Установка для индукционной закалки изделий

 

Сущность изобретения, установка содержит закалочный бак с размещенным в нем индуктором 2 в виде линейного отрезка проволоки, источник ТВЧ, соединенный с токопроводящими элементами в виде пластин 4 и согласующего трансформатора, вторичная обмотка (ВО) 5 которого выполнена в виде единого витка тороидальной формы с размещенным внутри него сердечником 6 тороидальной формы, а первичная обмотка (ПО) 7 установлана на сердечнике, при этом ПО соединена с источником ТВЧ, а пластины 4 с ВО. Форма токопроводящих элементов обеспечивает уменьшение паразитных импедансов и концентрацию энергии при подводе ее от источника ТВЧ к индуктору.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

API ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4726694/02 (22) 02.08,89 (46) 15.07.92. Бюл. t4 26 (71) Центральное конструкторское бюро "Геофизик а" (72) Г.Ф.Игнатьев (53) 621.785.545,002.5(088.8)

{56) Лозинский М.Г; Промышленное применение индукционного нагрева, M.: AH

СССР, 1958, с. 111. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИНДУКЦИОННОЙ

ЗАКАЛ КИ ИЗДЕЛИЙ (57) Сущность изобретения," установка содержит закалочный бак с размещенным в. Ж «1747509 А1 (яоз С 21 О 1/10 (43 М 0 7/ нем индуктором 2 в виде линейного отрезка проволоки, источник ТВЧ. соединенный с токопроводящими элементами в виде пластин 4 и согласующего трансформатора, вторичная обмотка (80) 5 которого выполнена в виде единого витка тороидальной формы с размещенным внутри него сердечником 6 тороидальной формы, а первичная обмотка (ПО) 7 установлана на сердечнике, при этом ПО соединена с источником ТВЧ, а пластины 4 с

80. Форма токопроводящих элементов обес; печивает уменьшение паразитных импедансов и концентрацию энергии при подводе ее от источника ТВ4 к индуктору.

1747509 стной закалки

10 подключенным к источнику ТВЧ и разме- 20 щенного непосредственно в воде, Установ40 обмотка которого выполнена в виде единого . rp объемного витка тороидальной формы с ра

Изобретение о носится к термообработке изделий токами высокой частоты (ТВЧ) и может быть использовано для индукционной, в том числе локальной поверхноИзвестны установки для индукционной закалки изделий, содержащие индуктор, выполйенный из медной трубки с постоянным внутренним охлаждением диаметром не менее 5-6 мм, закалочный бак с охлаждающей жидкостью, расположенный под индуктором. Закаливаемое изделие, нагреваясь в индукторе, опускается в бак, где остывает до заданной температуры.

Наиболее близким к предлагаемому является установка для подводной индукционной закалки, состоящая из закалочного бака, цилиндрического индуктора; .выполненного из проволоки диаметром 2-43 мм,, ка используется для закалки внутренних поверхностей цилиндрических изделий малого диаметра. В этой установке достигаатся более эффективное использование энергии магнитного поля индуктора.за счет уменьшения диаметра токопровода, минимальное расстояние между зонами нагрева и охлаждения; а также упрощейие системы охлаждения, так как индуктор охлаждается той же жидкостью, что и деталь, причем снаружи.

Недостатками установки являются паразитнйе межвитковые емкости индуктора, достаточно высокое активное сопротивление индуктора и подводящих проводов, что приводит к потерям энергии и снижает КПД установки, Использование цилиндрическоro индуктора с токопроводом, сравнимым по толщине с подводящими шинами. йе позволяет сконцентрировать энергию в малом объеме пространства. Это Ограничивает скорость нагрева увеличени которой улучшает структуру и свойства закаленного слоя.

