用于加热大型弧形金属工件的可伸缩电磁感应加热工装的制作方法

本发明涉及一种用于加热大型弧形金属工件的可伸缩电磁感应加热工装，属于电磁感应加热技术领域。

背景技术：

在传统制造业里，经常需要对金属工件进行加热，传统的加热方式一般有两种：

1、采用火焰加热，这种加热方式需要消耗燃料，加热过程中有废气、废渣排放，加热过程中大部分的热量散发到环境中，浪费了大量能源，能源利用率低，并且工件在加热过程中一直与燃料及其氧化物接触，容易使异物侵入，从而影响工件质量，另外这种加热方式需要将工件整体加热，无法做局部热处理，能源消耗大，整体加热导致工件变形大，影响工件成品质量；

2、采用电阻丝加热，这种加热方式中又以电阻丝加热较为普遍。但是电阻丝加热，其加热速度慢，热损失大，热效率低，且极易损坏。

电磁感应加热是通过在感应线圈中通入一定频率的交变电流，在线圈周围产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流，即涡流。产生的涡流使金属直接发热，从而极大的减少了热量损失，提高了能量利用率。因此，电磁感应是金属工件加热的一大发展趋势。

电磁感应加热设备是应用感应加热原理而制造的加热设备。加热工装是感应加热设备的重要组件。

现有的全套电磁感应加热设备的基本配件包括：感应加热主机、电源线、延长线、感应加热工装。其中，感应加热主机将输入的工频电流转换为高频电流，通过加热工装制造出高频交变磁场，被加热工件切割磁力线，内部产生强大涡流，从而自身发热。

常用的电磁感应加热工装是由裹有绝缘层的金属线和支撑材料组成。先把金属线盘成螺旋形状，再把其固定在各种类型的支撑材料如高硅氧布料、环氧树脂材料上。

电磁感应加热工装分为硬质工装和软质工装。软质工装可以随意改变工装的外形、尺寸、大小，但加热前的准备工作和加热后的收尾工作较为繁琐。硬质工装的形状不可改变，但加热前准备工作和加热后收尾工作较为简单。

目前，电磁感应加热工装通常用来加热具有对应弧度的金属工件如管道、轴承等。由于工装和被加热工件之间的间距应保持在1～3cm以内，间距超过3cm则导致感应加热主机无法输出全部功率，间距过大则会导致主机报错停止工作；又由于被加热的工件直径达到8m，采用现有的加热工装无法同时加热整条焊缝，所以采取工装固定不动，被加热工件滚动加热的模式。但由于加工精度的偏差，大型弧形金属工件的直径会产生偏差，与加热工装间距无法保持均距，间距过大会引起加热中断，间距过小会压坏加热工装。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种用于加热大型弧形金属工件的可伸缩电磁感应加热工装，它能够使加热工装尽可能的贴近不断转动的不规整直径的弧形被加热工件，同时提高感应加热设备实际使用中的容错率，提高了生产效率。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种用于加热大型弧形金属工件的可伸缩电磁感应加热工装，它包括支撑组件，所述支撑组件上设置有预热组件；所述支撑组件包括底座，所述底座上设置有左右两个支撑架；所述预热组件包括预热支架，所述预热支架整体呈圆弧状，所述预热支架设置于左右两个支撑架之间，所述预热支架上自前至后间隔设置有多个电磁感应加热模块。

优选的，所述支撑架包括前竖支撑和后竖支撑，所述后竖支撑的高度大于前竖支撑的高度，所述前竖支撑和后竖支撑顶部之间设置有侧面支撑管，所述侧面支撑管呈圆弧状，所述侧面支撑管上间隔设置有多个螺钉。

