[实用新型]一种用于兆瓦级高温超导直流感应加热器的铝锭抓手

说明书

一种用于兆瓦级高温超导直流感应加热器的铝锭抓手，由处于同一直线两端相向的一对套筒（2）和抓手（1）组成。所述套筒的一端与抓手连接，所述套筒的另一端与支持套筒的旋转主轴连接；处于同一直线上相对的两个抓手的另一端在水平方向互相顶压并抓取水平放置的铝锭。本实用新型首次应用大功率的高温超导直流感应加热器的铝锭抓手；铝锭抓手能满足高速500rpm、克服电磁转矩25000N.m稳定旋转工作。本实用新型铝锭抓手满足设计技术要求，简单、安全可靠。

技术领域

本实用新型涉及一种用于兆瓦级高温超导直流感应加热器的铝锭抓手，属超导感应加热器技术领域。

背景技术

传统的电磁感应加热技术，因其结构简单，环保等优势在钢铁加工工业领域得到了广泛的应用。但是在加热非铁磁材料如铝或铜等材料时，加热器电能利用率就会大大降低。超导直流感应加热是超导电力应用技术和感应加热技术的有机结合，充分利用了超导在直流环境中的低损耗特性，同时结合电磁感应技术，实现铝加工行业中铝挤压环节前的预热工作。相对于传统的交流感应加热技术，则在电能利用率和工件加热的效果方面有巨大优势。

相对于交流感应加热技术，直流超导感应加热技术的优势可总结如下：（1）高效节能。在加热铝锭或铜锭等低电阻率的非磁性材料时，该优势特别明显。此时，效率可由传统感应加热的 40%-50%提高至 80%以上。（2）加热均匀。在感应加热过程中，若想提升加热的穿透力，需要的是低频率的电流和高强度的磁场。相比于交流感应使用的工频电流，直流感应加热的磁场变化频率可由被加热坯料的旋转速度控制。由此带来的更快的加热速度，更好的加热均匀度。（3）可加热各种有色金属材料。直流感应加热不仅可以用于铝、铜的加热，还适用于镁合金、钛合金、镍铬铁合金以及其他特殊合金的加热。（4）可控的温度梯度。在实际的工业挤压应用中，有时需要等温挤压。这就要求被预热的铝棒表面的温度需要呈一定的温度梯度分布。

目前大直径铝锭加热的方式是选用常规的交流感应加热方式，铝锭不需要旋转，采用的是磁场旋转的方式。但常规感应加热方式的效率只有40%-50%。

铝锭抓手用于大型金属材料加工设备超导直流感应加热器的铝锭固定及旋转。铝锭抓手采用轴向强力顶紧的方式抓紧加工对象，工作时需要很大的轴向顶力才能使铝棒在磁场中转动克服电磁力峰值扭矩，此顶力直接由主轴箱传递给轴承，再由轴承传递给主轴。

铝锭抓手的固定对象：铝合金棒料，长度 800～1500mm（长度增量 10mm），主要规格为 800mm，1200mm，1500mm；铝棒坯料直径 446±4mm。铝棒转速：最高转速 500n/min。脱开铝棒时液压上顶力：最大 40000N。设计油缸推力：100000N～188000N。磁场最大转矩：25000Nm。铝棒加热温度：500℃～550℃。

发明内容

本实用新型的目的是，针对超导感应加热技术中对大型铝棒抓取存在的问题，公开一种用于兆瓦级高温超导直流感应加热器的铝锭抓手。

本实用新型实现的技术方案如下，用于兆瓦级高温超导直流感应加热器的铝锭抓手，由处于同一直线两端相向的一对套筒和抓手组成。所述套筒的一端与抓手连接，所述套筒的另一端与支持套筒的旋转主轴连接；处于同一直线上相对的两个抓手的另一端在水平方向互相顶压并抓取水平放置的铝锭。

所述套筒为筒形夹头，夹头整体为筒形，一端开口，一端为带有螺纹孔的安装法兰面；夹头内壁为夹持面，有一定的斜度，当夹头内壁与旋转轴结合时，能保证筒形夹头与旋转主轴的同轴度和安装的紧密程度。

所述筒形夹头长度方向的内壁两端上均开有相互错开的轴向窄缝；使所述筒形夹头形成了弹性筒形夹头。

所述抓手形状类似汽车轮胎钢圈，为圆盘形结构；其一端为安装面，设置有圆周均匀分布的圆孔，用于安装螺栓与套筒连接固定；其另一端为抓取面，水平方向抓取铝锭；抓取面为梯形结构内腔，外圈直径大于内圈直径。