Устройство для индукционного нагрева

 

Использование: совмещение процессов термической и механической обработки на одном оборудовании при изготовлении деталей широкой номенклатуры: валов, шестерен , кулачков, корпусных изделий и т. д. Сущность изобретения: устройство содержит (фиг. 1) станину 1, на которой закреплены блок конденсаторов 2, первичная обмотка 3 трансформатора, соединенные между собой токопроводом 4, магазин индукторов 5 и корпус 6 с полой Г-образной механической рукой 7, обеспечивающей перенос индуктора к обрабатываемой поверхности . На конце руки 7 закреплена вторичная обмотка 8 трансформатора, установленная внутри первичной 3. в запястье - сменный индуктор 9, а внутри ее помещен медный шинопровод (не показано). На запяXI VI О ND О СЛ CJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s С 21 0 1/42

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4838479/02 (22) 12;06.90 (46) 30.11.92. Бюл. N 44 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) С.В. Птицын, В.А. Аксенов, !О,С. Чесов и В.В. Иванцивский (73) В.А. Аксенов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1281593, кл..С 21 0 1/!О, 1987.

Заявка ФРГ N 3537513. кл. С 21 0 1/42, 1987.

Авторское свидетельство. СССР

N. 1435622, кл. С 21 0 1/10, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО

НАГРЕВА 9,, Ы„, 1779265 А3 (57) Использование; совмещение процессов термической и механической обработки на одном оборудовании при изготовлении деталей широкой номенклатуры: валов, шестерен, кулачков, корпусных изделий и т. д.

Сущность изобретения: устройство содержит (фиг, 1) станину 1, на которой закреплены блок конденсаторов 2, первичная обмотка 3 трансформатора, соединенные между собой токопроводом 4, магазин индукторов 5 и корпус 6 с полой Г-образной механической рукой 7, обеспечивающей перенос индуктора к обрабатываемой поверхности, На конце руки 7 закреплена вторичная обмотка 8 трансформатора, установленная внутри первичной 3, в запястье— сменный индуктор 9, э внутри ее помещен медный шинопровод(не показано). На запя1779265

30

40 стье руки 7 размещены также механизм 10 передачи и механизм 11 присоединения контактов индуктора 9 к клеммам шинопровода. Механическая рука 7 имеет возможность поворота в вертикальной плоскости.

Устройство представляет собой гибкий технологический модуль, который можно крепить стойкой 1 на несущей системе (станине, траверсе и т. и.) металлоре>кущих

Изобретение относится к индукционному нагреву и может быть использовано для поверхностной термической обработки деталей широкой номенклатуры: валов, шестерен, кулачков, корпусных изделий и т, и. в различных отраслях машиностроения.

Известно устройство для индукционной закалки изделий, вращающихся вокруг оси.

Устройство содержит станину, нэ которой расположены закалочная тележка, привод вращения изделий и магазин индукторов кассетного типа. На тележке помещена каретка с трансформатором и механизм присоединения сменных индукторов. Тележка с кареткой имеют возможность горизонтального возвратно-поступательного перемещения в направляющих станины

:параллельно оси вращения изделий. а сама каретка — вертикального и качэтельного движений, Все исполнительные. движения осуществляются по командам системы программного управления.

Известна индукционная установка для непрерывно-последовательной закалки дорожек качения колец крупногабаритных подшипников. Она состоит из планшайбы для размещения обрабатываемой детали с механизмом ее вращения и индукционного устройства. Последнее представляет собой перемещающуюся в направляющих закалочную .тележку, на которой размещены блок конденсаторов, трансформатор с прикрепленным к нему индуктором и механизм отслеживания профиля обрабатываемого кольца.

