一种消除发动机气门残余应力的感应线圈、设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种用于消除发动机气门残余应力的感应线圈，所述感应线圈呈V字型、U字型或波浪型。还公开了一种消除发动机气门残余应力的设备，包括机架、工作台、加热装置和夹具，所述工作台包括固定工作台和活动工作台，所述固定工作台固定安装于机架上，所述活动工作台通过给进装置安装于机架上，其特征在于，所述加热装置安装于所述固定工作台上，包括感应加热电源和上述的感应线圈，所述感应线圈安装于所述感应加热电源的输出端且位于所述夹具固定工具的前方；所述夹具用于夹紧发动机气门，且设于活动工作台上靠近感应线圈的位置。本发明专利技术加热均匀，去应力温度低，能非常稳定消除气门堆焊后的残余应力，产品合格率高。

An induction coil, equipment and method for eliminating the residual stress of the engine valve

The present invention discloses an induction coil used to eliminate the residual stress of the engine valve. The induction coil is V, U or wave. Also disclosed is a device to eliminate the residual stress of the engine valve, comprising a frame, table, heating device and fixture, the work table comprises a fixed table and the movable table, the table of fixed fixed on the frame, the movable table through the feeding device installed on the frame. It is characterized in that the heating device is arranged on the fixed table, including the induction heating power supply and the induction coil, the induction coil is arranged on the induction heating power supply and the output end is located on the front of the fixture tool; the clamp is used for clamping the engine valve position near the induction coil and arranged on the movable table. The invention has uniform heating, low stress temperature, and can eliminate the residual stress of the valve after overlaying the valve very steadily, and the product pass rate is high.

