專利名稱：變?nèi)菔捷S承加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電加熱工具，尤其涉及變?nèi)菔捷S承加熱裝置。
目前現(xiàn)有的同類產(chǎn)品有HZ系列和JQ系列軸承加熱器，適用于交流380／220伏、功率為5.5／2.20千伏安用來對(duì)軸承、軸套、齒輪、直徑環(huán)、收縮環(huán)，連接器等多種類型的金屬零部件(以下簡稱工件)進(jìn)行加熱，以滿足過盈裝配之需要。上述加熱器均為近幾年根據(jù)引進(jìn)西德，意大利等國外設(shè)備所研制之新產(chǎn)品，它由于式變壓器，溫控裝置、時(shí)控裝置、退磁裝置、交流接觸器和控制電路等元器件組成，控制部分為箱式結(jié)構(gòu)。變壓器上端可裝卸的軛鐵是直接用來穿套工件的，工作時(shí)工件中產(chǎn)生工頻短路電流，由此達(dá)到工件自身加熱的目的。軛鐵橫截面均為正方形設(shè)計(jì)。上述兩種規(guī)格的承軸加熱器設(shè)置直徑大小不同的軛鐵各3根，以適應(yīng)工件內(nèi)徑不同之需要，其缺點(diǎn)是由于軛鐵橫截面積Sfe大小比例懸殊，當(dāng)使用小截面軛鐵時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鐵芯材料質(zhì)保數(shù)，鐵芯飽和導(dǎo)致磁化電流Io非線性增加，變壓器過熱而不能正常工作。對(duì)HZ－1型軸承加熱器進(jìn)行計(jì)算及實(shí)測(cè)的有關(guān)數(shù)據(jù)見下表<p>從表中可以看到的另一缺點(diǎn)是工件內(nèi)徑受限于43mm以上者，以下的規(guī)格顯然是更不可能了。再一個(gè)缺點(diǎn)是溫控裝置應(yīng)用的溫度傳感元件系雙金屬式熱電偶，它體積大而且熱容量大，測(cè)溫時(shí)與工件接觸面小，大部分處于散熱狀態(tài)。再者它固有的響應(yīng)速度慢，這對(duì)溫度變化每分鐘達(dá)數(shù)十以至數(shù)百攝氏度的工件來說，誤差勢(shì)必很大。
目前通用的晶體管體感器由于封裝外殼的阻導(dǎo)作用，對(duì)于一個(gè)變化速度較快的非恒定溫場，不能正確地測(cè)量其即時(shí)溫度。
因此，本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)了的軸承加熱器，這種加熱器無論軛鐵截面積的大小變壓器均不會(huì)過熱，一套裝置能替代現(xiàn)行的整個(gè)系列產(chǎn)品且使用范圍更廣，本實(shí)用新型的另一目的是在溫控裝置中配有特殊結(jié)構(gòu)的晶體管溫度傳感器，溫控靈敏準(zhǔn)確。
本實(shí)用新型包括一可配置6根以上軛鐵的變壓器，其中一根與主鐵芯橫截面相同，其余按級(jí)逐次遞減，變壓器的容量隨軛鐵橫截面積的大小相應(yīng)遞減。為在使用截面積大小不同的軛鐵時(shí)不致使變壓器磁化電流過大而引起過熱，在公式B＝E·10／4.44·f·N·Sfe中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)保持不變且不超過鐵芯材料質(zhì)保參數(shù)，其中4.44f可以看成一常數(shù)，假定輸入電壓E不變，則串聯(lián)匝數(shù)N與軛鐵截面積Sfe之積亦應(yīng)為一常數(shù)，換言之，Sfe與N成反比，由此變壓器可按Sfe的大小相應(yīng)分級(jí)為多個(gè)繞組與分接開關(guān)配用使B不變。在軛鐵的橫截面積小于主鐵芯橫截面積時(shí)，在軛鐵和主鐵芯之間增加導(dǎo)磁鐵芯，其上下端截面積分別與軛鐵和主鐵芯橫截面相同。這樣減少了由于軛鐵和主鐵芯面積不同時(shí)所產(chǎn)生的漏磁。
