Устройство для методического высокочастотного нагрева ферромагнитных деталей Советский патент 1984 года по МПК H05B6/36 

11 Изобретение относится к индукцион ному нагреву металла для термообработки с возможностью одновременного транспортирования тел качания, неустоГЧНВых деталей, например шаров, на высоту и может быть использовано в машиностроении. Известно устройство для нагрева .ферромагнитной абразивной дроби, представляющее собой индуктор, внутри которого расположен цилиндр, выполненный из магнитопроницаемого материала, вращающийся вокруг своей ос от дополнительного привода lj . Недостатком данного устройства яв ляется неравномерность нагрева деталей из-за невозможности обеспечения оптимальной угловой скорости вращения деталей и их неупорядоченности движения, что приводит к их соударениям и, как следствие, ухудшению качества поверхности. Кроме того, тран спортировка деталей осуществляется только под действием сил гравитации. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство методического высокочастотного нагрева ферромагнитных деталей, содержащее индуктор, число ампер-1зитков в котором увеличивается к его выходному концу, и закрепленную в нем по всей длине иапра ляющую для деталей, вьтолненную в виде полого лотка, изогнутого под углом подъема к оси индуктора до точки в индукторе, соответствующей нагреву деталей до точки Кюри, а после указанной точки - под углом спуска к этой оси zj . Недостатками известного устройств являются ограниченная номенклатура допустимых типоразмеров транспортируемых деталей, а также ограниченные возможности управления процессом .зижения деталей и режимом нагрева. Цель изобретения - повышение качества термообработки путем обеспече ния управления процессом нагрева И pacmnpeinie технологических возможнос тей устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для методического высокочастотного нагрева ферромагнит ных деталей, содержащем индуктор, число ампер-витков в котором увеличе .110 к его выходному концу, и закрепленную в иe.l по всей длине направляющую для деталей, выполненную в виде 2 полого лотка, изог{ утого под углом подъема к оси индуктора до точки в индукторе, соответствующей нагреву деталей до точки Кюри, а после указан ной точки - под углом спуска к этой очи, участок лотка, изогнутый под углом подъема к .оси индуктора, выполнен в виде замкнутой трубчатой рамки, заполненной принудительно циркулирующим раствором или расплавом электролита, и снабжен связанной с ним емкостью с теплообменником, а направляющая выполнена из жаропрочного диэлектрического материала. С целью расширения технологических возможностей устройства трубчатая рамка может выдвигаться из индуктора, а ее стороны выполнены с возможностью разведения их в плоскости рамки. На фиг. 1 и 2 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.З разрез А-Л на фиг. 1. Устройство (фиг. 1 и 2) состоит из индуктора 1, подключенного к источнику 2 тока высокой частоты. Индуктор 1 может быть выполнен цилиндрическим с измененным шагом навивки или конусным. Внутри индуктора 1 на регулировочных устройствах установлена полая трубчатая рамка 3 из жаропрочного диэлектрического материала, расположенная под углом подъема об к оси индуктора 1, и часть направляющей 4 из жаропрочного диэлектрического материала, расположенная под углом спуска к оси индуктора 1. Рамка 3 и часть направляющей 4 образуют лоток, по которому транспортируются нагреваемые детали. Полая трубчатая рамка 3 выполнена в виде двух направляющих трубок 5 и 6 (фиг. 2), соединенных коленами 7 и 8. В месте, где деталь при своем движении теряет свои ферромагнитные свойства, т.е. в точке Кюри, рамка 3.имеет перегиб и соединена с частью направляющей 4 шарниром 9. Направляющая трубка 5 рамки 3 соединена с емкостью 10 посредством переходной трубки 11, а направляющая трубка 6 соединена с насосом 12, обеспечивающим принудительв1ую циркуляцию раствора или расплава электролита по замкнутому контуру полой трубчатой рамки 3. Емкость 10 наполнена раствором или расплавом электролита, и в ней же расположен теплообменник 13. В нижней части каждой направляющей

трубки 5 и 6 имеются муфты 14, предназначенные для вьщвижения рамки 3 из индуктора 1. Угол подъема полой трубчатой рамки 3 регулируется при помощи регулировочного устройства 15, а угол спуска части направляющей 4 регулируетсяпри помощи устройства 16

Для развода направляющих трубок 5 и 6 колена 7 и 8 выполнены в виде двух полуколен 17 и 18, соединенных муфтой 19 (фиг, 3).

