ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ПОВЕРХНОСТИ ВТУЛОК
INDUCTION HEATER OF BUSHING SURFACE

Изобретение относится к технике индукционного нагрева и может найти применение в устройствах для термической обработки внутренних и наружных цилиндрических поверхностей металлических изделий, в частности, в устройствах для нагрева внутренней поверхности втулок.
Известен стержневой индуктор для индукционного нагрева внутренней поверхности втулки с отверстием [1. Слухоцкий А.Е. Индукторы. - Л.: Машиностроение, 1989, с.30]. Стержневой индуктор выполнен в виде охлаждаемой водой медной трубки, соединенной через разъемные зажимы шинами с понижающим трансформатором и размещенной с зазором внутри отверстия нагреваемой втулки. Недостатком стержневого индуктора [1] является неравномерность нагрева внутренней поверхности втулки, обусловленная тем, что вследствие кольцевого эффекта наибольший нагрев происходит со стороны втулки, обращенной к трансформатору. Последствия неравномерного нагрева могут проявиться в виде неравномерного износа внутренней поверхности втулки с последующей потерей ее работоспособности.
Известны индукторы для сквозного нагрева, обеспечивающие равномерный нагрев цилиндрических поверхностей, например индуктор [2. А.с. №875650, МКИ Н05В 6/38] для нагрева внутренней поверхности отверстий, выполненный в виде цилиндрической катушки из водоохлаждаемого токопровода, на оси которой размещен один из токопроводов, соединяющих катушку с источником высокочастотного тока.
Индуктор [2] для сквозного нагрева поверхности отверстий взят в качестве прототипа заявляемого устройства.
Недостатком индуктора [2] является ограниченная возможность нагрева поверхности отверстий небольшого диаметра, обусловленная тем, что на оси цилиндрической катушки размещен один из токопроводов, соединяющих катушку с источником высокочастотного тока и препятствующий уменьшению диаметра цилиндрической катушки.
Целью изобретения является расширение возможности нагрева поверхности отверстий небольшого диаметра индуктором для сквозного нагрева.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый индукционный нагреватель поверхности втулок, содержащий первый индуктор, выполненный в виде цилиндрической спирали из охлаждаемой электропроводной трубки, подключенной к источнику высокочастотного тока и размещенной с зазором внутри отверстия нагреваемой втулки, снабжен вторым, идентичным первому, индуктором, причем витки спиралей первого и второго индукторов чередуются, образуя периодическую последовательность, концы спиралей соединены закороткой, а начала спиралей подключены к источнику высокочастотного тока. Кроме того, с целью увеличения эффективности нагрева в предлагаемом индукционном нагревателе расстояние между поверхностями соседних витков спиралей составляет не менее трех величин зазора между нагреваемой поверхностью втулки и поверхностью витка спирали.
На чертеже показан в упрощенном виде предлагаемый индукционный нагреватель поверхности втулок.
Цифрами на чертеже обозначены: 1 - спираль первого индуктора, 2 - спираль второго индуктора, 3 - закоротка, 4 - нагреваемая втулка.
Работа предлагаемого индукционного нагревателя происходит следующим образом.
В индукционном нагревателе чередующиеся витки спиралей 1 и 2 из охлаждаемой электропроводной трубки образуют бифилярную обмотку, замкнутую на конце закороткой 3 и подключенную к источнику высокочастотного тока (не показан). При прохождении высокочастотного тока обмотка возбуждает в рабочем объеме перпендикулярное оси втулки магнитное поле, индуцирующее на поверхности втулки вихревые токи, нагревающие поверхность втулки. Для преимущественного нагрева поверхности втулки, а не поверхности соседних витков спиралей, расстояние между поверхностями соседних витков спиралей составляет не менее трех величин зазора между нагреваемой поверхностью втулки и поверхностью витка спирали.
Введение в состав индукционного нагревателя второго спирального индуктора, реализующего одновременно индукционный нагрев поверхности втулки и соединение первого спирального индуктора с источником тока, позволяет исключить из конструкции индукционного нагревателя размещенный на оси спирального индуктора токопровод. В свою очередь, отсутствие размещенного на оси спирального индуктора токопровода расширяет возможности нагрева предлагаемым индукционным нагревателем поверхности отверстий небольшого диаметра.