ООО ЭЛИСИТ
Лидер России 2015 - Продукция отмечена золотой медалью конкурса качества - Установки индукционного нагрева "TESLINE"

Индукционный нагрев ТВЧ :: Статьи


Схемы основных типов индукционных нагревателей

Дата публикации: 27.06.2014

Для быстрой навигации по статье нажмите ссылку:

→ 1. Выбор конструкции индуктора и схемы нагревателя

→ 2. Способы транспортирования заготовок сквозь индуктор

→ 3. Методические нагреватели для мерных заготовок

→ 4. Периодические нагреватели для мерных заготовок

→ 5. Устройства для концевого и местного нагрева заготовок


1. Выбор конструкции индуктора и схемы нагревателя

Конструкция индуктора и механизмов, автоматизи­рующих работу нагревательного устройства, в значительной степени определяется размерами и формой на­греваемых заготовок, требуемой производительностью, температурой нагрева и другими технологическими осо­бенностями процесса. Схема автоматического управле­ния составляется в соответствии с принятым способом, дозирования нагрева и конструкцией механизмов, используемых для автоматизации подачи заготовок.

Остальные элементы нагревательного устройства: конденсаторная батарея, контактор, измерительные при­боры, автотрансформатор-не связаны технологическими особенностями производства. Они выбираются в зависи­мости от частоты тока и потребляемой мощности и мо­гут быть одинаковыми у нагревателей различной кон­струкции. Отличными могут быть только способы их компоновки в один общий агрегат с остальными частями нагревателя. Эти способы выбираются в зависимости от места в цеху, отводимого под нагреватель, возможности сооружения подвалов под нагревателем для располо­жения конденсаторов и т. д.

Таким образом, проектирование индукционного на­гревателя состоит из выбора конструкции индуктора, разработки механизмов, подающих заготовки, составле­ния схемы автоматического управления работой нагре­вателя, компоновки элементов между собой и размещения их в цеху.

Нагрев заготовок определенного размера и формы часто можно осуществлять в индукторах различного типа. Так, например, мерные цилиндрические заго­товки можно нагревать в круглых цилиндрических- индукторах, в индукторах цилиндрических секционированных, т. е. разделенных на отдельные части, между которыми оставлены промежутки для размещения ме­ханизмов, транспортирующих заготовки, и индукторах щелевых.

Если зазор между нагреваемой заготовкой и индуктирующим проводом не очень велик, цилиндрические индукторы имеют высокий к. п. д. и обеспечивают хорошую защиту поверхности заготовки от образования окалины, так как в малом промежутке между заготов­кой и футеровкой воздух почти не циркулирует. Однако проталкивание заготовок сквозь длинные цилиндриче­ские индукторы при малых зазорах затруднено. Часто повреждается футеровка и изоляция. Если механизмы сложны и ненадежны в эксплуатации, нагреватель при­ходится часто останавливать для ремонта и подналадки. При этом питающие генераторы работают на холостом ходу. Смежные механизмы и обслуживающий персонал простаивают. При таких простоях может быть потерян весь выигрыш, достигнутый за счет использования ин­дуктора с высоким к. п. д.

Индукторы щелевые и цилиндрические, разделенные на отдельные секции, между которыми установлены ролики, поддерживающие заготовки, имеют более низ­кий к. п. д.

Заготовки в них легко омываются воздухом и по­этому окисляются сильнее. Однако механизмы для по­дачи и перемещения заготовок в нагревателях с такими индукторами получаются более простыми и надеж­ными.

Таким образом, при выборе конструкции основных элементов нагревателя- индуктора и механизмов при­ходится учитывать весьма разнообразные технико-эко­номические факторы. Поэтому трудно привести общие правила, руководствуясь которыми можно было бы во всех случаях выбрать оптимальную схему этих устройств.

В настоящее время разработано и построено боль­шое число нагревателей различного типа. Ознакомле­ние с их конструкциями поможет читателю правильно решать возникающие перед ним задачи.

Ниже приводится схематическое описание конструкции индукторов и механизмов для подачи заготовок для некоторых типов индукционных нагревателей, уже нашедших применение в промышленности.
2. Способы транспортирования заготовок сквозь индуктор                         

Применяются два принципиально отличных способа транспортирования заготовок сквозь индуктор:                                                                                                                                                                      

1) заготовки одна за другой подаются в индуктор с помощью толкателя или ведущих роликов, установленных перед индуктором. Каждая заготовка проталкивает все заготовки, находящиеся впереди;                                                                                                                       

2) посредством специальных транспортирующих устройств - шагающего механизма, цепи, карусельного стола или роликов, поддерживающих заготовки во время их перемещения сквозь индуктор.

