Устройство для нанесения концентратора напряжений

 

Использование: нанесение концентратора напряжений на заготовку для ее последующего разделения. Сущность изобретения: устройство содержит высокочастотный электрический генератор, к которому подключен одновитковый индуктор, имеющий суженный участок поперечного сечения и ферромагнитный элемент, установленный в зоне этого участка индуктора. Отношение ширины индуктора к ширине его суженного участка лежите диапазоне 5-15. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 D 31

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1696184 (21) 4932264/27 (22) 11,03;91 (46) 15.09.92. Бюл. М 34 (71) Институт проблем машиностроения АН

УССР (72) В.А.Матвейчук (56) Авторское свидетельство СССР

Ю 1696184, кл. В 23 0 31/00, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ К0НЦЕНТРАТОРА НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к обработке металлов давлением. может быть использовано в заготовительном производстве и является усовершенствованием для нанесения концентратора напряжений по авт.св.

hb 1696184.

Устройство для нанесения концентратора напряжений содержит электрический генератор, индуктор, имеющий суженный участок поперечного сечения и ферромагнитный элемент, установленный в зоне этого индуктора.

Недостатком устройства является низкая эффективность работы, а именно низкие

КПД, производительность и эффективность образования концентратора. Первые два фактора эффективности работы снижаются в результате отсутствия выбора соотношения между шириной индуктора и шириной его суженного участка. Как следствие — значительный нагрев поверхности заготовки под широкой частью индуктора. Это приводит к тому, что здесь затрачивается энергия, что снижает КПД, и увеличивается время

ЫЛ, „1761390 А2 (57) Использование: нанесение концентратора напряжений на заготовку для ее последующего разделения. Сущность изобретения: устройство содержит высокочастотный электрический генератор, к которому подключен одновитковый индуктор, имеющий суженный участок поперечного сечения и ферромагнитный элемент, установленный в зоне этого участка индуктора, Отношение ширины индуктора к ширине егo суженного участка лежит в диапазоне 5 — 15. 1 ил. о нагрева поверхности заготовки под суженной частью индуктора, что снижает производительность операции. Наличие непроизводительных затрат энергии и увеличение времени процесса нагрева приводят к растеканию тепла в зоне нанесения предполагаемого концентратора. В результате

° юг градиент температур выравнивается и эффективность образования концентратора 4 падает.

Целью дополнительного изобретения является повышение эффективности за счет (,Д повышения производительности и козффи- ) циента полезного действия. О

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для нанесения концентратора напряжений, содержащем инструмент для создания концентратора напряжений, выполненный в виде высокочастотного электрического генератора, связанного с ним одновиткового индуктора, имеющего суженный участок поперечного сечения, и ферромагнитного элемента, установленного в зоне этого участка индуктора, отноше1761390 ние ширины индуктора к ширине его суженного участка составляет 5...15, На чертеже изображено устройство для нанесения концентратора напряжений, Устройство для нанесения концентра- 5 тора напряжений содержит высокочастотный электрический генератор 1, к которому подключен одновитковый индуктор 2, например кольцевой формы (чертеж). Индуктор 2 имеет токопровод с частью 3 10 постоянной ширины и зауженной частью 4. в зоне которой расположен ферромагнитный элемент 5, Отношение ширины части 3 к ширине части 4 индуктора 2 лежит в диапазоне от 5 до 15, Внутри индуктора 2 раз- 15 мещена заготовка 6, на поверхности которой необходимо нанести концентратор напряжений против узкой части 4 и индуктора 2.

Устройство работает следующим обра- 20 зом.

При протекании электрического тока по индуктору 2 после включения генератора 1 плотность тока в заготовке 6 распределяется неравномерно. Против зауженной части 25

4 индуктора 2 на поверхности заготовки 6 наблюдается максимальная плотность тока, которая обеспечивает больший нагрев этого участка поверхности заготовки 6. За счет выбора отношения ширины частей 3 и 4 30 индуктора 2 нагрев участка заготовки 6, лежащего против части 4 индуктора 2, идет с высокой скоростью. При этом участок заготовки, лежащей против части 3 индуктора

2, нагревается незначительно, Кроме того, 35 за счет наличия ферромагнитного элемента

5 происходит неравномерный нагрев поверхности в зоне заготовки 6 против части 4 индуктора 2 вдоль образующей заготовки 6.

После прекращения нагрева за счет отклю- 40 чения генератора 1 в результате разной скорости охлаждения локально нагретой поверхности заготовки 6, а именно ее средней части, лежащей против средней линии узкой части 4 индуктора 2, в этой зоне по периметру образуется трещина, являющаяся острым концентратором напряжений при дальнейшей ломки заготовки на прессе (на чертеже не приведен).

Снижение отношения ширины частей 3 и 4 меньше 5 приводит к снижению эффективности работы устройства, так как в результате начинает перераспределяться энергия, идущая от генератора 1 на нагрев, так, что снижается скорость нагрева поверхности заготовки 6, лежащей против суженной части 4 индуктора 2, и увеличивается температура нагрева поверхности заготовки 6, лежащей против части 3 индуктора 2.

Эти факторы незамедлительно начинают сказываться на эффективности образования концентратора. Последний либо не образуется, либо образуется не по всей поверхности в зависимости от степени снижения отношения ширины частей 3 и 4. Увеличение отношения ширины частей 3 и 4 индуктора 2 более 15 нецелесообразно, т,к. эффект остается неизменным, а расход материала, из которого изготавливается индуктор, увеличивается, что вызывает неоправданное увеличение стоимости оборудования, его габаритов и веса, Формула изобретения

Устройство для нанесения концентратора напряжений по авт.св. М 1696184, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности за счет повышения производительности и КПД, отношение ширины индуктора к ширине его суженного участка составляет 5-15.