Индуктор для обработки цилиндрических заготовок

Авторы патента:

B21D26/14 - с использованием магнитных средств

Владельцы патента RU 2441726:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" (RU)

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к технологическому оборудованию для обработки давлением цилиндрических заготовок с использованием магнитных средств. Индуктор состоит из набора последовательно электрически соединенных металлических дисков с изолирующими слоями, имеющих радиальный разрез от внутреннего отверстия до периферии. Каждый диск оснащен токовыводами подключения, расположенными по обе стороны радиального разреза за пределами диска по его осям, разведенным на угол, величина которого установлена в зависимости от количества в наборе металлических дисков, соединенных между собой посредством разворота одного относительно другого на указанный угол, и взаимной фиксации двух совпавших при развороте токовыводов подключения до расположения их друг над другом. Обеспечивается минимальная паразитная индуктивность, компактность, а также удобство последующего подсоединения к токовыводам магнитно-импульсной установки. 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к технологическому оборудованию для обработки давлением цилиндрических заготовок с использованием магнитных средств.

Из научно-технической литературы известны «Импульсные соленоиды биттеровского типа», В.Р.Карасик. Физика и техника сильных магнитных полей. - М.: Наука, 1964 г., с.134-136, рис.54, содержащие набор последовательно электрически соединенных металлических дисков, имеющих радиальный вырез от внутреннего отверстия до периферии и отделенных друг от друга изоляционными прокладками, при этом один из концов диска имеет ступеньку для контакта со следующим. Металлические диски и изоляция образуют при сборе двойную спираль, имеющую предварительное осевое сжатие.

Данной конструкции присуща недостаточная механическая прочность из-за того, что толщина изоляции всегда меньше ступеньки на конце диска, появляется зазор, который не возможно устранить. Это можно преодолеть, изготовив кольца из прочного металла, однако более прочные металлы (например, высокопрочная сталь) имеют более высокое электрическое сопротивление, что ведет к снижению КПД индуктора, т.к. часть энергии импульсного магнитного поля идет на образование тепла. Кроме того, нагрев спирали может дойти до температуры, которую не выдержит изоляция.

Еще один путь к преодолению этого недостатка - увеличение толщины металлических дисков и изоляции, что, в свою очередь, также приведет к уменьшению КПД и увеличению размера индуктора.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению можно считать индуктор для обработки цилиндрических заготовок, состоящий из набора последовательно электрически соединенных металлических дисков с изолирующими слоями, имеющих радиальный вырез от внутреннего отверстия до периферии, в котором радиальный вырез выполнен в виде сектора с углом 120°, каждый металлический диск имеет изолирующий слой только с одной стороны и по торцевым поверхностям и контактирует неизолированной стороной с неизолированной стороной соседнего металлического диска на поверхности сектора с углом 120° с образованием спирали из двойного слоя металлических дисков с предварительным осевым сжатием (патент РФ №2257274, B21D 26/14).

Недостаток такой конструкции состоит в том, что нет возможности обеспечить плоскостность между изоляционным диском и выступом, что необходимо для контакта одного металлического диска с другим. В противном случае существует возможность колебания дисков в осевом направлении, за счет образования люфта.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение - обеспечение надежности, повышение КПД магнитного поля, путем обеспечения высококачественного контактного соединения металлических дисков, образующих спираль индуктора, а также увеличение срока службы.

Поставленная задача решается тем, что в индукторе для обработки цилиндрических заготовок, состоящем из набора последовательно электрически соединенных металлических дисков с изолирующими слоями, имеющих радиальный разрез от внутреннего отверстия до периферии, каждый из дисков оснащен токовыводами, расположенными по обе стороны радиального разреза за пределами диска по его осям, разведенным на угол α, величина которого зависит от количества в наборе металлических дисков, соединяемых между собой путем разворота одного относительно другого на угол α и взаимной фиксации двух совпавших при этом токовыводов, до тех пор, пока токовыводы подключения не окажутся друг над другом.

