CN109262129A - 一种密炼机转子表面堆焊预热的电磁感应加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种密炼机转子表面堆焊预热的电磁感应加热装置，包括待焊转子，所述待焊转子内部通过支脚安装有若干电磁感应加热装置，且所述电磁感应加热装置环形等间距分布在待焊转子内部，所述电磁感应加热装置的两端通过卡爪分别安装有左爪盘和右爪盘，所述右爪盘中间轴向设置有保护管道，加热速度快，效率高，感应加热的效率比火焰高60％，比电阻加热高45％应加热速度是电阻加热速度的2～3倍，金属烧损率极低，加热成本低，由于效率和速度高，在大批量长期使用条件下具有很高的成本优势，易于实现自动控制，采用闭环控制，感应加热可以根据被加热工件当前的状态进行实时精确的自动控制。
Description
技术领域
本发明涉及密炼机领域，具体为一种密炼机转子表面堆焊预热的电磁感应加热装置。
背景技术
转子是密炼机的主要工作部件之一，在工作过程中转子与胶料之间的摩擦严重，因此对转子的耐磨性有很高的要求。为提高转子的寿命，在转子的棱峰和棱侧要堆焊一定厚度的耐磨层，然后进行机械加工。同时，为了提高耐磨层与基体的结合强度并减少表面裂纹，还要在基体与耐磨层之间堆焊一层过渡层。转子表面的堆焊工艺要求对转子进行堆焊前的预热、焊接过程中加热、以及焊后整体热处理。
电磁感应加热来源于法拉第发现的电磁感应现象。首先，感应加热电源产生的交变电流通过感应器(即线圈)产生交变磁场，导磁性物体置于其中切割交变磁力线，从而在物体内部产生交变的电流(即涡流)。由于导体有电阻，涡流流过导体时产生的电阻热(焦耳热)。对于铁磁体工件，还有磁滞热效应，也会使得工件温度升高。因此电磁感应加热是通过把电能转化为磁能，磁能转化为电能，电能转化为热能，从而使被加热工件发热的一种加热方式。目前,密炼机转子在进行堆焊时采用加热炉进行加热的方式,这种加热方式存在以下缺陷:
(1)加热与堆焊过程不能同时进行；
(2)堆焊时转子一直在冷却,堆焊质量不均衡；
(3)需要体积巨大的加热炉,加热过程缓慢；
(4)加热效率低。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种密炼机转子表面堆焊预热的电磁感应加热装置，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种密炼机转子表面堆焊预热的电磁感应加热装置，包括待焊转子，所述待焊转子内部通过支脚安装有电磁感应加热装置，且所述电磁感应加热装置环形等间距分布在待焊转子内部，所述电磁感应加热装置的两端通过卡爪分别安装有左爪盘和右爪盘，所述右爪盘中间轴向设置有保护管道。
进一步地，所述电磁感应加热装置连接设置在保护管道中的水电滑环，所述电磁感应装置包括换热壳体，所述换热壳体内部排列有若干电磁棒体，所述电磁棒体上设置有传热棱片，且所述传热棱片贴合在换热壳体的内表面，所述电磁棒体和传热棱片连接处等间距排列有旋向孔，所述电磁棒体通过旋向孔缠绕有铜线，所述电磁棒体的中间设置有芯棒。
进一步地，所述卡爪通过螺栓套安装在左爪盘和右爪盘上，所述螺旋套中间套装有四角螺钉杆，所述螺栓套的底部四角螺钉杆的杆身上套装有刚簧，且所述卡爪延伸入左爪盘和右爪盘的内部末端表面设置有螺齿，所述左爪盘和右爪盘上嵌装有拨环，所述拨环的突部分设置有内向环牙，且所述拨环螺旋咬合螺齿。
进一步地，所述传热棱片上缠绕有两圈换热夹套，且两圈所述换热夹套内部的流体流向相反，所述换热夹套和传热棱片之间设置有真空层。