优选的，所述侧面支撑管中部与后竖支撑之间设置有斜撑，所述斜撑内侧设置有轨道槽，所述轨道槽沿侧面支撑管的径向布置。

优选的，所述预热支架包括左右两块平行布置的中间侧板，所述中间侧板前后两侧分别设置有外围侧板，所述外围侧板与中间侧板相铰接，所述中间侧板顶部开设有多个第一卡槽，所述中间侧板内侧在第一卡槽相应位置设置有第一固定板，所述外围侧板顶部开设有多个第二卡槽，所述外围侧板内侧在第二卡槽相应位置设置有第二固定板，所述电磁感应加热模块设置于左右两个相应的第一固定板或左右两个相应的第二固定板之间。

优选的，所述第一固定板外侧上部设置有第一滚轮，所述第一滚轮搁置于第一卡槽内，所述第二固定板外侧上部设置有第二滚轮，所述第二滚轮搁置于第二卡槽内。

优选的，所述外围侧板靠近中间侧板一侧设置有铰接孔，所述外围侧板通过第一铰接轴与中间侧板相铰接；所述铰接孔下方设置有弧形导槽，所述弧形导槽内设置有限位螺钉，所述限位螺钉与中间侧板相连接。

优选的，所述预热支架包括左右两块平行布置的中间侧板，所述中间侧板前后两侧分别设置有外围侧板，所述外围侧板与中间侧板相铰接，所述中间侧板顶部开设有多个第一卡槽，所述中间侧板内侧在第一卡槽相应位置设置有第一固定板，所述外围侧板顶部开设有多个第二卡槽，所述外围侧板内侧在第二卡槽相应位置设置有第二固定板，所述电磁感应加热模块设置于左右两个相应的第一固定板或左右两个相应的第二固定板之间。

优选的，左右两个相应的第一固定板下部之间穿装有第一长螺柱，所述第一长螺柱左右两端分别通过第一拉伸弹簧与左右两个侧面支撑管上相应位置的螺钉相连接；左右两个相应的第二固定板下部之间穿装有第二长螺柱，所述第二长螺柱左右两端分别通过第二拉伸弹簧与左右两个侧面支撑管上相应位置的螺钉相连接。

优选的，所述中间侧板外侧沿径向设置有至少两个导轮，所述导轮设置有轨道槽内。

优选的，所述电磁感应加热模块包括布线槽板，所述布线槽板上自左至右间隔设置多个布线槽，多个布线槽内缠绕设置有金属线，所述布线槽板上设置有布线槽压板。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明可以使感应加热工装尽可能的贴近不断转动的不规整直径的弧形被加热工件，工装与工件的间距不会超出感应加热主机的感应范围3cm，降低了感应加热主机的加热功率，提高了生产效率；

2、本发明将包裹隔热绝缘层的金属线固定在fr-4环氧板上制作成硬质工装，简化了加热前准备工作和加热后的收尾工作。

附图说明

图1为本发明一种用于加热大型弧形金属工件的可伸缩电磁感应加热工装的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为图1的导轨槽位置处的剖视图。

