Индукционного нагревателя

А. Я. Рублевым разработаны ультразвуковая и индукционная установки для определения продолжительности жизни образцов с трещинами. Основой индукционной установки является дефектоскоп ДНМ-500 с датчиком, вставляющимся в отверстие концентратора. Обе установки обеспечивали выявление трещины усталости практически одновременно. Площадь трещин составляла 0,195—0,4 мм2, а протяженность 0,3—0,4 мм. Вероятность сохранения работоспособности образцов с трещиной колебалась от 14 до 42%. Этими исследованиями было установлено, что поверхностный наклеп шариками образцов из высокопрочных сплавов В93, В95 увеличивает их долговечность. Так, после проведения наклепа число циклов до образования трещин возрастает с 16,4-Ю3 до 40,9 • 103, в то время как число циклов до разрушения образца с трещиной увеличивается с 5,3 • 103 до 7,5 • Ю3 циклов. У наклепанных образцов меньшая скорость роста трещины в начальный период, прячем довольно длительный период по числу циклов (3,5 • Ю3'циклов) она почти постоянна, в то время как у ненаклепанных образцов трещина усталости после возникновения начинает расти со все возрастающей скоростью. Наклеп перед анодированием резко увеличивает долговечность образцов за счет удлинения периода до образования трещин таким образом, что общая долговечность наклепанных и анодированных образцов возрастает в 6,5 раза по сравнению с ненаклепанными (с 5,9- Ю3 до 38,7- Ю3 циклов) и превосходит долговечность исходных фрезерованных (наклепанных и неанодированных) образцов.

Все эти устройства дают большой экономический эффект. Так, экономический эффект от индукционной установки на Енакиевском металлургическом заводе составляет 1230 тыс. руб. в год.

Уравнения (V.156) и (V.157) были использованы для расчета динамики системы автоматического регулирования выходного напряжения параллельного инвертора, нагруженного на колебательный контур индукционной установки [V.15]. Однако эти уравнения не учитывают динамики нагрузки инвертора, что в ряде случаев может привести к существенным ошибкам. Если собственная частота колебательного контура близка к частоте инвертирования, что, как правило, выполняется, динамика нагрузки может быть учтена уравнением

ние этой границы в процессе нагрева нежелательно, так как при изменении знака коэффициента усиления инвертора регулятор становится неработоспособным. Поэтому при расчете режима работы индукционной установки с преобразователем частоты необходимо заранее задаться настройкой колебательного контура (емкостной или индуктивной) и обеспечить ее сохранение в процессе нагрева.

Цикл работы. Специальный контейнер, относящийся к загрузочному устройству и заполненный заготовками, при помощи подъемных средств устанавливается на загрузочное устройство (рис. 5.1, 4), самофиксируется и закрепляется специальными захватами. Торцовая часть контейнера открывается с помощью рычагов, имеющихся на пневмозагрузчике. Дистанционным пультом управления включается пневмо-цилиндр, установленный на качающихся опорах, контейнер наклонно поднимается и заготовки засыпаются в вибратор 3. Вибратор прерывной последовательностью автоматически перемещает нарезанные заготовки в загрузочное устройство индукционной установки нагрева средней частоты 2.

Фиг. 40. Схема индукционной установки для проверки короткозэмкнутых витков: / — ротор; 2 — башмаки; 3 —.сердечник; 4 — генератор звуковой частоты; 5 — катодный вольтметр ЛИ-177.

Схема индукционной установки для последовательного нагрева под закалку токами промышленной частоты показана на фиг. 3.

Если принять полезную мощность индукционной установки Р = 240 кет, то предельный нагрев, которого можно достигнуть без слива мазута в течение очень длительного времени, составил бы

ки схемы индукционной установки открывается сливной клапан в цистерне. После этого на установку подается напряжение включением автомата на щите управления, а бригада переходит к сборке схемы следующей цистерны.

Технико-экономические показатели индукционной установки. При подогреве мазута индукционным методом тепловыделение происходит в стенках

При фиксированной частоте термический кпд уста новки зависит от параметров индукционной установки, от степени заполнения тигля жидким металлом и твердой завалкой, от свойств футеровки и подведенной мощности Практически все параметры можно считать относитель но постоянными, кроме степени заполнения тигля и вели чины подведенной мощности Система автоматической

Конвейером заготовки подаются в бункер индукционного нагревателя карусельного типа, обеспечивающего нагрев средней части длиной 200— 260 мм до 1100°С за время их перемещения в рабочей зоне индуктора. Производительность высокочастотного нагревателя (10 тыс. Гц) при напряжении 1000 В до 540 кг/ч. Автономным устройством заготовки подаются в рабочее пространство гидравлического пресса, на котором выполняется горячая гибка. Пресс усилием до 2,50 МН работает при давлении жидкости до 25 МПа и обеспечивает при ходе 500 мм скорость перемещения ползуна до 180 мм/с. Отштампованные заготовки охлаждаются воздушно-водяной смесью до 200 °С.

