Индуктор для нагрева длинномерных вращающихся деталей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сотоз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11993490(5 т)М. Кл. с присоединением заявки РЙ(23) Приоритет Н 05 В 6/36 Гееударственны кфинтет СССР в ленам нзебретеннй н втрытийДата опубликования описания 30.01,83 Л.Л. Кочергин, О.А. Коченюк, Н.М. Гречко, А И.П, Маркелов и А.Н. Кац(72) Авторы изобретен и 7 ) Заявнтел 4) ИНДУКТОР ДЛЯ НА ГР Е ВА ДЛИННОМ Е РНЫХ ВРАЩАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ в соотвменения а возной мощмененияроводомгранич ен м вдольний вибольо 1Изобретение относится к электротермии, в частности к индукционному нагреву, и предназначено для использования в устройствах индукционного нагрева длинномерных вращающихся деталей пЕременного по длине поперечного сечения типа ступенчатый вал,Известны различные конструкции петлевых индукторов для нагрева деталей переменного сечения типа сту" пенчатый вал, в которых для достижения равномерности нагрева детали по длине используются магнитопроводы или местные изменения зазора между индук" тирующим проводом и нагреваемой де" талью 1 1.Недостатком известных индукторов является невозможность равномерного нагрева деталей со значительными пе" репадами диаметров их ступеней, так г как в этом случае необходимо передавать каждой ступени удельные мощности, значительно отличающиеся друг от друга. Возможность значительного увеличения передаваемои мощностиветствующую ступень путем примагнитопровода ограничена постоянством напряжения на индукторе,можность регулирования удельности, передаваемой путем иззазора между индуктирующим ии деталью, с одной стороны оминимально допустимым зазором, а сдругой - падением электрическогоКПД индуктора,Наиболее близким к предлагаемомуявляется ийдуктор для нагрева длин"номерных вращающихся деталей, выпол"ненный в виде петлевой многовитковойкатушки, витки которой расположеныпо цилиндрическим поверхностяих образующих, причем внутренток. расположен на поверхностишего радиуса 2.Недостаток этого индуктора обус"ловлен неравномерностью нагрева деталей с переменным по длине сечением,так как он не обеспечивает распределение передаваемой мощности индукторав зависимости от поперечного сечениядетали при неизменном зазоре междуиндуктирующим проводом и поверхностью детали. Цель изобретения - повышение равно.мерности нагрева деталей с переменнымпо длине сечением, Поставленная цель достигается тем,что в индукторе катушка выполнена в виде, по меньшей мере, двух последова"тельно соединенных секций, расположен"ных вдоль общей оси, количество вит"ков каждой секции 6; выбирают по формуле и, на кови ток а радиус крив торой расположзны поверхностен внутреннийпо формулеЯ +К 2 где В радиус цилиндрической по верхности, на которой рас положены витки 1-й секции,Вщ " радиус цилиндрическои поверхности максимальной кривизны, м;Ь " ширина индуктирующего провода, м;К - коэффициент пропорциональности, равный 0,5-1,0;еп 1 ег " выделение ближайшего целогоиз числа в скобках, не превосходящего число, заключен ное в скобки.На фиг. 1 представлен индуктор, общий вид; на фиг. 2 - сечение А"А на фиг. 1;.на фиг. 3 - сечение Б"Б на фиг. 1; на фиг. 4 " разрез В-В на фиг. 1; на фиг, 5 - электрическая схема индуктора.Индуктор для нагрева длинномерных вращающихся деталей типа ступенчатый вал, например шестиступенчатого вала у которого три ступени имеют мини" мальный диаметр, содержит три многовитковых петлевых катушки 1-3. Общее количество катушек выбирают равным количеству участков ),ступенейнагреваемого вала 4. Катушки 1"3 содержат прямые и обратные ветви 5,(В-КЬ)2ли .) - )- - елсег тсщ-ур1В, = ао, то внутренний виток 11в конструкции катушки будет отсутст"вовать.