图4为图1中支撑组件的结构示意图。

图5为图4的a-a剖视图。

图6为图5的b-b剖视图。

图7为图1中预热组件的立体结构示意图。

图8为图7的主视图。

图9为图7的俯视图。

其中：

支撑组件1

底座11

支撑架12

前竖支撑121

后竖支撑122

侧面支撑管123

斜撑124

轨道垫块125

堵头126

纵撑127

横撑13

轨道槽14

螺母15

螺钉16

脚轮17

预热组件2

预热支架21

电磁感应加热模块22

中间侧板211

外围侧板212

第一卡槽213

第一固定板214

第二卡槽215

第二固定板216

第一滚轮217

第二滚轮218

铰接孔219

弧形导槽2110

第一拉伸弹簧3

第二拉伸弹簧4

限位挡块5

第一长螺柱6

第二长螺柱7

导轮8

第一铰接轴9

限位螺钉10。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

参见图1～图9，本发明涉及的一种用于加热大型弧形金属工件的可伸缩电磁感应加热工装，它包括支撑组件1，所述支撑组件1上设置有预热组件2；

所述支撑组件1包括底座11，所述底座11上设置有左右两个支撑架12，左右两个支撑架12之间设置有横撑13，所述支撑架12包括前竖支撑121和后竖支撑122，所述后竖支撑122的高度大于前竖支撑121的高度，所述前竖支撑121和后竖支撑122顶部之间设置有侧面支撑管123，所述侧面支撑管123呈圆弧状，所述侧面支撑管123中部与后竖支撑122之间设置有斜撑124，所述斜撑124沿侧面支撑管123的径向布置，所述斜撑124内侧设置有上下两个轨道垫块125，上下两个轨道垫块125之间设置有轨道槽14，所述侧面支撑管123上通过螺母15间隔均匀设置有多个螺钉16；

所述侧面支撑管123上下两端均设置有堵头126；

所述前竖支撑121和后竖支撑122之间还设置有纵撑127，所述纵撑127位于侧面支撑管123下方；

所述底座11底部设置有多个脚轮17；

所述预热组件2包括预热支架21，所述预热支架21整体呈圆弧状，所述预热支架21上自前至后间隔设置有多个电磁感应加热模块22；

所述预热支架21包括左右两块平行布置的中间侧板211，所述中间侧板211前后两侧分别设置有外围侧板212，所述外围侧板212与中间侧板211相铰接，所述中间侧板211顶部开设有多个第一卡槽213，所述中间侧板211内侧在第一卡槽213相应位置设置有第一固定板214，所述外围侧板212顶部开设有多个第二卡槽215，所述外围侧板212内侧在第二卡槽215相应位置设置有第二固定板216，所述电磁感应加热模块22设置于左右两个相应的第一固定板214或左右两个相应的第二固定板216之间；

所述第一固定板214外侧上部设置有第一滚轮217，所述第一滚轮217搁置于第一卡槽213内，所述第二固定板216外侧上部设置有第二滚轮218，所述第二滚轮218搁置于第二卡槽215内；

左右两个相应的第一固定板214下部之间穿装有第一长螺柱6，所述第一长螺柱6左右两端分别通过第一拉伸弹簧3与左右两个侧面支撑管123上相应位置的螺钉16相连接；左右两个相应的第二固定板216下部之间穿装有第二长螺柱7，所述第二长螺柱7左右两端分别通过第二拉伸弹簧4与左右两个侧面支撑管123上相应位置的螺钉16相连接；

所述外围侧板212靠近中间侧板211一侧设置有铰接孔219，所述外围侧板212通过第一铰接轴9与中间侧板211相铰接；

所述铰接孔219下方设置有弧形导槽2110，所述弧形导槽2110内设置有限位螺钉10，所述限位螺钉10与中间侧板211相连接；

所述电磁感应加热模块22包括布线槽板221，所述布线槽板221上自左至右间隔设置多个布线槽222，所述多个布线槽222内缠绕设置有包裹隔热绝缘层的金属线，所述布线槽板221上设置有布线槽压板223；

所述布线槽板221和布线槽压板223均采用fr-4环氧板；

所述中间侧板211外侧沿径向设置有至少两个导轮8，所述导轮8设置有轨道槽14内；

所述轨道槽14下端设置有限位挡块5。

工作原理：

大型弧形金属工件需要进行加热时，首先将大型弧形金属工件放置于滚轮架上，然后将电磁感应加热工装放置于待加热工件的下方，将电磁感应工装贴近于待加热工件的最小半径处，工装固定不动，待加热工件边滚动边加热，由于预热支架在拉伸弹簧的作用下具有伸缩性，因此能够始终保证加热模块贴紧被加热工件，保证加热正常进行，加热均匀性较好；即使被加热工件的最大半径处转至电磁感应加热工装时，拉伸弹簧可以将压力分散，不会导致工装压坏。

上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。