阶梯轴热处理装置及其热处理方法制造方法及图纸

本申请公开一种阶梯轴热处理装置及其热处理方法，装置包括驱动组件、支撑组件和感应加热装置。感应加热装置与支撑组件并排设置，支撑组件和感应加热装置分别与驱动组件平行设置，驱动组件包括机架、固定顶尖、可调节顶尖和移动装置。方法包括以下步骤：S1、采集阶梯轴首尾两端的轴径数据R1、R2和轴向长度H；S2、控制步进电机进而带动第一液压升降台和第一信息采集装置移动到待定工位；S3、步进电机带动第一液压升降台和第二液压升降台下降；S4、机架带阶梯轴进入感应线圈的中心空位中。本发明专利技术通过分析收集的阶梯轴轴径数据来调控感应电源的功率大小和导磁体的空间位置，以此控制各阶梯轴段表面的磁场密度，实现对阶梯轴各轴段的温度控制。的温度控制。的温度控制。

【技术实现步骤摘要】
阶梯轴热处理装置及其热处理方法


[0001]本专利技术属于阶梯轴热处理领域，特别涉及一种阶梯轴热处理装置及其热处理方法。

技术介绍

[0002]轴类零部件是机械传动部件中最重要的组成零件之一，其表面热处理质量的好坏直接决定着机械传动的可靠性。目前随着电气技术的发展以及国家推进节能减排发展战略，轴类零部件热处理的加热方式已经开始广泛采用感应加热的工艺方式，但是由于感应线圈在进行热处理时无法变形，从而导致感应磁场的空间位置始终固定在同一位置，使得阶梯轴各轴段所受磁场密度不同，产生的感生涡流密度不同，致使各轴段受热温度不同，从而造成阶梯轴各轴段冷却后的物理性能存在差异，降低了阶梯轴的传动性能可靠性，因此目前需要一种能够控制感应热处理时阶梯轴磁场密度的装置及工艺来提升阶梯轴热处理方法的可靠性。

