Устройство для нанесения концентратора напряжений Советский патент 1992 года по МПК B23D31/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, может быть испдльзова- но в заготовительном производстве и является усовершенствованием для нанесения концентратора напряжений по авт.св. № 1696184.

Устройство для нанесения концентратора напряжений содержит электрический генератор, индуктор, имеющий суженный участок поперечного сечения и ферромагнитный элемент, установленный в зоне этого индуктора.

Недостатком устройства является низкая эффективность работы, а именно низкие КПД, производительность и эффективность образования концентратора. Первые два фактора эффективности работы снижаются в результате отсутствия выбора соотношения между шириной индуктора и шириной его суженного участка. Как следствие - значительный нагрев поверхности заготовки под широкой частью индуктора. Это приводит к тому, что здесь затрачивается энергия, что снижает КПД, и увеличивается время

нагрева поверхности заготовки под суженной частью индуктора, что снижает производительность операции. Наличие непроизводительных -затрат энергии и увеличение времени процесса нагрева приводят к растеканию тепла в зоне нанесения предполагаемого концентратора. В результате градиент температур выравнивается и эффективность образования концентратора падает.

Целью дополнительного изобретения является повышение эффективности за счет повышения производительности и коэффициента полезного действия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для нанесения концентратора напряжений, содержащем инструмент для создания концентратора напряжений, выполненный в виде высокочастотного электрического генератора, связанного с ним одновиткового- индуктора, имеющего суженный участок поперечного сечения, и ферромагнитного элемента, установленного в зоне этого участка индуктора, отноше(Л

С

vi о

со чэ о

ю

ние ширины индуктора к ширине его суженного участка составляет 5...15.

На чертеже изображено устройство для нанесения концентратора напряжений.

Устройство для нанесения концентра- тора напряжений содержит высокочастотный электрический генератор 1, к которому подключен одновитковый индуктор 2, например кольцевой формы (чертеж). Индуктор 2 имеет токопровод с частью 3 постоянной ширины и зауженной частью 4. в зоне которой расположен ферромагнитный элемент 5. Отношение ширины части 3 к ширине части 4 индуктора 2 лежит в диапазоне от 5 до 15. Внутри индуктора 2 раз- мещена заготовка 6, на поверхности которой необходимо нанести концентратор напряжений против узкой части 4 и индуктора 2.

Устройство работает следующим обра- зом.

При протекании электрического тока по индуктору 2 после включения генератора 1 плотность тока в заготовке б распределяется неравномерно. Против зауженной части

4индуктора 2 на поверхности заготовки б наблюдается максимальная плотность тока, которая обеспечивает больший нагрев этого участка поверхности заготовки 6. За счет выбора отношения ширины частей 3 и 4 индуктора 2 нагрев участка заготовки 6, лежащего против части 4 индуктора 2, идет

с высокой скоростью. При этом участок заготовки, лежащей против части 3 индуктора 2, нагревается незначительно. Кроме того, за счет наличия ферромагнитного элемента

5происходит неравномерный нагрев поверхности в зоне заготовки 6 против части 4 индуктора 2 вдоль образующей заготовки 6. После прекращения нагрева за счет отклю-

чения генератора 1 в результате разной скорости охлаждения локально нагретой поверхности заготовки 6, а именно ее средней части, лежащей против средней линии узкой части 4 индуктора 2, в этой зоне по периметру образуется трещина, являющаяся острым концентратором напряжений при дальнейшей ломки заготовки на прессе (на чертеже не приведен).

Снижение отношения ширины частей 3 и 4 меньше 5 приводит к снижению эффективности работы устройства, так как в результате начинает перераспределяться энергия, идущая от генератора 1 на нагрев, так, что снижается скорость нагрева поверхности заготовки 6. лежащей против суженной части 4 индуктора 2, и увеличивается температура нагрева поверхности заготовки 6, лежащей против части 3 индуктора 2. Эти факторы незамедлительно начинают сказываться на эффективности образования концентратора. Последний либо не образуется, либо образуется не по всей поверхности в зависимости от степени снижения отношения ширины частей 3 и 4. Увеличение отношения ширины частей 3 и 4 индуктора 2 более 15 нецелесообразно, т.к. эффект остается неизменным, а расход материала, из которого изготавливается индуктор, увеличивается, что вызывает неоправданное увеличение стоимости оборудования, его габаритов и веса. Формула изобретения Устройство для нанесения концентратора напряжений по авт.св. № 1696184, о т- личающееся тем, что. с целью повышения эффективности за счет повышения производительности и КПД, отношение ширины индуктора к ширине его суженного участка составляет 5-15.

Использование: нанесение концентратора напряжений на заготовку для ее последующего разделения. Сущность изобретения: устройство содержит высокочастотный электрический генератор, к которому подключен одновитковый индуктор, имеющий суженный участок поперечного сечения и ферромагнитный элемент, установленный в зоне этого уча- стка индуктора. Отношение ширины индуктора к ширине его суженного участка лежите диапазоне 5-15. 1 ил.