CN113458712A - 应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置，包括：加热控制端、涡流加热组件、测温机构和轴套支撑组件，测温机构的表面嵌入安装有突跳保护机构，加热控制端的顶面固定安装有防护隔舱，加热控制端的一侧设有与防护隔舱相连通的氮气发生器；涡流加热组件包括支撑杆和涡流线圈，涡流线圈的输入端电连接有位于加热控制端内部的涡流发生器，涡流发生器的输入端电性连接有控制器。本发明中，通过设置机械式感温组件结构，利用热膨测温组件与轴套表面的贴合热传导感温的方式进行温度检测，避免涡流加热结构对传统传感器式感温结构的测温干扰，且充分利用电阻感温进行自动控制，选择自动温度控制系统，方便进行加热温度控制。

Description

应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置

技术领域

本发明涉及智能测控技术领域，具体为应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置。

背景技术

连接轴是机械零部件中重要的一部分，其在各领域得到广泛应用，轴在装配时，有时需要配合轴套使用，轴套需要和轴连接固定，轴套是一种常用机械结构，但轴承脱套一直以来就是生产中面临的问题，现在实际生产中大多采用敲打外轴套使之与内轴承之间形成缝隙或通过即热热胀的方式来进行脱套和轴套安装作业。

目前市面上轴套加热方法都是乙炔火焰或用烧红的圆钢棒加热轴套内孔，然后安装销钉，由于温度不好控制，导致轴套密封损坏或者使用寿命大大缩短，在技术改进后轴套安装大都是采用电磁感应加热，电磁感应轴套加热器是利用电磁感应原理，螺旋状线圈，气隙较大，使被加热工件获得磁场产生涡流，在1分钟内将轴承内套加热到200℃左右，而该设备比较昂贵且笨重，不太实用与工厂实际的运用，导致大多数工厂在安装轴套销钉都采用敲击方法进行安装，由于轴套和销钉之间是过盈量配合，用敲击方法容易损坏轴套和销钉接触面硬摩擦，严重影响设备的运行寿命。

在专利公开(公告)号：CN106339017A，中公开了一种轴套加热器及采用加热器加热轴套的方法，该方案中包括内部设置传播介质的密封的容器、设置在容器内部的加热器和设置在容器内部的用于测量传播介质温度的温度传感器，加热器一端伸出容器外部并通过智能温度控制器连接插头，温度传感器的信号端伸出容器外部连接智能温度控制器，容器的侧壁上外凸设置一个与容器内腔相通的加注口。但该方案中采用传播介质作为温度传导媒介，通过轴套加热后的热量传导至传播介质后，经由传播介质进行温度监测，传播介质的受热效果相较于轴套器件其受热缓慢无法快速反映轴套的加热效应，导致反应延迟无法准确控温。

有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置，来解决目前存在的无智能控温结构，导致测温困难以及温控反映慢的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置，包括：加热控制端、涡流加热组件、测温机构和轴套支撑组件，所述测温机构的表面嵌入安装有突跳保护机构，所述加热控制端的顶面固定安装有防护隔舱，所述加热控制端的一侧设有与防护隔舱相连通的氮气发生器；所述涡流加热组件包括支撑杆和涡流线圈，所述涡流线圈的输入端电连接有位于加热控制端内部的涡流发生器，所述涡流发生器的输入端电性连接有控制器，所述控制器为PLC控制器，所述支撑杆的上下两端分别与加热控制端的顶面和涡流线圈的端部固定链接，所述涡流线圈的外侧依次套接有石棉套管和隔热护层；所述测温机构包括支撑滑杆、传导感温块以及固定安装于传导感温块一侧的热膨测温组件，所述突跳保护机构嵌入安装于传导感温块的一侧，所述传导感温块的一侧固定黏贴有导热硅贴，所述传导感温块的另一侧设有若干感温翅片，所述热膨测温组件包括热膨反应缸以及设置于热膨反应缸内部的非金属液缸、驱动杆、运动电极块和回复弹簧，所述非金属液缸的内部填充有热膨液体，所述驱动杆的一端滑动安装于非金属液缸的内部，所述热膨反应缸的内壁嵌入安装有电阻导条；所述突跳保护机构包括受热座、突跳弹片和电极座，所述突跳弹片成弧形拱起状，且突跳弹片的两端与受热座的内侧固定连接，所述突跳弹片和电极座的端部分别与控制器输入端的两级电连接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述防护隔舱为耐高温亚克力或钢化玻璃箱体结构，所述防护隔舱的两侧开设有取料孔，所述氮气发生器的输出端与防护隔舱的内腔相连通。

