CN113122686B - 一种用于齿轮同步感应加热装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种用于齿轮同步感应加热装置及使用方法，包括工作台；所述工作台的水平横向悬臂上安装有驱动控制器，所述驱动控制器与摩擦轮连接，摩擦轮顶部设置有高频线圈管路和中频线圈管路，高频线圈管路与高频电源连接，中频线圈管路与中频电源连接，高频线圈管路与冷却控制器的进水口连接，中频线圈管路与冷却控制器的出水口连接，高频线圈管路和中频线圈管路均与感应加热棒连接，所述工作台的圆盘上放置齿轮，且感应加热棒位于齿轮的齿槽内。通过调节电源的输入频率，采用中频和高频两线圈进行同步电磁感应加热对齿轮进行热处理，避免了单频感应加热温度场在齿轮齿廓方向上分布不均而导致硬化层组织差异化显著现象的产生。

Description

一种用于齿轮同步感应加热装置及使用方法

技术领域

本发明属于热处理技术领域，具体涉及一种用于齿轮同步感应加热装置及使用方法。

背景技术

齿轮作为机械装备中最重要的零部件之一，在机械工业、船舶、风电工程、航空航天、军事装备等领域中得到广泛的应用，提高齿轮质量对提高机械装备精度、运动平稳性和使用寿命等方面显得尤为重要，其中对齿轮进行热处理加工可极大发挥金属材料的使用价值，优化齿轮内部组织结构，使齿轮表面具备硬化层，提高齿轮硬度、强度和使用寿命，目前齿轮热处理工艺主要还采用整体淬火、渗碳处理、渗氮处理以及多种热处理工艺相结合等传统形式，但是面临热处理过程能源利用率低、污染严重、生产效率不高等问题，并且热处理工艺不易灵活控制，温度场分布不均，导致齿轮变形大精度不高，硬化层常出现渗层不足、过渗和分布不均等现象，很难获得精度、硬度、强度、耐磨度和综合机械性能优越的齿轮，随着高效节能绿色环保发展理念的的提出以及获得高性能零部件的需要，电磁感应加热技术在金属零部件热处理中的应用得到广泛的关注和发展。

发明专利《一种用于伞齿轮双频感应加热的实验装置》(申请号CN201920397712.X，授权公布号CN210202119U)中公开了一种用于伞齿轮双频感应加热的实验装置。该装置主要结构包括伞齿轮安装固定轴、水平方向丝杠、竖直方向移动平台、一对啮合齿轮、中频仿形线圈和高频仿形线圈，伞齿轮固定轴将伞齿轮固定在移动平台上，加热时，利用三维移动平台将伞齿轮从装配位置移动到高频仿形线圈处加热，加热到一定温度后，再利用三维移动平台将伞齿轮移动到中频仿形线圈处加热，如此循环往复直到加热完毕，最后将伞齿轮移动到需要拆卸的位置。该发明通过丝杠传动带动被加热齿轮在中高频感应加热线圈内实现不同占比加热时间进行往复循环加热，虽然实现了齿轮的双频感应加热，但由于机械传动传动误差和齿轮往复运动过程中存在占空比导致齿轮双频感应加热不连续不能实现任意中高频电流占比调节，齿轮受热均匀性及加热效率受限，且加热过程齿轮往复运动操作复杂。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于齿轮同步感应加热装置及使用方法，主要是所述装置通过改变感应线圈的转速和电源输入频率来控制温度场和磁场在齿轮齿廓方向上均匀分布，从而获得分布均匀的硬化层组织，提高齿轮的精度、硬度、强度、耐磨度和综合机械性能。

一种用于齿轮同步感应加热装置，包括高频电源、中频电源、工作台、感应加热棒、换向接头、摩擦环、高频线圈管路、中频线圈管路、驱动控制器、摩擦轮、冷却管路及冷却控制器；所述工作台的水平横向悬臂上安装有驱动控制器，所述摩擦轮轴心正上方连接有圆柱体，圆柱体穿过工作台的水平横向悬臂端部的通孔与所述驱动控制器连接，摩擦轮顶部设置有高频线圈管路和中频线圈管路，高频线圈管路与中频线圈管路形状结构相同，中频线圈管路与高频线圈管路中心同轴，且中频线圈管路位于高频线圈管路的正上方，高频线圈管路通过高频电源连接板与高频电源连接，中频线圈管路通过中频电源连接板与中频电源连接，高频线圈管路通过高频线圈管路出水口与冷却控制器的进水口连接，中频线圈管路通过中频线圈管路进水口与冷却控制器的出水口连接，高频线圈管路通过高频线圈管路接头及换向接头与感应加热棒连接，中频线圈管路通过中频线圈管路接头及换向接头与感应加热棒连接，所述工作台的圆盘上放置齿轮，且感应加热棒位于齿轮的齿槽内。