Целью изобретения является повышение КПД и улучшение качества закалки путем уменьшения паразитных импедансов и концентрации подводимой энергии.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для индукционной закалки изделий, содержащей эакалочный бак с размещенным в нем проволочным индуктором и токопроводящие элементы, соединенные с источником ТВЧ, индуктор выполнен в виде линейного отрезка проволоки, а окопроводящие элементы — в виде пластин и согласу)ющего трансформатора, вторичная

35 размещенным внутри него сердечником тороидальной формы, первичная обмотка навита на сердечнике, при этом индуктор через пластины соединен с вторичной обмоткой, в первичная обмотка соединена с источником ТВЧ.

Такая конструкция установки позволяет получать B индукторе плотность тока много . большую чем в остальных элементах цепи и, тем самым сконцентрировать в нем энергию.

Это достигается эа счет того, что проволока, из которой изготовлен индуктор, много тоньше остальных токопроводящих элементов, к тому же короткий отрезок проволоки обладает минимальной индуктивностью и небольшим активным сопротивлением. В., месте с этим обеспечивается минимальное расстояние между зонами нагрева и охлаждения, что дополнительно увеличивает скорость закалки, Высокая скорость охлаждения обеспечивается одновременным охлаждением жидкостью и эа счет теплопроводности внутрь холодного изделия. Малый размер индуктора позволяет производит высокоточную избирательную закалку.

Установка (фиг.1) содержит закалачный бак 1 с охлаждающей жидкостью, например водой, размещенный @ нем индуктор 2, выполненный в виде линейного отрезка проволоки диаметром 2-3 мм.и длиной в несколько сантиметров, Индуктор 2 находится над поверхностью закаливаемого иэделия 3 с зазором около 1,5 мм. Индуктор 2 через токопроводящие пластинь1 4 соединен со вторичной обмоткой 5 согласующего трансформатора, которая представляет собой единый обьемный виток тороидальной формы. Согласующий трансформатор содержит также сердечник 6 и первичную обмотку 7, навитую на сердечник 6 и подключенную к источнику ТВЧ, на чертеже обозначенному ИТВЧ. Установка содержит также механизм относительного перемещения индуктора и закаливаемого изделия, на чертеже обозначенный МОП.

Установка работает следующим образом.

ТВЧ, протекающий в индукторе 2 от источника ТВЧ через согласующий трансформатор и йластины 4, индуцирует вихревые точки в закаливаемом изделии 3, разогревая

«нужный участок до температуры закалки, Изделие 3 и индуктор 2, размещенные в охлаждающей жидкости, движутся друг относительно друга при помощи МОП, (В зависимости от принятой технологии движется индуктор, закаливаемое изделие или оба) со скоростью обеспечивающей наев до нужной температуры. Конкретные амеры индуктора, величина подводимой

1747509

Составитель И.С,Табалова

Техред М.Моргентал Корректор E. Соломиская

Редактор Ю,Середа

Заказ 2474 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 мощности, рабочая частота определяются задаваемой глубиной и структурой закаленного слоя. Закалочный бак 1 может заполняться стоячей водой или при необходимости быть снабженным системой проточной воды, Предлагаемая установка для индукционной закалки изделий обеспечивает высокий КПД и улучшение качества закалки.

Наиболее эффективным представляется использование предлагаемой установки для поверхностной высокоточной закалки, например для закалки руднодоступных участков изделий, таких как отверстия, изгибы.

Формула изобретения

Установка для индукционйой закалки изделий, содержащая закалочный бак с размещенными в нем проволочным индуктором и токопроводящие элементы, соединенные С источникбм ТВЧ, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД и улучшения качества закалки путем уменьшения па5 разитных импедансов и концентрации подводимой энергии, индуктор выполнен в виде линейного отрезка проволоки, а токопроводящие элементы — в виде пластин и согласующего трансформатора, вторичная

10 обмотка которого выполнена в виде единого объемного витка тороидальной формы с размещенным внутри него сердечником тороидальной формы, первичная обмотка навита на сердечнике, при зтом.индуктор через то l5 копроводящие пластины соединен с вторичной обмоткой, а первичная обмотка соединена с источником Т8Ч.