[发明专利]一种轴类零件振动感应加热方法及装置

说明书

技术领域：

本发明涉及振动和感应加热技术领域，特别涉及一种通过在交变磁场中激励振动轴类零件产生感应涡流实施加热的方法及装置。 

背景技术：

目前，应用于轴类零件的淬火、退火、回火等双频热处理工艺的感应加热设备，在工业生产应用上存在着不少弊端和局限性。例如1：采用以往的多台固定频率感应加热设备组合操作实现对轴类零件分时多频率感应热处理的形式，其缺点：在热处理过程中，需频繁的移动工位，损失了热能大，影响了热处理效果，降低了生产效率。例如2：采用以往的双频率感应加热设备实现对轴类零件同步双频率感应热处理的形式，其缺点：轴类零件在需要在低频、超音频、中频、高频等不同频率范围内实现同步双频加热时，现有双频感应加热设备无法满足加工需要，需要额外附加其它频率范围的同步双频感应加热设备，增加生产设备投资成本和维修成本，不利于感应加热设备的柔性加工应用。由此，目前轴类零件双频热处理采用的热处理加热设备，存在着分时多工位热处理生产效率低，同步双频热处理生产柔性差等弊端，且无其它新的感应加热设备可代替。 

上述缺点在一定程度上限制了感应加热设备在轴类零件热处理上的广泛应用，为解决上述问题的，本发明利用圆柱形金属体在通入交流电的套筒形线圈产生的磁场中往复振动，圆柱形金属体的往复运动，不停的改变自身的磁通量，产生交变的感应电流，通过涡流效应的焦耳热加热金属体的原理，提出了一种轴类零件振动感应加热方法及加热装置，可提高分时多工位热处理的生产效率，改善同步双频热处理的生产柔性，改善热处理效果，降低生产设备投资成本和维修成本。 

发明内容：

本发明的目的针对现有双频率感应加热设备在轴类零件热处理上应用的弊端，提供一种振动感应加热和线圈感应加热相结合的加热方法，本发明还提供使用该方法的感应加热专用装置。 

本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是： 

轴类零件嵌套入套筒形感应线圈内，给套筒形感应线圈通入固定频率的交变电流，振动发生器带动套入套筒形感应线圈的轴类零件以一定频率沿轴向做往复振动，实现在轴类零件的振动感应加热；其与固定频率的感应加热设备结合使用，可实现同步双频感应加热；通过调整振动的频率可适时改变叠加到固定频率上的振动感应涡流频率。 

本发明提供了应用固定频率的感应加热设备实现分时和同步双频感应加热的新方法，可提高分时多工位热处理生产效率，改善同步双频热处理生产柔性，改善热处理效果，降低生产设备投资成本和维修成本，对感应加热应用技术领域具有广泛的应用前景。 

本发明提供一种轴类零件振动感应加热装置： 

该专用装置应用于加热轴类零件的热处理，其包括以下部件：辅助振动器、从动夹持套、可移动设备支架、红外温度传感器、万向活动轴套、主动夹持套、振动激励器、固定动力底座、实时温度监视模块、振动控制电源模块、温控数据线电源线、传感器数据电源线、振动器控制电源线、丝杠控制电源线。其特征是：辅助振动器和振动激励器安装在可移动设备支架上，辅助振动器和从动夹持套连接，主动夹持套和振动激励器连接，可移动设备支架和固定动力底座以丝杠连接，万向活动轴套安装在可移动设备支架上，红外温度传感器安装在万向活动轴套的轴套中，温度监视模块用传感器数据电源线连接到可移动设备支架上，振动控制电源模块用振动器控制电源线连接到可移动设备支架上，实时温度监视模块和振动控制电源模块用温控数据线电源线连接，固定动力底座和振动控制电源模块用丝杠控制电源线连接。 

在本发明装置中，振动激励器采用夹心式压电双弯曲复合模态换能器结构；通过万向活动轴套调节红外温度传感器与垂直方向上的夹角，其范围在-90°~90°之间；固定动力底座与可移动设备支架采用丝杠连接驱动系统采用丝杠驱动。 

实时温度监视模块控制红外温度传感器的开启；实时温度监视模块采集实时温度数据并传输给振动控制电源模块；振动控制电源模块控制振动激励器的振动频率和开启；振动控制电源模块控制固定动力底座的进给速度和开启。 

本发明具有以下有益效果： 

1、提供了一种新的振动感应加热方式来实现分时与同步双频感应加热，为工业上加热轴 类零件提供了新方法和新途径。 

2、本方法和装置结合固定频率的感应加热设备使用，可实现轴类零件热处理的同步双频感应加热，通过调整振动的频率改变叠加的振动感应涡流的频率，扩大了双频感应加热的频率选择范围，改善同步双频热处理生产柔性，降低生产设备投资成本和维修成本。