所述工作台包括一个正方形底座，在所述正方形底座上表面一侧设置有一截面为方形的倒L形立柱，所述倒L形立柱的水平横向悬臂端部具有截面为圆形的铅锤通孔，在所述通孔的正上方连接有驱动控制器，在所述正方形底座上表面另一侧设置有支撑圆柱，支撑圆柱顶部设置有圆盘。

所述感应加热棒包括截面为圆形的柱体，柱体被绝缘层平均分成两等份，其中一份为高频感应加热棒，另一份为中频感应加热棒，所述高频感应加热棒被绝缘层分为两等份且末端保持一体使高频感应加热棒成U型，且每份为圆柱体的四分之一，两等份的高频感应加热棒内部设置有沿轴向设置的四分之一圆的型腔，且两型腔末端不连通，高频感应加热棒顶部连接有高频接头，高频接头外形呈截面为扇环的柱体，沿高频接头的轴向加工有与高频感应加热棒的型腔连通的圆形贯通孔；所述中频感应加热棒被绝缘层分为两等份且末端保持一体使中频感应加热棒成U型，且每份为圆柱体的四分之一，两等份的中频感应加热棒内部设置有沿轴向设置的四分之一圆的型腔，且两型腔末端不连通，中频感应加热棒顶部连接有中频接头，中频接头外形呈截面为扇环的柱体，沿中频接头的轴向加工有与中频感应加热棒的型腔连通的圆形贯通孔，所述柱体顶部设置有套在高频接头和中频接头外侧的摩擦环，摩擦环外径与感应加热棒外径相等，摩擦环相对感应加热棒不可相对转动，但摩擦环可相对所述换向接头可做相对回转运动，且所述摩擦环外圆面与摩擦轮锥面相切配合安装。

所述高频感应加热棒的两个型腔分别与之对应的中频感应加热棒的两个型腔连通形成两个U型通道。

所述换向接头包括高频环、中频环、高频滑板、中频滑板及绝缘板，所述高频环和中频环均由铜质金属制成，且两者截面外形为矩形，高频环和中频环为同心环且中频环布置于高频环内，所述高频环和中频环通过绝缘板连接形成环状体；所述高频环包括四等份大小相等的扇环、管体及高频滑板，所述高频滑板为圆环型薄板，相邻设置的两个扇环上设置有高频环接头和高频滑板，且高频滑板位于扇环的环形凹槽的槽底且两者转动连接，且高频环接头内孔与高频滑板上的通孔连通，高频滑板与高频感应加热棒的高频环接头连接；正对设置的两个扇环中未连接高频接头的扇环与管体一端连接，管体另一端与对应的高频环接头连接；所述中频环包括四等份大小相等的扇环、铜板及中频滑板，所述中频滑板为圆环型薄板，相邻设置的两个扇环上设置有中频环接头和中频滑板，且中频滑板位于扇环的环形凹槽的槽底且两者转动连接，且中频环接头内孔与中频滑板上的通孔连通，中频滑板与中频感应加热棒的中频环接头连接，正对设置的两个扇环分别通过铜板连为一体。

所述高频环的截面宽度与高频感应加热棒上的高频接头截面宽度相同；所述中频环的截面宽度与中频感应加热棒上的中频接头截面宽度相同。

为保证感应加热棒连续转动过程中高频感应加热棒和中频感应加热棒的电路无交叉不间断的接通，所述高频感应加热棒的高频接头截面扇环对应的圆心角与对应所述绝缘板所在同一环路的圆心角相等，所述中频感应加热棒的中频接头截面扇环对应的圆心角与对应所述绝缘板所在同一环路的圆心角相等。