进一步地，所述左爪盘和右爪盘上设置有油压固定装置，所述油压固定装置包括环形油路以及设置在左爪盘和右爪盘侧壁上的扭力孔，所述扭力孔中设置有活塞柱，所述环形油路上设置有若干个施压槽孔，所述施压槽孔中设置有顶杆。
进一步地，若干个传热冷片上缠绕的换热夹套的顶端连接在一起形成一个出水管和进水管，同一个换热壳体上设置有两个进水管和出水管，所述水电滑环中的水路管道和电路管线分别连接进水管和铜线。
进一步地，所述左爪盘和右爪盘相对于待焊转子的一侧面设置有隔热毡垫。
进一步地，所述换热壳体的数量至少为两个，且相邻换热壳体之间设置有温度传感器，所述温度传感器包括贴合在待焊转子内壁上的接触式温度传感器和测量内部空间温度的红外传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)加热速度快，效率高，感应加热的效率比火焰高60％，比电阻加热高45％应加热速度是电阻加热速度的2-3倍，金属烧损率极低。
(2)加热成本低，由于效率和速度高，在大批量长期使用条件下具有很高的成本优势。
(3)易于实现自动控制，采用闭环控制，感应加热可以根据被加热工件当前的状态进行实时精确的自动控制，充分满足加热工艺要求。
(4)环境友好，感应加热不产生任何废气和烟尘，辐射泄露小、噪音低，工作环境和操作人员的劳动条件得以改善。
(5)操作简便、安全可靠，逆变器感应加热电源预设多种操作模式，启闭简单，节能省时，杜绝了明火，安全性提高。
(6)加热工艺适应性高，既可以整体加热，又可以局部加热，更换感应器后电源可以匹配多种加热工艺。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的电磁感应加热装置剖面结构示意图；
图3为本发明的电磁棒体结构示意图；
图4为本发明的环形油路放大结构示意图；
图5为本发明的右爪盘结构示意图；
图6为本发明的螺栓套结构示意图。
图中标号：
1-待焊转子；2-支脚；3-电磁感应加热装置；4-卡爪；5-左爪盘；6-右爪盘；7-保护管道；8-水电滑环；9-螺栓套；10-四角螺钉杆；11-刚簧；12-拨环；13-内向环牙；14-换热夹套；15-真空层；16-油压固定装置；17-隔热毡垫；18-温度传感器；
301-换热壳体；302-电磁棒体；303-传热棱片；304-旋向孔；305-铜线；306-芯棒；
1601-环形油路；1602-扭力孔；1603-施压槽孔；1604-顶杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图6所示，本发明提供了一种密炼机转子表面堆焊预热的电磁感应加热装置，包括待焊转子1，待焊转子1内部通过支脚2安装有若干电磁感应加热装置3，且电磁感应加热装置3环形等间距分布在待焊转子1内部，电磁感应加热装置3的两端通过卡爪4分别安装有左爪盘5和右爪盘6，右爪盘6中间轴向设置有保护管道7。
本发明的工作原理是：工作时，首先将电磁感应加热装置通过支脚安装在待焊转子内，然后将装有电磁感应加热装置的待焊转子吊装到密炼机转子加工变位机上，由左右卡爪对心固定待加工转子；接下来开启加热电源，通过电磁感应加热装置对待焊转子进行电磁感应加热；
当转子外表面达到所需温度时，加热电源转入恒温度模式，对待焊转子进行维温，这时变位机开始转动，由焊接机器人开始对密炼机转子进行堆焊作业；
最后，密炼机转子堆焊结束以后，吊装卸下完成堆焊的转子入炉热处理，更换下一个待加工转子进行加热和焊接。
本发明中的电磁感应加热装置3连接设置在保护管道7中的水电滑环8，电磁感应装置3包括换热壳体301，换热壳体301内部排列有若干电磁棒体302，电磁棒体302上设置有传热棱片303，且传热棱片303贴合在换热壳体301的内表面，电磁棒体302和传热棱片303连接处等间距排列有旋向孔304，电磁棒体302通过旋向孔304缠绕有铜线305，电磁棒体305的中间设置有芯棒306；
