Техника - молодёжи 1938-07, страница 18

Внешний вид лампового генератора.

■ тые контуры — электронные вихри. Их так и называют «вихревыми токами».

Вихревые токи вызывают нагрев того тела, в котором они циркулируют, но при малой частоте и интенсивности магнитного поля нагрев этот незначителен.

Так, например, вихревые токи циркулируют в железных винтах, крепящих к I стене фарфоровые ролики осветительной ! проводки. Но так как частота тока равна j всего лишь 50 периодам в секунду, то | вихревые токи выделяют так мало тепла, i что температура железного винта не мо-жет повыситься даже на одну десятую | градуса.

Намного интенсивнее протекает нагрев j металла, который находится в магнитном поле высокой частоты.

. Долгое время вихревые токи "Тшяи. .;.! только злейшими врагами злектрох.ехни-

!ков. Циркулируя в сердечниках -.трансформаторов и якорях динамомаш-ин, они вызывали добавочные потери и перегрев I изоляции обмоток, что часто приводило ] к авариям.

j Впервые лет тридцать назад- началось j использование вихревых токов в/электри-• ческих""индукционных печах для пл-ашеи ;

цветных металлов и качественных: сталей. : Для этого тигель с шихто'й помещался ! внутри катушки, питаемой током выео-

кой часюты. в шихте возникали вихревые токи, которые нагревали и плавили ее.

Но нагрев вихревыми токами не мог найти широкого применения, пока не были построены мощные генераторы, производящие токи высокой частоты.

Первым промышленным источником электрического тока была вращающаяся машина — машинный генератор. При частоте, равной 50 периодам в секунду, машинные генераторы просты и надежны в эксплоатации. Но машинные генераторы высокой частоты -—10—20 тыс. периодов в секунду — представляют собой сложнейшие сооружения, весьма капризные и неустойчивые в работе. На более высокие частоты машинные генераторы большой мощности вообще нельзя построить.

Успехи нашей электровакуумной промышленности за последние годы позволили наладить массовое производство сверхмощных электронных ламп. На таких лампах могут работать генераторы мощностью в несколько сот киловатт. При этом может быть получена любая частота, вплоть до нескольких миллионов периодов в секунду.

При частотах, применяемых в радиотехнике (100 тыс. --1 млн. периодов в секунду), можно довести температуру поверхности стали до 1000° в течение нескольких секунд.

Замечательной особенностью вихревых токов является то, что основная часть тепла выделяется ими в тонком поверхностном слое. Можно довести поверхность стального прутка диаметром всего 2 см до плавления, в то время- как его внутренняя часть не успеет нагреться даже до температуры 100°. А путем подбора различной формы катушек (индукторов), по которым протекает ток высокой частоты, можно заставить вихревые токи циркулировать в строго ограниченных участках поверхности изделия. Поэтому и возникла идея — применить вихревые токи для закалки стали.

Авторами этой статьи были начаты несколько лет назад опыты по поверхностной закалке стали.

Исследования показали, что при правильно выбранном режиме нагрева получается высокое качество закалки — однородный закаленный слой, плавная

переходная зона от закаленного слоя к сердцевине и полное отсутствие каких-либо пережогов поверхности.

Токами высокой частоты можно производить поверхностную закалку сложнейших деталей, применяя защитные щитки и обмазки на участках, которые не должны быть закалены.

Таким способом могут быть закалены Шейки коленчатых валов, внутренние поверхности цилиндров, кулачки распределительных валиков, рабочие поверхности зубчатых колес, шарики и кольца подшипников, рабочие поверхности клапанов, калибры, !пунсоны и матрицы штампов, железнодорожные рельсы, колеса паровозов и вагонов, резьбовые гребенки, фрезы, пилы и многие другие детали.

Для деталей больших габаритов может быть применен метод последовательного прогрева. При этом нагревательный индуктор передвигается вдоль закаливаемой поверхности и нагревает ее участок за участком. Сильная струя л<идкости быстро охлаждает нагретые участки.

Так как закалка производится в течение всего лишь нескольких секунд, то при -стоимости одного киловатт-часа в 10 копеек расход на электроэнергию на 1 сМ² нагреваемой поверхности составляет' 0,1 копейки. Учитывая амортизацию и ремонт оборудования, стоимость закалки при массовом производстве должна обходиться не больше 0,2 копейки 1 см-, или 20 рублей 1 м'-.

Но токи высокой частоты могут быть использованы не только для поверхностной закалки стали. Если деталь, изготовленную из простой мягкой стали, покрыть вольфрамом или хромом, а затем возбудить в ней вихревые токи, то поверхностный слой вольфрама или хрома проникнет в толщу, стали.

При этом на поверхности детали образуется крепкая, твердая корочка высококачественного сплава, прочно связанная с мягкой и вязкой стальной сердцевиной.

Процесс этот называется поверхностным электролегированием. При этом методе не нужно делать всю деталь из дорогой легированной стали.

Есть все основания полагать, что поверхностное упрочение стали путем прогрева токами высокой частоты найдет в ближайшее время широкое применение во всех отраслях нашей промышленности.

Автоматическое устройство для закалки шариков подшипников. Из бункера Т через заслонки 2,3 шарик 4 проваливается в отверстие б и попадает в спиральный-канал, сделанный внутри трубы из керамического материала 5. Труба 5 снабжена цапфами 8 и 9 и вращается,в подшипниках 10. Среднюю часть трубы охватывает спираль 11, по которой проходит ток высокой частоты. Конденсатор 12 служит для компенсации безваттного тока. К зажимам 13 и 14 подводится напряжение от генератора высокой частоты. В трубку 17 входит охлаждающая вода, из трубки 18 она выходит. По мере вращения трубы 5 шарики продвигаются к ее нижнему концу. В поле катушки 11 поверхностный слой шариков нагревается до температуры закалки. Нагретый шарик 75 из отверстия 7 падает и сосуд 16 с охлаждаю-шей жидкостью. •