Индуктор для нагрева цилиндрических изделий

(54)(57)ЛИНДРИЧЕСКгослойнуюи охватывакольцевые торс кокл 2рское е свидетельство Ь 29/03, 1967. свидетельство СССР 05 В 6/36, 194 Р ДЛЯ НАГРЕВА ЦИЕЛИЙ, содержащий мноу переменного тока, е внутри и снаружи с разрезом по абракл. Н ДУКТО Х ИЗД бмотк щие е итки ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(53) 621.365.52(088.8) зующеи, электрически связанные друг с другом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей индуктрра, установленный внутри виток снабжен с наружной и внутренней сторон кольцевыми выступами, обмотка переменного тока выполнена из двух секций, каждая из которых снабжена выводами для присоединения к источнику .питания и примыкает к боковым поверхностям наруж-ного кольцевого выступа, торцовая поверхность которого примыкает к кольцевому витку, установленному снаружи, образуя электрическую связь витков, а к внутреннему кольцевому выступу с двух сторон присоединены сменные индуктирующие витки различного диаметра,С:10501 Изобретение относится к нагреву металлов электромагнитным полем и может быть использовано для двухзонного индукционного нагрева цилиндрических деталей токами промышленной и пониженной частоты.Известен индуктор для нагрева цилиндрических изделий, содержащий первичную многовитковую обмотку и установленную внутри обмотки разрезную медную втулку, снабженную изогнутыми ребрами, образующими пазы в которые уложены витки первичной обмотки, что обеспечивает усиление электромагнитной связи между обмоткой и индуктирующей медной втулкой и ведет к повышению электрического КПД индуктора 1,Недостатком индуктора является невозможность его использования для двузонного нагрева одновременно токами одной либо нескольких частот, для создания условий глубинного нагрева и закалки с закономерным благоприятным распределением твердости по сечению детали. 25 10 Наиболее близким к изобретению по технической сущности. является индуктор для нагрева цилиндрических изделий, содержащий многослойную обмотку переменного тока и охватывающие ее З 0внутри и снаружи кольцевые витки сразрезом по образующей, электрическисвязанные друг с другом Г 2.Известный индуктор с точки зрения - КПД более эффективен, однако он имеет 35весьма ограниченные технологическиевозможности и не в состоянии обеспечить одно- и двухдонный нагрев деталей.Целью изобретения является расширения технологических возможностейиндуктора.Поставленная цель достигается тем,что в индукторе для нагрева цилиндрических изделий, содержащем многослой-,45ную обмотку переменного тока и охватывающие ее внутри и снаружи кольцевые витки с размером по образующей,электрически связанные друг с другом,установленный внутри виток снабжен с 50наружной и внутренней сторон кольцевыми выступами, обмотка переменноготока выполнена из двух секций, каждая . из которых снабжена выводами для присоединения к источнику питания и при 55 мыкает к боковым поверхностям наружного кольцевого выступа, торцовая по.верхность которого примыкает к коль" 3цевому витку, установленному снаружи,образуя элекктрическую связь витков аФк внутреннему кольцевому выступу сдвух сторон присоединены сменные индуктирующие витки различного диаметра,На фиг,1 изображен индуктор, общий вид; на фиг.2 - разрез Я-А нафиг. 1.Индуктор содержит первичную двухсекционную многослойную обмотку 1,внутри расположенный вторичный виток,выполненный в виде разрезной меднойвтулки 2; снабженной коЛьцевыми выступами 3 и 4 ( фиг,2), наружный вто -ричный виток -. втулку 5, электрически параллельно подключенную к втул -ке 2 при помощи выступа 3, и боковыеклеммы 6 и 7, расположенные на выступе 4, с помощью которых к втулке 2подключены сменные индуктирующие вит-,ки 8 и 9 с неодинаковыми радиальнымии осевыми размерами, Внутри витков 8и 9 установлено закаливаемое изделие10, которому при помощи спомогательйого механизма (не показ н 1 сообщается угловое движение ы и поступательное перемещение Ч относительнонеподвижного индуктора,Индуктор работает сле ующим образом.