Индукционное устройство для термообработки деталей

 

Изобретение относится к электротехнике о Целью изобретения являет-/ ся увеличение электрического КПД и коэффициента мощности при нагреве и прессовании деталей В индукционном устройстве,содержащем трехстержневой магнитопровод с индуктором на среднем стержне,последний выполнен в виде пресс-формы из монолитного материала . Боковые стержни магнитопровода выполнены при этом подвижными и проходят через отверстия ярма.Устройство снабжено дополнительно обмоткой постоянного тока для удержания во взвешенном состоянии ферропорогака в отверстиях ярма, оно позволяет максимально без потерь замкнуть магнитный поток и уменьшить потери. 1 ил. (/

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (11) (51)5 Н 05 В 6/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21)- 4481272/07 (22) 04.07.88 (46) 23.05.91 . Бюл. У 19 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе, Кумертауское авиационное производственное объединение и Кооператив "Резонанс" (72) С.А.Горбатков, В.Н.Голубвв, А.Ф.Усманов, В.В.Беляев, О.Г.Горбик, С.А.Терентьев, Б.Т.Рябов, Ф.Г.Тимер шин, P.Ã.Áóðàíãóëîâ и М.И.Копылева (53) 621.365.51 {088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 849560, кл. Н 05 В 6/40, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 72782, кл. Н 05 В 6/10, 1948. (54) ИНДУКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДПЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к индукционному нагреву пресс-форм, под давлением и может быть использовано в машиностроении.

Целью изобретения является увеличение электрического КПД и коэффициента мощности при нагреве и прессовании деталей.

На чертеже показана схема устройства для термообработки деталей, поперечное сечение.

На верхнем 1 и нижнем 2 ярмах магнитопровода из шихтованной стали в пазах уложены кольцевые обмотки индуктора — верхняя 3 и нижняя 4, между ярмами находится средний стержень

5 из монолитного ферромагнитного материала, например стали 45, в па2 (57) Изобретение относится к электротехнике, Целью изобретения являет- ( ся увеличение электрического КПД и коэффициента мощности при нагреве и прессовании деталей. В индукционном устройстве, сопержащем трехстержневой магнитопровод с индуктором на среднем стержне, последний выполнен в виде пресс-формы из монолитного материала. Боковые стержни магнитопровода выполнены при этом подвижными и проходят через отверстия ярма. Устройство снабжено дополнительно обмоткой постоянного тока для удержания во взвешенном состоянии ферропорошка в отверстиях ярма, оно позволяет максимально без потерь замкнуть магнитный поток и уменьшить потери. 1 ил. зах ярем уложены трубки 6 охлаждения, боковые стержни 7 и 8 проходят в ярме 1 через отверстия 9 и 1 О, ярма имеют возможность перемещения rro направлению друг к другу под действием механизма перемещения, например гидроцилиндра верхнего 11 и нижнего

12, гидроцилиндры ll и 12 от ярем

1 и 2 отделены прокладками 13 и 14 для теплоизоляции. Зазоры между боковыми стержнями 7 и 8 .и верхним ярмом

1 заполнены ферромагнитным порошком

15 и 16. Над обмотками индуктора 3 и 4 установлены обмотки 17 и 18 постоянного тока. Ярма l и 2, стержень

5, стержни 7 и 8, ферропорошок 15 и

l6 образуют замкнутый магннтопровод, не содержащий воздушных зазоров. При

1651387.этом площадь контактирующих поверхностей участков стержня 5 по линии разъема не меньше, чем суммарная площадь поперечного сечения боковых стержней,во избежание насыщения магнитным потоком. На внутренней формообразующей поверхности среднего. стержня, обращенной к обрабатываемой детали 19, расположена прокладка 20 из алюминиевого материала.