【技术实现步骤摘要】
一种消除发动机气门残余应力的感应线圈、设备及方法
本专利技术涉及气门加工领域，具体涉及一种消除发动机气门残余应力的感应线圈、设备及方法。
技术介绍
堆焊技术是利用焊接方法进行强化机械零件表面的一种维修技术，利用这一技术可以改变零件表面的化学成分和组织结构，完善其性能，延长零件的使用寿命，具有重要的经济价值。为了提高发动机气门密封面(即锥面或称盘锥面)的寿命，则需要在发动机气门盘端堆焊硬质合金，但堆焊技术无可避免地会带来堆焊残余应力，堆焊残余应力与外载荷产生的应力叠加容易导致局部区域应力过大，从而使得结构承载能力下降。局部区域应力过大会引起裂纹和形变，当形变过大时则会导致结构失效。关于消除堆焊残余应力的方法很多，电磁感应回火就是消除堆焊残余应力的方法之一。现有技术中往往采用类似蚊香状的环状平面线圈作为感应线圈来加热气门底面以消除气门的堆焊残余应力，感应线圈与发动机气门位于同一中心线上，但是根据楞次定律可知，环状平面线圈的磁感应线呈环状分布，与发动机气门底面自转的方向是重叠的，这样会造成对气门头部底面温度不均匀，从而容易造成局部过热的现象，进而导致气门底面出现过烧区域，降低了产品的合格率。另外，采用环状平面线圈时，由于工作时环状平面线圈遮挡了气门的底面，因此红外测温时无法实现对气门底面的测温，而气门底面是加热时温度最高的部位，因而容易导致了红外测温不准确，难以实现对回火温度的准确掌握，容易引起气门底面金相不合格，造成产品合格率低。
技术实现思路
为克服现有的技术缺陷，本专利技术提供了一种用于消除发动机气门残余应力且电磁感应加热更为均匀的感应线圈。本专利技术还提供了采用上述感应线圈的消除发动机气门残余应力的设备及方法。为实现本专利技术的目的，采用以下技术方案予以实现：一种用于消除发动机气门残余应力的感应线圈，所述感应线圈呈V字型、U字型或波浪型。现有技术中多采用类似蚊香状的环状平面线圈了作为感应线圈加热发动机气门底面进行回火时，容易引起发动机气门局部过热，进而导致气门底面出现过烧，产品合格率低；而本专利技术所提供的感应线圈的磁感应线是几乎呈线排形，气门自转时气门底面的运动方向不断的切割线排形磁感应线分布区，从而使得气门底面受热更加均匀，大大避免了气门出现局部过热现象。另外，相对于现有所使用的类似蚊香状的环状平面线圈，本专利技术节省了线圈制造材料，减少成本。优选地，上述感应线圈呈W字型。相对于V字型和U字型感应线圈，W字型的感应线圈的加热效率更高；而相对于大于一个W字型的波浪状感应线圈，其加热效率往往较高，控制难度相对较大。一种消除发动机气门残余应力的设备，包括机架、工作台、加热装置和夹具，所述工作台包括固定工作台和活动工作台，所述固定工作台固定安装于机架上，所述活动工作台通过给进装置安装于机架上，所述加热装置安装于所述固定工作台上，包括感应加热电源和上述的感应线圈，所述感应线圈安装于所述感应加热电源的输出端且位于所述夹具固定工具的前方；所述夹具用于夹紧发动机气门，且设于活动工作台上靠近感应线圈的位置。进一步地，加热时，所述感应线圈正对发动机气门底面的凹陷部分(即凹坑)。加热时，线圈应正对发动机气门的凹坑，这样能使对气门底面凹坑的加热更加有效，避免因凹坑加热不足而导致温度不均匀进而导致回火效果不佳的情况。进一步地，上述设备还包括设于固定工作台上的测温装置，测温装置靠近发动机气门的底面和锥面，用于测量发动机气门的底面和锥面的温度。相对于环状平面线圈，本专利技术所采用的感应线圈对发动机气门底面的遮盖面积小，对于测温装置测量气门底面温度不影响，因此，本专利技术在气门的锥面和底面同时测量温度，这样能更好的监控气门回火的最高温度，以便于调整加热参数，有效的消除气门残余应力，且不会致使气门底面金相不合格，降低回火的控制难度，提高了产品合格率。一种采用上述的感应线圈来消除发动机气门残余应力的方法，包括以下步骤：S1：感应加热电源稳定工作后，用感应线圈加热发动机气门，使气门快速加热至去应力温度；S2：当发动机气门被加热到去应力温度时，感应线圈立即停止工作；S3：让发动机气门自然冷却。进一步地，加热时感应线圈的频率范围10～100KHz，功率范围为5～20KW。进一步地，所述去应力温度的范围为900～1000℃。现有技术中(采用环状平面线圈作为感应线圈)，当去应力温度低于1020℃时，应力消除不稳定。但是当去应力温度为1020℃时，虽然能够消除残余拉应力，但是由于加热不均匀，造成气门底面出现“拇指甲”形状的高温区域，导致产品出现质量问题。本专利技术有效地降低了去应力温度，且残余应力消除稳定。优选地，所述去应力温度的范围为920～980℃。由于底面加热均匀，不会出现“拇指甲”过烧区域和气门R位表面存在异常的沉淀析出。进一步地，热感应线圈与发动机气门底面之间的距离为1～5mm。与现有技术比较，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术根据气门特征和楞次定律设计了一种用于消除发动机气门残余应力的感应线圈，线圈结构简单，加热均匀，且线圈的制作工艺简单，节省了大量的制造材料，降低了制造成本。(2)本专利技术还提供了一种采用上述感应线圈的消除发动机气门残余应力的装置和方法，能稳定消除气门堆焊后的残余应力，实现了对金相组织的优化；本专利技术对气门底部加热更为均匀，不会出现过烧现象，同时降低了去应力温度，R位表面没有沉淀析出。附图说明图1为W字型线圈的示意图；图2为消除发动机气门残余应力的设备的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术实施方式作进一步详细地说明。实施例本实施例提供了一种用于消除发动机气门残余应力的感应线圈，感应线圈呈V字型、U字型或波浪型。优选为W字型，如图1所示。如图2所示，本实施例还提供了一种采用上述感应线圈的装置，包括机架、工作台、加热装置、夹具和控制装置，所述工作台包括固定工作台1和活动工作台2，固定工作台1固定安装于机架上，活动工作台2通过给进装置安装于机架上，所述加热装置安装于所述固定工作台1上，包括感应加热电源4和感应线圈6，所述感应线圈6安装于所述感应加热电源4的输出端且位于所述夹具固定工具的前方；所述夹具用于夹紧发动机气门，且设于活动工作台2上靠近感应线圈的位置。控制装置为控制箱17。其中，感应线圈呈V字型、U字型或波浪型。优选为W字型。静止工作台l上设有水冷循环系统3和红外线测温装置7，水冷循环系统3通过循环水管15伸入感应加热电源4内部来对感应加热电源4进行水冷；红外线测温装置7固定安装在静止工作台1且与控制箱17连接，热感应器靠近线圈6处，用于测量发动机气门底面和锥面的温度。活动工作台2位于与静止工作台1并排设置，其下方设有与之相配合且具有燕尾槽的导轨22。活动工作台2连接有给进装置，该给进装置包括与活动工作台2连接的给进气缸21以及与给进气缸21连接且用于控制给进气缸进给和后退的电控换向阀20，控制箱17与电控换向阀20相连。夹紧发动机气门口的夹具包括支座夹具12、压紧轮8、叉形支架18、气动缸9、传动机构和动力源。其中，支座夹具12设置于活动工作台2临近感应线圈6且正对感应线圈6的，其上端为放置气门中轴的缺口槽，下端为安装座；叉形支架18的“叉齿”之间通过一中心轴与压紧轮8连接，叉形支架18的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于消除发动机气门残余应力的感应线圈，其特征在于，所述感应线圈呈V字型、U字型或波浪型。

【技术特征摘要】
1.一种用于消除发动机气门残余应力的感应线圈，其特征在于，所述感应线圈呈V字型、U字型或波浪型。2.根据权利要求1所述的用于消除发动机气门残余应力的感应线圈，其特征在于，所述感应线圈呈W字型。3.一种消除发动机气门残余应力的设备，包括机架、工作台、加热装置和夹具，所述工作台包括固定工作台和活动工作台，所述固定工作台固定安装于机架上，所述活动工作台通过给进装置安装于机架上，其特征在于，所述加热装置安装于所述固定工作台上，包括感应加热电源和根据权利要求1～2任一项所述的感应线圈，所述感应线圈安装于所述感应加热电源的输出端且位于所述夹具固定工具的前方；所述夹具用于夹紧发动机气门，且设于活动工作台上靠近感应线圈的位置。4.根据权利要求3所述的消除发动机气门残余应力的设备，其特征在于，加热时，所述感应线圈正对发动机气门底面的凹陷部分。5.根据权利要求3或4所述的消除发动机气门残余应力的设备，其特征在于，还包括设于固定工作台上的测温装...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞华，莫东强，邓剑雄，廉绍玲，黄立勋，郭潮，赵伟明，陈永兴，黎志彦，卢啟棠，邓继韶，黄志钢，李东平，
申请(专利权)人：怀集登月气门有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44