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双频齿轮感应淬火生产线技术原理分析

下面两点介绍一条内齿轮及齿轮的双频感应淬火生产线原理。

1、内齿轮感应淬火原理

此线内齿轮每次卸下一件，由相对而立的两个气缸操纵牙条淬火调质生产线。当工件处于1号装料位置，一个接近开关动作，使气动往复杆推工件到淬火工位。此工位有一个可变速度的伺服驱动及垂直扫描的托架。齿轮到达淬火工位，另一个接近开关动作，于是，立式扫描器将内齿轮从往复杆上托起，并把工件放到感应器下面的定向位置。有两个接近开美用作的定位指示，如果定错位置，工件即回到往复杆，以便再次装料。错位1s后中频炉即停止运转，与此同时,一个诊断犀示屏幕指示出工件不在淬火工位。如果内齿轮定位正确，为工件定向工位所接受，扫描机构将把它送入感应器。一但感应器位于内齿轮中丝杆淬火生产线，中频电源开始进行加热，工件旋转．同时扫描机构使工件下降，使感应器扫描并预热内齿轮的全长。中频预热完成后，扫描上升，回到原来位置，电源转换开关转接刭高频电源，工件再次旋转下降，将预热过的齿轮用高频进行扫描并淬火。淬火后的内齿轮降下到往复杆后，往复杆推工件到圆火工位，其定位信号动作与淬火工位相同。回火是一次加热方式，回火时工件是旋转着的。回火功率较小，是在齿轮高频淬火的闻段时间进行的。回火工序完成后，齿轮降到往复杆上，推向冷却工位，由喷淋头冷却到装卸温度，然后工件被推向分检工位（合格或剔出）。剔出是由许多检测装置所确定的。如果内齿轮被确定剔出，则装在侧面的一个气动卸料杆将水平地将该齿轮推动，并滑到剔出卸料箱；如果齿轮合格则推到出料箱。

半轴淬火机床表面淬火存在问题及今后改进设想

半轴淬火机床淬火经过多次摸索试验及小批,证明采用变参数的连续淬火法能够得到符合设计要求的均匀淬火层, 但是, 在具体中也暴露了一些问题,影响淬火质量的稳定。

起始部位端面间隙的调整困难, 调大了,端面到温滞后太多, 侧面出现过热现象, 调小了, 又会接触端面引起打火, 零件。 靠操作者肉眼观察, 手工控制常出问题。加限位器控制则由于半轴长度方面精度不严, 而间隙影响又敏感, 难见收效。

改进设想: 感应器本身涂 0.2 mm 左右厚绝缘层( 搪瓷等无机涂料) , 或上下与机床绝缘, 使半轴处于电悬浮状态。这样一来, 即使感应器接触上工件也不会引起打火, 操作安全、方便。其次, 操作程序较复杂, 每次淬火都需专人调整电参数, 若调整不及时还将有可能产生温度过高过低现象, 影响淬火质量。改进设想: 调整旋钮和仪表移至操纵盘附近, 方便调节, 或机床加装拨动开关, 到位即自动调节。另一种设想是设计一种装配式 可 调 间 隙 感 应器, 在淬火操作过程中自动调整好间隙至Z佳状态,如能大批量, 能研究出此种全新感应器是比较理想合算的。笔者认为, 作出一些改进之后, 半轴中频感应加热淬火将可达到半机械化的水平, 满足大批量的要求。

抽油杆淬火调质线电源的特点

在本套系统中设计使用在国内具有水平的扫频式恒功率耐冲击型抽油杆淬火调质线电源。其主要特点如下：

1）电源外壳采用标准GGD外壳，可以任意拼装组合。两台电源的外形尺寸都为：高2000mm*宽950mm*深900mm。

2）两套设备四台台电源共用一台800Kw低压开关柜。控制系统全数字化，无继电控制控制系统采用大规模可编程逻辑阵列模块集成控制，单块板结构。各种信号的运算处理及其相应动作的执行都按程序自动进行。用数字控制系统代替各种继电控制回路所要完成的功能。