В секции витков 11 и 12 первичнойобмотки 1 подаются токи от двух гене.раторов разной частоты. Причем в секцию витков 11 подается ток более низкой частоты ( например, 50 гц ), а всекцию 12 - более высокой частотынапример, 1000 Гц ), Так,как междусекциями 11 и 12 расположен медныйвыступ 3, взаимное электромагнитноевлияние разночастотных токов в секциях исключено, что обеспечивает стабильный заданный режим работы как генераторов, так и сменных индукторов8 и 9, Циркуляция токов по виткамсекций 11 и 12 вызывает образованиев окружающем пространстве электромагнитных полей соответствующей частоты, .которые, проникая в боковые поверхности выступа 3, возбуждают в них индукцированные ЭДС. Под действием ЭДСв поверхностном слое торцов выступа4 будут циркулироват,ь токи, которыев случае подключения к торцам сменныхвитков 8 и 9 будут замыкаться по ихвнутренним поверхностям в,силу того,что кажущееся сопротивление току вних оказывается наименьшим. Плотностьтока в витках 8 и 9 значительно воз3 10501 растает при создании надежного -)1 электрического контакта между выступом 3 и внутренней поверхностью наруж" ной медной втулки 5, так как индуктированные в ней токи стекают по бо- . 5 ковым поверхностям выступа 3 на выступа с него в витки 8 и 9, где происходит их концентрация.С ростом плотности токов в витках 8 и 9 происходит увеличение концентраО ции образуемых ими магнитных полей.Последние охватывают изделие 10, возбуждают в нем вихревые токи и нагрев.ают.Нагрев происходит одновременно в 5 двух зонах - под витками 8 и 9. Причем благодаря экранирующему выступу 4 магнитные .поля, образованные разно- частотными токамй в витках 8 и 9, замыкаются в пределах этих витков, не - 20 оказывая существенного влияния друг на друга. "Широкий" виток 9, имеющий к тому же большой радиальный размер питается током более низкой частоты, чем виток 8, поэтому нагрев изделия 25 10 в этой зоне совершается при относительно небольшой удельной мощности, отличается пониженным градиентом тем-. ператур и проникает на значительную радиальную глубину. При поступатель" зо ном движении изделия 10 в направлении Ч нагретая до заданной температуры, меньшей точки аустенизации, по". верхность попадает в "узкую" зону концентрированного магнитного поля. 35 под витком 8, где.быстро нагревает" .ся до состояния полной аустенитиза" ции и затем подвергается охлаждению по заданному режиму.Двухзонный нагрев с неодинаковой интенсивностью и на различную глубину обеспечивается и в случае электропитания секций витков 11 и 12 первичной обмотки 1 током одной частоты за счет увеличения радиального и:осевого размеров витка 9 и уменьшения тех же размеров витка 8, Причем оптимальное соотношение размеров витков 8 и 9 устанавливается экспериментальным,путем, исходя из требований прочности изделий, Таким образом, конструкция предложенного индуктора универсальна, достаточно надежна и проста ,в эксплуатации.Базовая часть индуктора выполняется по наибольшему диаметру изделия (например, 1500 мм ) и устанавливается постоянно% на закалочном станке, а сменные индуктирующие витки Я и 9 в зависимости от текущего диаметра обрабатываемого валка ( например, 50 мм )Индуктор обладает повышенным электрическим КПД в связи с наличием междуслойной экранизации.Предложенный индуктор не требует применения громоздких согласующих трансформаторов, внешних экранов и сменных первичных обмоток. При увеличении расстояния между индуктирующими виткамй и размещении здесь спрейера изменение направления поступательного движения Ч изделия обеспечивает не только его закалку, но и отпуск с помощью "широкого" витка.1050137 Заказ 81 одписное юидл ППП атент",Редактор О.Юрковецкая ВНИИПИ Госудапо делам 113035 Москва Составитель О, ЩедринаТехред М.Надь . Корректор О,ТигорФе,е а э раж 85 твенного комитета .СС обретений и открытий