Известен автоматический агрегат для индукционной закалки. Агрегат состоит из станины, на которой размещены устройства перемещения и ориентации обрабатываемых деталей и устройство индукционного нагрева. Последнее содержит трансформатор, механизм присоединения сменных индукторов, магазин индукторов дискового типа, механизмы передачи индукторов от магазина к трансформатору и изменения 45 станков, тем самым обрабатывать различные изделия. Т. к, механическая рука совмещает в себе механизмы передачи индуктора от магазина к обрабатываемому изделию, базирования и фиксации индуктора, то сокращается время на замену индукторов — и тем самым повышается производительность установки. 1 з, и. ф-лы, 9 ил.,положения индуктора относительно детали.

При этом последний механизм выполняет функцию корректировки положения индукторэ, а основные установочные перемещения осуществляются приводом изделия и приводом ориентации деталей.

Известен также универсальный станок для закалки крупногабаритных деталей с индукционного нагрева, в котором разме-. щено индукционное устройство-прототип.

Устройство содержит трансформатор с прикрепленным к его колодкам при помощи механизма присоединения и фиксации индуктором, привод их перемещения; магазин индукторов штабельного типа; механизм передачи индукторов от магазина к трансформатору с приводом, Колодки трансформатора выполняют фун=;цию базирования индуктора. При этом перечисленные механизмы выполнены в виде отдельных устройств и помещены на стойке станины, на которой установлен также привод закаливаемого изделия..Трансформатор с механизмом присоединения и .фиксации индуктора непосредственно размещены на салазках с возможностью вертикального перемещения в направляющих стойки и горизонтального — вместе со стой- кой по направляющим станины, Питание трансформатора. осуществляется от генератора ТВЧ с установленным в нем блоком конденсаторов, расположенных вне станка, при помощи гибких токопроводов. При смене инструмента механизм передачи со стойкой движется по направляющим станины к магазину и захватывает сменный индуктор.

Затем при совместном перемещении трансформатора и механизма передачи контакты индуктора вводятся между колодками трансформатора, происходит их прикрепление при помощи механизма присоединения и фиксации, и механизм передачи возвращается в исходное положение.

Основными недостатками данного устройства являются; ограниченная номенкла1779265

10 тура закаливаемых деталей: только крупногабаритные; низкая производительность при замене индуктора, поскольку механизмы размещены на удалении друг от друга и обладают большой массой.

Целью изобретения является расширение номенклатуры обрабатываемых изделий и повышение производительности путем сокращения времени на замену индукторов, Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем станину, размещенные на ней трансформатор, механизм присоединения и фиксации индуктора, механизм базирования индуктора, магазин индукторов, механизм передачи индукторов от магазина к трансформатору и генератор ТВЧ с блоком конденсаторов, магазин индукторов выполнен в виде диска с приводом его вращения, а механизмы передачи индуктора, его базирования и фиксации выполнены в виде Г-образной механической руки с приводом ее поворота в вертикальной плоскости, при этом трансформатор закреплен на конце руки, кроме того, механизм фиксации индуктора может быть выполнен в виде запястья руки в форме одноплечего рычага с вилкой, шарнирно соединенного с рукой.

На фиг, 1 изображено устройство, общий вид (тонкими линиями показано положение механической руки в исходном положении); на фиг, 2 — механическая рука с прикрепленным индуктором, разрез, на фиг. 3 — разрез А-А на фиг 2; на фиг, 4— разрез Б — Б на фиг. 2; на фиг. 5 — вид В на фиг, 2 (механизм передачи и механизм базирования, присоединения и фиксации индуктора в рабочем положении); на фиг. 6— то же, при смене индуктора; на фиг. 7— разрез С вЂ” С на фиг, 5; на фиг, 8 — разрез Д вЂ” Д на фиг. 6; на фиг. 9 — разрез Š— E на фиг, 5, Устройство содержит (фиг, 1) станину 1, на которой закреплены блок конденсаторов

