Установка для поточного индукционного осесимметричного нагрева изделий шарообразной формы

Авторы патента:

Титов Сергей Сергеевич (RU)

Безденежных Даниил Владимирович (RU)

C21D9/36 - шариков и роликов подшипников

Владельцы патента RU 2691354:

Общество с ограниченной ответственностью "НПП Система48" (RU)

Изобретение относится к установкам для поточного индукционного нагрева изделий шарообразной формы. Установка содержит расходный бункер, подбункерный питатель дискретного действия, задающий желоб от питателя к транспортирующей трубке из жаропрочного диэлектрического материала, опорные рамы со стойками и опорными подшипниками для удержания транспортирующей трубки, электропривод для вращения транспортирующей трубки вокруг оси симметрии и силовые преобразователи. Опорная рама снабжена винтовыми домкратами, при этом стойки выполнены с возможностью регулирования разности их высот для изменения угла наклона транспортирующей трубки к горизонтальной плоскости посредством винтовых домкратов. Транспортирующая трубка расположена внутри множества индукторов, запитанных от раздельных силовых преобразователей. Техническим результатом является обеспечение симметричного нагрева поверхности изделия на заданную глубину. 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для термической поверхностной закалки изделий шарообразной формы, в частности, в массовых производствах мелющих тел, шариков подшипников качения и клапанов в гидравлических системах.

Известна конструкция установки для нагрева изделий шарообразной формы (патент RU 2370550, C21D 9/36, C21D 1/42, 07.04.2008), содержащая индуктирующий провод, навитый вокруг прямоугольного направляющего желоба корытообразного сечения, изогнутого в фасонную спираль с переменной кривизной витков, геометрически вписанную в поверхности усеченных конусов или однополостного гиперболоида, или бочкообразную, или в другие поверхности второго порядка.

Данная установка позволяет осуществлять поточный индукционный нагрев изделий шарообразной формы, симметричный по поверхности изделия. Недостатками установки является сложность изготовления направляющего желоба, большие габаритные размеры и возможность работы установки только с изделиями одного типоразмера.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является установка для термической поверхностной закалки изделий шарообразной формы (патент JP 2008169430 А, C21D 9/36, 24.07.2008, п. 1-8 формулы, фиг. 3 /1/), содержащая горизонтальную транспортирующую трубку с внутренней спиральной направляющей, электропривод, приводящий во вращение транспортирующую трубку вокруг оси симметрии, вертикальный индуктор, расположенный перпендикулярно транспортирующей трубке. За счет вращения шаров при их движении по внутренней спиральной направляющей обеспечивается симметричный нагрев поверхности изделия.

В то же время указанная конструкция индуктора не позволяет обеспечить поддержание заданной глубины нагрева за счет невозможности обеспечения разной частоты тока для изделий шарообразной формы с разной температурой, изменяющейся в момент закалки. Требуемая частота тока индуктора определяется поверхностным эффектом и зависит от заданной глубины нагрева изделия , а также от относительной магнитной проницаемости изделия и удельного электрического сопротивления изделия :

где - магнитная проницаемость вакуума.

Так как в процессе нагрева магнитная проницаемость изделия снижается, а удельное электрическое сопротивление растет, то для поддержания заданной глубины нагрева изделия необходимо обеспечивать большую частоту тока индуктора для заготовок с большей температурой.

Кроме этого недостатками конструкции являются сложность изготовления транспортирующей трубки с внутренней спиральной направляющей из жаропрочного диэлектрического материала и низкий КПД из-за больших потоков рассеяния при данной конструкции индуктора.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание установки для поточного нагрева изделий шарообразной формы, обеспечивающей симметричный нагрев поверхности изделия на заданную глубину, обладающей большим КПД и позволяющей применять типовые трубки из жаропрочного диэлектрического материала.

Решение поставленной задачи достигается тем, что установка для поточного индукционного нагрева изделий шарообразной формы содержит расходный бункер, подбункерный питатель дискретного действия, задающий желоб от питателя к транспортирующей трубке из жаропрочного диэлектрического материала, опорные рамы со стойками, снабженными шарнирными сочленениями и винтовыми домкратами, цилиндрические индукторы, внутри которых расположена транспортирующая трубка, электропривод для вращения транспортирующей трубки вокруг оси симметрии, силовые преобразователи, питающие цилиндрические индукторы, опорные подшипники, удерживающие транспортирующую трубку.

Конструкция предлагаемой установки представлена на фиг. 1, где:

1 - расходный бункер;

2 - подбункерный питатель дискретного действия;

3 - задающий желоб от питателя к транспортирующей трубке;

4 - опорные рамы со стойками, снабженными шарнирными сочленениями и винтовыми домкратами;

5 - цилиндрические индукторы;

6 - транспортирующая трубка;

7 - электропривод для вращения транспортирующей трубки;

8 - силовые преобразователи индукторов;

9 - опорные подшипники.

