СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТОПРОВОДА
METHOD OF PRODUCING MAGNETIC CORES

Известен способ изготовления грузоподъемных электромагнитов путем литья из стали 25Л-1 (Южный Ю.Э. Грузоподъемные электромагниты и их ремонт. М., Энергия, 1974. с.13, рис.5) с последующей механической обработкой некоторых поверхностей отливки. Низкоуглеродистая сталь 25Л-1, содержащая 0,22-0,30% углерода, обладает хорошими литейными и механическими свойствами, поэтому отливка магнитопровода имеет качественную поверхность, в том числе на ее ребрах и проушинах, и достаточную прочность.
Однако магнитные свойства стали 25Л-1 относительно невысоки. В частности, по индукции насыщения сталь 25Л-1 значительно уступает чистому железу и сталям с более низким содержанием углерода, поэтому электромагниты, выполненные с такими магнитопроводами, имеют недостаточно высокую грузоподъемность. В то же время стали с меньшим содержанием углерода, обладающие большей индукцией насыщения, имеют плохие литейные свойства, поэтому отливки сложной формы, такие как магнитопровод грузоподъемного электромагнита, имеющий ребра на наружной поверхности и проушины для крепления подъемных цепей, получить из них литьем с требуемым качеством невозможно: мелкие элементы формы металлом не заполняются, на поверхности отливки образуются раковины. Кроме того, эти стали и изготовленные из них изделия имеют недостаточную прочность.
Техническим результатом изобретения является увеличение индукции насыщения магнитопровода и повышение за счет этого грузоподъемности электромагнита. При изготовлении электромагнита заданной грузоподъемности увеличение индукции насыщения приводит к снижению собственного веса и стоимости магнитопровода.
Это достигается способом изготовления магнитопровода грузоподъемного электромагнита путем литья, при осуществлении которого литье производят порционно, при этом сначала из стали с содержанием углерода 0,2-0,30% выполняют отливку тонкостенной чаши, наружная поверхность которой по форме и размерам соответствует наружной поверхности магнитопровода, затем во внутреннем объеме чаши устанавливают обечайки по форме полюсов магнитопровода, после чего последовательно выполняют в пространстве между чашей и соответствующими обечайками отливки полюсов и основания магнитопровода из стали с содержанием углерода 0,05-0,14%. Если обечайки выполнены из стали с содержанием углерода более 0,14%, то целесообразно после выполнения отливки полюса удалять его обечайку.
Сталь с содержанием углерода 0,05-0,14% заливается в объемы простой цилиндрической формы, поэтому качество отливок получается удовлетворительным. Поскольку порционные отливки из этой стали расположены внутри магнитопровода, то наличие пор и раковин на их поверхностях, а также возможных отслоений практически не отражается на характеристиках электромагнита. В то же время наружная поверхность магнитопровода качественная, а наружные элементы магнитопровода достаточно прочные, поскольку они принадлежат отливке из стали с высокими литейными и прочностными свойствами.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1-4 показаны конструкции магнитопровода, полученные при осуществлении способа.
Пример 1. Методом литья по выплавляемым моделям из стали 20 изготовили тонкостенную чашу 1 с ребрами 2 и проушинами 3. Во внутренней полости чаши смонтировали сваркой цилиндрические обечайки 4 и 5, выполненные из листовой стали 10, толщиной 2 мм. В пространство, ограниченное дном чаши и обечайкой 4, залили порцию стали 10 с содержанием углерода 0,09%, получив при этом внутренний полюс 6 магнитопровода. Затем в пространство между стенками чаши и обечайкой 5 залили вторую порцию стали 10 с тем же содержанием углерода, получив наружный полюс 7 магнитопровода. Наконец, залили третью порцию стали 10 в промежуток между обечайками до уровня, обеспечивающего получение заданной толщины основания 8. Грузоподъемность электромагнита, изготовленного на данном магнитопроводе (фиг.2), превысила на 19,2% грузоподъемность электромагнита с такими же размерами корпуса и одинаковыми намоточными данными.
Пример 2. Аналогично примеру 1 изготовили магнитопровод (фиг.3), но после заливки порций стали 11 в полость обечайки 4 и в полость между обечайкой 5 и чашей 1 удалили обечайки 4 и 5. Грузоподъемность электромагнита при этом оказалась практически на уровне примера 1.
Пример 3. Аналогично примеру 1 изготовили магнитопровод (фиг.4), но до установки обечаек в чашу залили первую порцию стали 10 до уровня, обеспечивающего заданную толщину основания. Обечайки 4 и 5 приварили к поверхности полученной отливки и затем произвели заливку второй и третьей порций стали для получения внутреннего и наружного полюсов. В данном примере существенно выросла порция стали, заливаемой для получения основания, и уменьшились порции стали, заливаемой для получения полюсов.
Поскольку во всех примерах осуществления способа требуется разное соотношение веса заливаемого в порциях металла, но при этом получено примерно одинаковое увеличение грузоподъемности электромагнита, выбор последовательности дробных заливок может быть осуществлен исходя из весовых характеристик конкретного магнитопровода и возможностей имеющегося литейного оборудования.
Важным преимуществом данного способа изготовления магнитопровода является также возможность изготовления тяжелых магнитопроводов при применении относительно маломощного литейного оборудования.