Первый способ транспортирования используется главным образом при нагреве в круглых цилиндрических индукторах. Нагреваемые заготовки обычно поддерживаются водоохлаждаемыми трубчатыми направляющими. Чтобы заготовки не заклинивались в индукторе и не повреждали его футеровку, они должны быть прямыми. Торцы заготовок должны быть перпендикулярны их оси и не иметь больших заусенцев. Отношение длины заготовки к ее диаметру не должно быть больше 1,5.

При первом способе транспортировки, в случае заклинивания заготовок или не подачи по каким-либо причинам очередной заготовки в индуктор, перемещение и выдача заготовок прекращаются. Во избежание перегрева заготовок, находящихся в индукторе, последний должен быть отключен. Остановлены должны бы также механизмы, подающие заготовки.

После устранения причины задержки нагреватель снова включается в работу. Однако при продолжительной остановке заготовки, лежащие в индукторе, остывают. Поэтому первые заготовки, выходящие из индуктора, после перерыва в работе нагревателя не успевают нагреться до заданной температуры. Они должны быть возвращены для повторного нагрева. Точно так же при остановке нагревателя в конце смены большое число заготовок остается в нагревателе. На другой день в на­чале работы первые заготовки, выходящие из индуктора, не имеют заданной температуры.

Весьма существенным недостатком первого способа транспортирования, при котором заготовки проталки­вают друг друга, является частое сваривание заготовок друг с другом. Вследствие сваривания заготовки выда­ются из индуктора сразу по две.

Перемещение заготовок с помощью специальных транспортирующих устройств используется при нагреве в щелевых и секционированных индукторах. Шагающие механизмы иногда используются также для перемеще­ния заготовок в круглых цилиндрических индукторах.

При перемещении с помощью специальных транс­портирующих устройств заготовки могут пропускаться сквозь индуктор по одной, что бывает необходимо при наладке ковочного агрегата. Перерывы в подаче заго­товок не сказываются на нормальной работе нагрева­теля.

В конце рабочего дня индуктор может быть полно­стью освобожден от заготовок. При транспортировке заготовок цепью, шагающим механизмом или карусель­ным столом они могут иметь значительную кривизну и заусенцы. Отношение длины к диаметру не имеет суще­ственного значения. Секционированные индукторы с промежутками между секциями для установки меха­низмов, перемещающих заготовку, могут использо­ваться для нагрева заготовок длиною больше 400 мм.

3. Методические нагреватели для мерных заготовок

Эти нагреватели строятся в различных конструктив­ных модификациях для нагрева заготовок как в про­дольном, так и поперечном магнитном поле.

Методический индукционный нагреватель

Рис. 14. Схема методического нагревателя с механи­ческим толкателем:
1 - индуктор; 2 - заготовки, подлежащие нагреву; 3 - толкатель с зубчатой рейкой; 4 - шестерня привода, зацепляющаяся с рейкой толкателя; 5 - ролики, извлекающие заготовку из индуктора.

Индукционная установка методический способ нагрева

Рис. 15. Схема методического нагревателя с непрерывным движением заготовок:
1 - индуктор; 2 - заготовки, подлежащий нагреву; 3 - магнитные ролики; 4 - ролики, извлекающие заготовки из индуктора.

Схемы методических нагревателей, в которых использован первый способ транспортирования заготовок, при­ведены на рис. 14 и 15. В нагревателе с механическим толкателем (рис. 14) заготовки, подлежащие нагреву укладываются на наклонный лоток. Толкатель, приво­димый в движение электродвигателем посредством червячного редуктора, поочередно, через определенные интервалы времени, подает заготовки в индуктор

При каждом ходе толкателя заготовки, лежащие в индукторе, сдвигаются на один шаг влево. У левого конца индуктора установлены ролики. Ролики все время вращаются. Они приводятся во вращение вторым электромотором. Нагретая заготовка, выталкиваемая из индуктора, попадает на ролики, увлекается ими и сбрасывается на транспортер, передающий ее для последующей обработки. Работой нагревателя управляет реле времени или фотопирометр посредством схемы автоматического управления.

