[發明專利]一種用于齒輪表面淬火的感應加熱裝置及齒輪表面淬火方法

有效

• 申請號: 201811321976.3
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109112259B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 韓毅;肖瑤
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C21D1/10
• 分類號: C21D1/10;C21D1/667;C21D9/32
• 代理公司: 11265 北京挺立專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉陽

1.一種用于齒輪表面淬火的感應加熱裝置，其特征在于：包括相互逆向旋轉的加熱齒輪軸、工件齒輪軸、冷卻水道，安裝于加熱齒輪軸上的感應加熱齒輪，安裝于工件齒輪軸上的待淬火齒輪工件；所述加熱齒輪軸以及所述工件齒輪軸活動固定在底座上，所述加熱齒輪軸上固定中心輪，所述工件齒輪軸為多個，均勻布置在所述加熱齒輪軸周圍，所述工件齒輪軸外套設內齒輪，內齒輪的內輪廓與行星輪嚙合，所述工件齒輪軸固定行星輪，中心輪與行星輪嚙合；所述感應加熱齒輪與所述加熱齒輪軸上同軸旋轉，所述待淬火齒輪工件與所述工件齒輪軸同軸旋轉；所述感應加熱齒輪與所述待淬火齒輪工件無接觸嚙合；所述感應加熱齒輪的齒為離散的仿齒形感應線圈，所述仿齒形感應線圈上設置所述冷卻水管道，所述感應加熱齒輪包括十二個仿齒形感應線圈以及固定仿齒形感應線圈根部的空心傳動裝置，仿齒形感應線圈圓周均布在空心傳動裝置上部，導磁體在仿齒形感應線圈前端分度圓位置左右兩側凸起處做加厚處理，仿齒形感應線圈與待淬火齒輪工件的齒通過定位滑輪接觸，定位滑輪為耐高溫絕緣材料，定位滑輪安裝在所述感應加熱齒輪的齒上，與待淬火齒輪工件的齒滾動接觸。

2.一種齒輪表面淬火方法，其特征在于：利用權利要求1所述的一種用于齒輪表面淬火的感應加熱裝置。

3.根據權利要求2所述的一種齒輪表面淬火方法，其特征在于：在待淬火齒輪工件加熱位置旋轉至遠離感應加熱齒輪一側時對加熱位置進行噴水冷卻。

4.根據權利要求2或3所述的一種齒輪表面淬火方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，設定初始參數：確定待淬火齒輪工件有效淬火的旋轉周期T，待淬火齒輪工件個數n₁，感應加熱齒輪的旋轉的角速度ω₁，仿齒形感應線圈通過電流I；仿齒形感應線圈個數n，待淬火齒輪工件每個齒的加熱時間t₀，設定每個線圈仿齒形感應線圈加熱間隔時間t₁＝(n/n₁-1)*t₀，通電t₀時間；設置初始加熱時間t＝0，感應加熱線圈組i＝1；

步驟2，總開關QS以及開關S1閉合，同時繼電器KM1控制常開觸點KM1閉合，電動機啟動，啟動電機帶動中心輪以角速度ω₁進行旋轉，仿齒形感應線圈的冷卻水管道流通冷卻水；

步驟3，仿齒形感應線圈一轉動至待定位滑輪與待淬火齒輪工件接觸時，開關S2閉合，感應加熱裝置啟動；

步驟4，對應控制電路導通，利用時間繼電器延時控制仿齒形感應線圈組一、二、三進行循環加熱；

4.1，感應加熱線圈組i電路導通，加熱△t秒；

4.2，系統判別是否所有仿齒形感應線圈組均對待淬火齒輪工件進行過加熱，即感應加熱線圈組i是否大于等于n/4；

4.3，如果所有仿齒形感應線圈組均對待淬火齒輪工件進行過加熱，即i＝n/4，則繼續步驟5；否則，切換下一組仿齒形感應線圈組對待淬火齒輪工件進行加熱，數據累計：i＝i+1，t＝t+△t，并重復步驟4.1到4.3，直到滿足i≥n/4；

步驟5，系統判別是否到達加熱時間T，即t是否大于等于T；

步驟6，如果到達加熱時間T，即t＝T，則繼續步驟7；否則，重復步驟4到6，直到滿足t≥T；

步驟7，到達加熱時間T時，時間繼電器KT4控制常閉觸點KT4斷開，常開觸點KT4閉合，繼電器KM2控制常開觸點KM2閉合，電機驅動中心輪反向轉動，待淬火齒輪工件以角速度ω₁順時針開始轉動，與此同時，中心輪帶動感應加熱裝置以角速度ω₁逆時針旋轉，數據清除，重新設置：t＝0，i＝1；

步驟8，對應控制電路導通，利用時間繼電器延時控制仿齒形感應線圈組一、二、三進行循環加熱；

8.1，感應加熱線圈組i電路導通，加熱△t秒；

8.2，系統判別是否所有仿齒形感應線圈組均對待淬火齒輪工件進行過加熱，即感應加熱線圈組i是否大于等于n/4；

8.3，如果所有仿齒形感應線圈組均對待淬火齒輪工件進行過加熱，即i＝n/4，則繼續步驟9；否則，切換下一組仿齒形感應線圈組對待淬火齒輪工件進行加熱，數據累計：i＝i+1，t＝t+△t，并重復步驟8.1到8.3，直到滿足i≥n/4；

步驟9，系統判別是否到達加熱時間T，即t是否大于等于T；

步驟10，如果到達加熱時間T，即t＝T，則切斷電源，停止加熱，停止通入冷卻水；否則，重復步驟8到10，直到滿足t≥T。