ИНДУКТОР ДЛЯ ЗАКАЛКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ПРОФИЛЯ С ГАЛТЕЛЬЮ

Полезная модель относится к области термообработки методом индукционного нагрева токами высокой частоты, в частности, к нагревательным индукторам для нагрева и закалки цилиндрических деталей с галтелью.
4
Известен индуктор-спрейер преимущественно для закалки цилиндрических деталей с галтелью, состоящий из двух соединенных последовательно по вертикали витков, при этом ширина верхнего и нижнего витков выбрана в соотношении 1:3-1:4 (см. а.с. SU №1194895, МПКC21D 1/10, 9/36, опубл. 30.11.1985).
7
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является индуктор для закалки цилиндрических поверхностей переменного профиля с галтелью, включающий индуктирующий провод, выполненный одновитковым в виде двух последовательно соединенных полуокружностей, диаметры которых равны диаметрам нагреваемых поверхностей с учетом технологического зазора и находящихся в смещенных относительно друг друга плоскостях на величину, обеспечивающую одновременный нагрев поверхности переменного профиля и галтели, спрейер, выполненный в виде двух дугообразных элементов, расположенных в плоскостях обеих полуокружностей индуктирующего провода (см. патент РФ №13459, МПК Н05В 6/36, опубл. 10.04.2000).
Недостатком известных технических решений является то, что они предназначены для закалки небольших поверхностей, и при увеличении зоны нагрева не будет обеспечиваться равномерный нагрев закаливаемой детали по всей длине индуктора, а также не обеспечивается нагрев вертикальной части галтели закаливаемой детали.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является обеспечение равномерного нагрева закаливаемой детали по всей длине индуктора, а также обеспечение нагрева радиусной и вертикальной части галтели закаливаемой детали.
Для решения поставленной задачи в индукторе для закалки цилиндрических поверхностей переменного профиля с галтелью, содержащем водоохлаждающий токоподвод, дугообразный индуктирующий провод с набором пластин магнитопровода, водоохлаждающий токоподвод состоит из двух частей, расположенных симметрично относительно друг друга и соединенных крепежными элементами, дугообразный индуктирующий провод дополнительно снабжен расположенными по его краям прямолинейными участками, при этом дугообразный и прямолинейные участки индуктирующего провода расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем прямолинейные участки индуктирующего провода соединены с дугообразными трубами водоохлаждающего токоподвода, кроме того, рабочая поверхность дугообразного индуктирующего провода выполнена радиусной, а пластины магнитопровода выполнены П-образными, при этом концы П-образных пластин дугообразного индуктирующего провода выполнены со скосами.
Отличительные признаки, заключающиеся в том, что водоохлаждающий токоподвод состоит из двух частей, расположенных симметрично относительно друг друга и соединенных крепежными элементами, а дугообразный индуктирующий провод дополнительно снабжен расположенными по его краям прямолинейными участками, при этом дугообразный и прямолинейные участки индуктирующего провода расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем прямолинейные участки индуктирующего провода соединены с дугообразными трубами водоохлаждающего токоподвода, позволяют одновременно и равномерно нагреть и закалить на необходимую глубину
радиусную и вертикальную часть галтели и поверхность цилиндрической части детали, размер которой может варьироваться в большом диапазоне.
Выполнение рабочей поверхности дугообразного индуктирующего провода радиусной, а концов П-образных пластин дугообразного индуктирующего провода со скосами, обеспечивает концентрацию электромагнитного поля на данном участке, в результате чего происходит равномерный нагрев и закалка радиусного и вертикального участков галтели на необходимую глубину.
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами:
фиг.1 - индуктор для закалки цилиндрических поверхностей переменного профиля с галтелью, общий вид;
фиг.2 - вид А на фиг.1;
фиг.3-сечение Б-Б на фиг.1.
Индуктор для закалки цилиндрических поверхностей переменного профиля с галтелью содержит водоохлаждающий токоподвод и индуктирующий провод.
Водоохлаждающий токоподвод состоит из двух частей, расположеных симметрично относительно друг друга и соединенных между собой. Каждая из частей содержит основание 1 и жестко закрепленную (при помощи пайки) на нем стойку 2. Стойки 2 соединены между собой крепежными элементами. К основаниям 1 и стойкам 2 припаяны изогнутые трубы 3 с патрубками 4 и штуцерами 5. Верхние концы труб 3 соединены с трубами 6 дугообразной формы.
Индуктирующий провод состоит из дугообразного участка 7, по краям которого закреплены прямолинейные участки 8, при этом участок 7 и участки 8 расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях.
Свободные концы прямолинейных участков 8 соединены с трубами 6 дугообразной формы. Дугообразный участок 7 и прямолинейные участки 8 выполнены полыми для обеспечения прохода охлаждающей жидкости.
На участке 7 и участках 8 индуктирующего провода расположены пластины 9 магнитопровода П-образного типа. Рабочая поверхность дугообразного участка 7 выполнена радиусной, при этом П-образные пластины участка 7 выполнены со скосами 10, угол наклона которых выбирается в зависимости от конфигурации и габаритов закаливаемой детали. На дугообразном участке 7 пластины 9 магнитопровода для обеспечения их плотной набивки скреплены в нескольких местах медными пластинами 11, а на прямолинейных участках 8 медные пластины 11 расположены по краям набора пластин 9 магнитопровода.
Индуктор для закалки работает следующим образом.
В качестве закаливаемой детали взят картер автомобиля «КАМАЗ» на концах длинного и короткого рукавов которого расположены цапфы.
Загрузка и выгрузка детали производится посредством шагового транспортера. В позиции нагрева деталь укладывается на поддерживающие ролики. На картер с двух сторон поочередно наезжают каретки, на которых расположены механизмы вращения с центрами, индукторами, спрейерами, в результате чего цилиндрическая поверхность картера, подвергающаяся закалке, оказывается в зоне прямолинейных участков 8, а галтель с вертикальной стенкой - в зоне дугообразного участка 7 индуктирующего провода, при этом зазор между индуктирующим проводом и деталью выставляется минимально возможным (2...3 мм). После зажима картера в центрах включается его вращение и подача тока высокой частоты на цапфу короткого рукава картера. Магнитное поле концентрируется в закалочной зоне детали при помощи пластины 9 магнитопровода, при этом в месте расположения галтели за счет радиусной рабочей поверхности дугообразного участка 7 и скосов 11 пластины 9 магнитопровода происходит концентрация магнитных потоков в определенном направлении с частотой 2400 герц, в
результате происходит разогрев металла цапфы картера. Во избежание перегрева индуктора в процессе работы подается охлаждающая жидкость, которая через штуцеры 5, патрубки 4, изогнутые трубы 3 и дугообразные трубы 6 одной части водоохлаждающего токоподвода проходит в полости участков 7 и 8 индуктирующего провода, охлаждает их и выводится наружу через другую часть водоохлаждающего токоподвода. По окончании нагрева происходит охлаждение картера при помощи спрейера и переключение генератора на нагрев цапфы длинного рукава картера посредством коммутационного блока. Далее процесс повторяется. По окончании цикла закалки прекращается вращение картера, происходит его разжим и отвод кареток в исходное положение. Шаговый транспортер производит смену детали.
Предлагаемое техническое решение, обеспечивает равномерный нагрева закаливаемой детали по всей длине индуктора, а также обеспечивает нагрев радиусной и вертикальной части галтели закаливаемой детали.
Предлагаемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.