Устройство закалки коленчатых валов с помощью токов высокой частоты

 

СССР

¹ 48416

Класс 18 с, 2„

Выпущено в свет

31 марта 1941 гола

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано е Бюро изобретений Госплана при CHK СССР

В. П. Вологдин устройство для закалки коленчатых валов с помощью токов высокой частоты.

Заявлено 16 декасрн !935 года за ¹ 1824l9.

О выдаче авторского свидетельства опублнковано

3! августа l936 года.

Увеличение срока службы шеек коленчатых BBJIGB может быть достигнуто поверхностной закалкой. Эта закалка может быть произведена при помощи автогена; однако, этот способ имеет целый ряд крупных недостатков, не считая значительной его стоимости. Помимо этого, закалка шеек может быть произведена высокой частотой, для каковой цепи на шейку вала могут быть надеваемы катушки из медной трубки, по которым пропускается ток высокой частоты и охлаждающая вода. Однако, такой способ закалки имеет также крупные недостатки, заключающиеся, во-.первых, в том, что нагрев получается неравномерным и, во-вторых, в том, что надевание катушек при большом их сечении, не допускающем разъема, очень затруднительно.

Настоящее изобретение имеет целью устройство, позволяющее получить возможность равномерного по всей окружности нагрева поверхности накала при быстрой установке индуктирующей катушки. Помимо этого, это устройство исключает нагревание тех частей коленчатого вала, например, щек, которые не должны быть под,вергнуты закалке.

Решение этой задачи производится путем применения вместо цилиндрических катушек, несущих ток высокой частоты, катушек, имеющих корытообразную форму. При этом каждая шейка имеет одну или две подобные катушки.

Перед началом работы, при установке коленчатого вала, описанные выше катушки раздвигаются наподобие ножниц и после помещения коленчатого вала вновь смыкаются, охватывая шейку.

Для избежания неравномерностей нагревания, связанных с такого рокада устройством, после включения в цепь катушек тока высокой частоты, коленчатый вал приводят во вращение, делая за время нагрева целый ряд оборотов, благодаря чем:. все точки, лежащие на одной окружности, получают равную энергию, а значит, и равную температуру, после достижения которой шейка быстро остывает вследствие отдачи теплоты внутренним ма"сам металла, причем ускорение охлаждения может быть достигнуто доба48416 вочным охлаждением водой, поступающей на шейку под большим давле- нием.

В качестве каналов для подведения воды могут быть использованы коры-, тообразные катушки, .которые в этом случае снабжаются рядом отверстий, . направленных на шейку. В этом случае, в период прокаливания давление воды внутри катушек сперва поддерживает- ся малым, в момент же выключения ! тока доводится до величины, равной нескольким атмосферам, чем обусловливается достаточно быстрое охлаждение шейки.

Для увеличения скорости работы:, вместо одной пары катушек может, быть применен целый ряд катушек и закалка может вестись одновременно: для всех шеек, лежащих на одной линии.

При переходе к шейкам, лежащим на другой линии, центры этих послед-, них посредством известного эксцен- трикового приспособления совмещают-, ся с центрами корытообразных катушек, которые для охвата новых шеек соответственно сдвигаются в направлении длины коленчатого вала. Так как при таком устройстве неизбежно, индуктирование токов в боковых ча- стях шеек коленчатого вала и в дру- ! гих частях механизма, то эти части подвергаются нагреванию. Во избежание этого между катушко и теми частями коленчатого вала и механизма, которые не должны быть нагреты, помещают щитки из красной меди, вну три которых, в случае надобности, цйркулирует вода; при таком устройстве может быть полностью устранено вредное нагревание всех частей за исключением шеек.

На чертеже фиг. 1 — 2, 3 — 4, 5 — б, 7 — 8, 9 — 10 представляют различные формы корытообразных нагревающих катушек.

На фиг. 1 — 2 показано расположение на шейке вала 1 корытообразной нагревающей катушки 2, состоящей из двух половин, благодаря чему при удалении половин од на от другой катушка может сниматься с шейки без перерыва в цепи, Витки катушки, помимо их расположения на фиг. l, могут укладываться не в один слой, как показано, а в несколько слоев.

На фиг. 3 — 4 корытообразные катушки 2 могут удаляться с шейки 1, поворачиваясь около оси 3 шарнира в направлении, указанном стрелками, что дает возможность удалять шейку из катушки.

На фиг. 5 — б нагревающая катушка может иметь форму, при которой достигается удобство изготовления, отсутствие контактов, недопустимых при больших токах и частотах, а также высокий к.п.д. при легкости удаления от шейки 1. Здесь имеется активный полувиток 3 и пассивный 2. Последний необходим лишь для того, чтобы ток в про воде 3 был одного направления, как это показано стрелками.

Часть пространства 4 может быть заполнена проводящим или магнитным экранирующим материалом.

На фиг. 7 — 8 показана разъемная катушка, навитая в форме зигзага, причем направление токов в соседних проводах или группах их противоположны, поэтому создается многополюсность. Катушки лежат в ряд по направлению оси шейки. Помимо одного витка в катушке или простого зигзага, каждая катушка может иметь ряд витков, уложенных в слоях, лежащих по направлению оси шейки, либо перпендикулярно к ней.

Преимущество этой системы — высокий коэфициент мощности и отсутствие нагревания ненужных частей вала (щек 4). Обмотка может быть уложена в тонком высокочастотном железе.

На фиг. 9 — 10 показана такая же система обмотки, как и на фиг. 7 — 8, но витки расположены в направлении оси шейки.

Как и в предыдущем случае, вместо простого зигзага могут быть примене ны катушки из нескольких витков. Эта система пригодна более всего при длинных шейках малого диаметра, тогда как система, изображенная на фиг. 7 — 8, более целесообразна при коротких шефах больнгого диаметра.

Витки 2 могут быть уложены в тонкое расслоенное железо или прессованный порошок, как это показано пунктиром под цифрой 3. При этом ка48416 иг.6 фиг.7 фиг.3

d) r!0 фиг3 у /

, ь, Ä 4;3

Фи 3 фиг.3

Отв. редактор П. В. Никитин

Тип. «Сов. печ.». М 49553. Зак. ¹ 2540 †7

Цена 35 коп.

Госпланиздат навки могут быть открытыми, закры-,. ! тыми или полузакрытыми. В случае надобности, провод 2 может быть запрессован или уложен в изолирующую массу вместо железа 3, Во всех случаях провод катушек может быть покрыт эмалью, либо по- . мещен в изолирующую трубку или огражден от шейки кварцем, фарфором, стеатитом или другой жароупор-, ной непроводящей массой.

В случае больших нагрузок меди и трудностей отвода тепла, подводящие воду концы трубок, из которых нави- ваются катушки, могут быть устроены на нескольких местах каждой катушки.

Вода для охлаждения может подаваться через отверстия в полых витках катушки, как описано в авторском свидетельстве № 30776 Н. М. Родигина.

Предмет изобретения.

1. Устройство для закалки коленчатых валов с помощью токов высокой частоты, от лича ющ ее с я применением корытообразных разъемных индуктирующих катушек 2, позволяющих ocyùåñòBëÿòü местный нагрев шеек вала.

2. В устройстве по п. 1 применение медных экранов для устранения нагревания в тех местах изделия, где оно не нужно.

3. В устройстве по п, 1 применение вращения вала для получения равномерности нагрева.