3）扫频式启动方式，具有的启动成功率

4）具有快速响应特性的调节器

根据供方在工件加热的实际使用情况下所获得的经验，设计了的调节器，其响应时间小于100mS，完全适合于抽油杆淬火调质线电源在负载突变的情况下适应快速响应的使用要求。

5）电源恒功率输出，可保证高的功率因数

6）完善可靠的保护功能

本控制线路设有过流、过压进线缺相、电源欠电压、冷却水压过低和冷却水温过高等各项保护措施。保护了各项保护功能的灵敏度及可靠性。本套系统为水冷却设备，为了设备的安全可靠运行，故应对冷却水的水温进行多点实时监控。我公司针对水温监控重要性，设计了一套具有特色的仪表。在每一只可控硅上均装有两个温度检测点，并具在每一台谐振电容器及各感应线圈上也装有相同的温度检测点。并在设备的总进水口加装带保护信号的水流量开关。

感应淬火前的预备热处理有三种

感应淬火前的预备热处理一般有三种,退火处理(球化退火)、正火、调质处理。

对于退火工艺主要应用于高碳钢如弹簧钢材料和轴承材料。感应淬火前的预备热处理具体采取什么形式,主要是根据图样要求,也有部分客户提出要求,我们根据使用要求制定相关的感应淬火技术要求。

对于感应加热,由于加热时间短,基体组织越均匀,产生完全奥氏体的可能性越大,冷却时产生完全马氏体的几率也大,直接影响表面硬度和感应淬火深度。调质后的碳化物更均匀,在较短的时间内由于碳化物易溶解于奥氏体内,速度快,均匀充分,得到的硬度高、均匀。调质硬度越高,其碳化物颗粒越细越均匀,则溶解效果越好。因而调质(球化退火)材料感应淬火效果好,可以得到良好的表面硬度、淬硬层深度和金相组织。

正火材料次之,正火材料感应加热时间相对调质产品要长,也可以得到良好表面硬度和金相组织。由于正火(退火)的原始组织为片状珠光体和铁素体,正火易出现大块状或网状铁素体,组织不均匀性增大;短时间的快速加热而导致碳化物来不及充分溶解,即使溶解了也不能充分扩散,合金元素也不能扩散均匀,奥氏体短期内无法达到均匀化,原珠光体区域富碳,原铁素体区域贫碳,淬火组织中存在低碳马氏体,影响感应淬火硬度和硬化层深度。

矿用截齿套的中频感应淬火处理

截齿套是用来装夹煤炭行业中截割煤层的采煤机、掘进机刀具—截齿的矿用零件,由于工矿条件复杂,截齿不断地冲击和磨损截齿套,导致截齿套折断及过度磨损失效,且截齿套更换困难、增大成本、消耗时间、耽误。长期以来,截齿套一直都在努力提高截齿套的质量,从而提高截齿套的寿命,重点就是提高冲击韧性及增加耐磨性。利用传统的整体调质处理,采用合适的淬火和回火温度,可以提高截齿套的韧性,明显改善截齿套的抗冲击能力,但由于工艺的局限,随着截齿套韧性的提高,不可避免地使截齿套的硬度降低,这样一来,截齿套的内孔耐磨性就会下降,这就从另一个方面降低了截齿套的使用寿命。

经过中频感应淬火的截齿套的基体硬度也能保证在HRC38~42这个范围之内,其原因是当截齿套端面和内孔同时进行高频淬火加热时,内孔壁距离感应器近,此处的温度高,达到淬火温度,由于强烈的热传递,使得外层也被加热到一定的温度,从而使这部分受到热影响的区域产生组织转变,且基体硬度处于要求范围之内,故在不影响冲击韧性的前提下提高了内孔及端面的硬度。

感应淬火后的截齿套的硬度、冲击韧性及金相组织都非常理想,截齿套的端面和内孔都有一定深度的高硬层,可以提高截齿套的耐磨性,而基体的韧性相对于普通调质处理的截齿套有明显提高,保证截齿套能承受更大的冲击力而不会断裂,这样就保证了截齿套有良好的使用性能,且寿命也会提高,其经济效益是显而易见的。