为保证装置使用安全，防止中高频接头之间发生击穿，所述高频感应加热棒的高频接头扇环截面内径与所述中频感应加热棒的中频接头扇环截面外径差值大于1mm，且所述高频感应加热棒的高频接头和中频感应加热棒的中频接头均涂有绝缘层。

为保证装置的灵活性和利用率延长使用寿命，所述高频滑板的两高频接头圆筒外径与所述高频感应加热棒的高频接头的内孔径相等，所述中频滑板的两中频接头圆筒外径与所述中频感应加热棒的中频接头的内孔径相等，其之间为可拆卸连接。

所述高频线圈管路包括若干水平的Ω型管路，且所述Ω型管路为非连续的等间距的间断圆环管路，在所述间断圆环管路的间断位置的两端口，分别连接有相互平行的高频线圈管路接头，所述高频线圈管路接头与所述间断圆环管路构成形状似锥台，在所述Ω型管路两拐角处分别固连有高频电源连接板，所述高频电源连接板分别与高频电源的正负极连接，所述高频线圈管路上位于高频电源连接板两端设置的两个高频线圈管路出水口分别与冷却控制器的进水口相连接；所述高频线圈管路的高频线圈管路接头与换向接头的高频环接头连接；

所述中频线圈管路包括若干水平的Ω型管路，且所述Ω型管路为非连续的等间距的间断圆环管路，在所述间断圆环管路的间断位置的两端口，分别连接有相互平行的圆筒型高频管路接头，所述中频管路接头与所述间断圆环管路构成形状似锥台，在所述Ω型管路两拐角处分别固连有中频电源连接板，所述中频电源连接板分别与中频电源的正负极连接，所述中频线圈管路上位于中频电源连接板两端设置的两个中频线圈管路进水口分别与冷却控制器的出水口相连接；所述中频线圈管路的中频线圈管路接头与换向接头的中频环接头连接；所述中频电源连接板与高频电源连接板之间的夹角为180°。

一种用于齿轮同步感应加热装置的使用方法，包括以下步骤：

将被加热齿轮水平放置于圆盘上表面，且保证被加热齿轮位于感应加热线圈正下方，使感应加热棒位于被加热齿轮的齿槽内，启动冷却控制器，冷却水由冷却控制器出水口流出，流入所述中频线圈管路的两个中频管路接头，沿中频线圈管路流入换向接头的中频环和绝缘板组成的环形凹槽内，由所述环形凹槽经过中频感应加热棒的两个中频接头进入所述中频感应加热棒的两个型腔分别与之相对的高频感应加热棒的两型腔联通而形成的两个U型通道，经过高频感应加热棒的型腔及高频接头流入所述换向接头的高频环与绝缘板组成的环形凹槽内，由所述高频环环形凹槽沿高频环接头进入高频线圈管路，经过所述高频线圈管路的高频管路接头流出进入冷却控制器，使冷却水在所述冷却系统闭环回路内循环，对所述感应线圈进行水冷；依据不同频率电流的集肤深度不同，设置所述高频电源和中频电源的输出频率，并依据高频电源和中频电源输出频率设置所述摩擦轮转速，启动驱动控制器，随后启动高频电源和中频电源，通过使所述感应加热棒依靠所述摩擦轮与摩擦环摩擦传动获得所需的转速，使得齿轮被加热部位接受所需不同频率感应电流加热时间周期，进一步优化了感应磁场的分布，使感应加热温度场的分布更均匀，在齿轮加热部位产生涡流让齿轮自发热，以满足齿轮热处理要求，待被加热齿轮达到所需要的热处理要求后，关闭所述高频电源和中频电源，关闭驱动控制器和冷却控制器，完成齿轮感应加热处理。

本发明的技术效果为：

1、本发明依据不同频率电流感应加热的温度场分布和加热速度不同的原理，通过调节高频电源和中频电源的输入频率，采用中频和高频两线圈进行同步电磁感应加热对齿轮进行热处理，避免了单频感应加热温度场在齿轮齿廓方向上分布不均而导致硬化层组织差异化显著现象的产生。