В нагревателе с непрерывным движением заготовок (рис. 15) проталкивание последних осуществляется магнитными роликами, установленными перед индуктором. Каждый ролик состоит из двух дисков, на наружных диаметрах сняты фаски под углом 45°. Между дисками помещен постоянный магнит. Фаски на дисках образуют канавку для заготовок.

Магнит притягивает заготовку к роликам и обеспе­чивает таким образом перемещение ее без проскальзы­вания. Заготовки, подлежащие нагреву, укладываются на наклонный лоток. Отсекающий механизм пропускает их по очереди на магнитные ролики.

Последние подают заготовки одну за другой непре­рывным потоком в индуктор. Темп выдачи нагретых за­готовок определяется скоростью перемещения их, т. е. числом оборотов магнитных роликов. Ролики у выхода из индуктора, удаленные от него на длину заготовки, имеют увеличенную окружную скорость. Таким образом, сокращается промежуток времени между моментами вы­хода заготовок из индуктора и подачи ее в ковочный агрегат.

индукционный нагреватель с цилиндрическим индуктором

Рис. 16. Схема методического нагревателя с цилин­дрическим индуктором и шагающим механизмом для транспортирования заготовок:
1 - индуктор; 2 - заготовки; 3 - неподвижные направляю­щие, поддерживающие заготовки; 4 - подвижные направ­ляющие, перемещающие заготовки; 5 - вибрационный бун­кер, подающий заготовки на направляющие 3 и 4; 6 - кулачковый вал, приводящий направляющие 4.

В нагревателе с цилиндрическим индуктором и шагающим механизмом (рис. 16) заготовки, подлежащие нагреву посредством вибрационного бункера или ка­кого-либо иного устройства подаются по одной на три направляющие, проходящие сквозь индуктор. Средняя из этих направляющих подвижная, а две крайние непо­движные. Подвижная направляющая приводится в воз­вратно-поступательное движение электродвигателем по­средством червячного редуктора и кулачкового диска. При своем движении средняя направляющая приподни­мает заготовки с крайних и перемещает их небольшими шагами вдоль индуктора.

Скорость перемещения заготовок определяется числом ходов в минуту и амплитудой колебания подвижной направляющей. Изменяя число оборотов приводного электродвигателя, можно в соответствии с требуемой производительностью изменять скорость перемещения заготовок.

В нагревателях большой производительности при нагреве заготовок длиной больше 400 мм используются секционированные индуктора. Между секциями индуктора помещаются механизмы, поддерживающие и пере­мещающие заготовки. Шаг, с которым устанавливаются секции, должен быть несколько меньше половины длины заготовки. При этом каждая заготовка всегда будет опираться по меньшей мере в двух точках на механизмах, располагающихся между секциями. Длина секции должна быть несколько меньше шага, чтобы в промежутках между секциями было достаточно места для расположения вышеуказанных механизмов.

Схемы нагревателей c секционированными индукторами приведены на рис. 17, 18 и 19.

секционный индуктор

Рис. 17. Схема нагревателя с секционированным индук­тором и роликовым механизмом для транспортирова­ния заготовок:
1 - секции индуктора; 2 - нажимные ролики, служащие для увеличения силы сцепления между заготовками и роликами 4; 3  - заготовки; 4 - ведущие ролики.

В нагревателе с роликовым приводом (рис. 17) заготовки, подлежащие нагреву, с наклонного лотка по одной подаются на ролики. Перед первой секцией индуктора и между секциями установлены, кроме поддерживающих роликов, также прижимные. Последние увеличивают сцепление между заготовкой и ведущими роликами и таким образом не позволяют ей останавливаться при случайных прикосновениях к футеровке индуктора.

В связи с тем, что в секционированных индукторах нет направляющих, поддерживающих заготовку, последняя не оказывает обычно никаких механических воздействий на футеровку и изоляцию индуктора. Поэтому толщину футеровки можно уменьшить. Благодаря умень­шению зазора между индуктирующим проводом и заго­товкой к. п, д. индуктора несколько увеличивается.

Недостаток секционированного индуктора -трудность защиты заготовок от окисления, так как они легко омываются воздухом в промежутках между секциями.

Поэтому промежутки необходимо закрывать, например, трубками из шамота или другого жаростойкого мате­риала.

