Устройство для нагрева кольцевых заготовок

 

Изобретение относится к индукционному нагреву и может использоваться для нагрева кольцевых заготовок. Устройство включает двухвитковый индуктор 1 соленоидного типа с вертикальной осью, витки 2 которого располагаются в горизонтальной плоскости. Между витками 2 в горизонтальной плоскости расположены направляющие 3. Шиберные приспособления 4 и 8 для подачи и выдачи заготовок из индуктора выполнены с возможностью размещения между верхним витком 2 и направляющими 3, при этом между витками 2 имеется упор 12, расположенный по оси действия шиберного приспособления 4. 5 ил.

Изобретение относится к индукционному нагреву и может быть использовано для нагрева кольцевых заготовок, у которых, преимущественно, ширина сечения больше высоты, например, для нагрева заготовок обода маховика автомобильного двигателя перед обработкой давлением.

Известно устройство для нагрева кольцевых заготовок в одновитковом кольцевом индукторе.

В таком устройстве производительность определяется временем нагрева заготовки, например, до температуры обработки давлением. При этом для получения равномерного нагрева, время нагрева заготовок, у которых ширина сечения больше высоты, достаточно велико, т.к. оно определяется процессами теплопроводности в направлении от наружной к внутренней поверхности заготовки.

Известно устройство для нагрева кольцевых заготовок, содержащее индуктор соленоидного типа с вертикальной осью, направляющие индуктора, шиберные устройства для подачи заготовок в индуктор и выдачи их из индуктора.

В таких устройствах направляющие индуктора располагаются вертикально, шиберное устройство для подачи заготовок в индуктор располагается в горизонтальной плоскости под индуктором, а шиберное устройство для выдачи заготовок из индуктора в горизонтальной плоскости над индуктором. В подобных конструкциях помимо шиберного устройства необходимо применение стола-подъемника для подачи заготовок в индуктор, а также храпового механизма для удержания заготовок в индукторе и пропуска очередной заготовки, поступающей в индуктор снизу в момент подъема стола-подъемника. Это усложняет конструкцию. Недостатком подобных устройств является также и то, что вследствие одновременного нагрева нескольких заготовок необходимо применение средств сброса первых недогретых заготовок при запуске в работу устройства, загруженного холодными заготовками. Это также усложняет конструкцию и обслуживание устройства. Кроме того, в таких устройствах время нагрева заготовки, определяемое процессами теплопроводности в направлении от наружной к внутренней поверхности, для заготовок с увеличенной шириной сечения достаточно велико. Это приводит к увеличению тепловых потерь, что требует футеровки индукторов и усложняет их конструкцию, а также повышенному окалинообразованию, что ухудшает качество заготовок.

Целью изобретения является упрощение конструкции и обслуживания устройства и улучшения качества заготовок за счет сокращения времени нагрева и одновременного нагрева в установке лишь одной заготовки.

Это достигается тем, что в устройстве для нагрева кольцевых заготовок, содержащее индуктор соленоидного типа с вертикальной осью, направляющие индуктора, горизонтально расположенные шиберные устройства подачи и выдачи заготовок, индуктор выполнен двухвитковым с горизонтальным расположением витков, направляющие установлены между витками в горизонтальной плоскости, шиберные устройства расположены в общей плоскости и выполнены с возможностью размещения между верхним витком индуктора и направляющими, при этом между витками имеется упор, расположенный по оси действия шиберного устройства подачи.

На фиг. 1 показано устройство в плане, общий вид; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез по Б-Б на фиг. 1.

Устройство содержит двухвитковый индуктор 1 соленоидного типа с вертикальной осью. Витки 2 индуктора располагаются в горизонтальной плоскости. Между витками 2 также в горизонтальной плоскости располагаются водоохлаждаемые направляющие 3. Устройство содержит шиберное устройство 4 с приводом, например, от пневмоцилиндра 5 для подачи кольцевых заготовок 6 по направляющим 7 в индуктор 1. Устройство также содержит шиберное устройство 8 с приводом, например, от пневмоцилиндра 9 для выдачи кольцевых заготовок 6 по направляющим 10 из индуктора 1, например, в штамп 11. Шиберные устройства 4 и 8 располагаются в общей горизонтальной плоскости и выполнены с возможностью размещения между витком 2 и направляющими 3. Между витками 2 индуктора 1 имеется упор 12, расположенный по оси действия шиберного устройства 4 для подачи заготовок в индуктор.

