[发明专利]一种用于齿轮同步感应加热装置及使用方法

说明书

一种用于齿轮同步感应加热装置及使用方法，包括工作台；所述工作台的水平横向悬臂上安装有驱动控制器，所述驱动控制器与摩擦轮连接，摩擦轮顶部设置有高频线圈管路和中频线圈管路，高频线圈管路与高频电源连接，中频线圈管路与中频电源连接，高频线圈管路与冷却控制器的进水口连接，中频线圈管路与冷却控制器的出水口连接，高频线圈管路和中频线圈管路均与感应加热棒连接，所述工作台的圆盘上放置齿轮，且感应加热棒位于齿轮的齿槽内。通过调节电源的输入频率，采用中频和高频两线圈进行同步电磁感应加热对齿轮进行热处理，避免了单频感应加热温度场在齿轮齿廓方向上分布不均而导致硬化层组织差异化显著现象的产生。

技术领域

本发明属于热处理技术领域，具体涉及一种用于齿轮同步感应加热装置及使用方法。

背景技术

齿轮作为机械装备中最重要的零部件之一，在机械工业、船舶、风电工程、航空航天、军事装备等领域中得到广泛的应用，提高齿轮质量对提高机械装备精度、运动平稳性和使用寿命等方面显得尤为重要，其中对齿轮进行热处理加工可极大发挥金属材料的使用价值，优化齿轮内部组织结构，使齿轮表面具备硬化层，提高齿轮硬度、强度和使用寿命，目前齿轮热处理工艺主要还采用整体淬火、渗碳处理、渗氮处理以及多种热处理工艺相结合等传统形式，但是面临热处理过程能源利用率低、污染严重、生产效率不高等问题，并且热处理工艺不易灵活控制，温度场分布不均，导致齿轮变形大精度不高，硬化层常出现渗层不足、过渗和分布不均等现象，很难获得精度、硬度、强度、耐磨度和综合机械性能优越的齿轮，随着高效节能绿色环保发展理念的的提出以及获得高性能零部件的需要，电磁感应加热技术在金属零部件热处理中的应用得到广泛的关注和发展。

发明专利《一种用于伞齿轮双频感应加热的实验装置》(申请号CN201920397712.X，授权公布号CN210202119U)中公开了一种用于伞齿轮双频感应加热的实验装置。该装置主要结构包括伞齿轮安装固定轴、水平方向丝杠、竖直方向移动平台、一对啮合齿轮、中频仿形线圈和高频仿形线圈，伞齿轮固定轴将伞齿轮固定在移动平台上，加热时，利用三维移动平台将伞齿轮从装配位置移动到高频仿形线圈处加热，加热到一定温度后，再利用三维移动平台将伞齿轮移动到中频仿形线圈处加热，如此循环往复直到加热完毕，最后将伞齿轮移动到需要拆卸的位置。该发明通过丝杠传动带动被加热齿轮在中高频感应加热线圈内实现不同占比加热时间进行往复循环加热，虽然实现了齿轮的双频感应加热，但由于机械传动传动误差和齿轮往复运动过程中存在占空比导致齿轮双频感应加热不连续不能实现任意中高频电流占比调节，齿轮受热均匀性及加热效率受限，且加热过程齿轮往复运动操作复杂。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于齿轮同步感应加热装置及使用方法，主要是所述装置通过改变感应线圈的转速和电源输入频率来控制温度场和磁场在齿轮齿廓方向上均匀分布，从而获得分布均匀的硬化层组织，提高齿轮的精度、硬度、强度、耐磨度和综合机械性能。

一种用于齿轮同步感应加热装置，包括高频电源、中频电源、工作台、感应加热棒、换向接头、摩擦环、高频线圈管路、中频线圈管路、驱动控制器、摩擦轮、冷却管路及冷却控制器；所述工作台的水平横向悬臂上安装有驱动控制器，所述摩擦轮轴心正上方连接有圆柱体，圆柱体穿过工作台的水平横向悬臂端部的通孔与所述驱动控制器连接，摩擦轮顶部设置有高频线圈管路和中频线圈管路，高频线圈管路与中频线圈管路形状结构相同，中频线圈管路与高频线圈管路中心同轴，且中频线圈管路位于高频线圈管路的正上方，高频线圈管路通过高频电源连接板与高频电源连接，中频线圈管路通过中频电源连接板与中频电源连接，高频线圈管路通过高频线圈管路出水口与冷却控制器的进水口连接，中频线圈管路通过中频线圈管路进水口与冷却控制器的出水口连接，高频线圈管路通过高频线圈管路接头及换向接头与感应加热棒连接，中频线圈管路通过中频线圈管路接头及换向接头与感应加热棒连接，所述工作台的圆盘上放置齿轮，且感应加热棒位于齿轮的齿槽内。