индуктор с шагающим механизмом

Рис. 18. Схема нагревателя с секционированным индук­тором и шагающим механизмом для транспортирова­ния заготовок:
1 - секции индуктора; 2 - неподвижные опоры; 3 - подвижные опоры, перемещающие заготовки; 4- заготовки; 5 - ку­лачковый вал, приводящий подвижные опоры 3.

Для подачи заготовок в нагревателях с секциониро­ванными индукторами могут быть использованы также шагающие механизмы (рис. 18). Заготовки лежат на неподвижных опорах, установленных перед индуктором и между секциями его. Подвижные опоры закреплены на общей рейке. Под действием системы рычагов, приводимых в движение кулачковым валом, рейка посредством подвижных опор периодически приподнимает заготовки и смещает их вдоль индуктора, Если кроме перемещения заготовок вдоль оси необходимо также их вращать, ведущие ролики между секциями индуктора устанавливаются под углом к направлению оси заготовок (рис. 19).

индуктор с роликовым механизмом

Рис. 19. Схема нагревателя с секционированным индукто­ром и роликовым механизмом для перемещения и вращения заготовок:
1 - секции индуктора; 2 - ведущие ролики, оси которых расположены под углом к оси заготовки; 3 - заготовки.

Меняя величину этого угла, можно изменять скорость перемещения заготовок сквозь индуктор. Вращение заготовок может быть полезно в устройствах для термообработки прутков , так как оно способствует выравниванию нагрева и охлаждения. Чтобы при вращении прутки не задевали за индукторы, кривизна их должна быть незначительной.

При нагреве в поперечном магнитном поле круглых, квадратных и прямоугольных заготовок время нагрева возрастает. Однако в ряде случаев использование поперечного магнитного поля позволяет упростить механизмы транспортирующие заготовки.

Карусельный индукционный нагреватель

 Рис. 20. Схема карусельного нагревателя с щелевым индук­тором:
1 - индуктор; 2 - заготовки; 3 - вращающийся стол; 4 - механизм привода стола; 5 - отражатель, сбрасывающий заготовки.

В нагревателе карусельного типа с щелевым индуктором (рис. 20) заготовки укладываются на вращающийся стол. Поверхность стол футерована жаростойким, непроводящим материалом. Карусельный нагреватель может использоваться для нагрева коротких заготовок в небольшом диапазоном длин и диаметров.

В случае нагрева нескольких цилиндрических заготовок в цилиндрическом индукторе последние можно располагать двумя способами.

1) продольные оси заготовок находятся на одной прямой. В этом случае длина индуктора несколько превышает сумму длин находящихся в нем заготовок. Индуктор имеет прямоугольное или круглое поперечное сечение в соответствии с формой поперечного сечения заготовки. В схемах, рассмотренных выше, принят описываемый способ расположения заготовок

2) заготовки располагаются рядом, параллельно друг другу, в одной плоскости, подобно, например, каранда­шам в коробке. Длина индуктора определяется суммой диаметров нагреваемых заготовок. Поперечное сечение индуктора имеет прямоугольную форму с закруглен­ными углами. Размеры поперечного сечения определя­ются диаметром и длиной заготовки. Заготовки пере­мешаются в индукторе в направлении, перпендикуляр­ном их оси.

При втором способе расположения заготовок в ин­дукторе магнитное поле направлено перпендикулярно оси заготовок. Поэтому время нагрева несколько увели­чивается. В индукторе должно находиться примерно в полтора раза больше заготовок, чем при первом способе расположения их. Однако второй способ расположения заготовок применяется, когда длина за­готовок значительно превышает их диаметр. При этом удается в несколько раз уменьшить длину индук­тора.

индукционный нагрев цилиндрических заготовок

Рис. 21. Схема нагревателя для нагрева цилиндрических заготовок в поперечном маг­нитном поле:
1 - толкатель, подающий заготовки по одной в индуктор 4 из магазина; 2 - магазин с заго­товками; 3 - защелка, нe позволяющая заго­товкам скатываться вниз из индуктора; 4 - индуктор. 

На рис. 21 показана схема нагревателя с индукто­ром, в котором заготовки расположены в процессе на­грева перпендикулярно магнитному полю. Индуктор установлен слегка наклонно.