Совокупность существенных признаков, характеризующих заявляемый объект, позволяет вывести зоны контакта за пределы витка индуктора, что значительно повышает КПД получаемого магнитного поля за счет максимального использования площади рабочей части витка индуктора, а также делает узел соединения компактным.

На фиг.1 представлен индуктор для обработки цилиндрических заготовок состоящий, например, из 8-ми дисков, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1, на фиг.3 - два отдельно взятых из набора металлических диска, фиг.4 - разрез Б-Б фиг.2.

Индуктор для обработки цилиндрических заготовок состоит из набора последовательно электрически соединенных металлических дисков 1, 1′…1ⁿ с изолирующими слоями 2, имеющих радиальный разрез 3 от внутреннего отверстия 4 до периферии.

Каждый из металлических дисков 1, 1′…1ⁿ оснащен токовыводами 5, 5′…5ⁿ и 6, 6′…6ⁿ, расположенными за его пределами в зоне радиального разреза 3, симметричных осям дисков 1, 1′…1ⁿ, разведенным на угол α, величина которого зависит от количества последовательно электрически соединенных металлических дисков 1, 1′…1ⁿ в наборе.

Соединение токовыводов между собой происходит через прокладку 7, например, скобой 8.

Металлические диски с изолирующими слоями 2 собираются в индуктор таким образом, что каждый следующий 1′ накладывается на предыдущий 1 и разворачивается относительно предыдущего на угол α при этом токовывод 6′ совмещается с токовыводом 5.

Для исключения образования нулевого радиуса при соединении токовыводов (что недопустимо при больших импульсных токах) совпавшие токовыводы складываются пополам, соединяются через прокладку 7 и обжимаются, например, скобой 8, что исключает искрение в зоне соединения токовыводов.

Диски 1, 1′…1ⁿ устанавливаются друг над другом и соединяются между собой, как указано выше, до тех пор, пока токовыводы подключения 5ⁿ и 6 не расположатся друг над другом.

Предлагаемое к защите техническое решение является самым оптимальным вариантом компоновки индуктора из набора последовательно электрически соединенных металлических дисков с изолирующими слоями, которое обеспечивает минимальную паразитную индуктивность, компактность, а также удобство последующего подсоединения к токовыводам магнитно-импульсной установки.

Индуктор для обработки цилиндрических заготовок, состоящий из набора последовательно электрически соединенных металлических дисков с изолирующими слоями, имеющих радиальный разрез от внутреннего отверстия до периферии, отличающийся тем, что каждый из дисков оснащен токовыводами подключения, расположенными по обе стороны радиального разреза за пределами диска по его осям, разведенным на угол α, величина которого установлена в зависимости от количества в наборе металлических дисков, соединенных между собой посредством разворота одного относительно другого на угол α и взаимной фиксации двух совпавших при развороте токовыводов подключения до расположения их друг над другом.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для магнитно-импульсного прессования изделий из наноразмерных порошковых материалов. .

Способ изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки материалов // 2413588

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении индукторной оснастки, используемой при магнитно-импульсной обработке материалов.

Способ изготовления тонкостенной оболочки с криволинейными рабочими поверхностями // 2398646

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении оболочковых конструкций с криволинейными рабочими поверхностями. .

Устройство для сжатия вещества // 2372980

Изобретение относится к области физики сверхсильных импульсных магнитных полей, давление которых может быть использовано для изучения свойств вещества при сжатии импульсным давлением и получения веществ с новыми свойствами.

Разъемный индуктор обжима // 2318626

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для магнитно-импульсного обжима длинномерных или имеющих утолщения на концах трубчатых заготовок.

Индуктор для обработки цилиндрических заготовок // 2257274

Изобретение относится к технологическому оборудованию для обработки давлением цилиндрических заготовок с использованием магнитных средств. .

