CN107872905B - 一种轴类零件感应加热工艺实验方法及实验平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴类零件感应加热工艺实验平台，包括支架、变尺寸线圈、驱动装置、变速装置、内牵引线、感应加热模块，所述支架上端设置右上内限位转轮、左上内限位转轮，下端则设置有左下内限位转轮，与驱动装置连接的变速装置固定在平台底座上并靠近支架右下方，所述内牵引线依次缠绕于变速装置的内驱动轮、右上内限位转轮、左上内限位转轮、左下内限位转轮，同时所述内牵引线要带动连接在内牵引线上的轴类零件穿过变尺寸线圈中心，所述变尺寸线圈连接感应加热模块。本发明可提高多频工艺实验效率，改善工艺实验效果，扩大定频试探性工艺实验设备的柔性使用范围，降低生产设备投资成本和维修成本。

Description

一种轴类零件感应加热工艺实验方法及实验平台

技术领域

本发明涉及感应加热技术，具体地说是一种轴类零件感应加热工艺实验方法及实验平台。

背景技术

目前，感应加热已应用于轴类零件的淬火、退火、回火等热处理过程，其在工业上的广泛应用需建立在工艺实验的基础上，感应加热工艺实验已成为应用感应加热技术的关键环节。应用于轴类零件的感应加热工艺实验设备在工业生产应用上存在着不少弊端和局限性。例如1：采用以往变频加热设备实现对轴类零件多频工艺实验的形式，其缺点：在工艺实验中，变频感应加热设备的频率只能在固定几个频率上近似跃迁变化，难于实现连续的频率变化和调节，不利于优化感应加热工艺，影响了工艺实验效果，降低了工艺实验效率。2：采用以往的固定频率和功率的感应加热设备对轴类零件进行尝试性工艺实验的形式，其缺点：在工艺实验中，频率或者功率不能满足轴类零件的热处理工艺要求时，需要额外更换其它频率和功率范围的变频感应加热设备，增加工艺实验设备投资成本和维修成本，不利于感应加热工艺实验设备的柔性应用。

由此，目前轴类零件变频感应加热工艺实验设备，存在着多频工艺实验效率低，定频试探性工艺实验设备柔性差等弊端，且无其它新的感应加热设备可代替。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴类零件感应加热工艺实验方法及实验平台，利用一个铜管绕制成不同直径和不同间距的感应线圈来改变感应电源负载的方式，半瞬态提供给带加热负载不同频率和不同功率的原理。可提高多频工艺实验效率，改善工艺实验效果，扩大定频试探性工艺实验设备的柔性使用范围，降低生产设备投资成本和维修成本。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种轴类零件感应加热工艺实验平台，包括支架、变尺寸线圈、驱动装置、变速装置、内牵引线、感应加热模块，所述支架上端设置右上内限位转轮、左上内限位转轮，下端则设置有左下内限位转轮，与驱动装置连接的变速装置固定在平台底座上并靠近支架右下方，所述内牵引线依次缠绕于变速装置的内驱动轮、右上内限位转轮、左上内限位转轮、左下内限位转轮，同时所述内牵引线要带动连接在内牵引线上的轴类零件穿过变尺寸线圈中心，所述变尺寸线圈连接感应加热模块。

所述变尺寸线圈为轴向连续变径的一体式结构线圈；所述感应加热模块为感应电源。

所述支架下端还设置有冷却液喷口，所述冷却液喷口位于变尺寸线圈下方后侧。

还包括实时控制模块、外牵引线，所述支架上端还设置有右上外限位转轮、左上外限位转轮，下端则设置左下外限位转轮，变速装置输出端还包括外驱动轮，所述外牵引线依次缠绕于右上外限位转轮、左上外限位转轮、左下外限位转轮、外驱动轮，所述实时控制模块通过温度数据线连接温度传感器，所述温度传感器设置在外牵引线上并且和内牵引线上的轴类零件同高度，所述外牵引线位于外牵引线整体外围；所述感应加热模块通过感应数据线连接实时控制模块。

所述实时控制模块通过驱动控制线连接驱动装置。

为了达成上述另一目的，本发明采用了如下技术方案，一种轴类零件感应加热工艺实验方法，其步骤如下：

所述驱动装置通过内牵引线带动轴类零件在变尺寸线圈中有规则的移动来实现变频和变功率的感应加热；轴类零件在线圈中移动时，记录温度数值变化数据；

在感应加热完成后，内牵引线带动轴类零件至变尺寸线圈的下端，冷却液喷口向轴类零件喷射冷却液，至温度降至工艺要求为止。

实时控制模块控制开启或关闭温度传感器、制感应加热模块、驱动装置、冷却液喷口，所述驱动装置通过变速装置完成内驱动轮与外驱动轮同转速转动。

在感应加热时，所述温度传感器跟随轴类零件移动的位置并实时传输给实时控制模块温度数据，在感应加热完成后，实时控制模块控制关闭感应加热模块，内牵引线带动轴类零件至变尺寸线圈的下端，温度传感器跟随轴类零件移动的位置到变尺寸线圈的下端水平位置并传输给实时控制模块温度数据，待温度降至工艺要求温度，实时控制模块控制关闭冷却液喷口停止喷液。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、提供了一种新的轴类零件感应加热工艺实验方法，为工业上轴类零件感应加热工艺实验提供了新方法和新途径。