电磁感应加热装置3通过水电滑环8进行电路和水路的接通，在工作时，铜线305通电时产生感应磁场，在芯棒306中产生于铜线305频率相同而方向相反的感应电流，通过旋向孔304的缠绕，使得芯棒306能够快速产热，同时由于芯棒306和电磁棒体302的材质不同，通过电磁棒体302包裹芯棒306的形式，使得芯棒306内部能够在单位时间获得更多的磁效应，使得芯棒306快速的产热，产热的过程中，通过热传递至传热棱片303，通过传热冷片303和换热壳体301的表面接触，从而使得换热壳体301能够快速传导芯棒306的热能量，从而加速待焊转子1的预加热过程，解决传统电磁棒加热的传热速度慢和加热时间长的问题。
本发明中的卡爪4通过螺栓套9安装在左爪盘5和右爪盘6上，螺旋套9中间套装有四角螺钉杆10，螺栓套9的底部四角螺钉杆10的杆身上套装有刚簧11，且卡爪4延伸入左爪盘5和右爪盘6的内部末端表面设置有螺齿，左爪盘5和右爪盘6上嵌装有拨环12，拨环12的突部分设置有内向环牙13，且拨环12螺旋咬合螺齿。
进一步说明的是，本发明刚簧11底部的四角螺钉杆10的杆身上设置有底垫片，且所述底垫片通过支架活动安装在卡爪4上，使得四角螺钉杆10、螺旋套9和刚簧11形成固定调节组件；
在进行待焊转子的安装时，可将电磁感应加热装置3先通过卡爪4安装在左爪盘5上，再套入待焊转子1，并通过支脚2进行进一步的位置固定，而在安装右爪盘6时，先将水电滑环8和电磁感应加热装置3电性连接，该连接方式可以是插拔式或者电连接器连接形式，同时将水电滑环8设置在保护管道7中，且保护管道7位于右爪盘6中，避免与电磁感应加热装置3的过近接触，保证连接处的安全性。
本发明中的卡爪4通过四角螺钉杆10安装固定在左爪盘5和右爪盘6上，且电磁感应加热装置3再和左爪盘5固定完成后，可避免反复拆卸，在进行电磁感应装置3和右爪盘6的固定时，可通过旋转四角螺钉杆10进一步调节卡爪4的固定位置，该向心调节的方式，同时改变若干个电磁感应加热装置3的呈环状的直径，从而能够适应同一规格待焊转子1的不同内径，并且在进行下一个待焊转子1的安装时，只需要转动四角螺钉杆10就能够实现右爪盘5和卡爪4的快拆，提高堆焊的效率。
传热棱片303上缠绕有两圈换热夹套14，且两圈换热夹套14内部的流体流向相反，换热夹套14和传热棱片303之间设置有真空层15。
左爪盘5和右爪盘6上设置有油压固定装置16，油压固定装置16包括环形油路1601以及设置在左爪盘5和右爪盘6侧壁上的扭力孔1602，扭力孔1602中设置有活塞柱1603，环形油路1601上设置有若干个施压槽孔1603，施压槽孔1603中设置有顶杆1604。
本发明中通过油压固定装置16进行卡爪4和左爪盘5、右爪盘6的安装锁定，通过转动扭力孔1602中的活塞柱1603改变环形油路1601中的油压，使得朝向待焊转子1侧壁的顶杆1504从施压槽孔1603中顶出，从而完成对待焊转子1的锁定；
进一步的说明的是，本发明中的环形油路1601中使用的流体采用甲基硅液等耐高温，沸点高的液体。
若干个传热冷片303上缠绕的换热夹套14的顶端连接在一起形成一个出水管和进水管，同一个换热壳体301上设置有两个进水管和出水管，水电滑环8中的水路管道和电路管线分别连接进水管和铜线305。
左爪盘5和右爪盘6相对于待焊转子1的一侧面设置有隔热毡垫17。
换热壳体301的数量至少为两个，且相邻换热壳体301之间设置有温度传感器18，温度传感器18包括贴合在待焊转子内壁上的接触式温度传感器和测量内部空间温度的红外传感器.