通过采用上述技术方案，通过防护隔舱组成相对密封的空腔，利用氮气发生器对防护隔舱内部进行冲入氮气，降低轴套加热过程中周围氧气含量，避免轴套加热后外表层过度氧化。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述隔热护层、石棉套管和涡流线圈呈螺旋状，所述轴套支撑组件包括支撑架以及固定安装于支撑架内侧的输送轨，所述输送轨的表面滑动安装有轴套卡块，所述输送轨和传导感温块位于传导感温块的内侧，所述轴套支撑组件为非金属材质构件，

通过采用上述技术方案，利用轴套支撑组件将待加热轴套固定于涡流加热组件内测，进行涡流感应加热，涡流发热利用涡流加热金属导体，将被加热金属置于高频变化的电磁场中，强大的电磁场在其表面形成感应涡流，依靠材料本身的内阻，使之迅速发热。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支撑滑杆的一端设有与加热控制端顶面固定连接的支杆，所述支撑滑杆的一侧与支杆的侧面滑动连接，所述传导感温块的表面呈弧形结构，所述导热硅贴为导热硅脂涂层结构。

通过采用上述技术方案，通过导热硅贴增加传导感温块与轴套之间的热传递效率，通过传导感温块进行贴合轴套表面，利用金属的高热传导效应实时传递热量，热传导块且热量散失较少。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述非金属液缸的内侧设有多个液管，且各液管的一端相互连通，所述驱动杆的一侧设有若干与非金属液缸液管相适配的插杆，所述热膨液体为煤油液体，所述回复弹簧的两端分别与热膨反应缸的内壁和驱动杆的一侧相抵接。

通过采用上述技术方案，利用液体的受热膨胀效应，通过热膨液体受热推动驱动杆进行位移移动进行电阻调节，从而实现对轴套支撑组件功率的无极调节。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述运动电极块的一侧固定安装有弹性碳刷导头，所述弹性碳刷导头的另一端与电阻导条的表面滑动贴合，所述电阻导条为电阻条结构，所述电阻导条的一端和弹性碳刷导头的端部分别与控制器输入端的两级电连接。

通过采用上述技术方案，热膨液体运动时驱动杆进行位移移动进行电阻调节，电阻导条的表面和弹性碳刷导头始终抵接贴合，进行电连接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述非金属液缸的外侧与热膨反应缸的内壁相贴合，所述非金属液缸为石英材质构件，所述热膨反应缸与导热硅贴为一体成型结构。

通过采用上述技术方案，利用非金属质地的石英缸结构避免涡流加热直接作用于非金属液缸导致热膨液体的升温，同时石英具有与金属同样效果的热传导效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述突跳弹片为金属铜片结构，所述突跳弹片的一侧与导热硅贴的表面相抵接，所述电极座与受热座的连接处设有绝缘层，所述受热座嵌入于传导感温块的表面

通过采用上述技术方案，利用金属铜片的突跳弹片受热膨胀后自动突跳，与电极座进行接触，与电极座表面接通，从而形成电信号，切断涡流加热组件的供电，避免轴套过热。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过设置机械式感温组件结构，利用热膨测温组件与轴套表面的贴合热传导感温的方式进行温度检测，避免涡流加热结构对传统传感器式感温结构的测温干扰，且充分利用电阻感温进行自动控制，选择自动温度控制系统，方便进行加热温度控制。

2.本发明中，通过传导感温块进行贴合轴套表面，利用金属的高热传导效应实时传递热量，热传导块且热量散失较慢，能够快速感应轴套的表面温度，从而实时控制涡流加热组件工作功率，进行快速调温，温控反应灵敏，且该发明经济实用，简单方便，不受空间限制。

3.本发明中，通过设置热膨式反应结构，利用液体的受热膨胀效应，通过热膨液体受热推动驱动杆进行位移移动进行电阻调节，从而实现对轴套支撑组件功率的无极调节，进一步保证温度温控的精确性，且通过加装的突跳保护机构结构进行受热突跳，保证轴套温控始终处于合理范围内，特别是对有自润滑层的轴套，起到很好的保护作用。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的加热控制端表面结构示意图；