Способ соединения // 2254955

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при соединении конструктивных элементов изделий, например при соединении гибких элементов с наконечниками.

Способ изготовления профилей из электропроводящих материалов и устройство для его осуществления // 2245205

Изобретение относится к обработке металлов давлением. .

Способ получения соединения металл-неметалл // 2239507

Изобретение относится к области машиностроения. .

Устройство для магнитно-импульсного формообразования осесимметричных оболочек // 2217258

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей из трубчатых заготовок. .

Способ изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов и приспособление для изготовления индуктора гибкой // 2465088

Изобретение относится к технологическому оборудованию для обработки давлением цилиндрических заготовок с использованием магнитных средств

Катушка для многоштучной обработки трубообразных изделий // 2476948

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для соединения изделий с помощью электромагнитного импульса

Способ получения профилированной листовой детали // 2477665

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении профилированных деталей типа окантовок, каркасов, имеющих сложную геометрическую форму профилей

Способ обработки давлением длинномерных заготовок // 2516183

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в производстве проволоки, полос, труб, прутков круглого и фасонного сечений прессованием, волочением, редуцированием. Осуществляют подачу заготовки в контейнер, который устанавливают на входе в матрицу, создают в нем деформирующую осевую силу и осуществляют перемещение заготовки из контейнера в матрицу, при этом контейнер выполняют в виде статора линейного двигателя, заготовку помещают в статор и придают ей функцию вторичного элемента двигателя, при этом электромагнитное поле двигателя используют для создания деформирующей осевой силы и средства перемещения вторичного элемента - заготовки. На выходе из матрицы на заготовку накладывают дополнительную деформирующую осевую силу с помощью дополнительного линейного двигателя. Снижается трение в контейнере. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ изготовления индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов // 2518038

Изобретение относится к технологическому оборудованию для обработки давлением цилиндрических заготовок с использованием магнитных средств. Токопроводящую спираль выполняют в виде единой плоской заготовки, которую формируют из соединенных перемычками токопроводящих пластин в виде многогранников, в каждом из которых между его контуром и центральным отверстием выполняют отверстия и пазы так, чтобы условная линия токов проходила по всему рабочему контуру пластины. Крайние токопроводящие пластины оснащают токовыводами подключения, расположенными параллельно друг другу. Далее пластины сгибают в местах перемычек с совмещением осей центральных отверстий. Затем рабочие поверхности токопроводящих пластин электрически изолируют и сжимают до соприкосновения. При этом минимальное количество формуемых граней многогранника выбирают кратным числу витков изготовляемого индуктора. Отверстия и пазы располагают в вершинах многогранника, поперечное сечение одного из пазов выполняют клинообразным, образующие клин стороны располагают на продолжении обращенных к друг другу сторонах перемычек, перпендикулярных смежным граням многогранника, а его зауженную часть соединяют с центральным отверстием. Повышается надежность и эффективность. 4ил .

Способ магнитно-импульсной обработки деталей // 2521941

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при стабилизации геометрии деталей за счет выравнивания остаточных напряжений в их поверхностном слое, в том числе при сложной форме участка обработки. Способ включает обработку детали импульсами тока, осуществляемую индуктором с двухконтурным генератором с индуктивностью и емкостным накопителем. При этом перед обработкой пространство между индуктором и деталью, размещенными во вторичном контуре генератора, заполняют ферромагнитной реологической жидкостью, причем время зарядки емкостного накопителя в первичном контуре генератора устанавливают равным времени затвердевания реологической жидкости, а интервал времени между импульсами ограничивают длительностью нахождения реологической жидкости в затвердевшем состоянии. Изобретение обеспечивает повышение плотности энергии в импульсе до предельного значения в начале пластической деформации материала и повышение коэффициента полезного использования подводимой энергии, а также позволяет ускорить достижение выравнивания остаточных напряжений на всех участках обрабатываемого поверхностного слоя детали. 2 ил., 1 пр.