2, первичная обмотка 3 трансформатора, соединенные между собой жестким токопроводом 4, магазин 5 с приводом (не показан) и корпус 6 с механической рукой 7. На конце руки 7 закреплена вторичная обмотка 8 трансформатора, а в запястье руки 7 — сменный индуктор 9. На запястье размещены также механизм 10 передачи и механизм 11 базирования, присоединения и фиксации индуктора 9 к шинопроводу 12 (фиг, 2). Механическая рука 7 (фиг, 1) имеет возможность поворота в вертикальной плоскости в корпусе 6 от привода 13. Она конструктивно представляет:обой (фиг. 2) полое тонкостенное тело Г-образной формы из алюминиевого сплава, состоящее из вала 14 в виде

55 трубы и плеча 15 коробчатой формы. Верхняя часть плеча 15 с кронштейном 16 для базирования индуктора 9 выполнен в виде запястья руки 7, где и размещены механизмы 10 и 11. Вал 14 помещен в подшипники скольжения 17 корпуса 6. На последнем установлен электродвигатель 18 постоянного тока, передающий вращение закрепленному на валу 14 зубчатому колесу. 19 через шестерню 20. Для контроля угла поворота на корпусе 6 установлен датчик 21, связанный с колесом 19 посредством шестерни 22.

На свободном конце вала 14 руки 7 (фиг.

1 — фиг, 4) при помощи изоляторов 23 закреплена вторичная обмотка 8 трансформатора в виде пустотелого цилиндра из медного листа. При этом ее колодки 24 введены внутрь вала 14 с зазором относительно его кромок. Неподвижная первичная обмотка 3 трансформатора, выполненная в виде спирали из медной трубки, установлена коаксиально относительно вторичной обмотки 8 с зазором. По периметру обмотки 8 и колодкам 24 приварены медные трубопроводы 25 для охлаждения, Шинопровод 12 представляет собой шихтованное соединение медных пластин, разделенных изолятором (не показано), и выполнен также Г-образным.

Вдоль всего шинопровода 12 с обеих сторон приварены медные трубопроводы 26 для охлаждения. Они соединены с трубопроводами 25 охлаждения вторичной обмотки 8, а также первичной обмоткой 3 трансформатора при помощи шлангов (не показано), которые проложены внутри вала 14 и введены в закрепленный на нем коллектор 27 иэ изоляционного материала, Шинопровод 12 одним концом жестко соединен с колодками 24 вторичной обмотки 8 трансформатора, а другим — клеммами

28 — с контактами 29 индуктора 9 при помощи механизма 11. Последний состоит (фиг, 5, фиг. 6) из двух одинаковых гидроцилиндров 30. В качестве рабочего органа в них использованы стальные диафрагмы 31 с зажимами 32, соединенными с клеммами 28 шинопровода 12, а для подачи рабочей жидкости — трубопроводы 33. Сами гидроцилиндры 30 и зажимы 32 выполнены из изоляционного материала. При подводе (фиг. 5) и отводе (ф г. 6) раба«.ей жидкости по трубопроводам 33 диафрагмы 31 с зажимами 32 и клеммами 28 шинопровода 12 имеют возможность возвратно-поступательного перемещения относительно контактов 29 индуктора 9, Контакты 29 представляющие собой (фиг. 5, фиг, 7) медные пластины, между которыми помещена изоляционная прокладка (не показано), приварены K выводам 34 индуктора 9. При этом

1779265 выводами 34. и одним концом контактов 29 индуктор 9 запрессован в корпус 35 с конической посадочной поверхностью. Корпус

35 изготовлен из изоляционного материала и имеет два канала 36, соединенных соответствующими выводами 34 индуктора 9. С целью точного базирования корпуса 35 в кронштейне 16, в последнем предусмотрено коническое глухое отверстие 37. На дне отверстия 37 кронштейна 16 закреплены два обратных клапана 38 стыкового исполнения, пропускающих охлаждающую жидкость только в одном направлении по трубопроводам 39, для автоматического соединения системы охлаждения (не показана) с индуктором 9 через каналы 36 корпуса

35 при установке последнего в отверстие 37, Трубопроводы 39 также подведены к коллектору 27 (фиг, 2).