2、本方法和实验平台装置结合现有技术的变频频率的感应加热设备使用，可实现连续的频率变化和功率调节，有利于优化感应加热工艺，改善工艺实验效果，提高工艺实验效率。

3、本方法和实验平台装置结合现有技术的固定频率的感应加热设备使用，可实现一定范围的连续变频和功率调节，降低了工艺实验设备投资成本和维修成本，有利于感应加热工艺实验设备的柔性应用。

4、结构紧凑、实施简单。

附图说明

图1为一种轴类零件感应加热工艺实验平台结构示意图；

图2为一种轴类零件感应加热工艺实验平台局部放大结构示意图。

图中：1、温度传感器，2、温度数据线，3、感应加热模块，4、感应数据线，5、实时控制模块，6、驱动控制线，7、左下外限位转轮，8、左下内限位转轮，9、冷却液喷口，10、平台底座，11、驱动装置，12、变速装置，13、外牵引线，14、内牵引线，15、支架，16、变尺寸线圈，17、右上内限位转轮，18、右上外限位转轮，19、左上内限位转轮，20、左上外限位转轮，21、内驱动轮，22、外驱动轮。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

为了实现本发明所述的实验平台，需要根据轴类零件感应加热工艺实验的频率和功率要求，预制能满足工艺实验要求的变尺寸感应线圈，在工艺实验开始时需要将轴类零件串联在内牵引线上并置于如图1所示的线工位上。

根据图1-图2所示，一种轴类零件感应加热工艺实验平台，包括支架15、变尺寸线圈16、驱动装置11、变速装置12、内牵引线14、感应加热模块3，所述支架上端设置右上内限位转轮17、左上内限位转轮19，下端则设置有左下内限位转轮8，与驱动装置连接的变速装置固定在平台底座上并靠近支架右下方，所述内牵引线依次缠绕于变速装置的内驱动轮21、右上内限位转轮17、左上内限位转轮19、左下内限位转轮8，同时所述内牵引线要带动连接在内牵引线上的轴类零件穿过变尺寸线圈中心，所述变尺寸线圈连接感应加热模块。所述变尺寸线圈为轴向连续变径的一体式结构线圈；所述感应加热模块3为感应电源。所述支架下端还设置有冷却液喷口9，所述冷却液喷口位于变尺寸线圈下方后侧。

还包括实时控制模块5、外牵引线13，所述支架上端还设置有右上外限位转轮18、左上外限位转轮20，下端则设置左下外限位转轮7，变速装置输出端还包括外驱动轮22，所述外牵引线13依次缠绕于右上外限位转轮、左上外限位转轮、左下外限位转轮、外驱动轮，所述实时控制模块5通过温度数据线2连接温度传感器1，所述温度传感器设置在外牵引线13上并且和内牵引线上的轴类零件同高度，所述外牵引线位于外牵引线整体外围；所述感应加热模块3通过感应数据线4连接实时控制模块5。所述实时控制模块5通过驱动控制线6连接驱动装置11。所述实时控制模块还连接并控制冷却液喷口。

实时控制模块是一个显示控制器，直接购得后使用即可。

结合现有技术的固定频率的感应加热设备；方案一如下：一种轴类零件感应加热工艺实验方法，其步骤如下：开启感应加热模块3加热变尺寸线圈，感应加热模块3为固定频率感应电源，所述驱动装置通过内牵引线带动轴类零件在变尺寸线圈中有规则的移动来实现变频和变功率的感应加热；轴类零件在线圈中移动时，记录温度数值变化数据；在感应加热完成后，内牵引线带动轴类零件至变尺寸线圈的下端，冷却液喷口向轴类零件喷射冷却液，至温度降至工艺要求为止。

结合现有技术的变频频率的感应加热设备；方案二如下：一种轴类零件感应加热工艺实验方法，其步骤如下：开启感应加热模块3加热变尺寸线圈，感应加热模块3为变频频率感应电源，所述驱动装置通过内牵引线带动轴类零件在变尺寸线圈中有规则的移动来实现变频和变功率的感应加热；轴类零件在线圈中移动时，记录温度数值变化数据；在感应加热完成后，内牵引线带动轴类零件至变尺寸线圈的下端，冷却液喷口向轴类零件喷射冷却液，至温度降至工艺要求为止。

