CN104651831A - 一轴类零件表面感应熔覆质量控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的一种轴类零件表面感应熔覆质量控制装置，包括保形感应加热单元、熔凃感应加热单元、实时数据控制单元，以及驱动箱体和垂直固定在驱动箱体上的支桁架组成的“]”形框架；在“]”形框架内间隔设有滑动轨道和牵引线；在滑动轨道上设有与实时数据控制单元连接的实时红外传感器；在驱动箱体内设置牵引电机，牵引电机同步连接牵引线和实时红外传感器，并由实时数据控制单元控制牵引电机往复转动；熔凃感应线圈和感应线圈间隔套装在牵引导线的外围，其轴线与牵引线保持一致。该装置可实现轴类零件表面感应熔覆质量控制，可改善轴类零件的表面熔覆质量，提高生产的成品率，提升表面感应熔覆的均匀质量控制水平。

Description

一轴类零件表面感应熔覆质量控制装置

技术领域：

本发明涉及感应加热及表面熔覆技术领域，特别涉及一种通过倒锥形感应线圈实现控制轴类零件表面感应熔覆质量的控制装置。

背景技术：

目前，感应熔覆逐步应用于轴类零件的表面金属涂层强化过程，表面感应熔覆质量控制已成为应用感应熔覆技术的关键，其影响着感应熔覆技术在工业上的广泛应用。目前轴类零件的表面感应熔覆质量控制主要通过保形感应加热单元、熔凃感应加热单元和实时数据控制单元进行，在工业生产应用上存在着不少弊端和局限性。例如1：采用以往的垂直放置圆柱型线圈实施轴类零件表面感应熔覆的形式，其缺点：在感应加热金属涂层融化后，表面液态金属涂层受重力的作用向下方流动，在冷却后导致轴类零件表面涂层厚度分布不均匀，影响了表面熔覆质量，降低了生产成品率。例如2：采用以往的等间距与等直径的垂直放置感应线圈实施轴类零件表面感应熔覆的形式，其缺点：在感应加热熔化的金属涂层过程中，由于磁感线分布的特性作用，线圈中间部位的金属涂层先融化，线圈两端部的金属涂层后融化，使得轴类零件的中部位置的金属涂层与基体离子键结合较深，线圈两端部位置的金属涂层与基体离子键结合较薄，增加了轴向的涂层内应力，不利于轴类零件表面熔覆的均匀质量控制。由此，目前轴类零件表面感应熔覆质量控制，存在着表面涂层厚度分布不均匀，表面熔覆质量差，生产成品率底，存在较大轴向的涂层内应力，表面熔覆的均匀质量控制差等弊端，且无其它新的感应熔覆质量控制装置可代替。

上述缺点在一定程度上限制了感应熔覆在轴类零件表面金属涂层强化上的广泛应用。

发明内容：

本发明目的针对现有感应熔覆质量控制在轴类零件表面金属涂层强化应用上的弊端，提供一种轴类零件表面感应熔覆质量控制装置。

为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种轴类零件表面感应熔覆质量控制装置，包括保形感应加热单元、熔凃感应加热单元和实时数据控制单元，其中，保形感应加热单元由保形感应加热控制器和感应线圈连接组成，熔凃感应加热单元由熔凃感应加热控制器和熔凃感应线圈连接组成，实时数据控制单元与保形感应加热控制器和熔凃感应加热控制器连接控制；其还包括：驱动箱体和垂直固定在驱动箱体上的支桁架组成的“]”形框架；在“]”形框架的上下横框之间垂直方向间隔设有滑动轨道和牵引线；其中，滑动轨道两端固定在上下横框上，在滑动轨道上设有实时红外传感器，实时红外传感器通过连接的闭环引导线引导，与滑动轨道构成上下滑动配合，实时红外传感器与实时数据控制单元连接；牵引线为设置在“]”形框架的上下横框之间的闭环牵引线，被加工轴类部件连接在牵引线的连接端，并与滑动轨道保持平行；在驱动箱体内设置牵引电机，牵引电机同步连接牵引线和实时红外传感器的闭环引导线，并由实时数据控制单元控制牵引电机往复转动；熔凃感应加热单元的熔凃感应线圈和保形感应加热单元的感应线圈间隔套装在牵引导线的外围，其轴线与牵引线保持一致。

