Индуктор-спрейер

 

ИНДУКТОР-СПРЕЙЕР преимущественно для закалки цилиндрических деталей с галтелью, состоящий из двух последовательно соединенных, по вертикали витков, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкций индуктора, ширина верхнего и нижнего витков выбрана в соотношении 1:3-1:4. (Л со 4ib 00 ;о ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (111 (д1) 4 С 21 D 1/10 9/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЦЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3747426/22-02 (2 ) 04.06.84 (46) 30.11.85. Бюл. ¹ 44 (71) Горьковский автомобильный завод (72) А.С.Кадяева (53) 621.783(088.8) (56) Натанзон Е.И. Индукционный на грев в автомобилестроении. M.: Машиностроение, 1967, с.. 56.

Авторское свидетельство СССР № 116758, кл. Н 05 В 6/36, 1959. (54)(57) ИНДУКТОР-СПРЕЙЕР преимущественно для закалки цилиндрических деталей с галтелью, состоящий из двух последовательно соединенных по вертикали витков, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции индуктора, ширина верхнего и нижнего витков выбрана в соотношении

1:3-1:4.

1194895

55

Изобретение относится к электротермии, в частности к нагревательным индукторам для высокочастотного нагрева и закалки цилиндрических изделий с галтелью (например крестовины дифференциала).

Цель изобретения — обеспечение выхода закаленного слоя на галтель и ,упрощение конструкции индуктора.

Для интенсификации нагрева на галтели необходимо перераспределить удельные мощности, т.е. около галтели создать магнитное поле большой напряженности.

Для достижения этого ширина верхнего и нижнего витков берется в соот ношении, I:3-1:4, т.е. верхний виток передает в металл удельную мощность в 3-4 раза больше, чем нижний, следовательно, и напряженность магнитного поля, создаваемая верхним витком, будет больше.

Вследствие этого тепла, выделяемого в галтели, будет также больше, но благодаря большим массам, прилегающим к галтели и отводящим тепло галтель, и цилиндрическая часть (цапфа) будет нагреваться равномерно.

Предложенное соотношение витков индуктора позволяет обойтись без применения специального пневматического устройства, которое перераспределяло напряженности магнитных полей.

Индуктор за счет перераспределения мощности, которое достигается выполнением ширины верхнего и нижне-. го витков в соотношении 1:1, позволяет обеспечить одновременную закалку галтели и цилиндрической части.

На фиг.1 изображен индуктор-спрейера, общий вид; на фиг.2 — распределение закаленного слоя при нагреве без выхода на галтель; на фиг.3— то же, с выходом на галтель.

Индуктор-снрейер состоит из последовательно соединенных витков. 1 и 2, расположенных один над другим.

Верхний виток 1 имеет фасонный профиль в соответствии с профилем галтели изделия. Нижний виток 2 одновременно является и спрейером. Витки индуктора имеют вид незамкнутых цилиндрических колец. Активная часть нижнего витка 2 снабжена отверстиями для выхода закалочной воды, причем в верхней части нижнего витка 2 отверстия располагаются нод углом для охлаждения галтели.

Закалочная жидкость поступает в индуктор-спрейер по водопроводящим шлангам через штуцеры 3 после нагрева закаливаемой поверхности до температуры закалки. Витки подсоединяются к закалочному трансформатору через токоподводы 4 и колодки 5. Токо/ пОдводы, колодки и верхние витки постоянно охлаждаются водой, которая

1р подается через штуцеры 6 и. 7. Для последовательного соединения витков служит перемычка 8.

Индуктор работает следующим образом..

При прохожцении тока через индуктор верхний виток .1 создает магнитное поле большей напряженности, чем нижний. Индуктированные токи, вызывающие нагрев изделия, будут разные (в галтели они будут больше, чем в цилиндрической части). Так как большая часть выделяемого в галтели тепла поглащается прилегающей к ней массой тепла, то нагрев галтели и цилиндриZ5 ческой части происходит равномерно.

Равномерность нагрева достигается конструктивным выполнением витков.

При достижении закалочной температуры нагрев выключается и поступает вода для закалки изделия.

Предложенное соотношение ширины витков было выбрано следующим образом. При индукционном нагреве благодаря быстротечности процесса задача равномерного нагрева поверхности

35 сложной формы может быть разделена на 2 части — тепловую и электрическую. При тепловой части задачи условие равномерного нагрева можно напи4О caTb Й д î DР«Ро2 -DPO<, где

P« — удельная мощность на поверхности цилиндрической части; Р удельная мощность на поверхности галтели, bP> удельная мощность тепловых потерь на цилиндрической части; bP — удельная мощность теп= ловых потерь в галтели, при этом д ь Р,„и Рм Ро Рох Ро„=3-4. что установлено длительными экспериментальными проверками.

Поэтому в этом же соотношении взята и ширина витков, обеспечивающих равномерный нагрев. При меньшем соотношении витков наблюдалось отставание нагрева галтели от цилиндрической части (цапы), при большем соотношении витков в зоне.галтели наблюдается перегрев. Закалка длинномерных деталей с выходом закаленноi

Продолжение таблицы, 194895

Наименование

Колличество циклов мико-термичес5 кую обработку (цементацию) Крестовина из углеродистой стали с закалкой

ТВЧ галтели

1-10 без разрушений Наименование

Количество циклов (4...9-10 с разрушением цапфы по галтели

Крестовина из углеродистой, ст али закалки галтели

Разрушались 10...

37-10

Крестовина из стали 2ОХ, прошедшая хиФиг, Я

Составитель А.Денисова

Редактор М.Недолуженко Техред T.Äóáè÷íàê Корректор И.Эрдейи

Заказ 7382/30 Тираж,552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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

3 1

В го слоя на галтель резко повышает их усталостную прочность, что позволяет изготавливать изделия, работающие в тяжелых условиях нагружения, из более дешевых углеродистых сталей взамен легированных а также исключить сложные процессы химико-термической обработки. Так, крестовины дифференциала были испытаны на усталостную прочность при нагрузке 7 т, Показатели приведены в таблице.

Применение предложенной конструкции индуктора-спрейера-позволяет получить значительный технико-экономический эффект.

При переводе изготовления крестовины на сталь 58 с закалкой ТВЧ в предложенном индукторе взамен стали

20 и химико-термической обработки производственные расходы сократятся в 2,5 раза.