Установка для индукционного нагрева деталей

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ДЕТАЛЕЙ, содержащая источник питания, систему управления режимом работы, систему индикации и индуктор, отличающаяся тем, что, с целью повьппения точности и надежности работы, она снабжена закрепленной на индукторе сигнальной пластиной из электропроводного листового материала, электроизолированной от индуктора и выполненной по форме няпукгоря с выступами у ее боковых кромок, электрически соединенюос с системой управления режимом работы и системой индукции. 8

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОВИ Л ИЮ РЕСГЬ%ЛИН

4(51 21 9 2

OAHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

" 3

ГОЩЯМЯСТОЕННЫЙ НОСИТ COOP аа и (21) 3576319/Я2- 02 (22) 08.04. 83 (46) 07,.01.85 Вюл.. У 1 (72) Ю,И.Болотинский, И.Л,Щербакова и В.К;1Пораина (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и техУ нологический институт токов высокой частоты им. В.П.Вологдина (53) 62 1. 783 (088. 8) (56) 1. Шамов А. Н., Бодажков В.А.

Проектирование и эксплуатация высоlt кочастотных установок. Л., Иаыиностроение" ° 1977 ° рис. 46.

2. Демичев A.Ä. Поверхностная закалка индукционным способом. Л.

"Иааиностроение", 1979, с. 47-49. (Библиотека высокочастотника термис-. та) .

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 779413, кл. C 21 9 1/42, 1980..„Я0„„1133302 A (54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ДЕТАЛЕЙ, содержащая источник питания, систему управления режимом работы, систему индикации и индуктор, отличающаяся тем, что, с целью повьппения точности н надежности работы, она снабжена закрепленной на индукторе сигнальной пластикой из электропроводного листового материала, электроизолированной от индуктора и выполненной по форме нвдуктора с выступами у ее боковык квомок, электрически соединенных с системой управления режимом работы и системой индукции. 1 133302

2. Установка по п. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что индуктор выполнен по длине составным из нескольких полуколец,а сигнальная пластина зажата между соседними полукольцами.

3. Установка по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что сигнальИзобретение относится к индукционному нагреву ферромагнитных деталей, т.е. нагреву под закалку шеек коленчатых валов, и может быть использо вано при индукционном нагреве дета- 5 лей, требующих точного управления процессом нагрева, необходимого для уменьшения искажения закалочной зоны на шейке закаливаемого вала в районе прилегания противовесов и 10 уменьшения величины деформации закапиваемой детали.

Известны установки для индукцион,ного нагрева деталей, содержащие ис- . точник питания током средней частоты, 15 индуктор, систему управления режимом, работы источника питания и систему индикации режима ее работы И и (2j .

Недостатком этих установок является неточность управления режимом 20 нагрева детали, вызванная малой точностью контроля электрических параметров установки, что приводит к уменьшению ширины закаливаемой зоны.

Наиболее близкой к изобретению но 25 технической сущности является установка для индукционного нагрева деталей, состоящая из источника питания, системы управления режимом его работы, системы индикации и индукто- ЗО ра, внутри которого и соосно с ним установлены две охватывающие деталь индикаторные катушки, являющиеся датчиками системы индикации. В установке измеряется ЭДС датчиков, расположенных вблизи греющейся зоны детали (3) ..

Недостатками известной установки являются малая точность измерительной системы при использовании датчи- 4О ков ЭДС иэ-за больших погрешностей измерения и ухудшение качества нагре-, ва,вызванное искажением распределения ная пластина закреплена на торце.индуктора.

4. Установка по и. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, на индукторе закреплено несколько сигнальных пластин. греющего поля индуктора в зоне размещения датчика, представляющего со бой многовитковую катушку, геометрические размеры которой соизмеримы с зазором между индуктором и нагреваемой деталью. Кроме того, установка недостаточно надежна в работе, что вызвано разрушением датчиков вследствие действия высокой темперао туры детали, достигающей 900-1000 С

1 а также механическими ударами при смене детали и при подаче потока охлаждающей жидкости.

Цель изобретения — повышение точности и надежности работы установки.

Поставленная цель достигается тем, что установка для индукционного нагрева деталей, содержащая источник питания, систему управления режимом работы, систему индикации и индуктор снабжена закрепленной на индукторе сигнальной пластиной из электропро- водного листового материала, электроизолированной от индуктора и выполненной по,форме индуктора с выступами у ее боковых кромок, электрически соединенных с системой управления режимом работы и системой индукции.