Заготовки из магазина подаются в индуктор по од­ной снизу вверх. Верхняя заготовка выкатывается из ин­дуктора. Нагреватели такого типа могут использовать­ся в очень узком диапазоне длин и диаметров заго­товок.

4.  Периодические нагреватели для мерных заготовок

В индукторе периодического нагревателя находится одна заготовка. Нагрев включается после подачи заготовки в индуктор. Перед выдачей заготовки индуктор отключается. В том случае, если необходимая производительность обеспечивается при нагреве заготовок одной, естественно, должен использоваться периодический нагреватель. Однако и в том случае, когда не­высокой производительности устройства необходимо одновременно нагревать несколько заготовок, может оказаться целесообразным вместо одного методического индуктора установить несколько периодических.

Проталкивание заготовок в нескольких коротких периодических индукторах осуществляется проще, чем в одном длинном методическом. Можно нагревать заготовки с большей кривизной, с неровными обрезами заусенцами.

В зависимости от требуемой производительности можно использовать то или иное число индукторов. Во время наладки ковочного агрегата заготовки можно нагревать по одной. В конце смены можно выдать заготовки из всех индукторов.

При включении нагревателя, после перерыва в работе, связанного с ремонтом смежного оборудования, все заготовки могут быть доведены до заданной температуры и выданы для последующей обработки. В случае выхода из строя одного из индукторов, остальные могут продолжать нормальную работу.

При нагреве заготовок на промышленной частоте используя три или шесть периодических индуктора обеспечивают равномерную загрузку всех фаз трехфазной сети.

Однако механизмы для автоматического распределения заготовок по нескольким периодическим индукторам получаются более сложными, чем при подаче заготовок в один методический индуктор.

Если индукторы установлены неподвижно, приходится устанавливать механизмы, распределяющие готовки в определенном порядке по индукторам. Эти механизмы и схема автоматического управления получаются весьма сложными.

Для упрощения устройств, подающих заготовки, в некоторых конструкциях индукторы устанавливаются на подвижных каретках или вращающихся барабанах. Это позволяет устанавливать индукторы по очереди по оси толкателя, служащего для подачи заготовок.

Подвод тока и воды к подвижным индукторам несколько усложняется. Однако механизмы, подающие заготовки, работают более надежно.

В периодических нагревателях заготовки могут под­держиваться как трубчатыми водоохлаждающими направляющими, проходящими внутри индуктора, так и водоохлаждаемыми опорами под концами заготовок.

Ниже рассматривается несколько схем нагревателей с подвижными и неподвижными индукторами.

Схема периодического индукционного нагревателя
Рис. 22. Схема периодического нагревателя с подвижным индуктором:
1 - индуктор; 2 - опоры для заготовок, охлаждаемые водой; 3 - цилиндр, перемещающий каретку 4; 4 - каретка, на которой смонтирован индуктор.

В нагревателе (рис. 22) индуктор установлен на по­движной каретке. Благодаря этому он может смещаться вдоль оси. Заготовка удерживается концами на непо­движных опорах. После окончания нагрева каретка с индуктором смещается в сторону, а заготовка остается на месте.

При смещенном индукторе нагретая заготовка легко может быть снята и заменена новой. Иногда в описан­ной схеме индуктор устанавливается неподвижно, а опо­ры для заготовок закрепляются на подвижной ка­ретке.

Схема индукционной установки с периодическими индукторами

Рис. 23. Схема нагревателя с двумя периодическими индукторами:
1 - магазин для заготовок; 2 - убирающийся упор, останавливающий заготовку; 3 -рольганг для подачи заготовок на площадки 6; 4 - механизмы для выдачи нагретых заготовок; 5 - рольганг для транспортировки нагретых заготовок; 6 - площадка перед индуктором на несколько заготовок; 7 - толкатель для подачи заготовки в индуктор.

В нагревателе (рис. 23) два периодических индук­тора, расположены вдоль общей оси. С обеих сторон от индукторов параллельно их оси проходят два привод­ных рольганга. Первый рольганг служит для подачи холодных заготовок к индукторам. Второй для передачи нагретых заготовок к ковочному агрегату.

Вдоль первого рольганга расположены: магазин для заготовок, подлежащих нагреву, упоры, останавливающие заготовки для подачи к тому или иному индуктору, и рычаги для подъема заготовок с рольганга.

