[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

本發明公開了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，涉及熱處理領域。本發明中的感應加熱裝置，包括相互逆向旋轉的加熱齒輪軸、工件齒輪軸，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；所述感應加熱齒輪與待淬火齒輪工件無接觸嚙合；所述感應加熱齒輪的齒為仿齒形感應線圈。本發明采用形狀與工件嚙合齒輪相似的感應線圈對工件進行旋轉式掃描加熱，感應線圈與工件同時旋轉時，工件與感應線圈上定位滑輪的接觸點始終在嚙合線上，可以有效加熱工件承受載荷的位置，提高加熱深度，水冷后增加該位置的硬化層厚度，從而提高工件的使用壽命并減小均勻加熱帶來的能量損耗。

技術領域

本發明涉及熱處理領域，特別涉及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。

背景技術

重載精密齒輪廣泛用于鋼鐵，建材，石油化工，造紙，水泥，煤炭，通用機械，風電發電等領域，齒輪失效后，安裝和更換成本較高，而表面疲勞磨損作為重載齒輪的主要失效方式，嚴重影響齒輪使用壽命，因此合理控制齒輪的淬火處理過程具有重要意義。感應加熱對齒輪進行表面淬火，可以利用集膚效應快速加熱工件表面至淬火溫度，對于復雜曲面進行感應加熱，難以有效控制加熱溫度分布，從而控制有效淬硬層分布。為提高齒輪表面溫度分布的均勻性從而改善有效淬硬層分布的均勻性，常采用仿齒形線圈對工件進行整體加熱或采用逐齒掃描移動加熱，整體加熱的方式能耗需求巨大，對于大型重載齒輪而言生產成本過高，而利用仿形線圈逐齒掃描移動加熱的加熱效率較低，除此之外，齒輪嚙合過程中，根據嚙合線分布，齒輪表面磨損程度不同，齒輪齒面嚙合位置處的磨損更為嚴重，并且感應淬火硬化層不僅要滿足對齒面磨損的要求，同時需要滿足齒輪強度設計，因此在齒廓方向上，齒輪齒面受載位置處比較齒根和齒頂而言需要更厚的有效淬硬層分布，以提高齒輪耐磨性，延長齒輪使用壽命。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了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，旨在在齒廓方向上，齒輪齒面受載位置處形成比齒根和齒頂更厚的有效淬硬層分布，優化了齒輪感應淬火的硬化層分布，提高齒輪耐磨性，延長齒輪使用壽命。

為實現上述目的，采用以下技術方案：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，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；所述感應加熱齒輪與加熱齒輪軸上同軸旋轉，所述待淬火齒輪工件與工件齒輪軸上同軸旋轉；所述感應加熱齒輪與待淬火齒輪工件無接觸嚙合；所述感應加熱齒輪的齒為仿齒形感應線圈。

進一步的技術方案在于：所述加熱齒輪軸以及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，所述工件齒輪軸固定行星輪，所述中心輪與行星輪嚙合。

進一步的技術方案在于：所述工件齒輪軸為多個，均勻布置在加熱齒輪軸周圍。

進一步的技術方案在于：所述工件齒輪軸外套設內齒輪，所述內齒輪的內輪廓與行星輪嚙合。

進一步的技術方案在于：所述加熱齒輪軸被電機驅動轉動。

進一步的技術方案在于：所述感應加熱齒輪的齒，與待淬火齒輪工件的齒通過定位滑輪接觸，所述定位滑輪安裝在感應加熱齒輪的齒上，與待淬火齒輪工件的齒滾動接觸。

進一步的技術方案在于：所述仿齒形感應線圈上設置通水對仿齒形感應線圈冷卻的冷卻水管道。

進一步的技術方案在于：一種齒輪表面淬火方法，其特征在于：利用上述所述的一種用于齒輪表面淬火的感應加熱裝置。

進一步的技術方案在于：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。

進一步的技術方案在于：包括如下步驟：