Загрузку деталей в индуктор 1 производят самотеком из накопителя 20 посредством рукава 21, выполненного из немагнитного материала.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения от источника 2 тока высокой частоты на индуктор 1, силовые линии переменного неоднородного электромагнитного поля образуют электрический контур в рамке 3, внутри которой принудительно по замкнутому контуру циркулирует раствор или расплав электролита. Меня режим и скорость подачи раствора или расплава электролита, а также его электрические свойства, которые зависят от температуры нагрева.рамки при помощи теплообменника 13, можно регу лировать величину электрического поля создаваемого рамкой 3 и, соответственно, общий магнитный поток и тем сам1лм управлять процессом нагрева транспортируемых деталей.

При фиксированном (закрепленном) положении рамки 3 и соответствующих величинах индуктированных токов i, и i. возникает момент электродинамических сил, который приводит деталь в движение с некоторой угловой скоростью СО . Одновременно с врацающим моментом возникают также электродинамические силы, одна составляющая которых прижимает деталь к рамке 3, а другая составляющая способствует движению детали в сторону возрастания удельной мощности индуктора 1.

В описываемом устройстве вращение и перемещение деталей в виде шариков по рамке 3 достигается выполнением рабочего сечения рамки 3 в виде двух направляющих трубок 5 и 6 (фиг. 2), соединенных коленами 7 и 8, которые образуют токопроводящий контур при

условии, что внутри полой рамки 3 принудительно циркулирует раствор или расплав электролита.

Наружный диаметр трубок 5 и 6 рамки 3 должен быть меньше или равен диаметру шара, наименьшему из принятой номенклатуры шаров, для избежания заклинивания их, при этом угол, образованный прямыми, проведенными из точек касания шара с направляющими трубками 5 и 6 до центра шара, должен быть меньше 180°.

При своем движении шары нагреваются до температуры точки Кюри и полностью, теряют свои ферромагнитные свойства, и далее они скатываются под действием сил гравитации по части направляющей 4.

Для получения возможности нагрева шаров различных типоразмеров предусмотрено выдвижение рамки 3 из индуктора 1 припомощи муфт 14.

Угол подъема рамки 3 регулируется устройством 15 для выбора оптимальной угловой скорости СО нагреваемых шаров при транспортировании. i

При заданной мощности индуктора 1 рамка 3 выдвигатся из него для шаров большего типоразмера.

Для регулировки времени нагрева шаров после потери их ферромагнитных свойств угол спуска части направляющей 4, соединенной с рамкой 3 шарниром 9, меняется при помощи регулировочного устройства 16.

Выбранная длина индуктора и регулировка угла спуска части направляющей 4 при движении шарика за счет сил гравитации обеспечивает нагрев шарика до заданной температуры, т.е. температуры закалки.

При необходимости нагрева шаров большего ипоразмера направляющие трубки и 6 разводятся при помощи двух муфт 19(фиг.З), соединяющих эти трубки при помощи полуколен 18 и 17.

Данное устройство позволяет провоДИ1ь качественную термообработку шаров благодаря обеспечению возможност управлять процессом нагрева деталей.

Увеличение номенклатур типоразмеров транспортируемых детале 1 позволяет рас ирить техиолог 1ческ1 е возможности устройства.

.20

fut.r

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕТОДИЧЕСКОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО НАГРЕВА ФЕРРОМАГНИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ, содержащее индуктор, число ампер-витков в котором увеличено к его выходному концу, и закрепленную в нем по всей длине направляющую для деталей, выполненную в виде полого лотка, изогнутого под углом подъема к оси индуктора до точки в индукторе, соответствующей нагреву деталей до точки Кюри, а после указанной точки - под углом спуска к этой оси, отличающеес я тем, что, с целью повьшения качества термообработки путем обеспечения управления процессом нагрева, участок лотка, изогнутый под углом подъема к оси индуктора, выполнен в виде замкнутой трубчатой рамки, заполненной принудительно циркулирующим раствором или расплавом электролита, и снабжен связанной с ним емкостью с теплообменником, а направШ ляющая выполнена из жаропрочного диэлектрического материала. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возмож.% ностей устройства, трубчатая рамка может выдвигаться из индуктора, а ее стороны выполнены с возможностью разведения их в плоскости рамки.

Фиг.з