(В; - КЬР В,- КЬ 2 Ес ктор работает следующим обра Индузом. Вал 4 устанавливают коаксиалиндуктором в центры 12, один из о торых передает валу вращательноедвижение, а другой подпружинен. Припротекании через индуктор переменноготока создаваемое электромагнитное по"ле индуцирует во вращающемся вале 4соответствующие токи, Посколькувал 4 имеет по длине переменное попе"речное сечение, для равномерного на" 90 4образующие витки, расположенные парал"лельно оси индуктора на цилиндрической поверхности, описанной вокругэтой оси, и соединены токопроводящими перемычками 6. Число прямых(обратных) ветвей выбирают равнымдвум. Для катушек 2 и 3, для которых,Ор Оэ 0,095например, - = - ф , число пряО,О 0,05мых (обратных) ветвей выбирают равным четырем,Катушки 1-3 соединены между собой отрезками 7". 10 индуктируюцегопровода, которые одновременно являют"ся соединяющими проводами и наружны"ми витками катушек 1-3, а также прямыми (обратными) ветвями 5 катушек,осуществляющих нагрев .ступеней вала 4минимального поперечного сечения, Сцелью более точного регулированияравномерности нагрева прямые и об"ратные ветви 5 внутреннего витка 11каждой из катушек 1-3 расположены нацилиндрической поверхности, радиус которой определяется по формуледля В;. При КЬ = 0,005 прямая и об"ратная ветви 5 индуктирующего прово"да внутреннего витка 11 катушки 1расположены на цилиндрической поверх"ности с радиусом Р = 0,0754 и, апрямая и обратная ветви 5 индуктирующего провода внутреннего витка 11катушек 2 и 3 расположены на цилиндрических поверхностях с радиусамиВ 2 = ВЗ = 0,109 м.5 63 ИО 6 грева необходимо, чтобы в каждую его. нагрева деталей с переменным по длиступень индуктором передавалась стро" не сечением, катушка, выполнена а виго определенная мощность, Это обес" де, по меньшей мере, двух последовапемивается тем, что каждая иэ кату- тельно соединенных секций, расположен" шек 1-3, выполненная с заданным коли- з ных вдоль общей оси, количество вит" чеством прямых обратныхветвей 5 ков каждой секции й; выбирают по и с заданным зазором внутреннего вит- формуле ка совместно с отрезками индуктирующего провода 7-10 ийдуцирует в сту" пенях вала М необходимые токи, 0Испальзование предлагаемого индуктора позволяет осуществлять одновременный нагрев длинномерных вращающих" ся деталей типа ступенчатый вал с лю" 5 ,быми перепадами поперечных сечений цих ступеней. Одновременно прииенение индукционного нагрева в процессе термообработки ступенчатых валав позволяет заменить применяемые в настоящее 20 время для этих целей малопроиэводи" тельные пламенные печи, что обеспечивает, в свою очередь, повышение производительность труда, осуществление автоматизации процесса, зкономию 25 энергоресурсов, а также повышение культуры производства и улучшение условий труда.с 39формула изобретенияИндуктор для нагрева длинномернйх вращающихся деталей, выполненный в виде петлевой многовитковой катушки,витки которой расположены по цилиндрическим поверхностям вдоль их обра" эующих, причем внутренний виток рас" положен на поверхности большего радиуса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 4 ю что, с целью повышения равномерностиа радиус кривизны поверхности, на которой расположен внутренний виток й. выбирают по формулей; +К,. Ж -ь), (я -к) где Р - радиус ципиндрической по" верхностя, на которой рас" положены витки"той сек" ции, м; Рщ - радиус цилиндрической поверхности максимальной кривиз" ны, м;- ширина индуктирующего прово" .да, м; К - коэффициент пропорциональ"ности, равный 0,5".1,0; спСег - выделение ближайшего целого из числа в скобках, не пре" восходящего,чйсло, заключен- ное в скобки. Источники информации, принятые во внимание при:экспертизе1 . Слухоцкий А.Б, и др. Индукторы для индукционного нагрева. 1971, с. 151-153,2. Патент ФРГ У 969849,кл. 21 Ъ 29/03, 1958.