技术实现思路

[0003]针对上述存在的问题，本专利技术旨在提供一种阶梯轴热处理装置及工艺，本专利技术通过中央处理器根据超声波传感器控制液压升降台调整阶梯轴工位，并以机架上的顶尖固定阶梯轴，通过机架的平移将阶梯轴带入感应线圈中进行加热，在感应热处理时，中央处理器依靠红外传感器所收集的阶梯轴轴径数据来调控感应电源的功率大小和导磁体的空间位置，以此控制各阶梯轴段表面的磁场密度，实现对阶梯轴各轴段的温度控制。
[0004]本专利技术采用的技术方案是提供一种阶梯轴热处理装置，其包括驱动组件、支撑组件和感应加热装置；所述感应加热装置与所述支撑组件并排设置；所述支撑组件和所述感应加热装置分别与所述驱动组件平行设置；所述驱动组件包括机架、固定顶尖、可调节顶尖和移动装置；所述机架设置在所述移动装置的上方，并能在所述移动装置上进行平移，所述机架的第一端的顶面与所述固定顶尖连接，所述机架的第二端的顶面与所述可调节顶尖连接；所述移动装置包括移动架、丝杆、导轨和伺服电机，所述丝杆的第一端与所述移动架的一端活动连接，所述丝杆的第二端与所述伺服电机连接，所述丝杆的两侧平行设置有两个所述导轨，所述导轨的两端分别与所述移动架的两端固定连接；所述支撑组件包括基座、第一液压升降台、第二液压升降台、第一信息采集装置和第二信息采集装置；所述基座的第一端设有移动平台，所述移动平台包括步进电机以及与步进电机相连接的长轴丝杆，所述移动平台能在所述基座上进行平移，所述移动平台的上方与所述第一液压升降台连接；所述第二升降台与所述基座的第二端连接；所述第一信息采集装置设置在所述第一液压升降台的侧面，并与所述第一液压升降台的底部连接；所述第二信息采集装置设置在所述第二液压升降台的侧面，并与所述基座连接；所述第一信息采集装置的顶面的下表面设置有第一超声波传感器；所述第二信号采集的中部位置设置有红外传感器，所述第二信息采集装置的顶面的下表面设置有第二超声波传感器，阶梯轴装配时，通过所述第一和第二超声波传
感器测定所述阶梯轴空间位置，以此控制所述第一和第二液压升降台运动，同时红外传感器检测所述阶梯轴的轴径变化；所述感应加热装置包括支撑架、支撑桌、感应电源和加热组件，所述支撑架包括支撑板和支撑腿，所述支撑板垂直设置在所述支撑腿的上方，所述支撑板的侧壁上均分布着多个所述加热组件；所述支撑桌设置在所述支撑架的一侧，所述支撑桌上方设置有所述感应电源，所述感应电源的侧壁连接着感应线圈，所述感应线圈被所述支撑板上的多个加热组件所包围，所述加热组件包括伺服马达、框架、滑块和导磁体，所述伺服马达的输出端的四周与所述框架的第一端连接，所述伺服马达输出端的中心位置设置有短轴丝杆，所述导磁体通过所述滑块与所述框架的第二端连接，所述短轴丝杆与所述滑块的第一端连接，所述滑块的第二端与所述导磁体连接。
[0005]进一步地，所述丝杆上套设有法兰螺母。
[0006]进一步地，所述第一液压升降台和第二液压升降台相互独立运动。
[0007]进一步地，所述可调节顶尖上设置有转盘，所述转盘能控制所述可调节顶尖的伸缩。
[0008]本专利技术的第二方面，提供一种用于前述阶梯轴热处理装置的热处理方法，其包括以下步骤：
[0009]S1、采集阶梯轴首尾两端的轴径数据R1、R2和轴向长度H，设定超声波传感器与阶梯轴轴心的间距为S1，以此确保阶梯轴与所述圆形感应线为圈同轴心，设定所述红外传感器与所诉液压升降台的V型槽的中心对称面距离S2，偏距d；
[0010]S2、控制所述步进电机进而带动所述第一液压升降台和所述第一信息采集装置移动到待定工位；然后装配阶梯轴，通过所述第一信息采集装置与所述第二信息采集装置上的超声波传感器分别采集阶梯轴的位置信息L1和L2；所述中央处理器能够分别控制所述第一液压升降台和所述第二液压升降台进行独立运动，使得L1+R1＝L2+R2＝S1；调节所述可调节顶尖长度，通过所述固定顶尖和所述可调式顶尖夹持阶梯轴；
[0011]S3、步进电机带动所述第一液压升降台和所述第二液压升降台下降，所述伺服电机带动所述丝杠螺母使机架以速度V进行轴向平移，同时所述第二信息采集装置中的红外传感器在距离数据[S2]<S2‑
d时开始记录阶梯轴轴径变化(r1、r2、r3...)，中央处理器记录工作时间t；中央处理器计算V
×
t＝x，以此确定不同轴径的轴段长度(x1、x2、x3...)；
[0012]S4、所述机架带阶梯轴进入所述感应线圈的中心空位中，为使各轴段受热均匀，所述中央处理器判断阶梯轴各轴段进入所述感应线圈的时间，按时控制感应电源功率对大轴径的轴段进行增大电源功率P操作，控制所述伺服马达提拉所述导磁体从而调整轴面距离h；对小轴径轴段进行减小电源功率P操作，控制所述伺服马达推伸所述导磁体以此调整轴面距离h；
[0013]S5、待所述红外传感器测定距离数据[S2]>S2‑
d时，t1＝x1/V，装置继续工作t+5，待阶梯轴全部热处理完并离开感应线圈后停机。
[0014]针对现有技术而言，本专利技术的特点和有益效果是：
[0015]本专利技术通过设置支撑组件的第一信息采集装置和第一液压顶升装置平移，从而满足不同尺寸下的阶梯轴的安置，中央处理器通过分析超声波传感器和红外传感器测定阶梯轴的尺寸参数，从而调整感应电源的功率以及导磁体的空间布置，从而满足加热时阶梯轴各轴段表面磁场强度分布稳定的工况。同时本装置的感应加热装置设置有导磁体，导磁体
能配合变功率感应电源进行加热，通过导磁体的高磁导率整合感应磁场，将感应磁场集中于导磁体开口端，实现横向磁通感应加热，使得阶梯轴受热表面磁场密度更大，加热效率更高，而且由于磁场全部集中在导磁体中，移动导磁体则能够有效控制阶梯轴外表面磁场的强度，最终实现对不同轴径下各轴段感应加热的自动化控制。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的阶梯轴热处理装置整体结构示意图；
[0017]图2是本专利技术的支撑组件的整体结构示意图；
[0018]图3是本专利技术的感应加热装置的整体结构示意图；
[0019]图4是本专利技术的加热组件的整体结构示意图；
[0020本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阶梯轴热处理装置，其特征在于，其包括驱动组件、支撑组件和感应加热装置，所述感应加热装置与所述支撑组件并排设置；所述支撑组件和所述感应加热装置分别与所述驱动组件平行设置；所述驱动组件包括机架、固定顶尖、可调节顶尖和移动装置；所述机架设置在所述移动装置的上方，并能在所述移动装置上进行平移，所述机架的第一端的顶面与所述固定顶尖连接，所述机架的第二端的顶面与所述可调节顶尖连接；所述移动装置包括移动架、丝杆、导轨和伺服电机，所述丝杆的第一端与所述移动架的一端活动连接，所述丝杆的第二端与所述伺服电机连接，所述丝杆的两侧平行设置有两个所述导轨，所述导轨的两端分别与所述移动架的两端固定连接；所述支撑组件包括基座、第一液压升降台、第二液压升降台、第一信息采集装置和第二信息采集装置；所述基座的第一端设有移动平台，所述移动平台包括步进电机以及与步进电机相连接的长轴丝杆，所述移动平台能在所述基座上进行平移，所述移动平台的上方与所述第一液压升降台连接；所述第二升降台与所述基座的第二端连接；所述第一信息采集装置设置在所述第一液压升降台的侧面，并与所述第一液压升降台的底部连接；所述第二信息采集装置设置在所述第二液压升降台的侧面，并与所述基座连接；所述第一信息采集装置的顶面的下表面设置有第一超声波传感器；所述第二信号采集的中部位置设置有红外传感器，所述第二信息采集装置的顶面的下表面设置有第二超声波传感器，阶梯轴装配时，通过所述第一和第二超声波传感器测定所述阶梯轴空间位置，以此控制所述第一和第二液压升降台运动，同时红外传感器检测所述阶梯轴的轴径变化；所述感应加热装置包括加热组件，所述加热组件包括伺服马达、框架、滑块和导磁体，所述伺服马达的输出端的四周与所述框架的第一端连接，所述伺服马达输出端的中心位置设置有短轴丝杆，所述导磁体通过所述滑块与所述框架的第二端连接，所述短轴丝杆与所述滑块的第一端连接，所述滑块的第二端与所述导磁体连接。2.根据权利要求1所述的阶梯轴热处理装置，其特征在于，所述感应加热装置还包括支撑架、支撑桌、感应电源，所述支撑架包括支撑板和支撑腿，所述支撑板垂直设置在所述支撑腿的上方，所述支撑板的侧壁上均分布着多个所述加热组件；所述支撑桌设置在所述支撑架的一侧，所述支撑桌上方设置有所述感应电源，所述感...

【专利技术属性】
技术研发人员：高俊华，姚庆，徐志朋，高扬，
申请(专利权)人：秦皇岛华宇通电力设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：