上述方案进一步包括：

保形感应加热单元的感应线圈呈上部缠绕直径大、下部缠绕直径小的锥体排布。

熔凃感应加热单元的熔凃感应线圈呈中间间隔间距大、两端间隔间距小的排布结构。

实时数据控制单元、保形感应加热控制器、熔凃感应加热控制器和驱动箱体均设置在同一底座上。

本发明的保形感应加热单元利用通入交变电流的倒锥形加热感应线圈会对插入内部的轴类零件产生向上的磁浮力，向上的磁力和熔化涂层流体的粘着力来保持熔化涂层稳定和减少涂层流动；同时熔凃感应加热单元采用中间部位间距大、两端部位间距小的感应线圈作为熔凃感应线圈，在保护剂预涂敷金属涂层后的轴类零件嵌套入时，根据轴类零件的直径、材料物理特性与涂层材料物理特性，合理选择使用圆柱形熔凃感应线圈，有利于轴类零件表面获得均匀厚度的金属涂层，改善了轴类零件的表面熔覆质量，提高生产的成品率，提升表面感应熔覆的均匀质量控制水平，提升了表面感应熔覆的均匀质量控制能力，对表面感应熔覆应用技术领域具有广泛的应用前景。

本发明还具有以下有益效果：

1、提供了一种新的轴类零件表面感应熔覆质量控制装置，为工业上应用轴类零件表面金属涂层强化提供了新方法和新途径。

2、本装置的实施使用，有利于轴类零件表面获得均匀厚度的金属涂层，改善轴类零件的表面熔覆质量，提高生产的成品率。

3、本装置的应用，有利于减小金属涂层轴向内应力，提升轴类零件表面熔覆的均匀质量控制水平。

4、结构紧凑、实施简单。

附图说明：

图1是本发明一种实施例的轴类零件表面感应熔覆质量控制装置示意图。

图中：1保形感应加热控制器（或称模块），2熔凃感应加热控制器（或称模块），3保型控制线，4，熔涂控制线，5实时数据控制单元，6底座，7驱动箱体，8支桁架，9锥形感应线圈，10滑动导轨，11熔凃感应线圈，12实时红外传感器，13牵引线。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方案加以说明。

一种轴类零件表面感应熔覆质量控制装置，包括保形感应加热单元、熔凃感应加热单元和实时数据控制单元，其中，保形感应加热单元由保形感应加热控制器1和锥形感应线圈9连接组成，熔凃感应加热单元由熔凃感应加热控制器2和熔凃感应线圈11连接组成，实时数据控制单元5与保形感应加热控制器1和熔凃感应加热控制器2分别通过控制线3和4连接控制。驱动箱体7和垂直固定在驱动箱体上的支桁架8组成的“]”形框架；在“]”形框架的上下横框之间垂直方向间隔设有滑动轨道10和牵引线13。其中，滑动轨道10两端固定在上下横框上，在滑动轨道10上设有实时红外传感器12，实时红外传感器12通过连接的闭环引导线引导与滑动轨道12构成上下滑动配合，实时红外传感器12与实时数据控制单元5连接。牵引线为13设置在“]”形框架的上下横框之间的闭环牵引线，被加工轴类部件连接在牵引线的连接端，并与滑动轨道12保持平行。在驱动箱体7内设置牵引电机，牵引电机同步连接牵引线13和实时红外传感器的闭环引导线，并由实时数据控制单元5控制牵引电机往复转动；熔凃感应加热单元的熔凃感应线圈11和保形感应加热单元的感应线圈9间隔套装在牵引导线13的外围，其轴线与牵引线13保持一致。