Индуктор выполнен по длине составным из нескольких нолуколец, а сиг" . нальная пластина зажата между соседними полукольцами.

Сигяальная пластина может быть за" креплена на торце индуктора.

На индукторе закреплено несколько сигнальных пластин.

На фиг. 1 изображена блок-схема установки, на фиг. 2 — индуктор уста. новки, общий вид, на фиг. 3 — разрез

А-А на фиг. 2.

Установка для индукционной термообработки ферромагнитных деталей (фиг. 1) содержит источник 1 пита3 . 1133 ния, систему 2 индикации, систему 3 управления режимом работы источника питания и индуктор 4 с закрепленной на нем сигнальной пластиной 5. Индуктор 4 (фиг . 2) выполнен из двух полуиндукторов б и 7, охваты. вающих нагреваемую деталь. Каждый нолуиидуктор б и 7 (фиг. 3) выполнен в виде набора полуколец 8, скреп ленных с помощью шпилек 9 и гаек 10 fo (фиг ° 2). Между двумя полукольцами

8 в каждом полуиндукторе б и 7 расположены сигнальные пластины 5, электроизолированные от полуколец

8 с помощью слоя термостойкого покрытия 11. Форма сигнальной пластины 5 показана на фиг ° 2 пунктиром.

Толщина сигнальной пластины 5 составляет 0,3 мм, толщина покрытия 11 примерно такая же, поэтому размещение сигнальной пластины 5 в индукторе 4 не изменяет существенно его габаритов и не искажает распределения электромагнитного поля вблизи детали. Каждая сигнальная пластина 5 имеет выступы (фиг. 2) 12 и 13 выходящие за пределы полуколец 8. Выступы 12 электрически соединены между собой, а выступы 13 — с системой 3 управления и системой 2 индикации (фиг..1).

Сигнальная пластина 5 закреплена на индукторе так, что ее кромка со стороны рабочей поверхности 14 индуктора 4 заглублена относительно нее на величину, не превьпп глубины проникновения тока индуктора

35 в медь, что позволяет исключить снижение эффективности работы сигнальных пластин в системе управления режимом работы и предохранить кромку 40 пластины от разрушения от воздействия струи охлаждающей жидкости.

Установка работает следующим образом.

Деталь 15 (шейка коленчатого вала)45 устанавливается в рабочее положение, полуиндукторы 6 и 7 фиксируются с зазором между ними и шейкой, равным

3-4 мм, соединяются последовательно между собой и с источником 1 питания. 50

3G2

При подаче энергии. в индуктор 4 начинается нагрев детали 15, а на сигнальной пластине 5 наводится ЭДС за счет магнитного потока, пронизывающего охватываемое ею сечение детали

15. Поступая в цепь обратной связи системы 3 уцравления режимом работы, ЭДС стабилизируется, что позволяеТ мощность, подводимую к индуктору 4, поддерживать постоянной, а при потеА ре деталью 15 магнитных свойств подводимая мощность резко поднимается, что сокращает время нагрева в горячем режиме, т.е. после потери деталью магнитных свойств.

Кроме этого, сигнал с пластины 5 влияет на точный размер закаленной зоны вдоль оси вала, так как сокращение времени нагрева уменьшает влияние теплоотсоса, т.е. искажение закаленной зоны в районе прилегания противовеса детали не превьппает + 2 мм.

Для более точного определения момента окончания нагрева фиксируется момент. достижения нагретой зоной на поверхности детали 15 заданного размера вдоль оси шейки. В этом случае определение этого момента производится с помощью сигнальной пластины 5, закрепленной на торце индуктора. При подходе нагретой зоны к этой пластинке ЭДС, наведенная на ней,.используется для получечия команды на прекращение нагрева. При необходимости получить несколько сигналов из различных зон индуктора устанавливается. несколько сигнальных пластин 5, каждая из которых работает аналогичным образом.

Для повышения надежности работы предлагаемой установки индуктор с сигнальными пластинами 5 выполнен составным по длине из нескольких полуколец 8. На сигнальную пластину 5 воздействует мощный тепловой поток от

0 детали 15, нагретый до 900-1000 С, но ввиду малой толщины сигнальной пластины 5 и хорошего теплового контакта ее по всей площади с полукольцами 8, это не приводит к разрушению.

II111

1333302

BHH

Тир одписное

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