Устройство работает следующим образом. Кольцевая заготовка 6 из исходного положения по направляющим 7 с помощью шиберного устройства 4 подается до упора 12 в индуктор 1, где располагается между витками 2 на направляющих 3. Включается нагрев заготовки, при котором шиберное устройство 4 остается в индукторе и совместно с упором 12 центрирует заготовку в индукторе и препятствует ее выбрасыванию из индуктора за счет действия электромагнитных сил. По окончании и отключении нагрева шиберное устройство 4 отводится в исходное положение, а заготовка 6 по направляющим 10 с помощью шиберного устройства 8 направляется, например, в штамп 11. После этого шиберное устройство 8 возвращается в исходно положение.

В предлагаемом устройстве, которое наиболее целесообразно использовать для кольцевых заготовок, у которых ширина сечения больше высоты, существенно сокращается время нагрева заготовки, так как тепловая энергия генерируется в верхней и нижней плоскостях заготовки, и процессы теплопроводности развиваются в направлении меньшего из размеров сечения заготовки.

Уменьшение времени нагрева заготовки в предлагаемом устройстве позволяет без ущерба для производительности нагревать заготовки в пределах времени цикла работы установки, т.е. одновременно нагревать только одну заготовку. Это исключает применение средств сброса недогретых заготовок при запуске установки, как это имеет место в случае прототипа, когда требуемое время нагрева заготовки превышает время цикла работы установки и одновременно нагревается несколько заготовок. Это упрощает конструкцию и обслуживание устройства. Сокращение времени нагрева и уменьшение тепловых потерь при этом позволяет применять индуктора без футеровки и упрощает конструкцию индуктора, а также снижает окалинообразование и улучшает качество заготовок.

Упрощение конструкции в предлагаемом устройстве также достигается за счет уменьшения количества механизмов для подачи заготовки в индуктор.

П р и м е р. Производили нагрев стальной кольцевой с прямоугольным сечением заготовки обода маховика дизельного автомобильного двигателя. Наружный диаметр заготовки 436 мм, ширина сечения 32 мм, высота сечения 24 мм. Температура нагрева 900^оС, частота тока 1000 Гц, мощность высокочастотного источника питания 250 кВт. При нагреве заготовки в футерованном соленоидном индукторе в соответствии с прототипом (см. фиг.4, поясняющую конкретный пример) с внутренним диаметром индуктора по направляющим 450 мм и то же по виткам 490 мм, для обеспечения темпа выдачи заготовки из индуктора 40 с применялся семивитковый индуктор высотой 135 мм, в котором находилась стопа из шести заготовок (из них 4 заготовки непосредственно в зоне витков).

При нагреве заготовки в предлагаемом устройстве (см.фиг.5), двухвитковом индукторе с внутренним диаметром витка 360 мм, наружным диаметром витка 450 мм, просветом между витками 50 мм и просветом между направляющими и верхним витком 37 мм, темп выдачи заготовок также составлял 40 с, при чистом времени нагрева заготовки 30 с. Окалинообразование при нагреве заготовки в предлагаемом устройстве было существенно меньше, чем при нагреве в устройстве, соответствующем прототипу.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК, содержащее индуктор соленоидного типа с вертикальной осью, направляющие, горизонтально расположенные шиберные приспособления подачи и выдачи заготовок, отличающееся тем, что индуктор выполнен двухвитковым с горизонтальным расположением витков, направляющие установлены между витками в горизонтальной плоскости, шиберные приспособления расположены в одной плоскости и выполнены с возможностью размещения между верхним витком индуктора и направляющими, при этом между витками индуктора имеется упор, расположенный по оси действия шиберного приспособления подачи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5