一种挖掘机支重轮颈部和端头部进行淬火处理的电磁感应加热装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种挖掘机支重轮颈部和端头部进行淬火处理的电磁感应加热装置，利用紫铜管焊接成一个整体结构，对挖掘机支重轮轴头进行感应加热。包括用于对支重轮的端面淬火的端头部加热紫铜管、用于对支重轮的倒角交界部淬火的端头部和颈部交界处加热紫铜管、用于对支重轮的颈外圆淬火的颈部加热竖向紫铜管与颈部加热横向紫铜管、设置在颈部加热竖向紫铜管上的U型硅钢片导磁体；本发明可以实现对挖掘机支重轮颈部和端头部进行淬火处理中的加热环节，实现了对挖掘机支重轮颈部和端头部不同淬硬层深度淬火工艺。
【专利说明】
一种挖掘机支重轮颈部和端头部进行淬火处理的电磁感应加 热装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种挖掘机支重轮颈部和端头部进行淬火处理的电磁感应加热装置， 应用于电源频率为300-600赫兹，属于金属工艺感应淬火技术领域。
【背景技术】
[0002] 挖掘机挖掘机支重轮工作环境是在露天四季工作不仅承受温度变化，还遭受灰 尘，泥泞，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 为深淬硬层开发应用的，传统的支重轮热处理是采用整体盐浴加热后再在冷却介质中冷 却，或采用高频感应淬火。整体热处理淬火时应力较大，容易造成开裂，表面硬度低，硬度均 匀性差，淬硬层较浅，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。采用高频加热淬火尽管能耗低，表面硬度高，但是该方法淬硬层浅，过渡区硬度梯度陡 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，提供一种挖掘机支重轮颈部和端头部进行 淬火处理的电磁感应加热装置。它能实现一次性对挖掘机支重轮的颈部和端部要求不同淬 硬深度加热功能，满足技术要求的深层加热，减少了加热次数，节约了工人劳动力，提高了 工作效率。
[0004] 本发明采用以下技术方案予以实现：
[0005] 本发明一种挖掘机支重轮颈部和端头部进行淬火处理的电磁感应加热装置，包括 用于对支重轮的端面淬火的端头部加热紫铜管、用于对支重轮的倒角交界部淬火的端头部 和颈部交界处加热紫铜管、用于对支重轮的颈外圆淬火的颈部加热竖向紫铜管与颈部加热 横向紫铜管、第一电极和第二电极。
[0006] 所述端头部加热紫铜管为与端面平行的板条状。
[0007] 所述端头部和颈部交界处加热紫铜管，包括对称设置在端头部加热紫铜管两端且 结构相同的第一端颈交界处加热紫铜管以及第二端颈交界处加热紫铜管，第一端颈交界处 加热紫铜管与第二端颈交界处加热紫铜管通过端头部加热紫铜管连通，所述第一端颈交界 处加热紫铜管与第二端颈交界处加热紫铜管均为圆弧状。
[0008] 所述颈部加热竖向紫铜管包括与第一端颈交界处加热紫铜管连通的第一竖向紫 铜管以及与第二端颈交界处加热紫铜管连通的第二竖向紫铜管，第一竖向紫铜管与第二竖 向紫铜管结构相同，均为竖条状，所述第一竖向紫铜管和第二竖向紫铜管均沿支重轮的颈 外圆的轴向设置，所述第一竖向紫铜管和第二竖向紫铜管均包裹有U型硅钢片导磁体，U型 硅钢片导磁体开口向支重轮的轴颈部。
[0009] 所述颈部加热横向紫铜管包括两个结构相同的第一横向紫铜管与第二横向紫铜 管，第一横向紫铜管与第二横向紫铜管的外侧端分别与第一竖向紫铜管和第二竖向紫铜管 连通，内侧端分别经两个结构相同的连接板与第一电极和第二电极连通；
[0010] 颈部加热横向紫铜管沿颈外圆的圆周向设置，为圆弧状；
[0011] 第一横向紫铜管的进口连通有冷却水进口，第二横向紫铜管的出口连通有冷却水 出口；
[0012] 第一横向紫铜管连接有第一电极，第二横向紫铜管连接有第二电极。
[0013] 所述第一电极、第一横向紫铜管、第一竖向紫铜管、第一端颈交界处加热紫铜管、 端头部加热紫铜管、第二端颈交界处加热紫铜管、第二竖向紫铜管、第二横向紫铜管、和第 二电极经连接板连通。
[0014] 优选的，在第一电极与第二电极之间设置有绝缘板。
[0015] 优选的，所述u型硅钢片导磁体厚度0 · 5mm，U型开口 25 · 5mmX12 · 5mm，其他三面宽度 均为50mm，分别设置在第一竖向紫铜管和/或第二竖向紫铜管上。