Для замены индуктора 9 предусмотрен (фиг. 1, фиг, 2, фиг, 5) механизм 10 передачи, размещенный на запястbe механической руки 7 (на верхней части плеча 15 руки 7) со стороны магазина 5, Механизм 10 байнетного типа состоит (фиг. 6, фиг, 9) из корпуса

40, в подшипники 41 скольжения которого помещена гильза 42. В ней установлена скалка 43, на верхнем конце которой закреплен одноплечий рычаг 44 с вилкой, а ее нижний конец связан посредством шарнира 45 со штоком 46 и поршнем 47 гидроцилиндра 48 закрепленного на плече 15 руки.7, Кроме того, в корпусе 40 помещены два гидроцилиндра 49 и 50 плунжерного типа, имеющие общий плунжер 51, ось которого параллельна оси скалки 43. При этом гильза 42 скалки 43 и плунжер 51 связаны тягой 52. Причем один конец тяги 52 жестко соединен с плунжером 51, а другой конец, снабженный подшипником 53 скольжения, помещена гильза 42, При этом палец 54 тяги

52 через подшипник 53 введен в винтовой паз 55, выполненный на наружной поверхности гильзы 42. На поверхности верхней части скалки 43 выполнен прямоугольный паз 56, в который введен штифт 57, закрепленный на гильзе 42, Для работы гидроцилиндров 49 и 50 предусмотрены каналы 58 и 59, а гидроцилиндра 50 — каналы 60 и 61, При подводе и отводе рабочей жидкости .через каналы 58 и 59 плуйжер 51 с тягой 52 имеют возможность вертикального возвратно-поступательного перемещения, а гильза

42 при этом (за счет движения пальца 54 в винтовом пазу 55) — возможность поворота

55 диненного с рукой. в подшипниках 41 корпуса 40 и подшипнике

53 тяги 52. Одновременно с гильзой 42 возможность поворота в шарнире 45 имеют и скалка 43 с рычагом 44, поскольку она связана с гильзой 42 посредством штифта 57, При подводе и отводе рабочей жидкости через каналы 60 и 61 гидроцилиндра 48 скалка 43 с рычагом 44 имеют возможность вертикального возвратно-поступательного перемещения в неподвижной гильзе 42 за счет передачи движения от штока 46 через шарнир 45. При одновременной работе цилиндров 48, 49 и 50 скалка 43 с рычагом 44 имеют возможность сложного движения. поступательного и вращательного.

Система управления устройством индукционного нагрева может быть автономной или принадлежать конкретной станочной системе, в которую оно встроено.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами, возможностью нагрева деталей широкой номенклатуры: валов, шестерен, кулачков, корпусов и т. n., т. е, гибкостью; производительностью как эа счет сокращения времени на замену индукторов, так и вследствие малой массы подвижных частей; компактностью исполнения, т. е. представляет собой модуль, что упрощает его встройку в технологическую линию.

Формула изобретения

1. Устройство для индукционного нагрева, содержащее станину, размеценные на ней трансформатор, механизм присоединения и фиксации индуктора, механизм базирования индуктора, магазин индукторов, механизм передачи индукторов от магазина к трансформатору и генератор ТВЧ с блоком конденсаторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения номенклатуры обрабатываемых изделий и повышения производительности путем сокращения времени на замену индукторов, магазин индукторов выполнен в виде диска с приводом его вращения, а механизмы передачи индуктора, его базирования и фиксации выполнены в виде единой Г-образной механической руки с приводом, ее поворота в вертикальной плоскости, при этом трансформатор закреплен на конце руки

2. Устройство по и, 1, отл и чаю ще ес я тем,.что механизм фиксации индуктора выполнен в виде запястья руки в форме одноплечего рычага с вилкой, шарнирно сое1779265 РИС» 2»

1779265

Bar c7 8

padovee полажение

ХО 30

1779265

С«С

Фиг. 7

Составитель Ю.Чесов

Техред М.Моргентал Корректор М.Петрова

Редактор А.Егорова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4204 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5