[發明專利]一種軸類零件振動感應加熱方法及裝置

有效

• 申請號: 201310011965.6
• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN103276185A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 劉衍聰;李成凱;石永軍;伊鵬;謝江浩;孫桂東;馬曉麗;劉丹
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C21D9/28
• 分類號: C21D9/28;C21D1/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及振動和感應加熱技術領域，特別涉及一種通過在交變磁場中激勵振動軸類零件產生感應渦流實施加熱的方法及裝置。?

背景技術：

目前，應用于軸類零件的淬火、退火、回火等雙頻熱處理工藝的感應加熱設備，在工業生產應用上存在著不少弊端和局限性。例如1：采用以往的多臺固定頻率感應加熱設備組合操作實現對軸類零件分時多頻率感應熱處理的形式，其缺點：在熱處理過程中，需頻繁的移動工位，損失了熱能大，影響了熱處理效果，降低了生產效率。例如2：采用以往的雙頻率感應加熱設備實現對軸類零件同步雙頻率感應熱處理的形式，其缺點：軸類零件在需要在低頻、超音頻、中頻、高頻等不同頻率范圍內實現同步雙頻加熱時，現有雙頻感應加熱設備無法滿足加工需要，需要額外附加其它頻率范圍的同步雙頻感應加熱設備，增加生產設備投資成本和維修成本，不利于感應加熱設備的柔性加工應用。由此，目前軸類零件雙頻熱處理采用的熱處理加熱設備，存在著分時多工位熱處理生產效率低，同步雙頻熱處理生產柔性差等弊端，且無其它新的感應加熱設備可代替。?

上述缺點在一定程度上限制了感應加熱設備在軸類零件熱處理上的廣泛應用，為解決上述問題的，本發明利用圓柱形金屬體在通入交流電的套筒形線圈產生的磁場中往復振動，圓柱形金屬體的往復運動，不停的改變自身的磁通量，產生交變的感應電流，通過渦流效應的焦耳熱加熱金屬體的原理，提出了一種軸類零件振動感應加熱方法及加熱裝置，可提高分時多工位熱處理的生產效率，改善同步雙頻熱處理的生產柔性，改善熱處理效果，降低生產設備投資成本和維修成本。?

發明內容：

本發明的目的針對現有雙頻率感應加熱設備在軸類零件熱處理上應用的弊端，提供一種振動感應加熱和線圈感應加熱相結合的加熱方法，本發明還提供使用該方法的感應加熱專用裝置。?

本發明為了解決上述技術問題所采用的技術方案是：?

軸類零件嵌套入套筒形感應線圈內，給套筒形感應線圈通入固定頻率的交變電流，振動發生器帶動套入套筒形感應線圈的軸類零件以一定頻率沿軸向做往復振動，實現在軸類零件的振動感應加熱；其與固定頻率的感應加熱設備結合使用，可實現同步雙頻感應加熱；通過調整振動的頻率可適時改變疊加到固定頻率上的振動感應渦流頻率。?

本發明提供了應用固定頻率的感應加熱設備實現分時和同步雙頻感應加熱的新方法，可提高分時多工位熱處理生產效率，改善同步雙頻熱處理生產柔性，改善熱處理效果，降低生產設備投資成本和維修成本，對感應加熱應用技術領域具有廣泛的應用前景。?

本發明提供一種軸類零件振動感應加熱裝置：?

該專用裝置應用于加熱軸類零件的熱處理，其包括以下部件：輔助振動器、從動夾持套、可移動設備支架、紅外溫度傳感器、萬向活動軸套、主動夾持套、振動激勵器、固定動力底座、實時溫度監視模塊、振動控制電源模塊、溫控數據線電源線、傳感器數據電源線、振動器控制電源線、絲杠控制電源線。其特征是：輔助振動器和振動激勵器安裝在可移動設備支架上，輔助振動器和從動夾持套連接，主動夾持套和振動激勵器連接，可移動設備支架和固定動力底座以絲杠連接，萬向活動軸套安裝在可移動設備支架上，紅外溫度傳感器安裝在萬向活動軸套的軸套中，溫度監視模塊用傳感器數據電源線連接到可移動設備支架上，振動控制電源模塊用振動器控制電源線連接到可移動設備支架上，實時溫度監視模塊和振動控制電源模塊用溫控數據線電源線連接，固定動力底座和振動控制電源模塊用絲杠控制電源線連接。?

在本發明裝置中，振動激勵器采用夾心式壓電雙彎曲復合模態換能器結構；通過萬向活動軸套調節紅外溫度傳感器與垂直方向上的夾角，其范圍在-90°~90°之間；固定動力底座與可移動設備支架采用絲杠連接驅動系統采用絲杠驅動。?

實時溫度監視模塊控制紅外溫度傳感器的開啟；實時溫度監視模塊采集實時溫度數據并傳輸給振動控制電源模塊；振動控制電源模塊控制振動激勵器的振動頻率和開啟；振動控制電源模塊控制固定動力底座的進給速度和開啟。?

本發明具有以下有益效果：?

1、提供了一種新的振動感應加熱方式來實現分時與同步雙頻感應加熱，為工業上加熱軸?類零件提供了新方法和新途徑。?

2、本方法和裝置結合固定頻率的感應加熱設備使用，可實現軸類零件熱處理的同步雙頻感應加熱，通過調整振動的頻率改變疊加的振動感應渦流的頻率，擴大了雙頻感應加熱的頻率選擇范圍，改善同步雙頻熱處理生產柔性，降低生產設備投資成本和維修成本。?