在溫控裝置中，作為溫度傳感器的晶體管其基片直接或經(jīng)介質(zhì)(例如氧化膜)簡接與導(dǎo)熱金屬片復(fù)合，除此以外其它原制作工藝不變，封裝后裸露在殼體外的金屬片作為感溫體，這樣制成的晶體管溫度傳感器使被測(cè)物體的溫度給導(dǎo)熱系數(shù)較高的金屬感溫體快速傳導(dǎo)到晶體。
本實(shí)用新型的軸承加熱器具有的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)用效果如下1.由于變壓且采用分級(jí)繞組或分級(jí)調(diào)壓方式，使串套加熱工件的軛鐵規(guī)格增加，擴(kuò)大了使用范圍，達(dá)到一套裝置能夠替代現(xiàn)行的整個(gè)系列產(chǎn)品的目的，方便了用戶，又節(jié)約了投資和昂貴的有色金屬材料。
2.由于采用導(dǎo)磁鐵芯，有利于在使用小于主鐵芯橫截面積的軛鐵時(shí)，提高其感應(yīng)電勢(shì)及減少阻抗，使通過工件的工頻短路電流增加，提高了加熱效率和速度。
3.由于采用一種直導(dǎo)式的晶體管溫度傳感器，對(duì)一個(gè)非恒定溫場、溫度快速度化的被測(cè)對(duì)象，能夠準(zhǔn)確測(cè)得它的即時(shí)溫度，從而使溫測(cè)溫控準(zhǔn)確。
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)成作詳細(xì)說明。


圖1為本實(shí)用新型的軸承加熱器的電氣控制原理圖；圖2a、2b為本實(shí)用新型的變壓器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a、3b、3c、3d為本實(shí)用新型的晶體管溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的圖3所示的一種晶體管溫度傳感器接線圖。
參見附圖1，圖1是軸承加熱器的電氣控制原理圖，它包括如下裝置和器件溫控裝置(10)，其常閉觸頭(11)；時(shí)控裝置(20)，其常閉觸頭(21)；退磁裝置(30)，與其連接的按鈕開關(guān)(31)及雙向可控硅(32)；交流接觸器(40)，其常閉輔助觸頭(41)，常開輔助觸頭(42)、(43)，常開觸頭(44)；控制開關(guān)(50)，其分觸頭(51)，(52)，(53)；分接開關(guān)(60)，其分接觸頭(61)、(62)、(63)、(64)……(n)，停止按鈕開關(guān)(71)，起動(dòng)按鈕開關(guān)(72)；調(diào)壓器(80)；控制變壓器(91)；多繞組變壓器(92)；單繞組變壓器(93)。
下面說明其工作過程。接通電原后，控制開關(guān)(50)撥在(51)位置上時(shí)為手動(dòng)控制，按下啟動(dòng)按鈕開關(guān)(72)，接觸器(40)吸合，其常閉觸頭(41)斷開，常開觸頭(44)，(43)及主觸頭(44)吸合，此時(shí)紅色指示燈(73)熄滅而綠色指示燈(74)亮，同時(shí)變壓器(92)接通電源開始工作。使串套在軛鐵上的金屬工件感應(yīng)產(chǎn)生工頻短路電流而發(fā)熱，待工件熱到符合要求時(shí)，按動(dòng)停止按鈕開關(guān)(71)，接觸器(40)釋放，這時(shí)電源斷開，綠燈熄滅紅燈亮，變壓器停止加熱。按動(dòng)退磁按鈕(31)，退磁裝置(30)發(fā)出一逐漸衰減的觸發(fā)信號(hào)，使雙向可控硅(32)導(dǎo)通后亦輸出一逐漸衰減的交變電壓而使工件退磁，數(shù)秒鐘后衰減至零，這時(shí)工件退磁結(jié)束，取下工件即可安裝。當(dāng)控制開關(guān)撥在(52)或(53)位置上時(shí)，為溫度或時(shí)間自動(dòng)控制，即溫度達(dá)到溫控裝置(10)的設(shè)定值時(shí)，其常閉觸頭(11)自動(dòng)打開，或時(shí)間達(dá)到時(shí)控裝置(20)的設(shè)定值時(shí)，其常閉觸頭(21)自動(dòng)打開，使接觸器(40)釋放，其余工作過程同前述手動(dòng)控制一樣。