Устройство работает следующим образом. (Средний стержень 5, размещенный между ярмами 1 и 2, сдавливается !5 гидроцилиндрами 1.1 и 42, стержни

7 и 8, прижатые под собственным весом к ярму 2, скользят по ферропорошку 15, 16 и плавно перемещаются через отверстия 9 и 10 в ярме 1, создавая замкнутый магнитопровод. По обмоткам

l3 и 4 подают переменный ток, создает ся поперечное магнитное поле. Силовые линии поперечного магнитного поля

1 замыкаются по пути: ярмо 1, стержень 25

5, ярмо 2, стержни 7 и 8, ферропорошок 15 и 16 и снова ярмо 1.

На пути замыкания магнитного потока отсутствуют немагнитные зазоры, поэтому коэффициент мощности устройства достаточно высок, что позволяет не применять компенсирующих конденсаторов. Площади сечения боковых частей стержня 5 по линии разъема слева и справа от полости, куда помещается обрабатываемая деталь 19, должны быть не менее площади поперечного сечения боковых стержней 7 и 8, чтобы весь рабочий магнитный поток проходил через средний стержень 5 без насыщения 40 стали.

Переменный по времени магнитный поток, пронизывающий стержень 5, индуктирует в нее вихревые токи, которые выделяют джоулево тепло. Нагрев осу- 45 ществляется до 175+5 С в течение 3 ч по заданной программе термообработки, далее отключают ток и пускают воду по охлаждающим трубкам 6, выдерживая временной температурный технологнчес- 5О кий режим.

Обмотки 17 и 18 постоянного тока создают постоянный магнитный поток, замыкающийся по тем же путям, что и переменный магнитный поток, и удерживающий ферропорошок 15, 16 в зазорах., Кроме того, постоянный поток, насыщая поверхностный скин-слой среднего стержня, уменьшает его магнитную проницаемость, что приводит к увеличению толщины скин-слоя так, чтобы контуры вихревых токов в плоскости, перпендикулярной линиям рабочего магнитного потока, захватывали часть алюминиевого слоя 20. Тем самым обеспечивается приближение источников джоулевого тепла к поверхности обрабатываемой детали 19. Во всех частях магнитопровода, кроме среднего стержня 5, джоулево тепло не выделяется, поскольку они шихтованы, а ферропорошок достаточно измельчен.

Это повышает тепловой КПД. Организация путей силовых линий магнитопрово-. дом (нагрев в поперечном поле) обеспечивает равномерность нагрева пресс" формы по ширине и длине.

Предлагаемое устройство имеет в числе преимуществ устранение дорогостоящей и сложной части установки— электроприводов, что снижает стои,мость установки, упрощает конструкцию, повышает надежность работы.

При этом не возникает никаких ограничений на форму и номенклатуру обрабатываемых деталей как по толщине, так и по ширине и длине с одновременным обеспечением высоких технико- . экономических показателей по коэффициенту мощности, электрическому

КПД, тепловому КПД. Поскольку магнитопровод холодный, установка удобна в обслуживании.

Предлагаемое устройство может быть использовано также для формовки пластмасс, резиновых и других иэделий, требующих подогрева во время прессования.

Формула изобретения

Индукционное устройство для термообработки деталей, содержащее трехстержневой магнитопровод, средний стержень которого охвачен индуктором и выполнен из двух участков, установленных с зазором для размещения деталей, отличающееся тем, что, с целью увеличения электрического КПД и коэффициента мощности при нагреве и 1 рессовании деталей, магнитопровод,,выполнен из двух снабженных механизмами перемещения ярем, в одном из которых выполнены отверстия для установки боковых стержней с зазором от него, зазор заполнен ферромагнитным порошком, участки среднего стержСоставитель А.Ергин

Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар

Редактор С.Пекарь

Заказ 1611 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ня выполнены монолитными, а площадь поперечного сечения каждого иэ них выбрана не менее суммарной площади

1651 387 6 сечения боковых стержней, причем средний стержень дополнительно охвачен обмоткой постоянного тока.