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齿轮各类感应淬火工艺方法是怎样发展的?

远拓机电 人气:487 发表时间:2019-04-14 09:48:11

齿轮各类感应淬火工艺方法是怎样发展的? 

    (1)齿轮感应碎火初期发现的两条规律

    1)齿轮模数恒定时,随着感应电流频率的升高,齿顶电流密度与温度相对比齿沟会高。对某一模数齿轮,有一个使齿顶与齿沟温度相近的合适频率。

    2)齿轮感应淬火模数越大,相适应的电流频率越低,反之越高。其中由于齿沟部与齿轮本体的热传导作用,因此,功率密度与加热时问成为仅次于电流频率的第二决定因素。

    (2)单个齿类似一个等效的圆柱体  如图5-29所示,当电流频率高时,轮齿相当于一个单独的圆柱体,产生涡流,邻近效应使其很快达到淬火温度;当电流频率低时,轮齿的等效直径太小,涡流只能产生在齿沟部。


    (3)通过齿轮模数来确定合适的电流频率和加热时间  早期曾通过齿轮模数来确定合适的电流频率f(HZ)和加热时间T(S),经验公式如下:


    式中    m齿轮模数(mm )。

    据此,得到齿轮不同模数齿轮的最佳频率与加热时间、见表5-8常用标准频率适应的齿轮模数见表5-9。

         表5-8齿轮不同模数时的最佳频率与加热时间

齿轮模数/mm

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

最佳频率/KHz

600

150

66

37

24

16

12

9.3

7.4

6

加热时/s

0.05

0.2

0.45

0.8

1.25

1.8

2.45

3.2

4.05

5.0

            5-9  常用标准频率适应的齿轮模数

频率/KHz

硬化层深度/mm

齿轮模数/m

200~300

1~1.5

1.5~5(2~3最佳)

30~80

1.5~2.0

3~73~4最佳)

8

2~3.0

5~85~6最佳)

2.8

4~6.0

8~129~11最佳)

    这就是现在用计算机模拟,采用双频同时加热法选择高、中频结合并分配相应功率比的基础。

    补偿法  由于企业生产用电源的频率与功率等级常在一定范围,很难有多种不同型号电源,因此在实际生产中,除采用表5-9的标准频率与适用模数外,并采用补偿法。

    1)当所用电流频率比合适频率为高时,采用的方法有:①脉冲加热法,即加热一停一加热,不使齿顶温度过高,因为停电时,齿轮会进行匀温,使齿沟部温度升高;②加大有效圈与齿顶间的间隙,减少其间的邻近效应,这样,能减少齿顶与齿沟的温差,不足之处是降低了加热效率,③采用斜包型感应器,如图5-30所示,由于旋转时对局部只在瞬时处在有效圈内,因此,有加热一停一加热的效果,产生齿顶、齿沟间的匀温作用。


    2)当采用频率低于最佳频率时,采用的方法有:①在有效圈上镶装导磁体,它能加强齿顶与有效圈间的邻近效应,能提高齿顶部的加热温度,对花键其效果也相同,如图5 -31所示;②采用加热一停一加热的方法以达到匀温,此时是齿沟高温传到齿顶。


    (5)采用单频法单频法既适用于中、小尺寸齿轮,也适用于大齿轮。此法在日本某企业称为超快齿轮感应淬。齿轮预热后,可采用高功率密度在0. 5s内达到淬火温度,淬火后,得到超细晶粒的悴火组织


    (6)双频法  先用中频在一个感应器内预热齿轮,然后快速进入第二个感应器进行短时高频加热,使齿顶温度快速上升,达到淬火温度后马上淬火,如图5-32所示。此法美国通用汽车企业最早应用于链轮淬火。双频法不但适用于一次加热法,亦适用于扫描淬火法,最近几年又发展了同步双频法。







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