[0016] 优选的，第一端颈交界处加热紫铜管与第二端颈交界处加热紫铜管均为弧型弯 管。
[0017] 优选的，所述端头部和颈部交界处加热紫铜管，铜管的截面为25mmX12mm，壁厚 2mm，形状为四分之三圆弧形状。
[0018] 优选的，所述颈部加热竖向紫铜管铜管的截面为25mmX12mm壁厚2mm高度为150mm。
[0019] 优选的，所述颈部加热横向紫铜管铜管的截面为20mmX20mm壁厚2mm，内圆弧高度 为95mm〇
[0020] 优选的，所述连接板为两个，并对称的固定在两个电极外侧，连接板上用紫铜管焊 上一个""形冷却水通道，一个连接板的一端连通第一横向紫铜管，另一端连通冷却水进 口，另一个连接板的一端连通第二横向紫铜管，另一端连通冷却水出口。
[0021] 优选的，所述第一横向紫铜管、第一竖向紫铜管、第一端颈交界处加热紫铜管、端 头部加热紫铜管、第二端颈交界处加热紫铜管、第二竖向紫铜管、第二横向紫铜管的截面均 为矩形或圆环形。
[0022] 优选的，所述第一横向紫铜管（101)、第一竖向紫铜管(31)、第一端颈交界处加热 紫铜管（21)、端头部加热紫铜管（1)、第二端颈交界处加热紫铜管（22)、第二竖向紫铜管 (32)、第二横向紫铜管（102)的截面均为矩形。
[0023]本发明与现有技术相比具有以下显著的优点：
[0024] 本发明能实现一次性对挖掘机支重轮的颈部和端部要求不同淬硬深度加热功能， 满足技术要求的深层加热，减少了加热次数，节约了工人劳动力，提高了工作效率，并经久 耐用、防开裂。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明的使用状态图；
[0026] 图2为本发明的主视结构不意图；
[0027]图3为图2的俯视结构不意图；
[0028]图4为图2的左视结构不意图；
[0029]图5为图2的立体结构示意图；
[0030] 图6为本发明挖掘机支重轮的结构示意图。
[0031] 图中各部件标号说明：
[0032] 1、端头部加热紫铜管；2、端头部和颈部交界处加热紫铜管;3、颈部加热竖向紫铜 管;4、U型硅钢片导磁体;5、绝缘板;6、冷却水进口； 7、第一电极;8、第二电极;9、冷却水出 口； 10、颈部加热横向紫铜管；11、端面；12颈外圆；13、倒角交界部；14、连接板;21、第一端颈 交界处加热紫铜管；22、第二端颈交界处加热紫铜管;31、第一竖向紫铜管;32、第二竖向紫 铜管；101、第一横向紫铜管；102第二横向紫铜管。
【具体实施方式】
[0033] 下面参照附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0034] 参见图1~6。
[0035]本发明一种挖掘机支重轮颈部和端头部进行淬火处理的电磁感应加热装置，包括 用于对支重轮的端面11淬火的端头部加热紫铜管1、用于对支重轮的倒角交界部13、淬火的 端头部和颈部交界处加热紫铜管2、用于对支重轮的颈外圆12淬火的颈部加热竖向紫铜管3 与颈部加热横向紫铜管10、第一电极7和第二电极8。
[0036] 所述端头部加热紫铜管1为与端面11平行的板条状。
[0037] 所述端头部和颈部交界处加热紫铜管2,包括对称设置在端头部加热紫铜管1两端 且结构相同的第一端颈交界处加热紫铜管21以及第二端颈交界处加热紫铜管22,第一端颈 交界处加热紫铜管21与第二端颈交界处加热紫铜管22通过端头部加热紫铜管1连通，所述 第一端颈交界处加热紫铜管21与第二端颈交界处加热紫铜管22均为圆弧状。
[0038] 所述颈部加热竖向紫铜管3包括与第一端颈交界处加热紫铜管21连通的第一竖向 紫铜管31以及与第二端颈交界处加热紫铜管22连通的第二竖向紫铜管32,第一竖向紫铜管 31与第二竖向紫铜管32结构相同，均为竖条状，所述第一竖向紫铜管31和第二竖向紫铜管 32均沿支重轮的颈外圆12的轴向设置，所述第一竖向紫铜管31和第二竖向紫铜管32均包裹 有U型硅钢片导磁体4，U型硅钢片导磁体4开口向支重轮的轴颈部。
[0039] 所述颈部加热横向紫铜管10包括两个结构相同的第一横向紫铜管101与第二横向 紫铜管102,第一横向紫铜管101与第二横向紫铜管102的外侧端分别与第一竖向紫铜管31 和第二竖向紫铜管32连通，内侧端分别经两个结构相同的连接板14与第一电极7和第二电 极8连通。
[0040] 颈部加热横向紫铜管10沿颈外圆12的圆周向设置，为圆弧状；
[0041] 第一横向紫铜管101的进口连通有冷却水进口6,第二横向紫铜管102的出口连通 有冷却水出口 9。