Перед каждым индуктором находится наклонная площадка на несколько заготовок и толкатель. С про­тивоположной стороны по оси индуктора установлены ролики для удаления нагретых заготовок и рычажные механизмы для сбрасывания последних на второй про­дольный рольганг.

Заготовки из магазина транспортируются первым рольгангом до одного из расположенных вдоль него упоров. Затем они поднимаются рычагами на загрузочные площадки индукторов и далее толкателями пода­ются в индукторы. Нагретые заготовки извлекаются из индукторов роликами и затем рычагами сбрасываются на второй рольганг. Работой нагревателя управляет реле времени посредством схемы автоматического управления.

Карусельный  индукционный нагреватель

Рис. 24. Схема карусельного нагревателя с шестью периодическими индук­торами:
1 - индуктор; 2 - подъемный стол, на котором удерживается заготовка; 3 - механизм привода стола 6; 4 -приемный желоб для нагретых заготовок; 5 - механизм для уста­новки на стол 2 заготовок, подлежащих нагреву; 6 - поворотный стол, на котором закреплены индукторы.

В карусельном нагревателе (рис. 24) шесть индукторов установлены вертикально на вращающемся барабане. Под индукторами на барабане закреплены подъемные столы. Через равные интервалы времени барабан поворачивается на одну шестую часть оборота.

В одном из шести положений, занимаемых каждым индуктором при поворотах барабана, стол под ним опускается. На стол устанавливается заготовка, подлежащая нагреву. Затем он поднимается и заготовки вводятся в индуктор.

При дальнейшем вращении барабана осуществляется нагрев заготовки. После того, как барабан сделает полный оборот, нагрев заканчивается, стол опускается и заго­товка сбрасывается с него.

В вертикальных индукторах не тре­буется направляющих для удержива­ния заготовок. По­следние могут быть установлены концентрично с отвер­стием в индукторе. Это способствует большей равномерности нагрева. Фу­теровка вертикаль­ных индукторов луч­ше сохраняется, так как не подвергается механическим воз­действиям.

Индукционная установка периодический способ нагрева

Рис. 25. Схема нагревателя с периодическими индук­торами, установленными на каретке:
1 - индуктор; 2 - магазин с заготовками; 3 - пневматический цилиндр, подающий заготовки в индуктор 1; 4 - ка­ретка, на которой смонтированы индукторы 1; 5- механизм привода каретки, устанавливающей индукторы по очереди на линии толкателя; 6 - ролики, извлекающие заготовки из индукторов.

При горизонталь­ном расположении индукторов они мо­гут быть установ­лены на тележке (рис. 25). По коман­де схемы автоматического управления тележка перемещается и устанавливает индукторы по очереди на ось толкателя. Толкатель подает заготовки в индукторы с наклонного магазина. Нагретые заготовки выталкиваются вновь поступающими в индуктор холодными заготовками.

Можно упростить механизацию подачи заготовок и вместе с тем не делать индукторы подвижными, если одну и ту же заготовку нагревать последовательно в нескольких индукторах.

Индукционный нагрев последовательно в трех индукторах

Рис. 26. Схема нагревателя, в котором каждая заготовка нагревается последовательно в трех индукторах:
1 - магазин о заготовками; 2 - индуктор; 3 - ролики, извлекающие заготовку из индуктора; 4 - толкатель для подачи заготовок в индуктор.

На рис. 26 показана схема нагревателя, в которой нагрев заготовки осуществляется последовательно в трех индукторах. Благодаря тому, что все нагреваемые заготовки подаются в одно место и проходят один и тот же путь, схема автоматического управления и механизмы в данном случае проще, чем в нагревателе который приведен на рис. 23. Кроме того, при последовательном нагреве заготовки в нескольких индукторах можно легко осуществить режим нагрева с постоянной температурой на поверхности. Каждый из индукторов рассчитывается на соответствующую стадию нагрева.

5. Устройства для концевого и местного нагрева заготовок

Для нагрева концов заготовок могут быть применены некоторые из вышеописанных нагревателей, обычно используемых для нагрева заготовок по всей длине. Так для этой цели могут быть использованы нагреватели, показанные на рис. 22 и 24. Они должны быть настроены таким образом, чтобы в индуктор входила не вся заготовка, а только конец ее, подлежащий нагреву. Кроме того, имеются специальные нагреватели, пред­назначенные для нагрева концов.

