一种小直径半圆内孔表面淬火加热感应器的制作方法

本发明涉及热处理领域，具体涉及一种小直径半圆内孔表面淬火加热感应器。

背景技术：

在制动蹄、轴承滚道等内半圆孔感应加热时，由于待加热表面的特殊形状，传统加热方式难以有效加热。

如图1所示，现有技术在加热半圆内孔的工件7时采用圆形感应器14，圆形感应器14的有效圈为圆形（一匝）或者螺旋形状（多匝），由于感应电流的短路效应，电流走有效圈内壁，孔径越小（如直径小于φ25mm），外径长与内径长的比率越大，内径短电阻低，从而电流大部分从加热头内圆经过，也就是常说的感应电流短路效应，外圆加热效率很低，甚至无法加热。

技术实现要素：

为解决传统圆形感应器在对小直径（特别是直径小于φ25mm）半圆内孔表面淬火加热时，由于短路效应导致加热困难的问题，本发明提出了一种新型的感应器。

本发明为解决上述问题，采用的技术方案为：一种小直径半圆内孔表面淬火加热感应器，包括感应头、两根导电管、两块导电板、冷却水管和连接板，感应头与两根导电管的一端相连接，两根导电管的另一端与两块导电板对应连接，的两块导电板之间夹设有绝缘板，两块导电板通过各自的连接板与感应加热设备连接，冷却水管与设在导电板内的水道相连通，其特征在于：所述感应头是由铜管弯制而成的弯钩型，其包括两个平行设置的长边段、两个一端分别垂直连接相应长边段一端的短边段，以及一个对应连接在两个短边段另一端的u型管，u型管和长边段位于短边段的同一侧，所述长边段的另一端与对应的导电管连接；短边段用于伸入工件的半圆内孔中，且短边段朝向半圆内孔部分为与半圆内孔相匹配的圆弧形，圆弧形的半径比工件的半圆内孔半径小，短边段为感应加热的有效圈。

进一步地，在感应头的短边段之间插设有t型导磁体，并位于与长边段与u型管之间，t型导磁体包括互相垂直的t型导磁体ⅰ段和t型导磁体ⅱ段，t型导磁体ⅰ段安装在的短边段的圆弧形截面的另一侧，t型导磁体ⅱ段夹在两个短边段之间，所述t型导磁体由绝缘且导磁的材料制成。

进一步地，t型导磁体ⅰ段通过两个连接片固定在短边段上。

进一步地，t型导磁体ⅱ段宽度a与短边段横截面宽度b的最优比值为1：1。

进一步地，短边段圆弧半径r比工件半圆内孔半径r小0.5~3mm。

本发明的有益效果在于：本发明采用弯钩型的感应加热头，由两条平行的短边段形成的有效圈对半圆内孔进行加热，平行直线结构没有圆弧端，避开了圆形感应头的感应电流短路效应，并且短边段伸入部分靠近半圆内孔的截面为圆弧形，与半圆内孔表面间隙均匀，工件加热温度均匀效率高；感应头上还安装了t型导磁体，使感应磁场更均匀，加热也就更均匀。

附图说明

图1为现有技术方案示意图；

图2本发明的主视图；

图3本发明的俯视图；

图4为本发明有效圈工作状态加热原理图；

图5本发明的主视图的a向剖视图；

图6本发明的俯视图的b放大视图；

图7本发明的感应头立体视图。

附图标记：1-感应头、2-导电管、3-导电板、4-冷却水管、5-连接板、6-绝缘板、7-工件、8-加热区域、9-t型导磁体、10-连接片、11-长边段、12-短边段、13-u型管、14-圆形感应器、901-t型导磁体ⅰ段、902-t型导磁体ⅱ段。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步具体详细的说明。

如图2和图3所示，本发明为解决小直径半圆内孔表面淬火加热问题，设计了一种小直径半圆内孔表面淬火加热感应器，包括感应头1、两根导电管2、两块导电板3、冷却水管4和连接板5，所述感应头1与两根导电管2的一端相连接，两根导电管2的另一端与两块导电板3对应连接，所述的两块导电板3之间夹设有绝缘板6，所述两块导电板3通过各自的连接板5与感应加热设备连接，所述冷却水管4与设在导电板3内的水道相连通，如图7所示，感应头1是由铜管弯制而成的弯钩型，其包括两个平行设置的长边段11、两个一端分别垂直连接相应长边段11一端的短边段12，以及一个对应连接在两个短边段12另一端的u型管13，所述u型管13和长边段11位于短边段12的同一侧，所述长边段11的另一端与对应的导电管2连接；如图6所示，所述短边段12用于伸入工件7的半圆内孔中，且短边段12朝向半圆内孔部分为与半圆内孔相匹配的圆弧形，这样感应头与工件内半圆孔的间距均匀，加热也就更均匀，圆弧形的半径r比工件7的半圆内孔半径r小0.5~3mm。

如图5和图6所示，在所述感应头1的短边段12之间插设有t型导磁体9，并位于长边段11与u型管13之间，t型导磁体9包括互相垂直的t型导磁体ⅰ段901和t型导磁体ⅱ段902，t型导磁体ⅰ段901安装在的短边段12的圆弧形截面的另一侧，t型导磁体ⅱ段902夹在两个短边段12之间，所述t型导磁体9由绝缘且导磁的材料制成，安装t型导磁体后，能够使两个短边段12产生的两个圆柱形磁场交叉的部分磁场更均匀，加热效率更高，并且t型导磁体ⅱ段902宽度a与短边段12横截面宽度b的比值为1：1时，效果最好。

工作时，将一种小直径半圆内孔表面淬火加热感应器安装在感应加热设备上，感应头1输入中频或高频交流电(300-300000hz或更高)，两个平行短边段12为感应加热的有效圈，电流从两个短边段12一个进一个出，产生两个圆柱形的交变磁场在工件7中产生出同频率的感应电流，从而在工件7的内半圆孔上形成一个如图4所示的矩形加热区域8，而且两个平行短边段12为水平直线结构，没有弧线，避开了圆形感应头的感应电流短路效应，加热效果优于传统圆形感应器。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所做出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及热处理技术领域，具体是一种小直径半圆内孔表面淬火加热感应器，包括感应头、导电管、导电板、冷却水管和连接板，其特征在于所述感应头是由铜管弯制而成的弯钩型，其包括两个长边段、两个短边段和U型管，短边段伸入工件半圆内孔中，且短边段朝向半圆内孔部分为与半圆内孔相匹配的圆弧形；所述感应头中间夹有T型导磁体，并通过连接片固定在感应头上。本发明解决了小直径半圆内孔表面淬火加热问题，采用弯钩型的感应加热头，由两条平行的短边段形成的有效圈对半圆内孔进行加热，避开了圆形感应头的感应电流短路效应，并且短边段伸入部分靠近半圆内孔的截面为圆弧形，并安装了T型导磁体，使感应磁场更均匀加热效果更好。

技术研发人员：王宇
受保护的技术使用者：王宇
技术研发日：2017.04.25
技术公布日：2017.08.22