2、本发明采用变速调节感应加热线棒，通过控制感应加热线棒的转速进一步的优化了感应磁场的分布，感应加热温度场的分布更均匀，通过感应加热棒在齿轮加热部位产生涡流，使加热阶段齿轮表面的温度和奥氏化进程远高于齿轮内部，淬火后马氏体组织分布和淬硬层形状尺寸更符合实际需要，感应加热更高效、精准、灵活、可控，以获得精度、硬度、强度、耐磨度和综合机械性能优越的齿轮，避免了传统热处理工艺中热处理过程不易控制、精度低、生产效率低、污染严重等问题的产生。

3、所述驱动控制器可驱动摩擦轮使其转动，所述摩擦轮依靠其锥面与所述摩擦环安装配合的摩擦力带动感应加热棒转动，从而提高齿轮感应加热的均匀性。

附图说明

图1本发明用于齿轮同步感应加热装置的结构示意图；

图2a本发明用于齿轮同步感应加热装置的感应加热棒整体结构示意图；

图2b为本发明用于齿轮同步感应加热装置的高频感应加热棒结构示意图；

图2c为本发明用于齿轮同步感应加热装置的高频感应加热棒横向剖面图；

图2d为本发明用于齿轮同步感应加热装置的高频感应加热棒纵向剖面图；

图3a为本发明用于齿轮同步感应加热装置的换向接头结构示意图；

图3b为本发明用于齿轮同步感应加热装置的换向接头的中频环结构示意图；

图3c为本发明用于齿轮同步感应加热装置的换向接头的高频环结构示意图；

图3d为本发明用于齿轮同步感应加热装置的换向接头的绝缘板结构示意图；

图3e为本发明用于齿轮同步感应加热装置的换向接头的中频滑板和高频滑板安装位置局部剖视图；

图4为本发明用于齿轮同步感应加热装置中感应加热棒与换向接头配合安装结构示意图；

图5为本发明用于齿轮同步感应加热装置中摩擦环安装位置视图；

图6为本发明用于齿轮同步感应加热装置中高频线圈管路整体结构示意图；

图7为本发明用于齿轮同步感应加热装置中高频线圈管路和中频线圈管路配合位置视图；

图8为本发明用于齿轮同步感应加热装置工作台与摩擦轮安装示意图；

图9为本发明用于齿轮同步感应加热装置中摩擦环与摩擦轮配合位置局部视图；

1-高频电源，2-中频电源，3-工作台，4-感应加热棒，41-高频感应加热棒，42-中频感应加热棒，43-高频接头，44-中频接头，45-绝缘层，5-换向接头，51-高频环，52-中频环，53-高频滑板，54-中频滑板，55-绝缘板，56-高频环接头，57-中频环接头，6-摩擦环，7-高频线圈管路，71-高频电源连接板，72-高频线圈管路出水口，73-高频线圈管路接头，8-中频线圈管路，81-中频电源连接板，82-中频线圈管路进水口，83-中频线圈管路接头，9-驱动控制器，10-摩擦轮，11-冷却控制器，12-圆盘，13-冷却孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1至图9所示，一种用于齿轮同步感应加热装置，包括高频电源1、中频电源2、工作台3、感应加热棒4、换向接头5、摩擦环6、高频线圈管路7、中频线圈管路8、驱动控制器9、摩擦轮10及冷却控制器11；所述工作台3的水平横向悬臂上安装有驱动控制器9，所述摩擦轮10为边缘母线与铅锤方向有60°夹角的锥形圆盘，所述摩擦轮10轴心正上方连接有圆柱体，圆柱体穿过工作台3的水平横向悬臂端部的通孔与所述驱动控制器9连接，摩擦轮10顶部设置有高频线圈管路7和中频线圈管路8组成的感应加热线圈，高频线圈管路7与中频线圈管路8形状结构相同，中频线圈管路8与高频线圈管路7中心同轴，且中频线圈管路8位于高频线圈管路7的正上方，高频线圈管路7通过高频电源连接板71与高频电源1连接，中频线圈管路8通过中频电源连接板81与中频电源2连接，高频线圈管路7通过高频线圈管路出水口72与冷却控制器11的进水口连接，中频线圈管路8通过中频线圈管路进水口82与冷却控制器11的出水口连接，高频线圈管路7通过高频线圈管路接头73及换向接头5与感应加热棒4连接，中频线圈管路8通过中频线圈管路接头83及换向接头5与感应加热棒4连接，所述工作台3的圆盘12上放置齿轮，且感应加热棒4位于齿轮的齿槽内。