Индукционный нагреватель с щелевым индуктором

Рис. 27. Схема нагревателя концов заготовок с щеле­вым индуктором:
1 - индуктор; 2 - магазин с заготовками; 3 - 6арабам, пере­мещающий заготовки сквозь индуктор.

Нагреватели с щелевыми индукторами (рис. 27) ис­пользуются для нагрева концов заготовок во время их перемещения с помощью вращающегося барабана. За­готовки, подлежащие нагреву, находятся на наклонном лотке. Барабан вырезами, расположенными на его пе­риферии, захватывает заготовки по одной с лотка и подает их концами в индуктор.

индукционный нагрев концов заготовок
 Рис. 28. Схема нагревателя для нагрева концов, длина которых в несколько раз больше их диаметра:
1 - индуктор; 2 - магазин с заготовками; 3 - заталкиватель за­готовок; 4 - выталкиватель заготовок.

При нагреве концов длиной более 300-500 мм к.п.д. щелевых индукторов сильно падает, так как возрастают потери в П-образных перемычках на концах индуктора. При значительной длине нагреваемых концов суммар­ная длина перемычек может оказаться больше длины прямолинейных участков индуктора. Более рацио­нально длинные концы нагревать в цилиндрических индукторах с прямоугольным, закругленным по концам, поперечным сечением (рис. 28). Заготовки подаются вдоль оси толкателем в верхний конец наклонно установленного индуктора. В процессе нагрева они скатываются вниз по футеровке индуктора. В нижнем конце индуктора они выдаются из него выталкивателем.

щелевой кольцевой индуктор

Рис. 29. Схема нагревателя для концов заготовок с щелевым кольцевым индук­тором:
1 - механизм, поворачивающий барабан 3; 2 - магазин для заготовок; 3 - барабан с пазами для заготовок; 4 - индуктор; 5 - нагре­ваемые заготовки; 6 - извлекатель заготовок; 7 - цилиндр привода извлекателя 6; 8 - труб­ки, закрепленные на барабане 3, поддержи­вающие заготовки 5; 9 - толкатель, протал­кивающий заготовки в трубки из пазов ба­рабана 3.

Для нагрева длинных концов успешно используются также нагреватели с щелевыми индукторами кольцевого типа. В этих нагре­вателях (рис. 29) индуктор образован двумя концентрическими спиралями из медных трубок, из которых одна нахо­дится в другой. Спи­рали включаются таким образом, что­бы магнитные по­токи, создаваемые токами в каждой из них, суммировались в пространстве между спиралями.

Тогда при достаточно большом диа­метре спиралей и небольшом зазоре между ними в этом зазоре создается равномерное магнитное поле. Сюда вводятся нагреваемые концы заготовок. Последние удерживаются в отверстиях вращающегося барабана, установленного концентрично индуктору,

В некоторых случаях после нагрева конца заготовки и отрезки, полученных из конца поковок, остав­шуюся часть необходимо снова нагреть для про­должения процесса ковки. Так осуществляется, напри­мер, ковка подшипниковых колец, мелких шестерен и т. п. изделий. При этом оставшаяся часть штанги, под­лежащая повторному нагреву, на конце длиной 100- 200 мм имеет довольно высокую температуру, а осталь­ная часть ее холодная. При подаче такой заготовки в индуктор для повторного нагрева трудно добиться равномерной температуры по длине.

Можно было бы изготовить индуктор с неравномер­ным шагом навивки таким образом, чтобы ослабить на­грев части заготовки, имеющей более высокую темпера­туру. Однако температура оставшегося конца и длина нагретой части от нагрева к нагреву изменяются. По­этому устойчивых результатов таким приемом практи­чески добиться очень трудно.

В настоящее время предложено два способа преодо­ления вышеуказанного затруднения.

1. Применение двухчастотного нагрева. При нагреве током 50 гц заготовки диаметром меньше 100 мм не на­греваются выше точки магнитных превращений. По­этому температура заготовки выравнивается и дости­гает 768° С. Затем включается ток более высокой частоты и осуществляется нагрев до ковочной темпера­туры.

2. Нагрев на одной высокой частоте, но в индукторе в два раза более длинном, чем длина нагреваемой части. При первом нагреве заготовка вставляется в ин­дуктор на половину его длины и конец ее нагревается только до 500-700° С. Затем она вводится полностью на длину индуктора. При второй стадии первого на­грева конец догревается до ковочной температуры, а остальная часть, находящаяся в индукторе, нагревается до 700-900° С.