图3为本发明一个实施例的涡流加热组件结构示意图；

图4为本发明一个实施例的热膨测温组件安装结构示意图；

图5为本发明一个实施例的热膨测温组件内部结构示意图；

图6为本发明一个实施例的突跳保护机构结构示意图；

图7为本发明一个实施例的图5的A处结构示意图；

图8为本发明一个实施例的电路控制结构示意图。

附图标记：

100、加热控制端；110、氮气发生器；120、防护隔舱；

200、涡流加热组件；210、支撑杆；220、隔热护层；230、石棉套管；240、涡流线圈；

300、测温机构；310、支撑滑杆；320、传导感温块；330、导热硅贴；340、热膨测温组件；350、感温翅片；341、热膨反应缸；342、非金属液缸；343、热膨液体；344、驱动杆；345、电阻导条；346、运动电极块；347、回复弹簧；

400、轴套支撑组件；410、支撑架；420、输送轨；430、轴套卡块；

500、突跳保护机构；510、受热座；520、突跳弹片；530、电极座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置。

结合图1-8所示，本发明提供的应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置，包括：加热控制端100、涡流加热组件200、测温机构300和轴套支撑组件400，测温机构300的表面嵌入安装有突跳保护机构500，加热控制端100的顶面固定安装有防护隔舱120，加热控制端100的一侧设有与防护隔舱120相连通的氮气发生器110；涡流加热组件200包括支撑杆210和涡流线圈240，涡流线圈240的输入端电连接有位于加热控制端100内部的涡流发生器，涡流发生器的输入端电性连接有控制器，控制器为PLC控制器，充分利用电阻感温进行自动控制，选择自动温度控制系统，方便进行加热温度控制，支撑杆210的上下两端分别与加热控制端100的顶面和涡流线圈240的端部固定链接，涡流线圈240的外侧依次套接有石棉套管230和隔热护层220；测温机构300包括支撑滑杆310、传导感温块320以及固定安装于传导感温块320一侧的热膨测温组件340，突跳保护机构500嵌入安装于传导感温块320的一侧，传导感温块320的一侧固定黏贴有导热硅贴330，传导感温块320的另一侧设有若干感温翅片350，热膨测温组件340包括热膨反应缸341以及设置于热膨反应缸341内部的非金属液缸342、驱动杆344、运动电极块346和回复弹簧347，非金属液缸342的内部填充有热膨液体343，驱动杆344的一端滑动安装于非金属液缸342的内部，利用液体的受热膨胀效应，通过热膨液体343受热推动驱动杆344进行位移移动进行电阻调节，从而实现对轴套支撑组件400功率的无极调节，进一步保证温度温控的精确性，热膨反应缸341的内壁嵌入安装有电阻导条345；突跳保护机构500包括受热座510、突跳弹片520和电极座530，突跳保护机构500结构进行受热突跳，保证轴套温控始终处于合理范围内，突跳弹片520成弧形拱起状，且突跳弹片520的两端与受热座510的内侧固定连接，突跳弹片520和电极座530的端部分别与控制器输入端的两级电连接。

在该实施例中，防护隔舱120为耐高温亚克力或钢化玻璃箱体结构，防护隔舱120的两侧开设有取料孔，氮气发生器110的输出端与防护隔舱120的内腔相连通。

具体的，通过防护隔舱120组成相对密封的空腔，利用氮气发生器110对防护隔舱120内部进行冲入氮气，降低轴套加热过程中周围氧气含量，避免轴套加热后外表层过度氧化。

在该实施例中，隔热护层220、石棉套管230和涡流线圈240呈螺旋状，轴套支撑组件400包括支撑架410以及固定安装于支撑架410内侧的输送轨420，输送轨420的表面滑动安装有轴套卡块430，输送轨420和传导感温块320位于传导感温块320的内侧，轴套支撑组件400为非金属材质构件，

具体的，利用轴套支撑组件400将待加热轴套固定于涡流加热组件200内测，进行涡流感应加热，涡流发热利用涡流加热金属导体，将被加热金属置于高频变化的电磁场中，强大的电磁场在其表面形成感应涡流，依靠材料本身的内阻，使之迅速发热。

