Индукционная установка

 

Изобретение относится к индукционному нагреву кольцевых заготовок под пластическую деформацию. Цель изобретения состоит в повышении равномерности нагрева кольцевых заготовок . Индукционная установка содержит корпус 1 с индуктором 2, обмотка которого состоит из двух;горизонтальных параллельно расположенных плоских спиральных катушек: верхней 3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (б1) 4 С 21 1) 1/42 Н 05 В 6/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

«)

) ,ф Ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ИНДУКЦИОННАЯ УСТАНОВКА

I. (21) 3919153/23-02 (22) 28.06.85 (46) 30.03.88. Бюл. Ф 12 (72) О.А.Коченюк, Л.Л.Кочергин, Д.Л.Зубер, Б.С.Брюханов, В.К.Бянкин, А.А.Мальков, А.В.Самохин и Д.Ф.Синявский (53) 621.785.545(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 228055, кл. С 21 D 1/10, 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 1057556, кл. С 2t D t/42, 1983, . SU0 1384622 A 1 (57) Изобретение относится к индукционному нагреву кольцевых заготовок под пластическую деформацию. Цель изобретения состоит в повышении равномерности нагрева кольцевых заготовок. Индукционная установка содержит корпус 1 с индуктором 2, обмотка которого состоит из двух: горизонтальных параллельно расположенных плоских спиральных катушек: верхней 3

1384622 и нижней 4, каждая из которых выпол- стол 19, имеющий равномерно располонена из двух концентрично располо- женные по его окружности вращающиеся женных секций: верхняя — из секций 5, секторы 20, имеющие конусные выступы

6, а нижняя — из секций 7, 8. Наруж- для центровки заготовок, Оси вращения ные секции 6, 8 каждой катушки имеют секторов 20 смещены относительно сена 1-2 витка меньше, чем внутренние редины ширины обмотки индуктора к секции 5,7. Расстояние между секция- его оси. Расстояние от оси индуктора ми 5,6 и 7,8 составляет 0,1-0,25 до осей вращения секторов определяетширины а обмотки индуктора. Секции ся из соотношения 1=0,5D-(0,2-0,6)h

5, 6 и 7,8 включены встречно, а сек- при D/à=2,2-6, где D — средний диации 5,? и 6,8 — согласно. Под нижней метр индуктора; h — расстояние между катушкой 4 установлен поворотный катушками. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к индукционному нагреву кольцевых заготовок под пластическую деформацию или термообработку и может быть использовано в кузнечном или термическом производствах любой отрасли промышленности.

Цель изобретения — повышение равномерности нагрева кольцевых заготовок.

На фиг. 1 представлен индуктор, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 .

Индукционная установка содержит корпус 1 с индуктором 2, обмотка которого состоит из двух горизонтальных параллельно расположенных плоских спиральных катушек: верхней 3 и нижней 4. Каждая катушка выполнена из двух концентрично расположенных секций: верхняя — из секции 5 и 6, а нижняя — соответственно из секций 7 и 8. Наружные секции 6 и 8 катушек 3 и 4 имеют на 1-2 витка меньше, чем внутренние секции 5 и 7, а расстояние 1 между секциями 5-7 и 6-8 сос- тавляет 0,1-0,25 ширины а обмотки индуктора. Секции 5, 6 и 7,8.включены встречно, а секции 5, 7 и 6, 8— согласно. Секции 5 и 6 индуктора заформованы в теплоизоляцию 9 и по ее образующей закреплен теплоизолирующий экран 10, охватывающий секции 6 и 8. В экране 10 прорезано загрузочно-разгрузочное окно 11. Верхняя катушка 3 посредством винтов 12 и гаек 13 закреплена на металлоконструкции 14 с возможностью вертикального перемещения.

Секция 7 нижней катушки 4 заформована в теплоизоляцию 15 и крепится через колонну 16 к металлоконструкции 14. Секция 8 нижней катушки 4 заформована в теплопзоляцию 17 и закреплена на стойках 18.

Под нижней катушкой 4 установлен поворотный стол 19, к которому при10 креплены сектЬры 20 поворотного стола, выполненные в виде, например, П-образных рамок из немагнитного жаропрочного материала. Секторы 20 поворотного стола 19 снабжены индивидуальными приводами 21 вращения и имеют конусные выступы 22 для центровки кольцевых заготовок.

Оси вращения секторов 20 смещены относительно середины ширины обмотки индуктора к оси его. Расстояние от оси индуктора до оси вращения секторов определяется из соотношения 1=

=0,5D-(0,2-0,6)h при D/а=2,2-6, где

D — - средний диаметр индуктора, à h—

25 расстояние между катушками. При Р/а

<2,2 значительно увеличиваются потери в витках катушки из-за усиления кольцевого эффекта в самих катушках индукторов, что приводит к резкому снижению КПД установки. При D/а)6 спиральность начинает сказываться

: значительно слабее, что позволяет получить симметричное распределение удельных мощностей в кольцевых заготовках с меньшей величиной смещения оси вращения секторов, но при этом значительно растут габариты установки, что ведет к отклонению параметров нагрева от оптимальных (значи3 1384622

4 тельное увеличение времени нагрева или значительное уменьшение коэффициента заполнения индуктора), что также приводит к уменьшению КПД установки. При li0,5D-0,6h смещение заготовки к оси индуктора оказывается значительным, что приводит к ослаблению поля на участке заготовки, обращенной к центру индуктора, 10 и соответственно к увеличению неравномерности ее нагрева, при 1» 0,50-0,2h величина смещения оказывается настолько мала, что практически не влияет на выравнивание нагрева заготовки

Выполнение катушек индуктора из двух концентрических секций с разным числом витков позволяет перераспределить токи между секциями, увеличив напряженность магнитного поля в рабочей зоне наружных секций, по сравнению с рабочей зоной внутренних секций, что также приводит к увеличению плотности тока на участке кольца, 25 обращенного к наружной части обмотки индуктора, и соответственно к выравниванию распределения удельных мощностей в заготовке по ширине обмотки индуктора. 30

Экспериментально было получено, что число витков наружных секций должно быть на 1-2 меньше числа витков внутренних секций. Большее уменьшение числа витков в наружной

35 секции приводит к недопустимому увеличению нагрева участков заготовок вблизи наружной части обмотки индуктора.

