[發(fā)明專利]一種金屬帶材橫向感應(yīng)加熱實(shí)驗(yàn)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811500986.3
• 申請(qǐng)日: 2018-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN109406572A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳志強(qiáng);王君;徐建忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N25/20
• 分類號(hào): G01N25/20
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種金屬帶材橫向感應(yīng)加熱實(shí)驗(yàn)裝置及方法，裝置包括基架、導(dǎo)輥組、橫向感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)、控制器、導(dǎo)輥調(diào)速器、數(shù)據(jù)采集器及感應(yīng)加熱電源；導(dǎo)輥組安裝在基架內(nèi)，環(huán)狀帶材套裝于導(dǎo)輥組上，橫向感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)安裝在基架內(nèi)，環(huán)狀帶材穿行于橫向感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)；導(dǎo)輥組內(nèi)包括主動(dòng)導(dǎo)輥、張緊導(dǎo)輥及兩個(gè)從動(dòng)導(dǎo)輥；橫向感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)由上下半感應(yīng)加熱器組成，通過上下半感應(yīng)加熱器對(duì)帶材進(jìn)行加熱，橫向感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)出入口側(cè)設(shè)有測(cè)溫儀。方法為：安裝并張緊環(huán)狀帶材；調(diào)整上下半感應(yīng)加熱器高度，使上下半感應(yīng)加熱器與環(huán)狀帶材表面距離相等；啟動(dòng)導(dǎo)輥驅(qū)動(dòng)電機(jī)使環(huán)狀帶材按設(shè)定線速度運(yùn)動(dòng)；啟動(dòng)橫向感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)，在設(shè)定輸出電壓及頻率下對(duì)帶材進(jìn)行加熱，采集數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種金屬帶材橫向感應(yīng)加熱實(shí)驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

感應(yīng)加熱是金屬材料加熱的常用手段之一，根據(jù)工作方式的不同，可以分為縱向磁通感應(yīng)加熱和橫向磁通感應(yīng)加熱。縱向磁通感應(yīng)加熱是指被加熱金屬件的軸心與感應(yīng)磁通方向一致，橫向磁通感應(yīng)加熱是指被加熱金屬件的軸心與感應(yīng)磁通方向垂直。

針對(duì)柱狀金屬件和厚金屬板來說，縱向磁通感應(yīng)加熱能夠產(chǎn)生良好的加熱效果，但是對(duì)于厚度較薄的金屬板來說，特別是金屬帶材，縱向磁通感應(yīng)加熱方式會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的漏磁現(xiàn)象，從而造成加熱效率極低。反而橫向磁通感應(yīng)加熱方式更加適合金屬帶材的加熱，其能夠極大限度的減少漏磁現(xiàn)象。

但是，現(xiàn)階段針對(duì)橫向磁通感應(yīng)加熱的研究課題非常少，特別是能夠用于研究金屬帶材橫向感應(yīng)加熱規(guī)律的實(shí)驗(yàn)設(shè)備更是鮮有報(bào)道，因此有必要研發(fā)一套能夠滿足研究需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種金屬帶材橫向感應(yīng)加熱實(shí)驗(yàn)裝置及方法，能夠滿足不同材質(zhì)、不同厚度、不同寬度的金屬帶材的橫向感應(yīng)加熱，能夠按照實(shí)驗(yàn)需要對(duì)電源頻率、輸出電壓、金屬帶材移動(dòng)速度進(jìn)行調(diào)整，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)金屬帶材加熱溫度的控制，完善了金屬帶材橫向感應(yīng)加熱規(guī)律的研究?jī)?nèi)容。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種金屬帶材橫向感應(yīng)加熱實(shí)驗(yàn)裝置，包括基架、導(dǎo)輥組、橫向感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)、控制器、導(dǎo)輥調(diào)速器、數(shù)據(jù)采集器及感應(yīng)加熱電源；所述導(dǎo)輥組安裝在基架內(nèi)，導(dǎo)輥組上套裝有環(huán)狀帶材；所述橫向感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)安裝在基架內(nèi)，環(huán)狀帶材穿行于橫向感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)，橫向感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)由感應(yīng)加熱電源進(jìn)行供電；所述控制器、導(dǎo)輥調(diào)速器、數(shù)據(jù)采集器及感應(yīng)加熱電源均安裝在基架頂部；所述數(shù)據(jù)采集器用于采集溫度、轉(zhuǎn)速、輸出電流、輸出電壓及輸出頻率數(shù)據(jù)。

所述導(dǎo)輥組內(nèi)包括四個(gè)導(dǎo)輥，分別為主動(dòng)導(dǎo)輥、張緊導(dǎo)輥、第一從動(dòng)導(dǎo)輥及第二從動(dòng)導(dǎo)輥；所述主動(dòng)導(dǎo)輥和張緊導(dǎo)輥位于基架下部，第一從動(dòng)導(dǎo)輥和第二從動(dòng)導(dǎo)輥位于基架上部，所述橫向感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)位于第一從動(dòng)導(dǎo)輥與第二從動(dòng)導(dǎo)輥之間；所述主動(dòng)導(dǎo)輥連接有導(dǎo)輥驅(qū)動(dòng)電機(jī)，導(dǎo)輥驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制端通過控制器與導(dǎo)輥調(diào)速器相連，由導(dǎo)輥調(diào)速器對(duì)導(dǎo)輥驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。

所述主動(dòng)導(dǎo)輥、第一從動(dòng)導(dǎo)輥及第二從動(dòng)導(dǎo)輥均通過軸承座安裝在基架上；在所述張緊導(dǎo)輥下方的基架上設(shè)置有滑軌，在滑軌上設(shè)有滑塊，張緊導(dǎo)輥通過軸承座安裝在滑塊上；在所述張緊導(dǎo)輥側(cè)部的基架上設(shè)置有張緊驅(qū)動(dòng)缸，張緊驅(qū)動(dòng)缸的活塞桿端部與張緊導(dǎo)輥的軸承座相固連；所述張緊驅(qū)動(dòng)缸的控制端與控制器相連，張緊驅(qū)動(dòng)缸的活塞桿伸縮動(dòng)作由控制器進(jìn)行控制。

所述橫向感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)包括上半感應(yīng)加熱器和下半感應(yīng)加熱器，環(huán)狀帶材在上半感應(yīng)加熱器和下半感應(yīng)加熱器之間穿行，上半感應(yīng)加熱器和下半感應(yīng)加熱器結(jié)構(gòu)相同，均包括鐵芯和線圈，線圈在鐵芯上的布線方式基于交變磁場(chǎng)，交變磁場(chǎng)的感應(yīng)磁力線垂直通過環(huán)狀帶材表面，使環(huán)狀帶材上產(chǎn)生交變電流，且交變電流的感應(yīng)電力線在環(huán)狀帶材所處的平面內(nèi)形成渦流。

所述上半感應(yīng)加熱器與基架之間、下半感應(yīng)加熱器與基架之間均通過高度調(diào)節(jié)缸相連，通過高度調(diào)節(jié)缸對(duì)上半感應(yīng)加熱器和下半感應(yīng)加熱器的高度位置進(jìn)行調(diào)整，以改變環(huán)狀帶材表面與上半感應(yīng)加熱器和下半感應(yīng)加熱器之間的距離。