在该实施例中，支撑滑杆310的一端设有与加热控制端100顶面固定连接的支杆，支撑滑杆310的一侧与支杆的侧面滑动连接，传导感温块320的表面呈弧形结构，通过传导感温块320进行贴合轴套表面，利用金属的高热传导效应实时传递热量，热传导块且热量散失较慢，能够快速感应轴套的表面温度导热硅贴330为导热硅脂涂层结构，通过导热硅贴330增加传导感温块320与轴套之间的热传递效率，通过传导感温块320进行贴合轴套表面，利用金属的高热传导效应实时传递热量，热传导块且热量散失较少。

在该实施例中，非金属液缸342的内侧设有多个液管，且各液管的一端相互连通，驱动杆344的一侧设有若干与非金属液缸342液管相适配的插杆，热膨液体343为煤油液体，回复弹簧347的两端分别与热膨反应缸341的内壁和驱动杆344的一侧相抵接。

具体的，利用液体的受热膨胀效应，通过热膨液体343受热推动驱动杆344进行位移移动进行电阻调节，从而实现对轴套支撑组件400功率的无极调节。

在该实施例中，运动电极块346的一侧固定安装有弹性碳刷导头，弹性碳刷导头的另一端与电阻导条345的表面滑动贴合，电阻导条345为电阻条结构，电阻导条345和运动电极块346两端电极随着运动电极块346的移动其间电阻逐渐增大，通过对电阻导条345和运动电极块346之间电阻的测量即可得知轴套表面温度，电阻导条345的一端和弹性碳刷导头的端部分别与控制器输入端的两级电连接。

具体的，热膨液体343运动时驱动杆344进行位移移动进行电阻调节，电阻导条345的表面和弹性碳刷导头始终抵接贴合，进行电连接。

在该实施例中，非金属液缸342的外侧与热膨反应缸341的内壁相贴合，非金属液缸342为石英材质构件，热膨反应缸341与导热硅贴330为一体成型结构，利用非金属质地的石英缸结构避免涡流加热直接作用于非金属液缸342导致热膨液体343的升温，同时石英具有与金属同样效果的热传导效率。

在该实施例中，突跳弹片520为金属铜片结构，突跳弹片520的一侧与导热硅贴330的表面相抵接，电极座530与受热座510的连接处设有绝缘层，受热座510嵌入于传导感温块320的表面

具体的，利用金属铜片的突跳弹片520受热膨胀后自动突跳，与电极座530进行接触，与电极座530表面接通，从而形成电信号，切断涡流加热组件200的供电，避免轴套过热。

本发明的工作原理及使用流程：

将待加热轴套结构放置于输送轨420表面并利用轴套卡块430进行固定，并华东陶杰传导感温块320的位置，将传导感温块320的一侧通过导热硅贴330与轴套外侧进行贴合，开启氮气发生器110对防护隔舱120的内部进行充氮，使得防护隔舱120内部充满大量氮气作为防氧化保护气；

开启涡流加热组件200进行工作，利用涡流加热组件200在内部产生涡流环绕轴套，当石棉套管230中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流，实际上涡流加热组件200附近的任何导体中都会产生感应电流，涡流发热利用涡流加热金属导体，将被加热金属置于高频变化的电磁场中，强大的电磁场在其表面形成感应涡流，依靠材料本身的内阻，使之迅速发热，轴套和传导感温块320受热后，将热量通过热传导的方式迅速传递至非金属液缸342和热膨液体343，热膨液体343受热膨胀推动驱动杆344和运动电极块346沿电阻导条345表面滑动运动，电阻导条345和运动电极块346两端电极随着运动电极块346的移动其间电阻逐渐增大，通过对电阻导条345和运动电极块346之间电阻的测量即可得知轴套表面温度，可通过该电信号自动控制涡流加热组件200的工作功率，实现自动恒温控制，若温度过高超过轴套加热的设定保护温度，或超过热膨液体343的温感区间，及通过高温使得突跳弹片520发生突跳反应，突跳弹片520向一侧突跳与电极座530表面接通，从而形成电信号，切断涡流加热组件200的供电，保证轴套温控始终处于合理范围内，特别是对有自润滑层的轴套，起到很好的保护作用。

在本发明中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如，“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“装配于”、“安装于”、“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置，其特征在于，包括：加热控制端(100)、涡流加热组件(200)、测温机构(300)和轴套支撑组件(400)，所述测温机构(300)的表面嵌入安装有突跳保护机构(500)，所述加热控制端(100)的顶面固定安装有防护隔舱(120)，所述加热控制端(100)的一侧设有与防护隔舱(120)相连通的氮气发生器(110)；

