[发明专利]一种用于铲刀连接座凹球面的感应淬火装置及操作方法

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感应淬火装置及操作方法，用于推土机铲刀连接座上的上盖凹球面和下座凹球面的感应淬火。

背景技术

公知的，推土机上铲刀，系通过铲刀连接座与推土机上的油缸动力驱动配合，实现其所需的万向转动功能。所述的铲刀连接座，是一合件的统称，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，例举某推土机上所用铲刀连接座，具体说明其结构情况，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，除设置有上盖凹球面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，还标记有：上盖凹球面半径尺寸SR1、上盖宽度尺寸L1、上盖前尖角处半径尺寸Rα1、上盖后尖角处半径尺寸Rα2；

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，除设置有下座凹球面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，还标记有：下座凹球面半径尺寸SR2、下座宽度尺寸L2、下座前尖角处半径尺寸Rβ1、下座后尖角处半径尺寸Rβ2。

在图1、图2、图3、图4中，上盖1凹球面半径尺寸SR1 等于下座凹球面半径尺寸SR2；上盖宽度尺寸L1等于下座宽度尺寸L2；上盖前尖角处半径尺寸Rα1等于下座前尖角处半径尺寸Rβ1；上盖后尖角处半径尺寸Rα2等于下座后尖角处半径尺寸Rβ2。

需要说明的是，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，作为合件的铲刀连接座的凹球面由于与铲刀尾部的球头为可转动配合，因此，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，铲刀连接座的凹球面（上盖凹球面1a和下座凹球面2a）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，因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烧熔、裂纹，造成铲刀连接座的报废。

为解决上述整体淬火、局部淬火存在的不足，采用感应热处理技术对铲刀连接座的凹球面进行感应淬火处理，被认为是一种不错的选择。因为感应淬火具有：① 不必整体加热，电能消耗小；②加热速度快；③ 淬硬层易于控制；④ 硬度易于保证；⑤ 加热时间短，效率高等诸多优点。但是，由于存在以下问题，以致于目前虽然经过多次研究尝试，但却至今没有很好地解决所出现的凹球面淬火质量问题。具体如下：

1、尖角效应难以避免。由图1、图2、图3、图4知，由于铲刀连接座的上盖前尖角处α1、上盖后尖角处α2以及下座前尖角处β1、下座后尖角处β2的存在，在实施局部感应淬火时，易产生尖角效应，即在局部感应淬火时，位于尖角处的电流密集，易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并结合图5、图6、图7、图8知，需感应淬火部位为均凹球面，即铲刀连接座的上盖凹球面1a、下座凹球面2a，但由于在实际作业中，淬火感应器3的有效感应弧面3d’与上盖凹球面1a（或下座凹球面2a）间的感应间距（指上盖1或下座2绕其有效感应弧面3d’回转时在水平方向X、竖直方向Y上的感应间距）难以控制，即，如果在水平方向X上的感应间距过大或过小，将直接影响到凹球面的淬硬层深度；如果在竖直方向Y上，凹球面与感应圈外弧面的圆心未对准一致，出现上下错位，将造成二者间的感应间距上下不均匀，且直接影响到凹球面的淬火均匀性，继而影响淬火质量的控制。