[发明专利]一种用于齿轮表面淬火的感应加热装置及齿轮表面淬火方法

说明书

本发明公开了一种用于齿轮表面淬火的感应加热装置及齿轮表面淬火方法，涉及热处理领域。本发明中的感应加热装置，包括相互逆向旋转的加热齿轮轴、工件齿轮轴，安装于加热齿轮轴上的感应加热齿轮，安装于工件齿轮轴上的待淬火齿轮工件；所述感应加热齿轮与待淬火齿轮工件无接触啮合；所述感应加热齿轮的齿为仿齿形感应线圈。本发明采用形状与工件啮合齿轮相似的感应线圈对工件进行旋转式扫描加热，感应线圈与工件同时旋转时，工件与感应线圈上定位滑轮的接触点始终在啮合线上，可以有效加热工件承受载荷的位置，提高加热深度，水冷后增加该位置的硬化层厚度，从而提高工件的使用寿命并减小均匀加热带来的能量损耗。

技术领域

本发明涉及热处理领域，特别涉及一种用于齿轮表面淬火的感应加热装置及齿轮表面淬火方法。

背景技术

重载精密齿轮广泛用于钢铁，建材，石油化工，造纸，水泥，煤炭，通用机械，风电发电等领域，齿轮失效后，安装和更换成本较高，而表面疲劳磨损作为重载齿轮的主要失效方式，严重影响齿轮使用寿命，因此合理控制齿轮的淬火处理过程具有重要意义。感应加热对齿轮进行表面淬火，可以利用集肤效应快速加热工件表面至淬火温度，对于复杂曲面进行感应加热，难以有效控制加热温度分布，从而控制有效淬硬层分布。为提高齿轮表面温度分布的均匀性从而改善有效淬硬层分布的均匀性，常采用仿齿形线圈对工件进行整体加热或采用逐齿扫描移动加热，整体加热的方式能耗需求巨大，对于大型重载齿轮而言生产成本过高，而利用仿形线圈逐齿扫描移动加热的加热效率较低，除此之外，齿轮啮合过程中，根据啮合线分布，齿轮表面磨损程度不同，齿轮齿面啮合位置处的磨损更为严重，并且感应淬火硬化层不仅要满足对齿面磨损的要求，同时需要满足齿轮强度设计，因此在齿廓方向上，齿轮齿面受载位置处比较齿根和齿顶而言需要更厚的有效淬硬层分布，以提高齿轮耐磨性，延长齿轮使用寿命。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于齿轮表面淬火的感应加热装置及齿轮表面淬火方法，旨在在齿廓方向上，齿轮齿面受载位置处形成比齿根和齿顶更厚的有效淬硬层分布，优化了齿轮感应淬火的硬化层分布，提高齿轮耐磨性，延长齿轮使用寿命。

为实现上述目的，采用以下技术方案：一种用于齿轮表面淬火的感应加热装置，其特征在于：包括相互逆向旋转的加热齿轮轴、工件齿轮轴，安装于加热齿轮轴上的感应加热齿轮，安装于工件齿轮轴上的待淬火齿轮工件；所述感应加热齿轮与加热齿轮轴上同轴旋转，所述待淬火齿轮工件与工件齿轮轴上同轴旋转；所述感应加热齿轮与待淬火齿轮工件无接触啮合；所述感应加热齿轮的齿为仿齿形感应线圈。

进一步的技术方案在于：所述加热齿轮轴以及工件齿轮轴活动固定在底座上，所述加热齿轮轴上固定中心轮，所述工件齿轮轴固定行星轮，所述中心轮与行星轮啮合。

进一步的技术方案在于：所述工件齿轮轴为多个，均匀布置在加热齿轮轴周围。

进一步的技术方案在于：所述工件齿轮轴外套设内齿轮，所述内齿轮的内轮廓与行星轮啮合。

进一步的技术方案在于：所述加热齿轮轴被电机驱动转动。

进一步的技术方案在于：所述感应加热齿轮的齿，与待淬火齿轮工件的齿通过定位滑轮接触，所述定位滑轮安装在感应加热齿轮的齿上，与待淬火齿轮工件的齿滚动接触。

进一步的技术方案在于：所述仿齿形感应线圈上设置通水对仿齿形感应线圈冷却的冷却水管道。

进一步的技术方案在于：一种齿轮表面淬火方法，其特征在于：利用上述所述的一种用于齿轮表面淬火的感应加热装置。

进一步的技术方案在于：在待淬火齿轮工件加热位置旋转至远离感应加热齿轮一侧时对加热位置进行喷水冷却。

进一步的技术方案在于：包括如下步骤：