Устройство индукционного нагрева металлических деталей кольцевой формы

 

УСТРОЙСТВО ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ КОЛЬЦЕВОЙ ФОРМЫ, содержащее разъемный магнитопровод с обмоткой переменного тоi Гз ка , один из образующих рабочий зазор стержней которого снабжен полюсным наконечником ступенчатой цилиндрической формы для установки деталей, а второй выполнен подвижным вдоль их общей продольной оси, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона типоразмеров нагревает мых деталей, полюсный наконечник выполнен телескопическим, каждая ступень снабжена на верхнем торце внутренним кольцевым выступом, а на нижнем торце - внешним кольцевым выступом, торцы BbfcrynoB примыкают к наружным и внутренним боковым поверхностям сопрягаемых ступеней, а внутри наконечника вдоль оси размещена пружина (Л сжатия. о со ел 00 со

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ СИИ Х

РЕСПУБЛИН

3151) í 05 в 6/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3411916/24-07 (22) 19.03.82 (46) 15.08.83. Бюл. к 30 (72) В.И. Кушаков, И.К. Кравцов, В.Д. Софиенко и С.H. Тимошенко (71) Украинский заочный политехнический институт (53) 621.365.51(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 488371, кл. H 05 В 6/36, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР и 815977, кл, н 05 в 6/36, 1979. (54)(57) УстРойство индукционного нАГРЕВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ КОЛЬЦЕВОЙ ФОРМЫ, содержащее разъемный магнитопровод с обмоткой переменного тока, один из образующих рабочий зазор стержней которого снабжен полюсным наконечником ступенчатой цилиндрической формы для установки деталей, а второй выполнен подвижным вдоль их общей продольной оси, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расшире" ния диапазона типоразмеров нагревае; мых деталей, полюсный наконечник выполнен телескопическим, каждая ступень снабжена на верхнем торце внут-. ренним кольцевым выступом, а на нижнем торце - внешним кольцевым выступом, торцы выступов примыкают к наружным и внутренним боковым поверхностям сопрягаемых ступеней, а внутри наконеч- ср ника вдоль оси размещена пружина сжатия, 1035837

Изобретение относится к механосборочному производству различных отраслей машиностроения, приборостроения, судостроения и судоремонта и может быть применено для нагрева метал" лических деталей, преимущественно кольцевой формы, например подшипников качения, при их сборке с валами по неподвижным посадкам.

Известно устройство индукционного 10 нагрева металлических деталей, ïðåимущественно кольцевой формы, содержащее разъемный магнитопровод, на котором намотана индукционная катушка и в месте разъема установлена t5 вставка для размещения деталей, вы» полненная, например, в виде многогранника переменного поперечного сечения из ферромагнитного материала(1).

Однако ввиду, наличия ребер у мно- «л гогранника в местах их контакта с внутренним кольцом подшипника происходит перегрев последних с образованием участков, имеющих явно выраженную окраску цвета побежалости. В 9Tvlx«5 местах твердость подшипниковой стали снижается, что не допускается техни- . ческими. условиями на подшипники качения, согласно которым их твердость должйа быть не ниже 61-65 HPC

Кроме toro, ввиду неустойчивого положения подшипника качения „ установленного своим цилиндрическим отверстием на многогранную вставку, вследствие воздействия электромагнитного поля происходит притяжение подшипника к стационарному магнитопроводу, приводящее также к неравномерному нагреву и возможному локальному перегреву подшипника. .40

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство индукционного нагрева металлических деталей кольцевой формы, 45 содержащее разъемный магнитопровод с обмоткой переменного тока, один из образующих рабочий зазор стержней которогц снабжен полюсным наконечником ступенчатой цилиндрической формы для установки деталей, а второй выполнен подвижным вдоль их общей продольной оси 5 2).

Однако это устройство не обеспечивает нагрев на одной и той же ус- 55 тановке деталей различных типоразмеров, что усложняет процесс нагрева и снижает производительность.

2 .Целью изобретения является расширение диапазона типоразмеров нагреваемых деталей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве. индукционного нагрева металлических деталей кольцевой формы, содержащем разъемный .магнитопровод с обмоtкой переменного тока, один из образующих рабочий зазор стержней которого снабжен полюсным наконечником ступенчатой цилиндрической формы для установки деталей, а второй выполнен подвижным вдоль их общей продольной оси, полюсный наконечник выполнен телескопическим, каждая ступень снабжена на верхнем торце внутренним кольцевым выступом, а на нижнем торце внешним кольцевым выступом, торцы выступов примыкают к наружным и внутренним боковым поверхностям сопрягаемых ступеней, а внутри .наконечника вдоль оси размещена пружина сжатия.

