Устройство для электроконтактного нагрева тел вращения

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСК РЕСПУБЛИН А 1 И 9) 40 5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(088.8) У 829 ельство СССР О 1/40, 1976 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СО:Р(54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО НАГРЕВА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ(57) Изобретение относится к электротермическому оборудованию и применяется при механической обработке деталейиз труднообрабатываемых материалов снагревом слоя металла, срезаемого режущим инструментом. Цель иэобретения -повышение производительности и снижение расхода электроэнергии. Устройство содержит корпус 1, держатель 2,камеру 3, механизм 4 перемещения электропроводного порошка, токоподводящие устройство 6, источник тока 7, электродинамический механизм 8 возвратно-вращательного двкжения электропроволного порошка. Корпус 1 прикрепляется к механизму перемещения режущего инструмента. Токоподводящее устройство б подводит электрический ток к вращающейся нагреваемой детали. Механизм 8 содержит сегментный токспровод, токопо;.воды 29, 30, источник импульсного тока 31 н переключатель полярности 32. Благодаря применению изобретения повышается скорость нагрева иэделия эа счет увеличения переходного сопротивления в зоне контакта порошка с нагреввемой поверхностью обрабатываемой детали, вызываемого перемещением частиц электро- проводного порошка в тангенциальном направлении посредством электродинамического механизма 8 возвратно-вращательного движения электропроводного порошка. 6 ил.Изобретение относится к электро- термическому оборудованию и может быть применено в машиностроении, в частности при механической обработке деталей из труднообрабатываемых материалов с нагревом слоя металла, срезаемого режущим инструментом в процессе обработки.Пель изобретения " повышение производительности и снижение расхода электроэнергии.На Фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фнг.2 " разрез А-А на Лиг.1.; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - вид В на фиг.З; на Фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.4; на фиг.6 - схема действия электромагнитных сил на частицы электропроводного порошка, пере" метающиеся в круговом направлении. Устройство для электроконтактного нагрева тел вращения содержит корпус 1, держатель 2, камеру 3, механизм 4 перемещения электропроводного порошка 5, токоподводящее устройство 6, источник 7 тока и электродинамический механизм 8 возвратно-вращательного дВижения электропроводного порошка. Корпус 1 прикрепляется к механизму перемещения режущего инструмента 9. Держатель 2 через изоляционную втулку 10 прикреплен к корпусу 1. Камера 3 содержит торцовые стенки 11 и 12, боковые сегменты 13 и 14, образующие полость 15, в которой циркулирует охлаждающая жидкость. Механизм 4 перемещения электропроводного порошка содержит цилиндр 16, поршень 17, шток 18, катушку 19, крышку 20 и трубопровод 21. Механизм 4 перемещения с помощью трубопровода 21 прикреплен к стенке 12 камеры 3. Механизм перемещения электропроводного порошка предназначен для его подачи в зону нагрева. Основное назначение токоподводящего устройства 6 заключается в подводе электрического тока к вращающейся нагреваемой детали 22. Оно состоит из щеткодержателя 23, меднографитовых щеток 24, токоподвода 25 и шинопроводов 26 и 27. Меднографитовые щетки 24 контактируют с приспособлением, в которое устанавливают нагреваемую деталь 22. Источник 7 тока, предназначенный для электроконтактного нагрева детали, с помощью шинопровода 26, токоподвода 25 и меднографитовых щеток 24 соединен с нагреваемой деталью 22.10 20 25 Электродинамический механизм 8 предназначен для возвратно-вращательного движения электропроводного порошка 5 в зоне нагрева срезаемогослоя. Этот механизм содержит сегментный токопровод 28, токоподводы 29 и30 и источник 31 импульсного тока.Сегментный токоподвод 28 установленв камере 3 и посредством токоподводов29 и 30 переключателя 32 соединен систочником 31 импульсного тока. Токо- подвод 28 изготовлен иэ ферромагнитного материала и охлаждается жндкостью, подаваемой в полость 15 трубопровода 33. Токоподводы 29 и 30 соединены с источником 31 импульсноготока посредством шинопроводов 34 и 35 и переключателя 32 полярности. Кроме того, токопровод 28 соединен с источником 7 тока шинопроводами 27 и 36.Устройство для электроконтактного нагрева тел вращения работает следующим образом. 