汽車半軸感應(yīng)加熱電源電流頻率及加熱時(shí)間的選擇

汽車半軸局部感應(yīng)加熱時(shí)頻率的選擇基于以下兩個(gè)因素:

(1) 感應(yīng)器的電效率,使其力求接近于極限值,這就要求有足夠高的電流頻率,因?yàn)殡娦孰S頻率而提高。

(2) 加熱時(shí)間的情況下,保證工藝需要的心表溫差,即要求適度降低電流頻率。凸輪軸的淬火可選用凸輪軸淬火機(jī)凸輪軸淬火機(jī)，它是對(duì)凸輪軸表面進(jìn)行淬火處理的機(jī)械設(shè)備，它采用圓形感應(yīng)器，對(duì)凸輪軸的凸輪及其他淬火部位，進(jìn)行逐個(gè)淬火工藝，感應(yīng)加熱設(shè)備的質(zhì)量穩(wěn)定可靠，硬質(zhì)達(dá)到材質(zhì)要求的硬度，淬硬層合格。高的電效率短的加熱時(shí)間,使局部加熱必然會(huì)產(chǎn)生的局部熱向毛坯非加熱部位的熱傳導(dǎo)會(huì)更少。因此,局部感應(yīng)加熱的效率,基本上取決于電流頻率的正確選擇。電流頻率可依據(jù)半軸坯料的的直徑來(lái)選擇電流的頻率。

坯料以給定的心表溫度差由起始溫度(這里取600 ℃)加熱到鍛壓溫度所需要的時(shí)間,稱為加熱時(shí)間。變速器換檔叉軸感應(yīng)淬火換檔叉軸結(jié)構(gòu)獨(dú)特,技術(shù)要求高,采用常規(guī)的感應(yīng)淬火工藝難以達(dá)到技術(shù)要求。在給定心表溫度差(如100 ℃溫差規(guī)范)的前提下,加熱時(shí)間只取決于電流的頻率(它決定電流透入深度)、坯料的物理性質(zhì)(導(dǎo)熱性)以及坯料的直徑(坯料的直徑減去電流透入深度決定了平均熱傳導(dǎo)的距離)。

加熱時(shí)間的確定非常重要,坯料在感應(yīng)器內(nèi)實(shí)際的加熱時(shí)間小于確定的加熱時(shí)間, 從感應(yīng)器內(nèi)出來(lái)的坯料的心表溫差將大于100 ℃,而達(dá)不到鍛壓需要的溫度要求;如果大于確定的時(shí)間,將會(huì)造成能耗的增加,工作節(jié)拍延長(zhǎng),生產(chǎn)效率降低,加熱段向非加熱段熱傳導(dǎo)增加,甚至造成加熱段過燒、坯料報(bào)廢的嚴(yán)重后果。在汽車或機(jī)械制造領(lǐng)域中，花鍵軸類零件往往是承受交變的扭轉(zhuǎn)、交變的彎曲和滑動(dòng)摩擦等載荷。坯料直徑按直徑來(lái)進(jìn)行加熱時(shí)間的計(jì)算。

汽車半軸局部感應(yīng)加熱感應(yīng)器的類型

等直徑變?cè)丫喔袘?yīng)器 當(dāng)變截面圓柱體毛坯加熱時(shí),例如帶臺(tái)階的變徑毛坯,在同一加熱時(shí)間內(nèi),必須保證在各個(gè)區(qū)段上析出不同的能量,能量也就是單位長(zhǎng)度上的功率與直徑區(qū)段相對(duì)應(yīng)。工件表層高密度電流的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽贡韺拥臏囟壬?，即?shí)現(xiàn)表面加熱。這一點(diǎn)靠各區(qū)段上磁場(chǎng)強(qiáng)度的相應(yīng)分布便可做到,為此感應(yīng)器應(yīng)做成變?cè)丫嗟摹Ｖ睆降膮^(qū)段上的匝距而磁場(chǎng)強(qiáng)度。為此要確定各個(gè)區(qū)段上的單位功率, 平均單位功率和平均單位匝數(shù),感應(yīng)器的分段長(zhǎng)度。

