[发明专利]用于铲刀连接座凹球面的淬火感应器及配用尺寸确定方法

说明书

技术领域

本发明属于感应热处理技术领域，涉及一种用于铲刀连接座凹球面的淬火感应器及配用尺寸确定方法。

背景技术

公知的，推土机铲刀，系通过铲刀连接座与推土机上的油缸动力驱动配合，实现其铲刀所需的万向转动功能。所述的铲刀连接座，是一合件统称，包括“带有凹球面”的上盖和“带有凹球面”的下座，且二者用连接螺栓连接成为一个整体。

下面，例举某推土机所用铲刀连接座，简要说明其结构情况，如下：

1、铲刀连接座的上盖1。由图1、图2知，在铲刀连接座上盖1上，设置有上盖凹球面1a、上盖连接面1b 、上盖前端面1c、上盖后端面1d、上盖前尖角处α1、上盖后尖角处α2以外；标记有：上盖凹球面半径SR1尺寸、上盖宽度L1尺寸；

2、铲刀连接座的下座2。由图3、图4知，在铲刀连接座下座2上，设置有下座凹球面2a、下座连接面2b、下座前端面2c、下座后端面2d、下座前尖角处β1、下座后尖角处β2以外；标记有：下座凹球面半径SR2尺寸、下座宽度L2尺寸。

在图1、图2、图3、图4中，上盖凹球面半径SR1等于下座凹球面半径SR2尺寸；上盖宽度L1等于下座宽度L2尺寸。

进一步说明：推土机在实施作业时，铲刀连接座在其作业的过程中则需要承受较大的工作载荷，其中，铲刀连接座的凹球面由于与铲刀尾部的球头实施可转动配合，故在其发生转动的同时，将伴随有不可避免的转动摩擦，工作次数越多、载荷越大，转动摩擦越为严重，因此，对于铲刀连接座的凹球面（上盖凹球面1a和下座凹球面2a）而言，应具有较高的耐磨性。

为提高铲刀连接座凹球面的耐磨性，目前所采用的方法如下：

1、整体淬火。即对铲刀连接座上盖与下座分别进行整体淬火，目的是获得铲刀连接座上的凹球面（上盖凹球面1a和下座凹球面2a）所需的硬度和淬硬层深度。

这种方法的不足之处是，凹球面以外无需硬化的部位淬火后硬度过高，难以满足实际的使用要求。另外，整体淬火的时间长达数小时，耗能高，无其它更好的方法予以替代，故数十年来这种方法一直被沿用，其淬火质量难以保证，且生产耗时长、能源消耗大。

2、局部淬火。为解决整体淬火出现的问题，一些企业曾尝试采用火焰加热表面淬火等局部淬火的方法，对铲刀连接座凹球面（上盖凹球面1a和下座凹球面2a）进行淬火，以期获得所需的淬火硬度和淬硬层深度。

这种方法的不足之处是，火焰加热时间、加热距离、移动速度及距离凭操作者的经验手工操作，加热温度、加热速度、加热精确位置难以控制，使凹球面的淬火硬度、淬硬层深度、淬火均匀性难以满足使用要求，操作不当甚至引起凹球面裂纹，造成铲刀连接座的报废。

为解决上述不足，对铲刀连接座的凹球面实施感应淬火处理，被认为是一种不错的选择，但是，由于存在以下问题，以致目前虽经多次研究尝试，却至今未能很好地解决所出现的淬火质量问题。如下：

 1、尖角效应难以避免。由图1、图2、图3、图4知，在实施感应淬火时，铲刀连接座的上盖前尖角处α1、上盖后尖角处α2、下座前尖角处β1、下座后尖角处处β2 ，易出现尖角效应，即尖角处的电流易出现密集，产生过热或过烧现象，甚至产生淬火裂纹。

2、感应间距难以控制。由图1、图2、图3、图4知，在实际作业中，淬火感应器的有效感应圈与上盖凹球面1a或下座凹球面2a之间的感应距离难以控制，不仅影响凹球面的淬硬层深度，而且影响其淬火的均匀性。 

3、低速回转难以实现。目前，通用淬火设备回转装置主轴的转速通常设定在6 - 210转/分以内，经试验研究确认，该转速范围内的最低转速过高，而铲刀连接座凹球面的局部感应淬火，需在转速约2转/分的情况下进行，故通用淬火设备不能满足铲刀连接座凹球面局部感应淬火的质量控制要求。

针对上述问题，本申请人在提出本发明申请的同日，另申请了一份“一种用于铲刀连接座凹球面的感应淬火装置及操作方法”的发明专利，内容为：通过在该装置中采取屏蔽环措施，避免了尖角效应问题的出现；通过在该装置中设置可调感应间距的回转组件、旋转驱动组件，解决了上述感应间距难以控制和感应淬火时所需的低速回转的问题。

需要说明的是，在上述专利中，虽然述及了尖角效应、感应间距和低速回转问题的解决，但就其与上述感应淬火装置一并进行研究并予以应用的 —— 淬火感应器而言，虽有图文附带说明，却未深度涉及，比如：

1、如何提高淬火感应器的感应加热效率以及如何解决其淬火感应器产生圆环效应的影响问题；