В процессе отковки эта часть остывает до 500-700° С. При повторной подаче в индуктор заготовка вво­дится на всю длину его. Нагреваемый конец сразу ока­зывается в таких же условиях, как при второй стадии первого нагрева. Если при всех последующих нагревах заготовку вводить в индуктор также на полную длину его, удается осуществить постоянство режима нагрева.

Местный нагрев заготовок. Наиболее широко мест­ный нагрев применяется в устройствах для гибки труб и прутков. Схема одного из устройств для гибки труб приведена на рис. 30. Нагрев и гибка осуществляются здесь непрерывно последовательным методом при движении заготовки сквозь индуктор. За индуктором установлен ролик, придающий трубе требуемую форму. Для продольного перемещения трубы служит каретка. На каретке установлено зажимное устройство, которое захватывает за конец трубы. Каретка перемещается ходовым винтом.

Устройство для индукционной гибки труб

Рис. 30. Схема устройства для гибки труб:
1 - труба; 2 - каретка с зажимным устройством для подачи трубы вдоль оси; 3 - направляющие ролики; 4 - высокочастотный трансформатор; 5 - ин­дуктор; 6 - нажимной ролик; 7 - механизм привода каретки 2.

В автоматической линии для изготовления зубьев бороны заготовки прямоугольного сечения длиной 500 мм опираются концами на параллельных направля­ющих (рис. 31). Две цепи Галля, проходящие рядом с направляющими, подают заготовки непрерывным по­током к прессу для разрезки их на две равные части. Для облегчения процесса резки узкие зоны в средней части должны быть нагреты до температуры 900-1000° С. Нагрев осуществляется индуктором с Т-образ­ным железным сердечником. Индуктор установлен под серединой заготовок вдоль направления их перемеще­ния. Одновременно нагревается 15 заготовок. Сердечник обеспечивает локализацию нагрева в пределах узкой зоны.

Схема индукционного нагревателя прямоугольных заготовок

Рис. 31. Схема нагревателя для местного нагрева прямоуголь­ных заготовок:
1 - нагреваемые заготовки; 2 - направляющие, поддерживающие конец заготовки; 3 - цепь, транспортирующая заготовки в плоскости перпендикулярно чертежу; 4 - индуктор; 5 - магнитопровод.

Зональный нагрев прутков применяется в кузнечных цехах для облегчения резки их на мерные заготовки и устранения трещинообразования при этой операции.

За последнее время на трубоэлектросварочных ста­нах и станах, изготовляющих бесшовные трубы, вместо трубоотрезных станков при разделении труб на мерные куски нашли применение труборазрывные станки, в ко­торых для облегчения и ускорения процесса разделения используется местный индукционный нагрев.


Источник: "Применение сквозного индукционного нагрева в промышленности" Богданов В.Н., Рыскин С.Е.

Назад

Поиск

RSS ЭЛИСИТ 

Последние новости

23.05.2017
Индукционный нагреватель твч, установка твч индукционного нагрева,  закалка твч,  пайка, печь твч, термообработка ... Лучшая компания России
Компания "ТЕСЛАЙН ИНДАКТИВ" награждена почетной медалью «Национальный знак качества. Выбор России» в рейтинге "ЛУЧШАЯ КОМПАНИЯ РОССИИ — 2016" ...
Подробнее...

09.01.2017
Индукционный нагреватель твч, установка твч индукционного нагрева,  закалка твч,  пайка, печь твч, термообработка ... Модернизированная китайская установка
Инженерами ТЕСЛАЙН выполнен ремонт и модернизация установки индукционного нагрева мощностью 60кВт в двухблочном исполнении производства КНР (Китай)
Подробнее...

20.07.2016
Индукционный нагреватель твч, установка твч индукционного нагрева,  закалка твч,  пайка, печь твч, термообработка ... Услуга закалки ТВЧ
Услуги закалки ТВЧ деталей в новом цехе на производственной площадке ООО "ТЕСЛАЙН ИНДАКТИВ", г.Томск. Выполнение срочных заказов.
Подробнее...

Фотостена

Индукционный нагрев, установки ТВЧ индукционного нагрева, печи ТВЧ, индукционный нагреватель

Индукционная пайка ТВЧ установка

ТВЧ закалка трубы индуктор