томатизированные комплексы для горячей штамповки поковок автомобильных клапанов (рис. 13). Штучные заготовки, получаемые разрезкой прутков на автоматизированной технологической линии, доставляются в специальной таре с открывающимся дном и загружаются в одну из секций поворотного бункера. В каждой секции бункера размещены заготовки определенного размера, соответствующие поковкам клапанов, изготовляемых на одном из прессов комплекса. По сигналу бункера индукционного нагревателя бункер с заготовками поворачивается вокруг вертикальной оси таким образом, что его секция с заготовками размещается над люлькой шахтного подъемника. Дно бункера открывается, и заготовки высыпаются в люльку, которая поднимается к конвейеру подачи исходных заготовок. Люлька опрокидывается и высыпает заготовки на конвейер, который доставляет их к бункеру нагревателя. Бункер с помощью шибера с приводом от пневмоцилиндра поштучно подает заготовки в индуктор. Нагретые заготовки поступают в наклонную трубу, по которой смещаются к приемному устройству шиберной подачи КГШП. Исходная за-

Иногда поле рассеяния индуктора захватывает некоторые элементы конструкции закалочного станка или индукционного нагревателя, вследствие чего происходит нагрев этих элементов, сопровождающийся обгора-нием краски или смазки.

от 500 до 3000 'мм. Ошиновка индукционного нагревателя допускает различные комбинации последовательного и параллельного включения секций. Все напорные водяные шланги подводятся к водораспределительной колодке 3.

Конструктивно преобразователь выполнен в виде шкафа, имеющего габариты 1200x750x2000 мм. Шкаф устанавливается в непосредственной близости от индукционного нагревателя и может быть с ним совмещен. При таком расположении резко сокращаются потери в токоподводах, имеющих при питании индукционных нагревателей от машинных генераторов значительную протяженность!

К моменту приближения первой заготовки к выходу индуктора напряжение на преобразователе уже достигает номинального значения, при котором срабатывает реле напряжения. Тогда своим замкнувшимся контактом это реле подает импульс на включение механизма проталкивания заготовок независимо от реле времени, а другой контакт реле напряжения размыкает цепь питания реле времени; последнее возвращает свои контакты в исходное положение. На этом процесс пуска индукционного нагревателя заканчивается, и первая же заготовка, вытолкнутая из индуктора, имеет ковочную температуру.

На рис. V.22 приведен график зависимости действующего значения выходного напряжения преобразователя от времени, поясняющий процесс пуска индукционного нагревателя и выхода его на установившийся режим работы. Момент проталкивания каждой заготовки отмечен на графике зубцом. Первоначально в моменты проталкивания наблюдаются скачки напряжения в сторону увеличения, так как вначале cos срнагр низок; по-

Рис. V.22. График зависимости действующего значения выходного напряжения преобразователя от времени при пуске индукционного нагревателя

В качестве индукционного нагревателя применяется нагреватель, изготовленный из медных или алюминиевых шин или медного многожильного провода без изоляции сечением не менее 75 мм2, намотанных на трубу. Труба перед наложением индукционного нагревателя обертывается листовым асбестом толщиной не менее 10-лии. Для термообработки сварных стыков труб диаметром от 100 до 325 мм достаточно иметь два индуктора, основные размеры и веса которых приведены в табл. 13 **.

Преимущества съемного индукционного нагревателя перед муфельной печью сопротивления и пропан-бута-новой горелкой заключаются в более равномерном нагреве, относительно высокой скорости нагрева, высокой надежности и малом весе,

Для нагрева, стальных заготовок 0 35 мм и длиной 75 мм под штамповку был применен индукционный нагреватель, питание которого осуществляется от тиристорного преобразователя частоты мощностью 100 кВт с выходной частотой 2— 4 кГц, выполненного по схеме с явно выраженным звеном постоянного тока. Он состоит из следующих основных узлов: а) управляемого тиристорного выпрямителя; б) однофазного инвертора с обратными диодами; в) нагрузки, включенной в цепь удвоения частоты; г) системы управления, регулирования и защиты. Нагрузкой инвертора служит параллельный колебательный контур индукционного нагревателя. Управляемый выпрямитель собран по трехфазной мостовой схеме на тиристорах типа ТЛ-150-7.