Индуктор для термообработки заготовок

 

Сущность изобретения: индуктор выполнен в виде цилиндрической спирали, витки которой наклонены к образующей. Выбор полного количества витков при любой навивке обеспечивает полную компенсацию продольной составляющей поля. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 05 В 6/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

« ! 4 о

О ,;о Ql, 4 (21) 4799188/07 (22) 06,03,90 (46) 07,09,92. Бюл. N 33 (71) Всесоюзный государственный научноисследовательский и проектно-конструкторский институт "ВНИПИЭНЕРГОпром" (72) Н.О,Скуратовский (56) Бабат Г.И, Индукционный нагрев металлов и его промышленное применение. М,—

Л,: 1965, стр, 382, Вайнберг А.M. Индукционные плавильные печи, Энергия, M„1967, с. 190.

Изобретение относится к области высокочастотного нагрева металлов, в частности к нагреву цилиндрических заготовок инструмента перед дальнейшей механической обработкой при массовом изготовлении.

Известен индуктор, в котором зазор между витками выполняют не большим половины ширины проводника катушки (11, Однако в нем недостаточно отражены свойства междувитковой структуры намотки, не сформулированы требования к профилю намотки, направленные на обеспечение равномерности нагрева, Из известных устройств такого назначения наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному индуктору является индуктор для термообработки заготовок, выполненный в виде цилиндрической спиральной катушки, витки которой наклонены к образующей цилиндра (2). Однако, в нем не предусмотрены меры по устранению неравномерности нагрева обрабатываемых заготовокзасчетликвидации продольныхтоков. Ы 17бОб57 А1 (54) ИНДУКТОР ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ

ЗАГОТОВОК (57) Сущность изобретения: индуктор выполнен в виде цилиндрической спирали, витки которой наклонены к образующей.

Выбор полного количества витков при любой навивке обеспечивает полную компенсацию продольной составляющей поля. 2 ил.

Целью изобретения является повышение равномерности нагрева путем компенсации микроЭДС продольной составляющей тока нагрева.

Указанная цель достигается тем, что в индукторе количество витков катушки составляет целое число.

На фиг, 1 представлен общий вид цилиндрического индуктора; на фиг, 2 дано пространственное ««редставление нагреваемой заготовки, расположенной соосно внутри индуктора, При протекании тока высокой частоты через витки 1 индуктора возникает магнитное поле. пронизывающее поверхностные участки в теле заготовки 2, возбуждая в них электродвижующую силу (ЭДС). Наведенная в заготовке 2 ЭДС представляется последовательным рядом микроЭДС, совпадающих с касательными к следу 4 проекции витков 1 индуктора на цилиндрическую поверхность заготовки 2. Линии токов, обусловленные каждой из микроЭДС, представляются ее поперечной составляющей 5

1760657 и продольной составляющей 6. Первая из них пропорциональна косинусу угла наклона О вектора микроЭДС 3 к секущей плоскости 7, перпендикулярной оси симметрии заготовки; вторая — пропорциональна sin 0. 5

Существо предложения вытекает из природы и характера процессов возникновения токов в теле заготовки, обусловленных поперечными и продольными составляющими микроЭДС, По способу вза- 10 имодействия в пределах каждого витка индуктора поперечные составляющие микроЭДС в теле заготовки являются параллельными и согласно включенными; продольные составляющие — последова- 15 тельными и встречно включенными. При этом поперечные составляющие микроЭДС являются источниками поперечно-круговых токов, каждый из которых выделяет мощность на активном сопротивлении кольца 20 длиной 2 X r, шириной! и заглублением д, где r — радиус заготовки, i — условная длина участка воздействия микроЭДС 5, д — глубина протекания тока, обусловленная поверхностным эффектом. При постоянном 25 наклоне витков индуктора все поперечнокруговые токи одинаковы и выделяемая ими мощность обеспечивает равномерный нагрев по длине заготовки, Каждый контур для составляющей тока З0 в теле заготовки от продольных составляющих микроЭДС в пределах одного шага намотки индуктора размещается на замкнутой линии, образованной двумя противолежащими образующими и диаметрами нагрева- З5 емой детали, Поэтому, с учетом постоянства наклона витка, а также противонаправленности составляющих продольных микроЭДС вдоль противоположных образующих контура, равнодействующая продольного тока принимает нулевое значение, Это условие распространяется на все внутренние витки катушки индуктора. Для его внешних — концевых витков, находящихся по обе стороны катушки, это условие выполняется только в случае, если части первого и последнего витка составляют в сумме целый виток. С отступлением от этого требования механизм компенсации продольных микроЭДС нарушается и в заготовке появляются продольные токи, вызывающие неравномерный нагрев и связанные.с ним нарушениями в технологии термообработки. Во избежание этого явления, а следовательно, для увеличения прочности и снижения брака при термообработке цилиндрических деталей токами высокой частоты к конструкции индуктора вместе с требованием постоянства наклона его витков должно предъявляться требование по обеспечению их целого числа, Использование данного изобретения позволит повысить равномерность нагрева заготовок.

Формула изобретения

Индуктор для термообработки заготовок, выполненный в виде цилиндрической спиральной катушки, витки которой наклонены к образующей цилиндра, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева путем компенсации микроЭДС продольной составляющей тока нагрева, количество витков катушки составляет целое число.

1760657

Составитель О.Щедрина

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А.Долинич

Редактор Т,Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3193 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5