Индуктор для магнитно-импульсной раздачи трубчатых заготовок // 2542190

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к индукторам для магнитно-импульсной обработки. Используют токоподвод коаксильного типа, образованный торцовым токовыводом, выполненным в виде стальной трубы с фланцем, закрепленным на торце спирали индуктора, и изолированно установленном на центральном токовыводе. Предусмотрено дополнительное охлаждение за счет установленной в винтовом пазе полихлорвиниловой трубки для подачи теплоотводящего агента. В результате обеспечивается повышение эксплуатационной стойкости индуктора, понижение индуктивности индуктора, увеличение длины обрабатываемых трубных заготовок за счет повышения жесткости конструкции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ снятия тонкостенных оболочек после формовки на них резьбовой поверхности // 2556156

Изобретение относится к механической обработке давлением, в частности к электромагнитной штамповке трубчатых заготовок, и может найти применение при прессовании резьб на металлических втулках и тонкостенных оболочках. После формовки резьбовой поверхности с помощью импульсного магнитного поля на тонкостенную оболочку воздействуют импульсом, противоположным импульсу, образующему резьбовую поверхность. Повышается технологичность операции снятия тонкостенных оболочек после формовки на них резьбы за счет облегчения их извлечения без нарушения целостности резьбовой поверхности. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство и способ для электромагнитной вытяжки и устранения вмятин // 2558700

Изобретение относится к технике магнитно-импульсной обработки материалов и может быть использовано для формовки тонкостенных металлических деталей и устранения вмятин преимущественно на элементах летательных аппаратов, а также для обработки, например, стальных листов автомобильных кузовов. Технический результат состоит в снижении пиковых рабочих напряжений, повышении надежности рабочей головки. Устройство содержит электромагнитную систему для создания импульсных магнитных полей в обрабатываемой детали, первичный медленный источник импульсного тока и вторичный быстрый источник импульсного тока. Направление вторичного магнитного поля преимущественно противоположно направлению первичного магнитного поля. Вторичный источник тока генерирует последовательность двух или более импульсов тока. Рабочая головка изготовлена в виде отдельного перемещаемого узла с ручками или держателем для фиксации его положения относительно детали. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ демонтажа пуль патронов стрелкового оружия // 2591869

Изобретение относится к области утилизации патронов стрелкового оружия (ПСО), и в частности к технологии разделения пуль на составные части, включающие оболочку, свинцовую рубашку, сердечник, с последующим повторным использованием отдельных частей пули и переработкой других частей в материалы промышленного назначения. Способ демонтажа включает перемещение пули в матрицу, фиксацию ее оболочки относительно матрицы, перемещение пуансоном внутренней части пули относительно матрицы, проталкивание и удаление ее через отверстие матрицы с последующим удалением оболочки из матрицы. Пулю донной частью устанавливают на подвижные упоры матрицы, размещенной внутри статора линейного двигателя, фиксируют оболочку пули относительно матрицы, по крайней мере, двумя симметрично расположенными относительно оси пули диэлектрическими захватами, подают напряжение на статор линейного двигателя, используя создаваемое им электромагнитное поле в качестве пуансона, взаимодействующего с внутренними частями пули, которым придают функцию вторичного элемента линейного двигателя. Нагревают свинцовую рубашку и выталкивают свинцовую рубашку и стальной сердечник в направлении дна пули. Освобождают оболочку пули из захвата и выталкивают ее с помощью электромагнитного поля статора линейного двигателя. Перед демонтажем пули в ее оболочке выполняют отверстие; в процессе демонтажа пули линейный двигатель реверсируют, первоначально обеспечивая перемещение стального сердечника в сторону носика пули, а затем - в сторону ее донной части. Перед демонтажем пули ее перемещают через зону работы линейного двигателя, расплавляя свинцовую рубашку. Техническим результатом является повышение производительности способа и снижение его трудоемкости. 3 з.п. ф-лы, 12 ил.