结合现有技术的固定频率的感应加热设备；方案三如下：

感应加热模块3为固定频率感应电源，实时控制模块5控制开启温度传感器1，然后实时控制模块5开启制感应加热模块3，同时实时控制模块5控制开启驱动装置11，驱动装置11通过变速装置12完成内驱动轮21与外驱动轮22同转速转动，根据工艺实验的变频和变功率的要求，内牵引线14带动轴类零件在变尺寸线圈16中有规则的移动来实现变频和变功率的感应加热，温度传感器1跟随轴类零件移动的位置并实时传输给实时控制模块5温度数据，在感应加热完成后，实时控制模块5控制关闭感应加热模块3，内牵引线14带动轴类零件至变尺寸线圈16的下端，实时控制模块5控制冷却液喷口9喷射冷却液，温度传感器1跟随轴类零件移动的位置到变尺寸线圈16的下端水平位置并传输给实时控制模块5温度数据，待温度降至工艺要求温度，实时控制模块5控制关闭冷却液喷口停止喷液，实时控制模块5控制驱动装置11与温度传感器1。

结合现有技术的变频频率的感应加热设备；方案四如下：

感应加热模块3为变频频率感应电源，实时控制模块5控制开启温度传感器1，然后实时控制模块5开启制感应加热模块3，根据工艺实验需要，通过实时控制模块5完成调整感应加热模块3的输出的频率和功率，实时控制模块5控制开启驱动装置11，驱动装置11通过变速装置12完成内驱动轮21与外驱动轮22同转速转动，根据工艺实验的变频和变功率的要求，内牵引线14带动轴类零件在变尺寸线圈16中有规则的移动来实现变频和变功率的感应加热，温度传感器1跟随轴类零件移动的位置并实时传输给实时控制模块5温度数据，工艺实验过程中，可根据工艺要求通过实时控制模块5调整感应加热模块3的输出的频率和功率。在感应加热完成后，实时控制模块5控制关闭感应加热模块3，内牵引线14带动轴类零件至变尺寸线圈16的下端，实时控制模块5控制冷却液喷口9喷射冷却液，温度传感器1跟随轴类零件移动的位置到变尺寸线圈16的下端水平位置并传输给实时控制模块5温度数据，待温度降至工艺要求温度，实时控制模块5控制关闭冷却液喷口停止喷液，实时控制模块5控制驱动装置11与温度传感器1。

本发明方法和实验平台更有利于轴类零件的感应加热工艺实验的实施，有效的改善热处理效果，提高热处理效率，扩大设备柔性生产能力，降低生产设备投资成本和维修成本。本发明对轴类零件感应加热工艺实验技术领域具有广泛的应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (2)

1.一种轴类零件感应加热工艺实验平台，其特征在于，包括支架、变尺寸线圈、驱动装置、变速装置、内牵引线、感应加热模块，所述支架上端设置右上内限位转轮、左上内限位转轮，下端则设置有左下内限位转轮，与驱动装置连接的变速装置固定在平台底座上并靠近支架右下方，所述内牵引线依次缠绕于变速装置的内驱动轮、右上内限位转轮、左上内限位转轮、左下内限位转轮，同时所述内牵引线要带动连接在内牵引线上的轴类零件穿过变尺寸线圈中心，所述变尺寸线圈连接感应加热模块；所述变尺寸线圈为轴向连续变径的一体式结构线圈；所述感应加热模块为固定频率感应电源；所述支架下端还设置有冷却液喷口，所述冷却液喷口位于变尺寸线圈下方后侧；

还包括实时控制模块、外牵引线，所述支架上端还设置有右上外限位转轮、左上外限位转轮，下端则设置左下外限位转轮，变速装置输出端还包括外驱动轮，所述外牵引线依次缠绕于右上外限位转轮、左上外限位转轮、左下外限位转轮、外驱动轮，所述实时控制模块通过温度数据线连接温度传感器，所述温度传感器设置在外牵引线上并且和内牵引线上的轴类零件同高度，所述外牵引线位于外牵引线整体外围；所述感应加热模块通过感应数据线连接实时控制模块；所述实时控制模块通过驱动控制线连接驱动装置；所述驱动装置通过内牵引线带动轴类零件在变尺寸线圈中有规则的移动来实现变频和变功率的感应加热。

2.一种采用如权利要求1所述轴类零件感应加热工艺实验平台的实验方法，其步骤如下：

所述驱动装置通过内牵引线带动轴类零件在变尺寸线圈中有规则的移动来实现变频和变功率的感应加热；轴类零件在线圈中移动时，记录温度数值变化数据；

在感应加热完成后，内牵引线带动轴类零件至变尺寸线圈的下端，冷却液喷口向轴类零件喷射冷却液，至温度降至工艺要求为止；

所述实时控制模块控制开启或关闭温度传感器、感应加热模块、驱动装置、冷却液喷口，所述驱动装置通过变速装置完成内驱动轮与外驱动轮同转速转动；

在感应加热时，所述温度传感器跟随轴类零件移动的位置并实时传输给实时控制模块温度数据，在感应加热完成后，实时控制模块控制关闭感应加热模块，内牵引线带动轴类零件至变尺寸线圈的下端，温度传感器跟随轴类零件移动的位置到变尺寸线圈的下端水平位置并传输给实时控制模块温度数据，待温度降至工艺要求温度，实时控制模块控制关闭冷却液喷口停止喷液。