На-фиг. 1 изображено устройство в статическом исходном положении в момент загрузки деталью, общий вид; на фиг. 2 - то же, в рабочем положении при нагреве детали; на фиг. 3разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит разъемный маг-нитопровод из ферромагнитного материала, состоящий из стационарной части 1 и подвижной 2., установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения от привода 3. На нижнем торце стационарной части 1 вертикально установлена вставка из ферромагнитного материала (фиг. 3).

Она представляет собой составной маногоступенчатый телескопический цилиндр, каждая из ступеней 4-8 которого установлена с возможностью продольиого перемещения относительно одна другой при преодолении усилия конической пружины сжатия 9, расположенной внутри вставки. Пружина вы- . полнена конической, что обеспечивает ее большую компактность и устойчи" вость по сравнению с обычной применяемой цилиндрической пружиной сжатия.. Нижний торец пружины установлен в опорной втулке 10 днища 11 вставки, а верхний упирается в расточку верхней крайней ступени 8. Каждая ступень вставки имеет на наружной и внутренней цилиндрических поверхностях торцовые ограничительные выступы. В исходном положении устройства (см.

3 1035 фиг. 1), когда высота вставки максимальна, каждая ступень контактирует с соседней по цилиндрическим поверхностям и торцовым ограничительным выступам. Выступы не допускают произ- 5 вольной. разборки вставки, когда пру-жина не нагружена внешней вертикаль ной силой. Индукционная катушка возбуждения 12 смонтирована на стационарном магнитопроводе. 10

Устройство работает следующим образом.

В исходном. положении с помощью привода верхний подвижный магнитопровод приподнят, т.е. величина зазора меж- 15, ду торцами верхнего магнитопровода и вставки максимальна. На ступень, имеющую наружный диаметр меньший-на

0,3-0,5 мм посадочного диаметра подшипника качения или детали кольцевой . формы устанавливают объект 13, подлежащий нагреву. Высота каждой части ступени на 2-3 мм превышает максимальную высоту детали или подшипника качения с заданным посадочным диа- 25 метром. Далее верхний подвижный магнитопровод 2 с помощью привода 3 опускается, преодолевая усилие пружины сжатия и утапливая все ступени встав. ки, выступающие над ступенью, на которой установлен подшипник качения или деталь. При этом диаметры поперечного сечения ступени вставки и по:садочного отверстия подшипника качения или детали практически равны . Поэтому мощность, подводимая индукцион- 5

35 ной катушкой, используется наиболее эффективно, .т.е. с высоким КПД. Таким образом, для каждой ступени вставки при установке на нее детали, имеющей посадочный диаметр практически равный диаметру ступени, обеспечивается максимально высокий КПД. В каждом случае нагрева детали соответст вующая ступень вставки, имеющая малую площадь рабочего поперечного се45 чения кольца 5 7ñ (д -д ) /4(d g и d<соответственно наружный и внутренний диаметр ступени вставки), достигает магнитного насыщения, что является причиной эффективного использования полезной мощности независимо от типоразмера нагреваемой детали или подшипника качения.

При нагреве каждой из деталей вставка имеет двухступенчатую форму, так как остальные ступени утоплены относительно одна другой. На верхней ступени всегда располагается нагреваемая деталь. Замыкание магнитопроводящей системы происходит через вставку с установленной иа одной из ее ступеней деталью (подшипником качения). После этого включают нагреватель устройства путем подачи напряжения от электросети к индукционной катушке возбуждения 12. Проходящий через катушку ток промышленной частоты создает переменное-электромагнитное поле в виде силовых магнитных линий, пронизывающих массу подшипника качения или детали. Вихревые токи, циркулирующие в массе металла, согласно закону Джоуля-Ленца нагре,вают его.. Вертикальное расположение ! вставки обеспечивает концентричное расположение подшипника качения, исключая несимметричность нагрева и локальный перегрев, зачастую имеющие место при горизонтальном" расположении вставки с подшипником. По истечении требуемого времени нагрева и достижении заданной температуры подпружиненный электроконтактный термометр (или прибор контроля температурй) 14 отключает катушку возбуждения 12, прекращая нагрев подшипника или детали. Термометр .14 может вертикально перемещаться на стойке 15 и фиксироваться на высоте, соответствующей расположению нагреваемой детали на вставке.

1035837

4и,>

Составитель О. Щедрина

Техред А.Бабинец Корректор A. Тяско

Редактор С. Тимохина

Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раувская наб., д. 4/5

Заказ 5858/61

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4