Индуктор для нагрева длинномерных вращающихся деталей Советский патент 1983 года по МПК H05B6/36 

(5) ИНДУКТОР ДЛЯ НАГРЕВА ДЛИННОМЕРНЫХ ВРАЩАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к электротер мии, в частности к индукционному нагреву, и предназначено для использования в устройствах индукционного на грева длинномерных вращающихся деталей переменного по длине поперечного сечения типа ступенчатый вал. Известны различные конструкции. петлевых индукторов для нагрева детал.ей переменного сечения типа ступенчатый вал, в которых для достижения равномерности нагрева детали по длине используются магнитопроводы ил местные изменения зазора между индук тирующим проводом и нагреваемой деталью 11 . Недостатком известных индукторов является невозможность равномерного нагрева деталей со значительными перепадами диаметров их ступеней, так как в этом случае необходимо передавать каждой ступени удельные мощности, значительно отличающиеся друг от друга. Возможность значительного уве личения передаваемой мощности в соответствующую ступень путем применения магнитопровода ограничена постоянством напряжения на индукторе, а возможность регулирования удельной мачности, передаваемой путем изменения зазора между индуктирующим проводом и деталью, с одной стороны ограничена минимально допустимым зазором, а с другой - падением электрического КПД индуктора. Наиболее близким к предлагаемому является иР1дуктор для нагрева длинномерных вращающихся дetaлeй, выполненный в виде петлевой многовитковой катушки, витки которой расположены по цилиндрическим поверхностям вдоль их образующих, причем внутренний виток- расположен на поверхности большего радиуса 2. Недостаток этого индуктора обусловлен неравномерностью нагрева деталей с переменным по длине сечением, так как он не обеспечивает распределение передаваемой мощности индукто в зависимости от поперечного сечения детали при неизменном зазоре между индуктирующим проводом и поверхност детали. Цель изобретения - повышение равн мерности нагрева деталей с переменны по длине сечением. Поставленная цель достигается тем что в индукторе катушка выполнена в виде, по меньшей мере, двух последо тельно соединенных секций, расположе ных вдоль общей оси, количество витков каждой секции f выбирают по фор муле Ч«гЧ) N enter lRvn-Ч) а радиус кривизны поверхности, на торой расположен внутренний виток R. выбирают по формуле где RJ - радиус цилиндрической поверхности, на которой расположены витки 1-и секции, м; радиус цилиндрической поверхности максимальной кривизны, м; ширина индуктирующего провода, м; коэффициент пропорциональности, равный 0,5-1,0} enter - выделение ближайшего целого из числа в скобках, не превосходящего число, заключен ное в скобки. На фиг. 1 представлен индуктор. , 2 - сечение А-А общий вид; на фиг, , 3 - сечение Б-Б на фиг. 1;.на фиг , k - разрез В-В на на фиг. 1; на фиг 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 минимальный диаметр, содержит три многовитковых петлевых катушки 1-3. Общее количество катушек выбирают равным количеству участков (ступеней) нагреваемого вала Катушки 1-3 содержат прямые и обратные ветви 5 0 образующие витки, расположенные параллельно оси индуктора на цилиндрической поверхности, описанной вокруг этой оси, и соединены токопроводящими перемычками 6. Число прямых {обратных ветвей 5 катушек 1-3 выбирают в соответствии с формулой. Так, для катушки 1, для которой, наD-, 0.07 пример, Тч г Vif число Uf.) (обратных) ветвей выбирают равным двум. Для катушек 2 и 3, для которых, Яа 5зи Q,°gl число прянапримерOfn Dm 0,05 мых (обратных) ветвей выбирают равным четырем. Катушки 1-3 соединены между собой отрезками 7-10 индуктирую1чего провода, которые одновременно являются соединяющими проводами и наружными витками катушек 1-3, а также прямыми (обратными) ветвями 5 катушек, осуществляющих нагрев .ступеней вала А минимального поперечного сечения. С целью более точного регулирования равномерности нагрева прямые и обратные ветви 5 внутреннего витка 11 каждой из катушек 1-3 расположены на цилиндрической поверхности, радиус которой определяется по формуле для R. При К 0,005 .прямая и обратная ветви S индуктирующего провода внутреннего витка 11 катушки 1 расположены на цилиндрической поверхности С радиусом Rl м, а прямая и обратная ветви 5 индуктирующего провода внутреннего витка 11 катушек 2 и 3 расположены на цилиндрических поверхностях с радиусами R R 0,109 м. (Ri -Kfa)g (VR:;,;-Kt)2 R;. 00 , виток 11 то внутренний в конструкции катушки будет отсутствовать. Индуктор работает следующим образом. Вал 4 устанавливают коаксиально с индуктором в центры 12, один из которых передает валу вращательное движение, а другой подпружинен. При протекании через индуктор переменного тока создаваемое электромагнитное поле индуцирует во вращающемся вале соответствующие токи. Поскольку вал имеет по длине переменное поперечное сечение, для равномерногр нагрева необходимо, чтобы в каждую его ступень индуктором передавалась строго определенная мощность. Это обеспенивается тем, что каждая из катушек t-3 выполненная с заданным копи- s чеством прямы) (обратных ветвей 5 и с заданным зазором внутреннего витка совместно с отрезками индуктирующего провода 7-10 индуцирует в ступенях вала k необходимые токи.О Использование предлагаемого индуктора позволяет осуществлять одновременный нагрев длинномерных вращающихся деталей типа ступенчатый вал с лю-ts ( перепадами поперечных сечений их ступеней. Одновременно при1 енение индукционного нагрева в процессе термообработки ступенчатых валав позволяет заменить применяемые в настоящее 20 время для этих целей малогчэоизводительные пламенные печи, что o6ecnei iвает, в свою очередь, повышение производительность труда, осуществление автоматизации процесса, эконо(ю25 энергоресурсов, а также повышение культуры производства и улучшение условий труда. Формула изобретения Индуктор для нагрева длинномерных вращающихся деталей, выполненный в виде петлевой многовитковой катушки, виткк которой расположены .по цилиндрическим поверхностям вдоль их образующих, причем внутренний виток расположен на поверхности большего радиуса, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности наг не де, тел ных ков фор а р кот Rl где ent при для с. 2 кл. ева деталей с переменным по длиечением, катушка.выполнена а випо меньшей мере, двух последовано соединенных секций, расположёнвдоль общей оси, количество виткаждой секции N выбирают по уле диус кривизны поверхности, на рой расположен внутренний виток выбирают по формуле R - радиус цилиндрической по- верхностй, на которой расположены витки i-той секции, м; радиус цилиндрической поверхности максимальной кривйзtioi у 9 b - ширина индуктирующего провода, м; коэффициент пропорциональности, равный 0,5-1,0; er выделение ближайшего целого из числа в скобках, не превосходящего,число, заключенное в скобки. Источники , ятые во внимание Приэкспертизе . Слухоцкий А.Е. и др. ИнДукторы индукционного нагрева. 197 51-153. . . Патент ФРГ М , 21 1i 29/03, 1958.