Установка работает следующим образом. Из расходного бункера 1 шарообразные заготовки выдаются подбункерным питателем 2 дискретного действия в задающий желоб 3, транспортирующий их с интервалами в транспортирующую трубку 6, вокруг которой расположены цилиндрические индукторы 5. Транспортирующая трубка 6 приводится во вращение электроприводом 7. Наклон транспортирующей трубки обеспечивается за счет разницы высот передних и задних стоек опорной рамы 4, образуя угол наклона а трубки к горизонтальной оси.

Регулировка разницы высот осуществляется винтовыми домкратами в каждой стойке. Шарообразные заготовки, скатываясь вниз по транспортирующей трубке, вращаются вокруг горизонтальной оси и одновременно закручиваются вокруг вертикальной оси за счет вращения транспортирующей трубки. Вращение трубки обеспечивает равномерное взаимодействие поверхностей заготовок с магнитным потоком в индукторах, обеспечивая их симметричный нагрев. За счет наличия множества индукторов, запитанных от раздельных силовых преобразователей, имеется возможность задавать разную частоту тока в каждом индукторе в зависимости от температуры проходящих через него заготовок, поддерживая тем самым, согласно (1), заданную глубину нагрева.

Регулирование угла наклона α трубки к горизонтальной оси позволяет изменять время скатывания шарообразных заготовок по транспортирующей трубке, тем самым изменяя время нагрева, что, в свою очередь, позволяет осуществлять нагрев шарообразных заготовок разных диаметров.

Литература:

1. Патент RU 2370550, C21D 9/36, C21D 1/42, 07.04.2008

2. Патент JP 2008169430 А, C21D 9/36, 24.07.2008

Установка для поточного индукционного нагрева изделий шарообразной формы, содержащая расходный бункер, подбункерный питатель дискретного действия, задающий желоб от питателя к транспортирующей трубке из жаропрочного диэлектрического материала, опорные рамы со стойками и опорными подшипниками для удержания транспортирующей трубки, электропривод для вращения транспортирующей трубки вокруг оси симметрии и силовые преобразователи, отличающаяся тем, что опорная рама снабжена винтовыми домкратами, при этом стойки выполнены с возможностью регулирования разности их высот для изменения угла наклона транспортирующей трубки к горизонтальной плоскости посредством винтовых домкратов, а транспортирующая трубка расположена внутри множества индукторов, запитанных от раздельных силовых преобразователей.

Группа изобретений относится к термической обработке изделий и используется в черной металлургии и машиностроении, например, при производстве мелющих шаров. Шары стальные мелющие предназначены для использования в шаровых мельницах барабанного типа в угольной, горнорудной, цементной и других отраслях промышленности.

Способ термической обработки мелющих тел // 2632504

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения. Для повышения производительности процесса с достижением высоких показателей по качественным характеристикам осуществляют термическую обработку мелющих тел из углеродистой стали после штамповочного или прокатного нагрева до температур 900-1250°С с закалкой в воде, осуществляемой в закалочной ванне с размещенным в ней наклонным конвейером для транспортировки изделия из закалочной ванны находящегося внутри лотка, в котором встречно движению мелющего тела на конвейере подают воду, с регулируемым объемом расхода, который определяют по формуле: Vв=(Cм⋅ΔTм⋅mм⋅N)/(Cв⋅ΔTв⋅ρв).

Способ производства стальных мелющих шаров // 2596737

Изобретение относится к изготовлению мелющих шаров. Осуществляют нагрев непрерывнолитой заготовки, прокатку на сортовом стане горячей прокатки круглых заготовок соответствующего размера, последующий их нагрев в индукционном устройстве, прокатку из них шаров на стане поперечно-винтовой прокатки при температуре 950-1050°C, подстуживание шаров перед закалкой, закалку и самоотпуск шаров в контейнерах.

Устройство и способ термической обработки шаров // 2455369

Изобретение относится к области термической обработки изделий и предназначено для использования в черной металлургии и машиностроении, преимущественно при производстве мелющих шаров.

Установка непрерывного действия для симметричного индукционного нагрева изделий шарообразной формы // 2433193

Способ термической обработки металлической дроби // 2372409

Изобретение относится к области металлургии и литейному производству. .

Индуктор непрерывного действия для нагрева изделий шарообразной формы "гиперболоид-липецк" // 2370550

Изобретение относится к оборудованию для термической обработки изделий шарообразной формы, в частности в массовых производствах мелющих тел, шариков подшипников качения и клапанов в гидравлических системах, в том числе высокоизносостойких шариков в обратных клапанах глубинных насосов для нефтедобычи и др.

Установка непрерывного действия для индукционного нагрева изделий шарообразной формы // 2316603

Изобретение относится к области термической обработки изделий с применением индукционного нагрева, в частности шаров (мелющие тела, шарики подшипников качения и клапанов в гидравлических системах, в том числе высокоизносостойкие шарики в клапанах глубинных насосов и др.).

Мелющее тело для шаровых мельниц // 2221058

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к мелющим телам для шаровых мельниц, используемых для размола руд, угля, клинкера и других материалов в металлургической, цементной, угольной отраслях промышленности, а также при производстве огнеупоров и строительных материалов.

Устройство для закалки шаров // 2210606

Изобретение относится к термической обработке в металлургическом производстве и касается устройств для закалки металлических шаров с прокатного нагрева. .