通过接触式温度传感器对待焊转子的接触面进行实时的温度检测，并且由红外传感器对电磁感应加热装置内部的温度进行监测，从而待焊转子1的实时控温。
进一步说明的的是，本发明中的电磁感应加热装置还可以采用传统的电磁感应加热棒安装在左爪盘5和右爪盘6，并通过支脚2安装，同样能够实现待焊转子1的电磁加热。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种密炼机转子表面堆焊预热的电磁感应加热装置，包括待焊转子(1)，其特征在于：所述待焊转子(1)内部通过支脚(2)安装有电磁感应加热装置(3)，且所述电磁感应加热装置(3)环形等间距分布在待焊转子(1)内部，所述电磁感应加热装置(3)的两端通过卡爪(4)分别安装有左爪盘(5)和右爪盘(6)，所述右爪盘(6)中间轴向设置有保护管道(7)。
2.根据权利要求1所述的一种密炼机转子表面堆焊预热的电磁感应加热装置，其特征在于：所述电磁感应加热装置(3)连接设置在保护管道(7)中的水电滑环(8)，所述电磁感应装置(3)包括换热壳体(301)，所述换热壳体(301)内部排列有若干电磁棒体(302)，所述电磁棒体(302)上设置有传热棱片(303)，且所述传热棱片(303)贴合在换热壳体(301)的内表面，所述电磁棒体(302)和传热棱片(303)连接处等间距排列有旋向孔(304)，所述电磁棒体(302)通过旋向孔(304)缠绕有铜线(305)，所述电磁棒体(305)的中间设置有芯棒(306)。
3.根据权利要求1所述的一种密炼机转子表面堆焊预热的电磁感应加热装置，其特征在于：所述卡爪(4)通过螺栓套(9)安装在左爪盘(5)和右爪盘(6)上，所述螺旋套(9)中间套装有四角螺钉杆(10)，所述螺栓套(9)的底部四角螺钉杆(10)的杆身上套装有刚簧(11)，且所述卡爪(4)延伸入左爪盘(5)和右爪盘(6)的内部末端表面设置有螺齿，所述左爪盘(5)和右爪盘(6)上嵌装有拨环(12)，所述拨环(12)的突部分设置有内向环牙(13)，且所述拨环(12)螺旋咬合螺齿。
4.根据权利要求2所述的一种密炼机转子表面堆焊预热的电磁感应加热装置，其特征在于：所述传热棱片(303)上缠绕有两圈换热夹套(14)，且两圈所述换热夹套(14)内部的流体流向相反，所述换热夹套(14)和传热棱片(303)之间设置有真空层(15)。
5.根据权利要求1所述的一种密炼机转子表面堆焊预热的电磁感应加热装置，其特征在于：所述左爪盘(5)和右爪盘(6)上设置有油压固定装置(16)，所述油压固定装置(16)包括环形油路(1601)以及设置在左爪盘(5)和右爪盘(6)侧壁上的扭力孔(1602)，所述扭力孔(1602)中设置有活塞柱(1603)，所述环形油路(1601)上设置有若干个施压槽孔(1603)，所述施压槽孔(1603)中设置有顶杆(1604)。
6.根据权利要求2所述的一种密炼机转子表面堆焊预热的电磁感应加热装置，其特征在于：若干个传热冷片(303)上缠绕的换热夹套(14)的顶端连接在一起形成一个出水管和进水管，同一个换热壳体(301)上设置有两个进水管和出水管，所述水电滑环(8)中的水路管道和电路管线分别连接进水管和铜线(305)。
7.根据权利要求1所述的一种密炼机转子表面堆焊预热的电磁感应加热装置，其特征在于：所述左爪盘(5)和右爪盘(6)相对于待焊转子(1)的一侧面设置有隔热毡垫(17)。
8.根据权利要求2所述的一种密炼机转子表面堆焊预热的电磁感应加热装置，其特征在于：所述换热壳体(301)的数量至少为两个，且相邻换热壳体(301)之间设置有温度传感器(18)，所述温度传感器(18)包括贴合在待焊转子内壁上的接触式温度传感器和测量内部空间温度的红外传感器。
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