【技术实现步骤摘要】
用于螺旋伞齿轮感应加热系统稳定性的监测方法及监测装置
[0001]本专利技术涉及螺旋伞齿轮感应加热
,特别涉及一种用于螺旋伞齿轮感应加热系统稳定性的监测方法及监测装置。
技术介绍
[0002]螺旋伞齿轮被广泛应用于各种机械加工设备、航空航天和飞机制造等领域,因此对螺旋伞齿轮的生产加工及热处理工艺提出了更高的要求,尤其在热处理过程中,获取均匀的温度场是提升螺旋伞齿轮轮齿硬度的关键。
[0003]感应加热工艺在螺旋伞齿轮的热处理过程中具有优异的加热效果。螺旋伞齿轮经热处理工艺后,一般要求轮齿部分具有较高的硬度、芯部具有良好的抗冲击韧性,反映在加热温度上的表现为轮齿部分具有较高的加热温度、芯部具有一定占比的低温区,而感应加热可以达到在短时间内局部加热轮齿的效果,因此,感应加热工艺被逐渐应用在螺旋伞齿轮的加热过程中。
[0004]利用感应加热系统对螺旋伞齿轮进行加热,主要在于螺旋伞齿轮轮齿部分获得较高的硬度、芯部获取良好的抗冲击韧性,这就需要螺旋伞齿轮在感应加热过程中具有较好的加热稳定性,然而现有的感应加热系统并不能达到上述要求,并且在使用过程中具有许多不可忽视的问题,例如:现有的螺旋伞齿轮感应加热系统,未考虑轮齿加热时对螺旋伞齿轮芯部韧性的影响,导致芯部韧性下降,抗冲击性能减弱;现有的螺旋伞齿轮感应加热系统,缺少对螺旋伞齿轮加热工艺稳定性的评判依据,无法依据实际加热效果实时调整;现有的螺旋伞齿轮感应加热系统,在调整和优化感应加热工艺时,缺乏实际加热过程中输出的加热数据作为工艺调整依据。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于螺旋伞齿轮感应加热系统稳定性的监测方法,其特征在于,其具体实施步骤为:S1、对螺旋伞齿轮进行感应加热:S11、利用传送带将螺旋伞齿轮运送到感应加热区域,并启动加压泵,使位于冷却水箱内的冷却液通过进水管和出水管在冷却水套内循环;S12、利用感应加热电源向感应加热线圈供电,并调控升降马达、升降平台组件中横向电机和齿轮支撑组件中转动电机,使感应加热线圈以行进速度V沿螺旋伞齿轮的轮齿方向扫过螺旋伞齿轮;S13、在感应加热过程中,利用移动红外相机获得每个时间步下加热部分的温度云图,利用红外温度传感器获取螺旋伞齿轮中不同轮齿在同一水平截面的加热温度T(a,b,c),其中a表示某一时间步、b表示组别、c表示该组别内具体的红外温度传感器,利用固定红外相机获得螺旋伞齿轮正上方的温度云图X;S2、对螺旋伞齿轮的加热温度进行监测:设定加热温度区间(Tmin,Tmax),并计算在第a时间步、b组别下,测得螺旋伞齿轮的轮齿的加热温度T(a,b,1)、
…
、T(a,b,n)的平均温度若平均温度时,则增大该组别对应感应加热电源的电源功率P,若平均温度时,则减少该组别对应感应加热电源的电源功率P;S3、对螺旋伞齿轮的芯部温度进行监测:设定螺旋伞齿轮的芯部的安全占比区间(Q1,Q2),并计算固定红外相机获得的螺旋伞齿轮的温度云图X的高温区占比q,若q<Q1时,则降低加压泵的压力,从而减少冷却液循环速度,若q>Q2时,则增大加压泵的压力,从而增大冷却液循环速度;S4、对螺旋伞齿轮沿轮齿方向的加热稳定性进行监测:计算在b组第c个红外温度传感器下,测得螺旋伞齿轮在所有时间步的加热温度T(1,b,c)、
…
、T(n,b,c)的方差S(b,c),若方差S(b,c)和仿真结果相同时,则进行可靠度计算和敏感度分析,若方差S(b,c)和仿真结果有误差时,则根据误差调整仿真结果的温度数据,并进行可靠度计算及敏感度的分析;所述可靠度计算根据螺旋伞齿轮在轮齿方向的加热温度方差的响应面函数获得,所述响应面函数的表达式如下:式中,C0、C
i
和C
ij
(i=1,2,...,NR;j=i,..,NR)分别为待定系数;X
i
、X
j
和X
ij
均为随机参数向量中的样本点;所述敏感度分析利用蒙特卡罗方法和统计显著性检验获得,所述统计显著性检验中的极限状态函数g(X)的表达式如下:式中,S0是许用温度均匀度;S5、对螺旋伞齿轮的加热稳定性进行监测:
利用移动红外相机获取的温度云图和螺旋伞齿轮的三维模型得到螺旋伞齿轮轮齿表面的三维温度云图,并计算三维温度云图在步骤S2设定的加热温度区间(Tmin,Tmax)区域的占比,来判断螺旋伞齿轮的加热稳定性。2.根据权利要求1所述的用于螺旋伞齿轮感应加热系统稳定性的监测方法,其特征在于,所述移动...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩毅,眭书梅,赵宇飞,郭智聪,康亚飞,李明月,孙小康,冯世涛,张治海,曹佳骏,
申请(专利权)人:燕山大学,
类型:发明
国别省市:
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