上述控制電路可與兩種變壓器配合使用，如圖1中虛線框內(nèi)所示分接開關(guān)(60)與多繞組變壓器(92)配合或者調(diào)壓器(80)與單繞組變壓器(93)配合，具體地說兩者都是根據(jù)所使用的軛鐵橫截面積Sfe的大小，或相應(yīng)調(diào)整變壓器的串聯(lián)匝數(shù)或相應(yīng)調(diào)整變壓器的輸入電壓。
圖2a、2b為變壓器結(jié)構(gòu)示意圖，它包括的零部件如下所述被加熱的工件(1)，軛鐵(2)，導(dǎo)磁鐵芯(3)，主鐵芯(4)，線圈包(5)。當(dāng)串套加熱工件(1)的軛鐵(2)的橫截面積小于主鐵芯(4)橫截面積時(shí)，軛鐵與主鐵芯(4)之間是設(shè)置一導(dǎo)磁鐵芯(3)，以減少漏磁，如圖2a、2b所示導(dǎo)磁鐵芯(30的上端橫截面積不小于與之連接的軛鐵(2)橫截面積，而寬度與軛鐵寬度相同，下端的橫截面積與主鐵芯(4)相同。
圖3為晶體管溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意，它包括的零部件如下所述pnp或npn結(jié)(100)，基片(即硅片)(200)，介質(zhì)(300)，金屬片(400)，引線(500)，封裝外殼(600)，如圖3所示。在基片(200)上做好pnp結(jié)或npn結(jié)(100)焊上引線(500)后，直接或經(jīng)介質(zhì)(如氧化膜)與導(dǎo)熱系數(shù)較高的金屬片(400)復(fù)合，然后封裝外殼(600)，裸露在封裝殼(600)外的金屬片(400)即為感溫體。
圖4為所示的晶體管溫度傳感器的接線圈，其輸出端A、B接到溫控裝置的輸入端。
權(quán)利要求1.一種變?nèi)菔捷S承加熱器，包括變壓器、溫控裝置，時(shí)控裝置，交流接觸器和控制線路，其特征在于所述變壓器是容量隨其軛鐵橫截面積的大小相應(yīng)遞減，而磁感應(yīng)強(qiáng)度基本保持不變的變壓器。
2.如權(quán)利要求1所述的軸承加熱器，其特征在于當(dāng)所述軛鐵的橫截面積小于其主鐵芯時(shí)，在軛鐵和主鐵芯間設(shè)置導(dǎo)磁鐵芯，所述導(dǎo)磁鐵芯與軛鐵接觸的面積大于等于軛鐵橫截面積，與主鐵芯接觸處的面積與主鐵芯相同。
3.如權(quán)利要求1所述的軸承加熱器，其特征在于所述變壓器的繞組有多組抽頭，每組抽頭對(duì)應(yīng)于一種規(guī)格尺寸的軛鐵。
4.如權(quán)利要求1所述的軸承加熱器，其特征在于所述溫控裝置中的溫度傳感器為半導(dǎo)體晶體管，所述晶體管的基片直接或經(jīng)介質(zhì)(如氧化膜)間接地復(fù)合在導(dǎo)熱系數(shù)高的金屬薄片上，晶體管封裝后部分金屬片裸露于外部作為感溫體。
專利摘要一種變?nèi)菔捷S承加熱器，包括變壓器、溫控裝置，時(shí)控裝置，交流接觸器和控制線路，其特征在于所述變壓器是容量隨其軛鐵橫截面積的大小相應(yīng)遞減，而磁感應(yīng)強(qiáng)度基本保持不變的變壓器。
文檔編號(hào)H05B6/02GK2059289SQ8920910
公開日1990年7月11日 申請(qǐng)日期1989年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月24日
發(fā)明者吳榮華 申請(qǐng)人:吳榮華