30 35 40 45 50 55 Деталь 22 устанавливают в приспособление для ее базирования, К детали 22 подводят торцовую стенку 11 до касания электропроводным порошком 5 нагреваемой зоны, подлежащей обработке. После этого деталь 22 приводят во вращение с угловой скоростью р и по катушке 19 пропускают электрический ток, который наводит в ней магнитное поле. Под действием этого поля шток 18 совместно с поршнем 17 перемещает электропроводный порошок. Указанный прием выполняют для того, чтобы обеспечить плотное прилегание электропроводного порошка 5 к нагреваемой детали 22 в зоне нагрева. Для осуществления нагрева этой зоны через нее пропускают электрический ток от источника 7. В этом случае ток подводят от источника 7 через шинопровод 26, токоподвод 25, меднографитовые щетки 24, нагреваемую деталь 22 и электропроводный порошок 5. Электрический ток от зоны контакта электропроводного порошка 5 отводят через токопровод 28, держатель 2 и шинопроводы 36 н 27 к источнику 7. Иэ-за переходного сопротивления К в зоне контакта электропровод- ного порошка 5 с деталью 22 в этой зоне происходит нагрев контактируемых поверхностей. Однако нагревание этих поверхностей замедленно нэ-эа незначн, тельного переходного сопротивления,что снижает производительность обра"2410 5 1 б 2 ботки детали н зоне нагрева и увеличивает расход электроэнергии.Для повышения скорости нагрева посредством увеличения переходного сопротивления необходимо осуществить перемещение частиц электропроводного порошка 5 относительно нагреваемой поверхности детали 22. Это перемещение производят посредстном электродинамического механизма 8 возвратно- вращательного движения электропровод- ного порошка. При включении источника 31 тока импульсы тока (1) протекают по токопроноду 28 и образуют радиальное импульсное магнитное поле Н (Лиг.б). При движении электрического тока 1 через электропроводньп порошок 5 от источника 7 тока н зоне расположения порошка 5 возникает электромагнитная сила Г, направленная перпендикулярно движению электрического тока и напряженности магнитного поля Н, т.е. н тангенциальном направлении. В этом случае на элементарный объем порошка действует электромагнитная сила Ю, величину которой можно определить по уравнениюйГ11 Нз пМ (1) Формула изобретенияУстройство для электроконтактного 50 нагрева тел вращения, содержащее корпус, держатель, камеру с электропроводным порошком, источник тока, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и 55 снижения расхода электроэнергии, оноснабжено электродинамическим механизмом возвратно-вращательного движения где 3 - плотность электрического тока, протекающего через элементарный объем с 1 Ч н осевом направлении;Н - напряженность магнитного поля в объеме дЧ;О - абсолютная магнитная проницаемость электропронодного порошка 5;0 ь - угол между векторами 1 и Н.Под действием этой силы частицы порошка 5 перемещаются в круговом направлении в зоне с центральным углом 9, которая не заполнена порошком. При смене полярности импульсов тока 1 посредством переключателя 32 электромагнитная сила ЙР, действующая наобъем дЧ, также изменяет направление на обратное. Это ведет к движению электропронодного порошка 5 н противоположном направлении. В результате изменения полярности импульсов тока 1 О сила ЙГ, действующая на элементарньп объем порошка Ю также изменяет направление действия на обратное. В результате этого частицы порошка будут совершать возвратно-вращательное движение относительно нагренаемой поверхности детали 22, Для осущестнления этого движения круговой канал 37заполняют порошком неполностью приналичии зоны 38, свободной от порошка и соотнетствующей центральному уг 5лу О, т.е. порошок размещают с обеспечением свободы перемещения в круговом направлении.Введение механизма возвратно-вращательного движения электропроводногопорошка повышает, как показывают эксперименты, переходное сопротивлениеК и в 1,5-3 раза, что ведет к увеличению скорости нагрева детали в зонеконтакта с порошком 5.Увеличение скорости нагрева в зонеконтакта детали 22 с электропроводнымпорошком 5 ведет к повышению производительности обработки детали 22 и20 снижению расхода электроэнергии. Таккак сегментный токопровод 28 выполнениз Ферромагнитного материала, то припропускании по нему электрическоготока от источников 7 и 31 он намагни 25 чивается и удерживает электропроводный порошок 5 в зоне нагрева детали22 вследствие его магнитных свойств,т.е. порошок 5 обладает магнитнымисвойствами, так как он содержит 50230 никеля и 507 кобальта. В процессе нагрева детали 22 также нагреваетсясегментный токопронод 28 и электропроводньп порошок 5. Для уменьшенияих нагрева в полости 15 циркулируетохлаждающая жидкость, которая подается от насосной системы или водопровода по трубопроводу 33. При этом охлаждается токопровод 28, а от негоэлектропроводньп порошок 5,Предлагаемое устройство для электроконтактного нагрева тел вращенияобеспечивает повьппение производительности обработки деталей на 377.; повышение скорости нагрева детали на 1503002; снижение расхода электроэнергиина 292; снижение себестоимости обработки на 387. электропронодного порошка, выполненным в вице сегментного токопровода,Ь 22410расположенного в камере и соединенного через токоподводы и переключательполярности с источником импульсного тока, а камера выполнена с круговымканалом, смежным с сегментным токопроводом.