所述涡流加热组件(200)包括支撑杆(210)和涡流线圈(240)，所述涡流线圈(240)的输入端电连接有位于加热控制端(100)内部的涡流发生器，所述涡流发生器的输入端电性连接有控制器，所述控制器为PLC控制器，所述支撑杆(210)的上下两端分别与加热控制端(100)的顶面和涡流线圈(240)的端部固定链接，所述涡流线圈(240)的外侧依次套接有石棉套管(230)和隔热护层(220)；

所述测温机构(300)包括支撑滑杆(310)、传导感温块(320)以及固定安装于传导感温块(320)一侧的热膨测温组件(340)，所述突跳保护机构(500)嵌入安装于传导感温块(320)的一侧，所述传导感温块(320)的一侧固定黏贴有导热硅贴(330)，所述传导感温块(320)的另一侧设有若干感温翅片(350)，所述热膨测温组件(340)包括热膨反应缸(341)以及设置于热膨反应缸(341)内部的非金属液缸(342)、驱动杆(344)、运动电极块(346)和回复弹簧(347)，所述非金属液缸(342)的内部填充有热膨液体(343)，所述驱动杆(344)的一端滑动安装于非金属液缸(342)的内部，所述热膨反应缸(341)的内壁嵌入安装有电阻导条(345)；

所述突跳保护机构(500)包括受热座(510)、突跳弹片(520)和电极座(530)，所述突跳弹片(520)成弧形拱起状，且突跳弹片(520)的两端与受热座(510)的内侧固定连接，所述突跳弹片(520)和电极座(530)的端部分别与控制器输入端的两级电连接。

2.根据权利要求1所述的应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置，其特征在于，所述防护隔舱(120)为耐高温亚克力或钢化玻璃箱体结构，所述防护隔舱(120)的两侧开设有取料孔，所述氮气发生器(110)的输出端与防护隔舱(120)的内腔相连通。

3.根据权利要求1所述的应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置，其特征在于，所述隔热护层(220)、石棉套管(230)和涡流线圈(240)呈螺旋状，所述轴套支撑组件(400)包括支撑架(410)以及固定安装于支撑架(410)内侧的输送轨(420)，所述输送轨(420)的表面滑动安装有轴套卡块(430)，所述输送轨(420)和传导感温块(320)位于传导感温块(320)的内侧，所述轴套支撑组件(400)为非金属材质构件。

4.根据权利要求1所述的应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置，其特征在于，所述支撑滑杆(310)的一端设有与加热控制端(100)顶面固定连接的支杆，所述支撑滑杆(310)的一侧与支杆的侧面滑动连接，所述传导感温块(320)的表面呈弧形结构，所述导热硅贴(330)为导热硅脂涂层结构。

5.根据权利要求1所述的应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置，其特征在于，所述非金属液缸(342)的内侧设有多个液管，且各液管的一端相互连通，所述驱动杆(344)的一侧设有若干与非金属液缸(342)液管相适配的插杆，所述热膨液体(343)为煤油液体，所述回复弹簧(347)的两端分别与热膨反应缸(341)的内壁和驱动杆(344)的一侧相抵接。

6.根据权利要求1所述的应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置，其特征在于，所述运动电极块(346)的一侧固定安装有弹性碳刷导头，所述弹性碳刷导头的另一端与电阻导条(345)的表面滑动贴合，所述电阻导条(345)为电阻条结构，所述电阻导条(345)的一端和弹性碳刷导头的端部分别与控制器输入端的两级电连接。

7.根据权利要求1所述的应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置，其特征在于，所述非金属液缸(342)的外侧与热膨反应缸(341)的内壁相贴合，所述非金属液缸(342)为石英材质构件，所述热膨反应缸(341)与导热硅贴(330)为一体成型结构。

8.根据权利要求1所述的应用于冶金机械配件连接轴套加工的智能测控加热装置，其特征在于，所述突跳弹片(520)为金属铜片结构，所述突跳弹片(520)的一侧与导热硅贴(330)的表面相抵接，所述电极座(530)与受热座(510)的连接处设有绝缘层，所述受热座(510)嵌入于传导感温块(320)的表面。

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