所述工作台3包括一个正方形底座，在所述正方形底座上表面一侧设置有一截面为方形的倒L形立柱，所述倒L形立柱的水平横向悬臂端部具有截面为圆形的铅锤通孔，在所述通孔的正上方连接有驱动控制器9，在所述正方形底座上表面另一侧设置有支撑圆柱，支撑圆柱顶部设置有圆盘12。

所述感应加热棒4包括截面为圆形的柱体，柱体被绝缘层45平均分成两等份，其中一份为高频感应加热棒41，另一份为中频感应加热棒42，所述高频感应加热棒41被绝缘层45分为两等份且末端保持一体使高频感应加热棒41成U型，且每份为圆柱体的四分之一，两等份的高频感应加热棒41内部设置有沿轴向设置的四分之一圆的型腔，且两型腔末端分别开设冷却孔13但两个型腔不连通，高频感应加热棒41顶部连接有高频接头43，高频接头43外形呈截面为扇环的柱体，沿高频接头43的轴向加工有与高频感应加热棒41的型腔连通的圆形贯通孔；所述中频感应加热棒42被绝缘层45分为两等份且末端保持一体使中频感应加热棒42成U型，且每份为圆柱体的四分之一，两等份的中频感应加热棒42内部设置有沿轴向设置的四分之一圆的型腔，且两型腔末端分别开设冷却孔13但两个型腔不连通，中频感应加热棒42顶部连接有中频接头44，中频接头44外形呈截面为扇环的柱体，沿中频接头44的轴向加工有与中频感应加热棒42的型腔连通的圆形贯通孔，所述柱体顶部设置有套在高频接头43和中频接头44外侧的摩擦环6，摩擦环6外径与感应加热棒外径相等，摩擦环6相对感应加热棒不可相对转动，但摩擦环6可相对所述换向接头5可做相对回转运动，且所述摩擦环6外圆面与摩擦轮10的锥面相切配合安装。

所述高频感应加热棒41的两个型腔分别之对应的中频感应加热棒42的两个型腔连通形成两个U型通道。

所述换向接头5包括高频环51、中频环52、高频滑板53、中频滑板54及绝缘板55，所述高频环51和中频环52均由铜质金属制成，且两者截面外形为矩形，高频环51和中频环52为同心环且中频环52布置于高频环51内，所述高频环51和中频环52通过绝缘板55连接形成环状体；所述高频环51包括四等份大小相等的扇环、管体及高频滑板53，所述高频滑板53为圆环型薄板，相邻设置的两个扇环上设置有高频环接头56和高频滑板53，且高频滑板53位于扇环的环形凹槽的槽底且两者转动连接，且高频环接头56内孔与高频滑板53上的通孔连通，高频滑板53与高频感应加热棒41的高频环接头56连接；正对设置的两个扇环中未连接高频接头43的扇环与管体一端连接，管体另一端与对应的高频环接头56连接；所述中频环52包括四等份大小相等的扇环、铜板及中频滑板54，所述中频滑板54为圆环型薄板，相邻设置的两个扇环上设置有中频环接头57和中频滑板54，且中频滑板54位于扇环的环形凹槽的槽底且两者转动连接，且中频环接头57内孔与中频滑板54上的通孔连通，中频滑板54与中频感应加热棒42的中频环接头57连接，正对设置的两个扇环分别通过铜板连为一体。

所述高频环51的截面宽度与高频感应加热棒41上的高频接头43截面宽度相同；所述中频环52的截面宽度与中频感应加热棒42上的中频接头44截面宽度相同。

为保证感应加热棒连续转动过程中高频感应加热棒41和中频感应加热棒42的电路无交叉不间断的接通，所述高频感应加热棒41的高频接头43截面扇环对应的圆心角与对应所述绝缘板55所在同一环路的圆心角相等，所述中频感应加热棒42的中频接头44截面扇环对应的圆心角与对应所述绝缘板55所在同一环路的圆心角相等。

为保证装置使用安全，防止中高频接头43之间发生击穿，所述高频感应加热棒41的高频接头43扇环截面内径与所述中频感应加热棒42的中频接头44扇环截面外径差值大于1mm，且所述高频感应加热棒41的高频接头43和中频感应加热棒42的中频接头44均涂有绝缘层45。

为保证装置的灵活性和利用率延长使用寿命，所述高频滑板53的两高频接头43圆筒外径与所述高频感应加热棒41的高频接头43的内孔径相等，所述中频滑板54的两中频接头44圆筒外径与所述中频感应加热棒42的中频接头44的内孔径相等，其之间为可拆卸连接。

所述高频线圈管路7包括若干水平的Ω型管路，且所述Ω型管路为非连续的等间距的间断圆环管路，在所述间断圆环管路的间断位置的两端口，分别连接有相互平行的圆桶型的高频线圈管路接头73，所述高频线圈管路接头73与所述间断圆环管路构成形状似锥台，在所述Ω型管路两拐角处分别固连有高频电源连接板71，所述高频电源连接板71分别与高频电源1的正负极连接，所述高频线圈管路7上位于高频电源连接板71两端设置的两个高频线圈管路出水口72分别与冷却控制器11的进水口相连接；所述高频线圈管路7的高频线圈管路接头73与换向接头5的高频环接头56连接；

所述中频线圈管路8包括若干水平的Ω型管路，且所述Ω型管路为非连续的等间距的间断圆环管路，在所述间断圆环管路的间断位置的两端口，分别连接有相互平行的圆筒型中频线圈管路接头83，所述中频线圈管路接头83与所述间断圆环管路构成形状似锥台，在所述Ω型管路两拐角处分别固连有中频电源连接板81，所述中频电源连接板81分别与中频电源2的正负极连接，所述中频线圈管路8上位于中频电源连接板81两端设置的两个中频线圈管路进水口82分别与冷却控制器11的出水口相连接；所述中频线圈管路8的中频线圈管路接头83与换向接头5的中频环接头57连接；所述中频电源连接板81与高频电源连接板71之间的夹角为180°。

一种用于齿轮同步感应加热装置的使用方法，包括以下步骤：

将被加热齿轮水平放置于圆盘12上表面，且保证被加热齿轮位于感应加热线圈正下方，使感应加热棒4位于被加热齿轮的齿槽内，启动冷却控制器11，冷却水由冷却控制器11出水口流出，流入所述中频线圈管路8的两个中频管路接头，沿中频线圈管路8流入换向接头5的中频环52和绝缘板55组成的环形凹槽内，由所述环形凹槽经过中频感应加热棒42的两个中频接头44进入所述中频感应加热棒42的两个型腔分别与之相对的高频感应加热棒41的两型腔联通而形成的两个U型通道，经过高频感应加热棒41的型腔及高频接头43流入所述换向接头5的高频环51与绝缘板55组成的环形凹槽内，由所述高频环51凹槽沿高频环接头56进入高频线圈管路7，经过所述高频线圈管路7的高频管路接头流出进入冷却控制器11，使冷却水在所述冷却系统闭环回路内循环，对所述感应线圈进行水冷；依据不同频率电流的集肤深度不同，设置所述高频电源1和中频电源2的输出频率，并依据高频电源1和中频电源2输出频率设置所述摩擦轮10转速，启动驱动控制器9，随后启动高频电源1和中频电源2，通过使所述感应加热棒4依靠所述摩擦轮10与摩擦环6摩擦传动获得所需的转速，使得齿轮被加热部位接受所需不同频率感应电流加热时间周期，进一步优化了感应磁场的分布，使感应加热温度场的分布更均匀，在齿轮加热部位产生涡流让齿轮自发热，以满足齿轮热处理要求，待被加热齿轮达到所需要的热处理要求后，关闭所述高频电源1和中频电源2，关闭驱动控制器9和冷却控制器11，完成齿轮感应加热处理。

Claims (9)

1.一种用于齿轮同步感应加热装置，其特征在于，包括高频电源、中频电源、工作台、感应加热棒、换向接头、摩擦环、高频线圈管路、中频线圈管路、驱动控制器、摩擦轮、冷却管路及冷却控制器；所述工作台的水平横向悬臂上安装有驱动控制器，所述摩擦轮轴心正上方连接有圆柱体，圆柱体穿过工作台的水平横向悬臂端部的通孔与所述驱动控制器连接，摩擦轮顶部设置有高频线圈管路和中频线圈管路，高频线圈管路与中频线圈管路形状结构相同，中频线圈管路与高频线圈管路中心同轴，且中频线圈管路位于高频线圈管路的正上方，高频线圈管路通过高频电源连接板与高频电源连接，中频线圈管路通过中频电源连接板与中频电源连接，高频线圈管路通过高频线圈管路出水口与冷却控制器的进水口连接，中频线圈管路通过中频线圈管路进水口与冷却控制器的出水口连接，高频线圈管路通过高频线圈管路接头及换向接头与感应加热棒连接，中频线圈管路通过中频线圈管路接头及换向接头与感应加热棒连接，所述工作台的圆盘上放置齿轮，且感应加热棒位于齿轮的齿槽内；

所述感应加热棒包括截面为圆形的柱体，柱体被绝缘层平均分成两等份，其中一份为高频感应加热棒，另一份为中频感应加热棒，所述高频感应加热棒被绝缘层分为两等份且末端保持一体使高频感应加热棒成U型，且每份为圆柱体的四分之一，两等份的高频感应加热棒内部设置有沿轴向设置的四分之一圆的型腔，且两型腔末端不连通，高频感应加热棒顶部连接有高频接头，高频接头外形呈截面为扇环的柱体，沿高频接头的轴向加工有与高频感应加热棒的型腔连通的圆形贯通孔；所述中频感应加热棒被绝缘层分为两等份且末端保持一体使中频感应加热棒成U型，且每份为圆柱体的四分之一，两等份的中频感应加热棒内部设置有沿轴向设置的四分之一圆的型腔，且两型腔末端不连通，中频感应加热棒顶部连接有中频接头，中频接头外形呈截面为扇环的柱体，沿中频接头的轴向加工有与中频感应加热棒的型腔连通的圆形贯通孔，所述柱体顶部设置有套在高频接头和中频接头外侧的摩擦环，摩擦环外径与感应加热棒外径相等，摩擦环相对感应加热棒不可相对转动，但摩擦环可相对所述换向接头可做相对回转运动，且所述摩擦环外圆面与摩擦轮锥面相切配合安装。

2.根据权利要求1所述的一种用于齿轮同步感应加热装置，其特征在于：所述工作台包括一个正方形底座，在所述正方形底座上表面一侧设置有一截面为方形的倒L形立柱，所述倒L形立柱的水平横向悬臂端部具有截面为圆形的铅锤通孔，在所述通孔的正上方连接有驱动控制器，在所述正方形底座上表面另一侧设置有支撑圆柱，支撑圆柱顶部设置有圆盘。

3.根据权利要求1所述的一种用于齿轮同步感应加热装置，其特征在于：所述高频感应加热棒的两个型腔分别与之对应的中频感应加热棒的两个型腔连通形成两个U型通道。

4.根据权利要求1所述的一种用于齿轮同步感应加热装置，其特征在于：所述高频感应加热棒的高频接头扇环截面内径与所述中频感应加热棒的中频接头扇环截面外径差值大于1mm，且所述高频感应加热棒的高频接头和中频感应加热棒的中频接头均涂有绝缘层。

5.根据权利要求1所述的一种用于齿轮同步感应加热装置，其特征在于：所述换向接头包括高频环、中频环、高频滑板、中频滑板及绝缘板，所述高频环和中频环均由铜质金属制成，且两者截面外形为矩形，高频环和中频环为同心环且中频环布置于高频环内，所述高频环和中频环通过绝缘板连接形成环状体；所述高频环包括四等份大小相等的扇环、管体及高频滑板，所述高频滑板为圆环型薄板，相邻设置的两个扇环上设置有高频环接头和高频滑板，且高频滑板位于扇环的环形凹槽的槽底且两者转动连接，且高频环接头内孔与高频滑板上的通孔连通，高频滑板与高频感应加热棒的高频环接头连接；正对设置的两个扇环中未连接高频接头的扇环与管体一端连接，管体另一端与对应的高频环接头连接；所述中频环包括四等份大小相等的扇环、铜板及中频滑板，所述中频滑板为圆环型薄板，相邻设置的两个扇环上设置有中频环接头和中频滑板，且中频滑板位于扇环的环形凹槽的槽底且两者转动连接，且中频环接头内孔与中频滑板上的通孔连通，中频滑板与中频感应加热棒的中频环接头连接，正对设置的两个扇环分别通过铜板连为一体。

6.根据权利要求5所述的一种用于齿轮同步感应加热装置，其特征在于：所述高频环的截面宽度与高频感应加热棒上的高频接头截面宽度相同；所述中频环的截面宽度与中频感应加热棒上的中频接头截面宽度相同；所述高频感应加热棒的高频接头截面扇环对应的圆心角与对应所述绝缘板所在同一环路的圆心角相等，所述中频感应加热棒的中频接头截面扇环对应的圆心角与对应所述绝缘板所在同一环路的圆心角相等；所述高频感应加热棒的高频接头扇环截面内径与所述中频感应加热棒的中频接头扇环截面外径差值大于1mm，且所述高频感应加热棒的高频接头和中频感应加热棒的中频接头均涂有绝缘层。

7.根据权利要求5所述的一种用于齿轮同步感应加热装置，其特征在于：所述高频滑板的两高频接头圆筒外径与所述高频感应加热棒的高频接头的内孔径相等，所述中频滑板的两中频接头圆筒外径与所述中频感应加热棒的中频接头的内孔径相等，其之间为可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于齿轮同步感应加热装置，其特征在于：所述高频线圈管路包括若干水平的Ω型管路，且所述Ω型管路为非连续的等间距的间断圆环管路，在所述间断圆环管路的间断位置的两端口，分别连接有相互平行的高频线圈管路接头，所述高频线圈管路接头与所述间断圆环管路构成形状似锥台，在所述Ω型管路两拐角处分别固连有高频电源连接板，所述高频电源连接板分别与高频电源的正负极连接，所述高频线圈管路上位于高频电源连接板两端设置的两个高频线圈管路出水口分别与冷却控制器的进水口相连接；所述高频线圈管路的高频线圈管路接头与换向接头的高频环接头连接；

所述中频线圈管路包括若干水平的Ω型管路，且所述Ω型管路为非连续的等间距的间断圆环管路，在所述间断圆环管路的间断位置的两端口，分别连接有相互平行的圆筒型中频线圈管路接头，所述中频线圈管路接头与所述间断圆环管路构成形状似锥台，在所述Ω型管路两拐角处分别固连有中频电源连接板，所述中频电源连接板分别与中频电源的正负极连接，所述中频线圈管路上位于中频电源连接板两端设置的两个中频线圈管路进水口分别与冷却控制器的出水口相连接；所述中频线圈管路的中频线圈管路接头与换向接头的中频环接头连接；所述中频电源连接板与高频电源连接板之间的夹角为180°。

9.根据权利要求1所述的一种用于齿轮同步感应加热装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

将被加热齿轮水平放置于圆盘上表面，且保证被加热齿轮位于感应加热线圈正下方，使感应加热棒位于被加热齿轮的齿槽内，启动冷却控制器，冷却水由冷却控制器出水口流出，流入所述中频线圈管路的两个中频线圈管路接头，沿中频线圈管路流入换向接头的中频环和绝缘板组成的环形凹槽内，由所述环形凹槽经过中频感应加热棒的两个中频接头进入所述中频感应加热棒的两个型腔分别与之相对的高频感应加热棒的两型腔联通而形成的两个U型通道，经过高频感应加热棒的型腔及高频接头流入所述换向接头的高频环与绝缘板组成的环形凹槽内，由所述高频环环形凹槽沿高频环接头进入高频线圈管路，经过所述高频线圈管路的高频线圈管路接头流出进入冷却控制器，使冷却水在冷却系统闭环回路内循环，对所述感应加热线圈进行水冷；依据不同频率电流的集肤深度不同，设置所述高频电源和中频电源的输出频率，并依据高频电源和中频电源输出频率设置所述摩擦轮转速，启动驱动控制器，随后启动高频电源和中频电源，通过使所述感应加热棒依靠所述摩擦轮与摩擦环摩擦传动获得所需的转速，使得齿轮被加热部位接受所需不同频率感应电流加热时间周期，进一步优化了感应磁场的分布，使感应加热温度场的分布更均匀，在齿轮加热部位产生涡流让齿轮自发热，以满足齿轮热处理要求，待被加热齿轮达到所需要的热处理要求后，关闭所述高频电源和中频电源，关闭驱动控制器和冷却控制器，完成齿轮感应加热处理。

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