上述方案进一步包括：

保形感应加热单元的感应线圈9呈上部缠绕直径大、下部缠绕直径小的锥体排布。

熔凃感应加热单元的熔凃感应线圈11呈中间间隔间距大、两端间隔间距小的排布结构。

实时数据控制单元5、保形感应加热控制器1、熔凃感应加热控制器2和驱动箱体7均设置在同一底座6上。

使用时，保护剂预涂敷金属涂层后的轴类零件涨紧在牵引线13上，开启实时数据控制单元5后，实时数据控制单元5控制保形感应加热控制器1与熔凃感应加热控制器2开启，通过实时数据控制单元5控制调节保形感应加热控制器1与熔凃感应加热控制器2的电参数以满足表面感应熔覆质量控制的要求，实时数据控制单元5控制实时红外传感器12开启，通过实时数据控制单元5控制驱动箱体7的牵引电机启动，驱动牵引线13与滑动导轨10上的实时红外传感器12同步向下移动，当轴类零件全部嵌套入熔凃感应线圈11内时实时数据控制单元5控制驱动箱体7的牵引电机停止驱动，待轴类零件表面温度被熔凃感应线圈11加热到一定工艺温度，实时数据控制单元5控制驱动箱体7的牵引电机启动启动，驱动箱体7的牵引电机驱动牵引线13与滑动导轨10上的实时红外传感器12同步向下移动，当轴类零件全部嵌套入锥形感应线圈9内时实时数据控制单元5控制驱动箱体7的牵引电机停止驱动，待完成轴类零件表面熔覆质量控制工艺后，实时数据控制单元5控制保形感应加热控制器1与熔凃感应加热控制器2关闭，实时数据控制单元5控制控制驱动箱体7的牵引电机启动驱动牵引线13与滑动导轨10上的实时红外传感器12同步向上移动，轴类零件移动至起始位置，实时数据控制单元5控制控制驱动箱体7的牵引电机关闭，待轴类零件表面温度降至一定温度，实时数据控制单元5控制实时红外传感器5关闭。

本装置中的实时数据控制单元、保形感应加热控制器与熔凃感应加热控制器均采用现有的技术，如PLC控制器和数字式温度控制器，并可通过实时数据控制单元调节控制保形感应加热控制器与熔凃感应加热控制器的电参数。

Claims (4)

1.一种轴类零件表面感应熔覆质量控制装置，包括保形感应加热单元、熔凃感应加热单元和实时数据控制单元，其中，保形感应加热单元由保形感应加热控制器和感应线圈连接组成，熔凃感应加热单元由熔凃感应加热控制器和熔凃感应线圈连接组成，实时数据控制单元与保形感应加热控制器和熔凃感应加热控制器连接控制；其特征是还包括：驱动箱体和垂直固定在驱动箱体上的支桁架组成的“]”形框架；在“]”形框架的上下横框之间垂直方向间隔设有滑动轨道和牵引线；其中，滑动轨道两端固定在上下横框上，在滑动轨道上设有实时红外传感器，实时红外传感器通过连接的闭环引导线引导，与滑动轨道构成上下滑动配合，实时红外传感器与实时数据控制单元连接；牵引线为设置在“]”形框架的上下横框之间的闭环牵引线，被加工轴类部件连接在牵引线的连接端，并与滑动轨道保持平行；在驱动箱体内设置牵引电机，牵引电机同步连接牵引线和实时红外传感器的闭环引导线，并由实时数据控制单元控制牵引电机往复转动；熔凃感应加热单元的熔凃感应线圈和保形感应加热单元的感应线圈间隔套装在牵引导线的外围，其轴线与牵引线保持一致。

2.按照权利要求1所述的轴类零件表面感应熔覆质量控制装置，其特征是：保形感应加热单元的感应线圈呈上部缠绕直径大、下部缠绕直径小的锥体排布。

3.按照权利要求1或2所述的轴类零件表面感应熔覆质量控制装置，其特征是：熔凃感应加热单元的熔凃感应线圈呈中间间隔间距大、两端间隔间距小的排布结构。

4.按照权利要求3所述的轴类零件表面感应熔覆质量控制装置，其特征是：实时数据控制单元、保形感应加热控制器、熔凃感应加热控制器和驱动箱体均设置在同一底座上。