовок 15, по направлению их оси.при этом, если начальное распределе-.ние температуры вдоль оси заготовок 65 было равномерным, то конечное распределение температуры вдоль нагретых концов будет также равномерным, Если же начальное распределение температуры было неравномерным (повторный нагрев,по завершении цикла первоначального нагрева и ковки), то конечное распределение температуры вдоль нагретых концов будет также неравномерным.Второе исходное положение индуктора, т.е. положение, при котором катушка 1 расположена по отношению к катушке 2, зайимающей горизонтальное положение, под углом 06, обеспечивается включением привода 3, Вращение от привода 3 передается через пару конических шестерен 5 ходовому винту 7, который перемещаясь поступательно, через шаровой шарнир 9 и тягу 11 передает движение на катушку 1. Посколькупривод 4 отключен, катушка 1 занимает наклонное положение по отношению к катушке 2. При включении индуктора из-эа неравномерности зазора между катушками 1 и 2 переменное магнитное поле, возникающее в рабочей зоне индуктора, будет асимметричным, при этом напряженность поля будет возрастать по направлению к вершине угла, образуемого катушками 1 и 2. При введении подлежащих нагреву концов заготовок 15 в рабочую зону индуктора плотность нндуцированных токов распределяется в соответствии с напряженностью магнитного поля, в соответствии с которой распределитсяи энергия 16, передаваемая в концы нагреваемых заготовок. Если концы заготовок 15 с неравномерным начальным распределением температуры вдоль оси поместить в рабочую зону индуктора (повторный нагрев после предшествовавшего цикла нагрева и операции ковки) таким образом, что градиент температуры будет противоположен градиенту энергии, передаваемой в нагреваемые концы заготовок магнитным полем индуктора, в процессе нагрева произойдет выравнивание температуры. В зависимости от степени неравномерности начального распределения температуры опытным путем определяют угол наклона с катушки 1 к катушке 2, которая занимает горизонтальное положение, обеспечивающий требуемую асимметрию магнитного поля индуктора в его рабочей зоне, необходимую для осуществления равномерного нагрева концов заготовок. Чем больше угол с э , тем больше градиент энергии, передаваемой магнитным полем индуктора в заготовки.При больших градиентах температуры вдоль концов заготовок в исходном положении обе катушки 1 и 2 устанавливают под углом ю к горизонтальной плоскости,образуя между ними угол. 2 ж. Для подобной установкикатушек 1 и 2 дополнительно используют привод 3 катушки 2,Нагрев заготовок различных типоразмеров по сечению обеспечиваетсяизменением зазора между катушками1 и 2 при.неизменном угле 2 К, длячего одновременно включают приводы 3 и 4.Использование предлагаемого ин-,дуктора позволяет при ковке отпрутка производить повторный нагревранее откованного конца без предва-,рительного полного охлаждения заготовки, что обеспечивает повышение.производительности и экономию 2030 электроэнергии. Кроме того,исключение операции охлаждения даствозможность освободить необходимыедля складирования охлаждаемых заготовок производственные.площади; формула изобретения Индуктор для нагрева удлиненныхпроводящих тел, содержащий две плоские прямоугольные спиральные катушки, включенные электрически встречно и установленные с зазором друг от друга, причем по меньшей мере, одна из катушек снабжена механизмом поступательного перемещения, о т л и ч а ю О щ и й с я тем, что, с целью повышения равномерности нагрева, катушка снабжена дополнительным механизмом вращательного перемещения и оба механизма с помощью тяг шарнирно свя заны с плоскостью катушки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Слухоцкий А Е. и др. Индук.20 торы для индукционного нагрева.1974, с. 250.2. Патент СЮА В 2419116,кл. 219-13, 1974,955526ВНИИПИ Закаэ 6476/77 Тираж 862 Подпис Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная