一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火感应加热装置的制造方法
【专利摘要】本发明属金属工艺淬火技术领域，涉及一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火感应加热装置，包括依次串接连通的冷却水进口、第一电极、凸起端面加热弧状紫铜管、支撑滚道部加热竖向紫铜管、支撑滚道部加热弧状螺旋紫铜管、凸起端面与支撑滚道根部过渡圆弧加热紫铜管以及第二电极和冷却水出口，形成一个单匝线圈，所述凸起端面加热弧状紫铜管上包裹有第一硅钢片导磁体，支撑滚道部加热竖向紫铜管上包裹有第二硅钢片导磁体，支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管上包裹有第三硅钢片导磁体，本发明可以实现对挖掘机支重轮支撑滚道部及相邻轴肩面进行淬火处理中的深层感应加热环节，节约能源，提高工作效率。
【专利说明】
-种用于特大型挖掘机支撑滾道部的巧火感应加热装置
技术领域
[0001] 本发明设及一种用于用于特大型挖掘机支撑滚道部的泽火感应加热装置，属金属 泽火技术领域。
【背景技术】
[0002] 挖掘机支重轮工作环境是在露天四季工作不仅承受溫度变化，还遭受灰尘，泥巧， 风雪等恶劣气候，每个支重轮承受近百吨的静载荷，工作时承受频繁的交变冲击载荷。一旦 出现问题造成严重停产，因此把延长支重轮使用寿命作为重要指标，本支重轮作为深泽硬 层开发应用的，传统的支重轮热处理是采用整体盐浴加热后再冷却，或采用高频感应泽火。 整体热处理泽火时应力较大，容易造成开裂，表面硬度低，硬度均匀性差，泽硬层较浅，能源 高等缺点，该方法不易采纳，也不能满足本支重轮提出的技术要求。采用高频加热泽火尽管 能耗低，表面硬度高，但是该方法泽硬层浅，过渡区硬度梯度睹峭，在使用中容易产生剥落 掉块。
【发明内容】
[0003] 本发明为解决目前技术中存在的问题，提供一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的 泽火感应加热装置。它能实现一次性对挖掘机支重轮的支撑滚道部和相邻轴肩面深层感应 加热功能，满足技术要求的深层加热，减少了加热次数，节约了能源和工人劳动力，提高了 工作效率。
[0004] 本发明采用W下技术方案予W实现：
[0005] -种用于特大型挖掘机支撑滚道部的泽火感应加热装置，包括凸起端面加热弧状 紫铜管、第一娃钢片导磁体、支撑滚道部加热竖向紫铜管、第二娃钢片导磁体、支撑滚道部 加热弧状螺旋紫铜管、第Ξ娃钢片导磁体、凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管、第 二电极、第一电极，所述第一电极、凸起端面加热弧状紫铜管、支撑滚道部加热竖向紫铜管、 支撑滚道部加热弧状螺旋紫铜管、凸起端面与支撑滚道根部过渡圆弧加热紫铜管W及第二 电极依次串联连通，形成一个单应线圈，单应线圈的内径大于挖掘机支撑滚道部的外径;所 述凸起端面加热弧状紫铜管上包裹有第一娃钢片导磁体;所述支撑滚道部加热竖向紫铜管 上包裹有第二娃钢片导磁体，所述支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管上包裹有第Ξ娃钢片导 磁体;所述第Ξ娃钢片导磁体的形状随支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管的弯曲而变。
[0006] 所述第一电极、第二电极为一对正负电极，形状为相对的<< ，，形板状，两个电极 板平行，相对的一端部连接电源，相对的另一端部分别通过两个相同结构的连接板连接凸 起端面加热弧状紫铜管和凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管，在连接板与第一电 极之间设有冷却水进口，并与凸起端面加热弧状紫铜管连通，连接板与第二电极之间设有 冷却水出口，并与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管连通。
[0007] 优选的，所述凸起端面加热弧状紫铜管、支撑滚道部加热竖向紫铜管、支撑滚道部 加热弧状螺旋紫铜管、凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管的截面形状分别为矩形 或圆形。
[0008] 优选的，所述凸起端面加热弧状紫铜管、支撑滚道部加热竖向紫铜管、支撑滚道部 加热弧状螺旋紫铜管、凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管的截面形状为矩形。
[0009] 优选的，所述凸起端面加热弧状紫铜管沿第一支撑滚道轴肩圆周向平行设置，凸 起端面加热弧状紫铜管1的截面为30mmX25mm，壁厚为2mm，内圆弧长290mm(约为四分之一圆 弧)。
[0010] 所述支撑滚道部加热竖向紫铜管的截面为30mmX25mm，壁厚为2mm，高度为170mm， 沿支撑滚道轴部轴向设置；
[0011] 所述支撑滚道部加热弧状螺旋紫铜管螺旋环绕设置在支撑滚道轴部外侧壁上，所 述支撑滚道部加热弧状螺旋紫铜管的截面为30mmX25mm，壁厚为2mm，内螺旋圆弧为590mm， 并螺旋环绕设置在支撑滚道轴部外侧壁上；
[0012] 所述凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管的截面为20mmX20mm，壁厚为 2mm，内圆弧为280mm。
[0013] 优选的，所述第一娃钢片导磁体、第二娃钢片导磁体、第Ξ娃钢片导磁体的截面形 状分别为U型或带缺口的环形。
[0014] 优选的，所述第一娃钢片导磁体、第二娃钢片导磁体、第Ξ娃钢片导磁体的截面形 状分别为U型。
[0015] 优选的，所述第一娃钢片导磁体2的厚度0.5mm，U型开口 30.5mmX25.5mm，其他Ξ面 宽度均为50mm，U形口朝向第一支撑滚道轴肩。
[0016] 第二娃钢片导磁体4的厚度0.5111111，1]型开口30.5111111乂25.5111111，其他^面宽度均为 50mm，设置在支撑滚道部加热竖向紫铜管上，U形口朝向支撑滚道轴部表面。
[0017] 第Ξ娃钢片导磁体的厚度0.5mm，U型开口 20.5mmX20.5mm，设置在凸起端面与支撑 滚道根部过渡圆弧加热紫铜管上，U形口朝向第一支撑滚道轴肩根部圆弧上。
[0018] 优选的，所述第二电极、第一电极之间设有绝缘板。
[0019] 优选的，所述连接板为两个，并对称的固定在两个电极外侧，连接板上用截面为 30mmX25mm、壁厚为2mm的紫铜管焊上一个T形冷却水通道，一个连接板的一端连通凸起端 面加热弧状紫铜管，另一端连通冷却水进口，另一个连接板的一端连通凸起端面与支撑滚 道部过渡圆弧加热紫铜管，另一端连通冷却水出口。
[0020] 本发明感应加热工装作为整体一次对工件感应加热的整体结构，首先考虑了电流 走捷径的趋向性能，此外在紫铜管的尺寸、形状、厚度的选择充分考虑了电源工作频率较低 条件下的抗震动性，有充分的流动的冷却水，W防较大电流引发紫铜管工作中的烙断。
[0021 ]本发明与现有技术相比具有W下显著的优点：
[0022]本发明能实现一次性对挖掘机支重轮的支撑滚道部和相邻轴肩面进行深层感应 加热功能，W及电源频率为300-600赫兹下较强的抗磁场震动性能，满足技术要求的深层 加热，保证了工件（即支重轮)过渡区的硬度平缓下降，减少了加热次数，节约了工人劳动 力，提高了工作效率，利用本发明装置加工的产品防开裂、耐用，即泽火时不易开裂、组织细 腻、抗接触疲劳和耐磨性能都很好，从而使用寿命长。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明的使用状态图；
[0024] 图2为本发明的主视结构示意图；
[0025] 图3为图2的俯视结构示意图；
[00%]图4为图2的左视结构示意图；
[0027] 图5为图2的立体结构示意图；
[0028] 图6为本发明挖掘机支重轮的结构示意图。
[0029] 图中各部件标号说明：
[0030] 1、凸起端面加热弧状紫铜管；2、第一娃钢片导磁体;3、支撑滚道部加热竖向紫铜 管;4、第二娃钢片导磁体;5、支撑滚道部加热弧状螺旋紫铜管;6第Ξ娃钢片导磁体;7、凸起 端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管;8、冷却水出口；9、第二电极；10、第一电极；11、绝 缘板；12、冷却水进口； 14、支撑滚道轴部；15、第一支撑滚道轴肩；16、第二支撑滚道轴肩； 17、第一支撑滚道轴肩根部圆弧;18、连接板。
【具体实施方式】
[0031] 下面参照附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0032] 参见图1~6。
[0033] 本发明一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的泽火感应加热装置，包括凸起端面加 热弧状紫铜管1、第一娃钢片导磁体2、支撑滚道部加热竖向紫铜管3、第二娃钢片导磁体4、 支撑滚道部加热弧状螺旋紫铜管5、第Ξ娃钢片导磁体6、凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧 加热紫铜管7、第二电极9、第一电极10、绝缘板11;所述第一电极10、凸起端面加热弧状紫铜 管1、支撑滚道部加热竖向紫铜管3、支撑滚道部加热弧状螺旋紫铜管5、凸起端面与支撑滚 道根部过渡圆弧加热紫铜管7W及第二电极9依次串联连通，形成一个单应线圈，单应线圈 的内径大于挖掘机支撑滚道部的外径;所述凸起端面加热弧状紫铜管1上包裹有第一娃钢 片导磁体2;所述支撑滚道部加热竖向紫铜管3上包裹有第二娃钢片导磁体4;所述支撑滚道 部过渡圆弧加热紫铜管7上包裹有第Ξ娃钢片导磁体6;所述第Ξ娃钢片导磁体6的形状随 支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管7的弯曲而变；
[0034] 所述第一电极10、第二电极9为一对正负电极，形状为相对的《 Ιη，，形板状，相对的 一端部连接电源，相对的另一端部分别通过两个相同结构的连接板18连接凸起端面加热弧 状紫铜管1和凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管7,在连接板18与第一电极10之间 设有冷却水进口 12,并与凸起端面加热弧状紫铜管1连通，连接板18与第二电极9之间设有 冷却水出口 8,并与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管7连通
[0035] 所述连接板18为两个，并对称的固定在两个电极外侧，连接板18上用截面为 30mmX25mm、壁厚为2mm的紫铜管焊上一个Τ形冷却水通道，一个连接板18的一端连通凸起 端面加热弧状紫铜管1，另一端连通冷却水进口 12,另一个连接板18的一端连通凸起端面与 支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管7,另一端连通冷却水出口 8。
[0036] 所述凸起端面加热弧状紫铜管1、支撑滚道部加热竖向紫铜管3、支撑滚道部加热 弧状螺旋紫铜管5、凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管7的截面形状分别为矩形或 圆形。本实施例和附图中显示为矩形。
[0037] 优选的，所述凸起端面加热弧状紫铜管1的截面为30mmX25mm，壁厚为2mm，内圆弧 长290mm;所述支撑滚道部加热竖向紫铜管3的截面为30mmX25mm，壁厚为2mm，高度为170mm， 所述凸起端面加热弧状紫铜管1沿第一支撑滚道轴肩15圆周向平行设置;所述支撑滚道部 加热弧状螺旋紫铜管5的截面为30mmX25mm，壁厚为2mm，内螺旋圆弧为590mm，所述支撑滚道 部加热弧状螺旋紫铜管5螺旋环绕设置在支撑滚道轴部14外侧壁上;所述凸起端面与支撑 滚道部过渡圆弧加热紫铜管7的截面为20mmX20mm，壁厚为2mm，内圆弧为280mm。
[0038] 优选的，所述第一娃钢片导磁体2、第二娃钢片导磁体4、第Ξ娃钢片导磁体6的截 面形状分别为U型或带缺口的环形。本实施例为U型，不排除其他形状的实施方式。
[0039] 优选的，所述第一娃钢片导磁体2的厚度0.5mm，U型开口 30.5mmX25.5mm，其他Ξ面 宽度均为50mm，U形口朝向第一支撑滚道轴肩15,利用导磁体的槽口效应将磁力线聚集于轴 肩上，提高肩部加热效率；
[0040] 第二娃钢片导磁体4的厚度0.5mm，U型开口 30.5mmX25.5mm，其他Ξ面宽度均为 50mm，设置在支撑滚道部加热竖向紫铜管3上，U形口朝向支撑滚道轴部表面14。利用导磁体 的槽口效应将磁力线聚集于轴部表面。
[0041 ] 第Ξ娃钢片导磁体6的厚度0.5mm，U型开口 20.5mmX20.5mm，设置在凸起端面与支 撑滚道根部过渡圆弧加热紫铜管7，U形口朝向第一支撑滚道轴肩根部圆弧17上。利用导磁 体的槽口效应将磁力线聚集于轴肩圆弧上。
[0042] 优选的，所述第二电极9、第一电极10之间设有绝缘板11。
[0043] 本发明中，冷却水进口 12、第一电极10、凸起端面加热弧状紫铜管1、支撑滚道部加 热竖向紫铜管3、支撑滚道部加热弧状螺旋紫铜管5、凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热 紫铜管7、第二电极9W及冷却水出口 8依次串联连通。
[0044] 本发明作为一次感应加热的整体结构，首先考虑了电流走捷径的趋向性能，此外 在紫铜管的尺寸、形状、厚度的选择充分考虑了电源工作频率较低条件下的抗震动性，有充 分的流动的冷却水，W防较大电流引发紫铜管工作中的烙断。
[0045] U型娃钢片导磁体作用是聚集磁感线，当电流通过紫铜管时，由于屯、部磁通量密度 大，自感电势也大，电流被驱向感抗较小的开口侦U，提高相应部位加热溫度。
[0046] 支撑滚道部加热竖向紫铜管3与支撑滚道部加热弧状螺旋紫铜管5对支撑滚道轴 部14电磁感应加热，直条型、U型第二娃钢片导磁体4均布在支撑滚道部加热竖向紫铜管3上 聚集磁感线，将电流驱向轴面上提高加热效率。
[0047] 凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管7对第一支撑滚道轴肩根部圆弧17进 行电磁感应加热。第Ξ娃钢片导磁体6设置在凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管7 上对根部圆弧聚集磁感线，提高圆弧根部加热往溫度。
[0048] 冷却水从冷却水进口 12进入，然后从冷却水出口8流出，为工作状态下的紫铜管进 行降溫。
[0049] 绝缘板11则是将第一电极10和第二电极9隔开绝缘。
[0050] 下面说明本发明的工作原理。
[0051] 根据金属工艺泽火技术要求，把第一电极10和第二电极9并入电源，电流顺次流经 各个紫铜管组成的线圈，当线圈中通有交变电流时，在线圈的内部及其周围就产生一个交 变磁场，置于线圈内部的工件就被交变磁场的磁力线所切割，于是在支撑滚道轴部上将有 感应电动势产生，并在电动势作用下产生满流，由于满流回路的阻抗很小，满流强度自然很 大，使满流回路产生很大的热量，从而对线圈内的支撑滚道轴部14、第一支撑滚道轴肩15、 第二支撑滚道轴肩16、第一支撑滚道轴肩根部圆弧17进行加热。
[0052] 当交变电流通过支重轮的滚道部时，电流分布是中屯、密度小，越接近表面，密度越 大。由于热量与满流强度的平方成正比，所W热量的最大值也发生在工件的表面层，运就是 感应加热的集肤效应，利用该效应对支重轮的滚道部进行快速加热。
[0053] 安装在铜管上的娃钢片导磁体是利用导磁体的槽口效应可W把导体中的电流驱 动到支重轮的第一支撑滚道轴肩和第一支撑滚道轴肩根部圆弧，提高感应器的加热效率。
[0054] 冷却水在冷却水进口 12进入，在冷却水出口8流出，吸收挖掘机支重轮反射回的热 量，起到保护工装的作用。
[0055] 总之，本发明实现一次性对挖掘机支重轮的支撑滚道部和相邻轴肩按要求进行不 同深度加热，满足技术要求的深层加热，减少了加热次数，节约了工人劳动力，提高了工作 效率。
[0056] W上为本发明实施例之一，本发明的保护范围不限于W上实施例，任何等效替换 或类似变换都在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火感应加热装置，其特征是，包括凸起端面 加热弧状紫铜管（1)、第一硅钢片导磁体(2)、支撑滚道部加热竖向紫铜管(3)、第二硅钢片 导磁体(4)、支撑滚道部加热弧状螺旋紫铜管(5)、第三硅钢片导磁体(6)、凸起端面与支撑 滚道部过渡圆弧加热紫铜管(7)、第二电极(9)、第一电极（10)，所述第一电极（10)、凸起端 面加热弧状紫铜管（1)、支撑滚道部加热竖向紫铜管(3)、支撑滚道部加热弧状螺旋紫铜管 (5)、凸起端面与支撑滚道根部过渡圆弧加热紫铜管(7)以及第二电极(9)依次串联连通，形 成一个单匝线圈，单匝线圈的内径大于挖掘机支撑滚道部的外径;所述凸起端面加热弧状 紫铜管（1)上包裹有第一硅钢片导磁体(2)，所述支撑滚道部加热竖向紫铜管(3)上包裹有 第二硅钢片导磁体(4);所述支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管(7)上包裹有第三硅钢片导磁 体(6);所述第三硅钢片导磁体(6)的形状随支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管(7)的弯曲而 变； 所述第一电极（10)、第二电极(9)为一对正负电极，形状为相对的《 L1，，形板状，两个电 极板平行，相对的一端部连接电源，相对的另一端部分别通过两个相同结构的连接板（18) 连接凸起端面加热弧状紫铜管（1)和凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管(7)，在连 接板（18)与第一电极（10)之间设有冷却水进口（12)，并与凸起端面加热弧状紫铜管（1)连 通，连接板（18)与第二电极(9)之间设有冷却水出口（8)，并与支撑滚道部过渡圆弧加热紫 铜管(7)连通。2. 如权利要求1所述的一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火感应加热装置，其特 征是，所述凸起端面加热弧状紫铜管（1)、支撑滚道部加热竖向紫铜管(3)、支撑滚道部加热 弧状螺旋紫铜管(5)、凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管(7)的截面形状分别为矩 形或圆形。3. 如权利要求1所述的一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火感应加热装置，其特 征是，所述凸起端面加热弧状紫铜管（1)、支撑滚道部加热竖向紫铜管(3)、支撑滚道部加热 弧状螺旋紫铜管(5)、凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管(7)的截面形状为矩形。4. 如权利要求3所述的一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火感应加热装置，其特 征是，所述凸起端面加热弧状紫铜管（1)沿第一支撑滚道轴肩（15)圆周向平行设置，凸起端 面加热弧状紫铜管（1)的截面为30mmX25mm，壁厚为2mm，内圆弧长为290mm; 所述支撑滚道部加热竖向紫铜管(3)的截面为30mmX25mm，壁厚为2mm，高度为170mm，沿 支撑滚道轴部(14)轴向设置； 所述支撑滚道部加热弧状螺旋紫铜管（5)螺旋环绕设置在支撑滚道轴部（14)外侧壁 上，所述支撑滚道部加热弧状螺旋紫铜管(5)的截面为30mmX25mm，壁厚为2mm，内螺旋圆弧 为590mm，并螺旋环绕设置在支撑滚道轴部(14)外侧壁上； 所述凸起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管(7)的截面为20mmX20mm，壁厚为2mm， 内圆弧为280mm。5. 如权利要求1所述的一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火感应加热装置，其特 征是，所述第一硅钢片导磁体(2)、第二硅钢片导磁体(4)、第三硅钢片导磁体(6)的截面形 状分别为U型或带缺口的环形。6. 如权利要求5所述的一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火感应加热装置，其特 征是，所述第一硅钢片导磁体(2)、第二硅钢片导磁体(4)、第三硅钢片导磁体(6)的截面形 状分别为U型。7. 如权利要求6所述的一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火感应加热装置，其特 征是，所述第一硅钢片导磁体(2)的厚度0.5mm，U型开口 30.5mmX25.5mm，其他三面宽度均为 50mm，U形口朝向第一支撑滚道轴肩（15); 所述第二硅钢片导磁体(4)的厚度0.5mm，U型开口 30.5mmX25.5mm，其他三面宽度均为 50_，设置在支撑滚道部加热竖向紫铜管(3)上，U形口朝向支撑滚道轴部表面(14); 所述第三娃钢片导磁体6的厚度0.5mm，U型开口 20.5mmX20.5mm，设置在凸起端面与支 撑滚道根部过渡圆弧加热紫铜管(7)上，U形口朝向第一支撑滚道轴肩根部圆弧(17)上。8. 如权利要求1所述的一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火感应加热装置，其特 征是，所述第二电极(9)、第一电极(10)之间设有绝缘板(11)。9. 如权利要求1所述的一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火感应加热装置，其特 征是，所述连接板（18)为两个，并对称的固定在两个电极外侧，连接板（18)上用截面为 30mmX25mm、壁厚为2mm的紫铜管焊上一个"』"形冷却水通道，一个连接板（18)的一端连通凸 起端面加热弧状紫铜管（1)，另一端连通冷却水进口（12)，另一个连接板(18)的一端连通凸 起端面与支撑滚道部过渡圆弧加热紫铜管(7)，另一端连通冷却水出口（8)。
【文档编号】C21D9/34GK106011442SQ201610604566
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】王涵
【申请人】王涵