Установка секторов поворотного 40 стола с возможностью вращения вокруг своих осей позволяет при вращении заготовки изменять положения ее участков в индукторе, чередуя различные зоны усиленного и ослабленного нагрева. При равномерном распределении удельных мощностей в заготовке по ширине обмотки индуктора, благодаря вращению, достигается равномерный нагрев кольцевых заготовок.

Кроме того, при включении секций одной катушки встречно друг другу и согласно с соответствующими секциями другой катушки индуцируемый ток распределяется в заготовке по траекториям, близким к круговым, благода55 ря чему удельная мощность распределяется равномерно по торцам заготовки, разведение секции катушек индуктора на расстояние, равное 0,1-0,25 ширины обмотки индуктора, сохраняет его высокий К1Щ.

Поворотный стол 19 опирается на упорный подшипник 23, закрепленный на колонне 24. Подвижная часть подшипника 23 через поворотную трубку 25 связана с механизмом 26 вращения.

Конденсаторная батарея индукционной установки вынесена за ее пределы (не показана).

С целью автоматизации работы установка снабжене загрузочно-разгрузочным манипулятором 27.

Индукционная установка предлагаемой конструкции работает следующим образом.

Б исходном положении один из секторов 20 находится в зоне загрузочноразгрузочного окна 11, Привод вращения сектора не работает. Кольцевая заготовка 28, подлежащая нагреву, манипулятором 27 через загрузочное окна 11 укладывается на сектор 20 в фиксированное конусными выступами 22 положение. Манипулятор выводится из установки.

На индуктор 2 подается напряжение, и одновременно включаются приводы вращения секторов, Заготовка 28 приходит во вращение. Токи, протекающие в секциях 5 и 6 верхней катушки 3 и в секциях 7 и 8 нижней катушки 4, создают электромагнитное поле, которое, взаимодействуя с вращающейся заготовкой 28, индуцирует в последней вихревые токи, осуществляющие ее нагрев.

По прошествии определенного времени, пропорционального времени нагрева заготовки 28 до требуемой температуры с заданной производительностью установки, поворотный стол 19 поворачивается на заданный угол так, что следующий сектор 20 занимает позицию у загрузочного окна 11, при этом привод 21 вращения этого сектора отключается. Ианипулятор 27 укладывает на сектор 20 очередную заготовку 28 и выводится из установки, после чего включается привод 21 вращения этого сектора. По истечении определенного времени поворотный стол 19 вновь поворачивается на заданный угол. В подобном цикле установка работает до тех пор, пока первая заготовка 28 не совершит полный оборот вместе с пово1384622 ротным столом 19 и вновь не окажется против загрузочного окна 11. С этого момент манипулятор 27 не только загружает на поворотный стол 19 холод5 ные заготовки, но и удаляет нагретые.

При перестройке установки на другой типоразмер заготовки 28 регулируются расстояния между секциями 5 и 6 верхней катушки и секциями 7 и 8 нижней катушки, положения конусных выступов 22 центрирующих заготовку

28, времени выдержки стола в заданном положении и,подстроечные емкости

Использование предлагаемой индукционной установки позволяет автоматизировать тяжелые работы в кузнечных цехах, связанные с нагревом массивных кольцевых заготовок под раскатку, 2О поднять производительность труда в 34 раза, заменить пламенный нагрев на электронагрев, сократить расход металлопроката.

Формула изобретения

1. Индукционная установка, содержащая корпус с окном загрузки-выгрузки, индуктор, состоящий из горизонтальных параллельно расположенных плоских спиральных катушек, установленных с возможностью взаимного сме щения в вертикальной плоскости, поворотный стол, размещенный соосно с катушками и несущий секторы, выполнен35 ные из немагнитного жаропрочного материала в виде П-образных рамок, кольцевой экран с окном, закрепленный на одной из катушек и охватывающий другую катушку, и загрузочноразгрузочное устройство, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения равномерности нагрева кольцевых заготовок, каждый сектор поворотного стола установлен с возможностью вращения вокруг осей, расположенных от оси стола на расстоянии, выбранном из выражения

1=0,5D-(0,2-0,6)h при D/a =2,2-6, где 1 — расстояние от оси индуктора до осей вращения секторов, м;

D — средний диаметр индуктора, м;

h — - расстояние между верхней и нижней катушками индуктора, м; а — ширина обмотки индуктора, м, и выполнены с равноудаленными от оси вращения центрирующими выступами, а каждая катушка выполнена из двух концетрических секций, причем наружные секции катушек имеют на 1-2 витка меньше внутренних.

2. Индукционная установка по п.. 1, отличающаяся тем, что секции каждой катушки соединены встречно одна с другой и согласно с соответствующими секциями другой катушки, при этом секции каждой катушки разнесены между собой на расстояние, равное 0,1-0,25 ширины обмотки индуктора.

l384á22

А-А

Составитель В.Белофастов

Редактор Н.КиштулинеЦ Техред М.Ходанич Корректор И.Зрдейи

Заказ 1383/20 Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óÿñãoðîä, ул.Проектная, 4