Индуктор для нагрева внутренних поверхностей с малым расстоянием между нагреваемыми сторонами

 

Изобретение относится к устройствам для непрерывно последовательной поверхностной закалки изделий с использованием индукционного нагрева, в частности к конструкции индуктора для нагрева внутренних фасонных поверхностей, например боковин рештаков угольных конвейеров. Индуктор состоит из участков индуктирующего провода и закрепленных на них пластин магнитопроводов. Участки токопровода расположены последовательно вдоль продольной оси нагреваемых поверхностей со смещением на величину, достаточную для размещения на каждом из них пластин магнитопровода под прямым углом к токопроводу. Конструкция индуктора позволяет эффективно производить нагрев внутренней поверхности сторон, расположенных между собой на расстоянии, не превышающем суммы толщины витка и удвоенного зазора между ним и нагреваемой поверхностью. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для непрерывно последовательной поверхностной закалки изделий с использованием индукционного нагрева, в частности к конструкции индуктора для нагрева внутренних фасонных поверхностей, например боковин рештаков угольных конвейеров.

Известны индукторы, индуктирующие провода которых снабжены магнитопроводом, состоящим из пластин трансформаторной стали [1].

Такого типа индукторы получили широко применение для обработки внешних поверхностей. Применяются они и при обработке внутренних поверхностей, но только в тех случаях, когда расстояние между нагреваемыми противоположными сторонами достаточно для размещения между ними частей индуктирующего провода с магнитопроводами.

Известен индуктор, с сегментами из ферритного материала [2].

Недостатком индуктора является его малая эффективность при обработке внутренних фасонных поверхностей.

Известен индуктор для нагрева отверстий со сложным профилем в поперечном сечении, токопровод которого состоит из двух участков, оснащенных магнитопроводами, лежащими в одной плоскости. Применяется он также и для нагрева деталей некольцевой формы 3.

Однако такой индуктор не может быть использован для одновременного нагрева внутренних противолежащих поверхностей с плоским или криволинейным профилем в поперечном сечении детали с незамкнутым контуром, расстояние между которыми менее величины, достаточной для размещения противолежащих участков токопровода с пластинами магнитопровода.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности процесса нагрева и расширение области применения индуктора для нагрева внутренних поверхностей с малыми расстояниями между нагревательными сторонами.

Технический результат достигается тем, что участки индуктирующего провода расположены относительно друг друга последовательно вдоль продольной оси нагреваемых поверхностей со смещением на величину, достаточную для размещения на каждом из них пластин магнитопровода под прямым углом к токопроводу.

Используемые в промышленности индукторы с индуктирующим проводом, снабженным магнитопроводом, пригодны для нагрева внутренних противолежащих поверхностей только ограниченного расстояния между ними. При малых расстояниях между этими поверхностями сечения индуктирующих витков и токопроводящих шин получаются столь малыми, что эффективная и надежная работа индуктора не может быть обеспечена. Размеры пластин магнитопровода также получаются недопустимо малыми, вследствие чего индукция возрастает и появляется опасность перегрева. Размещение пластин магнитопровода наклонно к индуктирующему проводу с целью сохранения их расчетных размеров также неэффективно, поскольку снижается КПД индуктора.

В соответствии с предлагаемым техническим решением область эффективного применения индуктора расширяется для одновременного нагрева внутренних противолежащих поверхностей, отстоящих друг от друга на малые расстояния, не превышающие сумму радиальной толщины индуктирующего провода и удвоенной величины зазора между ним и нагреваемой поверхностью за счет последовательного расположения участков индуктирующего токопровода вдоль продольной оси нагреваемых поверхностей со смещением этих участком относительно друг друга.

При этом смещение участков токопровода рассчитано таким образом, что соответствующего размера пластины из трансформаторной стали могут быть установлены под прямым углом к токопроводу, что дает возможность использовать индуктор с высоким КПД.

Предложенный индуктор позволяет эффективно производить нагрева внутренней поверхности сторон, расположенных между собой на расстоянии, не превышающем суммы толщины витка и удвоенного зазора.

На фиг. 1 представлен разрез индуктора для нагрева внутренней поверхности боковин рештака скребковых конвейеров; на фиг. 2 дан вид индуктора в плане.

Индуктор состоит из индуктирующего провода 1, участка с магнитопроводом 2 для нагрева верхней наклонной поверхности, участка с магнитопроводом 3 для нагрева вертикальной стенки, участка с магнитопроводом 4 для нагрева нижней наклонной поверхности, спрееров 5 и 6 для закалочного охлаждения нагретых поверхностей и шин 7 и 8.

Индуктор смонтирован на выходных шпильках вторичной обмотки закалочного трансформатора 9. Нагрев поверхности осуществляется путем последовательно-непрерывного перемещения индуктора вдоль изделия 10 или перемещения детали относительно неподвижного индуктора. Посредством спрееров, жестко связанных с индуктором, производится непрерывное охлаждение нагретых участков детали.

Источники информации 1. Слухоцкий А.Е., Рыскин С.Е. Индукторы для индукционного нагрева машиностроительных деталей. -М.: Машгиз, 1954, с. 226 и 227, фиг. 131 и 132.

2. Патент США N 5113049, H 05 B 6/36, 1992.

3. Слухоцкий А.Е., Рыскин С.Е. Индукторы для индукционного нагрева машиностроительных деталей. -М.: Машгиз, 1954, с. 241, фиг. 148.

Формула изобретения

Индуктор для нагрева внутренних поверхностей с малым расстоянием между нагреваемыми сторонами, состоящий из участков индуктирующего провода и закрепленных на них пластин магнитопроводов, отличающийся тем, что участки индуктирующего провода расположены относительно друг друга последовательно вдоль продольной оси нагреваемых поверхностей со смещением на величину, достаточную для размещения на каждом из них пластин магнитопровода под прямым углом к токопроводу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2