以上這種變截面圓柱體毛坯加熱,感應(yīng)器設(shè)計(jì)為變?cè)丫?優(yōu)點(diǎn)是感應(yīng)器可做成等直徑,不必仿型。

缺點(diǎn)是感應(yīng)器設(shè)計(jì)制作較復(fù)雜,對(duì)于相對(duì)較細(xì)的直徑來(lái)說(shuō)感應(yīng)加熱的效率偏低。而且設(shè)備調(diào)試也較復(fù)雜。

因此目前在半軸二火補(bǔ)溫加熱時(shí)更多得采用仿型感應(yīng)器。感應(yīng)器設(shè)計(jì)為等匝距。

等匝距仿型感應(yīng)器 仿型感應(yīng)器加熱的基本原理是根據(jù)感應(yīng)加熱的電效率與感應(yīng)器線圈內(nèi)徑與坯料外徑之比有一定的函數(shù)關(guān)系來(lái)考慮的。

1.仿型的矩形感應(yīng)器形式

矩形感應(yīng)器又可稱為橢圓截面感應(yīng)器,與這種仿型的矩形感應(yīng)器配套的機(jī)械裝置常見的推料方式有3種情況:利用氣缸或液壓缸移動(dòng)坯料;鏈?zhǔn)交虬迨捷斔蛶б苿?dòng)坯料;自動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置移動(dòng)坯料。

仿型的矩形感應(yīng)器存在以下問題:由于坯料形狀的特殊性,向感應(yīng)器進(jìn)料和出料時(shí),坯料在感應(yīng)器內(nèi)移動(dòng)困難等問題。雖然感應(yīng)器制作工藝較簡(jiǎn)單,但機(jī)械動(dòng)作較復(fù)雜,這種方式較少采用。

2.仿型的U型感應(yīng)器形式

仿型的U型感應(yīng)器是坯料端部感應(yīng)加熱又一種常用的加熱方法。仿型的U型感應(yīng)器常見的坯料移動(dòng)方式,也有3種形式:利用氣缸推動(dòng)坯料;利用鏈(板)式移動(dòng)坯料;自動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置移動(dòng)坯料。

這種仿形的U型感應(yīng)器的機(jī)械動(dòng)作雖然比較矩形感應(yīng)器簡(jiǎn)單一些,但感應(yīng)器的制作太復(fù)雜,人們也較少采用,另外,U型感應(yīng)器的效率也相對(duì)。

從動(dòng)齒圈中頻感應(yīng)加熱預(yù)淬火

從動(dòng)齒圈是聯(lián)合收割機(jī)差速器總成中的關(guān)鍵零件。技術(shù)要求感應(yīng)淬火后齒頂和齒根部硬度為50～60HRC。

從動(dòng)齒圈采用整體預(yù)熱后高頻加熱淬火方式,可使齒部與心部的溫差減小,降低齒頂和齒根傳熱條件不同而引起的溫度差異,獲得沿齒廓分布的淬硬層。誤區(qū)三：只看型號(hào)、不看功率例如將設(shè)備單項(xiàng)輸入電流120A和輸入功率120KVA混為一談，統(tǒng)稱120機(jī)，致使買回后才發(fā)現(xiàn)真正的功率才80KVA，明著占了便宜，實(shí)則暗里吃了虧。另外,考慮到操作方便,直接采用中頻進(jìn)行齒部預(yù)熱后二次加熱淬火。零件淬火后留自回火溫度200～250 ℃,同時(shí)規(guī)定淬火和回火時(shí)間間隔不得超過2小時(shí),有效防止淬火裂紋的產(chǎn)生。

1. 從動(dòng)齒圈采用齒部預(yù)熱后中頻加熱淬火方式,可以顯著降低由于齒頂和齒根傳熱條件不同而導(dǎo)致的溫度差異,從而獲得沿齒廓分布的淬硬層。

2. 在對(duì)齒寬較寬的盤狀類齒輪整體加熱的感應(yīng)器設(shè)計(jì)時(shí),感應(yīng)器的高度應(yīng)比齒圈的齒寬小1～2 mm,以減小加熱時(shí)的尖角效應(yīng)。

3. 隨著數(shù)控淬火機(jī)床的發(fā)展,如果采用數(shù)控機(jī)床,可以實(shí)現(xiàn)兩次加熱采用不同的工藝參數(shù),則能夠取得更好的效果。