[0042] 第一横向紫铜管101连接有第一电极7,第二横向紫铜管102连接有第二电极8。
[0043] 所述第一电极7、第一横向紫铜管101、第一竖向紫铜管31、第一端颈交界处加热紫 铜管21、端头部加热紫铜管1、第二端颈交界处加热紫铜管22、第二竖向紫铜管32、第二横向 紫铜管102、和第二电极8经连接板14连通。
[0044] 优选的，在第一电极7与第二电极8之间设置有绝缘板5。
[0045] 优选的，所述U型硅钢片导磁体4厚度0.5mm，U型开口 25.5mmX12.5mm，其他三面宽 度均为50mm，分别设置在第一竖向紫铜管31和/或第二竖向紫铜管32上。
[0046] 优选的，第一端颈交界处加热紫铜管21与第二端颈交界处加热紫铜管22均为弧型 弯管。
[0047] 优选的，所述端头部和颈部交界处加热紫铜管2,铜管的截面为25mmX12mm，壁厚 2mm，形状为四分之三圆弧形状。
[0048]优选的，所述颈部加热竖向紫铜管3铜管的截面为25mmX12mm壁厚2mm高度为 150mm〇
[0049] 优选的，所述颈部加热横向紫铜管10铜管的截面为20mmX20mm壁厚2mm，内圆弧高 度为95mm。
[0050] 优选的，所述连接板14为两个，并对称的固定在两个电极外侧，连接板14上用紫铜 管焊上一个"』"形冷却水通道，一个连接板14的一端连通第一横向紫铜管101，另一端连 通冷却水进口 6,另一个连接板14的一端连通第二横向紫铜管102,另一端连通冷却水出口 9〇
[0051] 优选的，所述第一横向紫铜管101、第一竖向紫铜管31、第一端颈交界处加热紫铜 管21、端头部加热紫铜管1、第二端颈交界处加热紫铜管22、第二竖向紫铜管32、第二横向紫 铜管102的截面均为矩形或圆环形。
[0052]所述U型硅钢片导磁体4分别设置在第一竖向紫铜管31和第二竖向紫铜管32上，聚 集磁力线为挖掘机支重轮颈部加热。
[0053]所述第一端颈交界处加热紫铜管21与第二端颈交界处加热紫铜管22均为弧型弯 管，防止局部过热。
[0054]本发明通过冷却水进口 6通入冷水，依次经过第一横向紫铜管101、第一竖向紫铜 管31、第一端颈交界处加热紫铜管21、端头部加热紫铜管1、第二端颈交界处加热紫铜管22、 第二竖向紫铜管32以及第二横向紫铜管后102,最后通过冷却水出口 9流出，从而为工作状 态下的挖掘机支重轮颈部和端头部进行淬火处理的电磁感应加热工装降温。
[0055]本发明第一电极7和第二电极8分别接入正负极，依次经过第一横向紫铜管、第一 竖向紫铜管、第一端颈交界处加热紫铜管、端头部加热紫铜管1、第二端颈交界处加热紫铜 管、第二竖向紫铜管以及第二横向紫铜管形成闭合回路，绝缘板5则是将第一电极7和第二 电极8隔开绝缘。
[0056]下面说明本发明的工作原理。
[0057]根据金属工艺淬火技术要求，把第一电极7和第二电极8并入电源，电流经过第一 横向紫铜管、第一竖向紫铜管、第一端颈交界处加热紫铜管、端头部加热紫铜管1、第二端颈 交界处加热紫铜管、第二竖向紫铜管以及第二横向紫铜管后，通过电磁感应为挖掘机支重 轮的颈部和端头部进行感应加热。冷却水进口 6和冷却水出口 9通入冷却水，吸收挖掘机支 重轮反射回的热量，起到保护工装的作用。
[0058]总之，本发明挖掘机支重轮颈部和端头部进行淬火处理的电磁感应加热工装，能 实现一次性对挖掘机支重轮的颈部和端部要求不同深度加热功能，满足技术要求的深层加 热，减少了加热次数，节约了工人劳动力，提高了工作效率。
【主权项】
1. 一种挖掘机支重轮颈部和端头部进行泽火处理的电磁感应加热装置，其特征是:包 括用于对支重轮的端面（11)泽火的端头部加热紫铜管（1)、用于对支重轮的倒角交界部 (13)泽火的端头部和颈部交界处加热紫铜管(2)、用于对支重轮的颈外圆（12)泽火的颈部 加热竖向紫铜管(3)与颈部加热横向紫铜管（10)、第一电极(7)和第二电极(8); 所述端头部加热紫铜管（1)为与端面(11)平行的板条状； 所述端头部和颈部交界处加热紫铜管(2)，包括对称设置在端头部加热紫铜管（1)两端 且结构相同的第一端颈交界处加热紫铜管(21) W及第二端颈交界处加热紫铜管(22)，第一 端颈交界处加热紫铜管(21)与第二端颈交界处加热紫铜管(22)通过端头部加热紫铜管（1) 连通，所述第一端颈交界处加热紫铜管（21)与第二端颈交界处加热紫铜管（22)均为圆弧 状； 所述颈部加热竖向紫铜管(3)包括与第一端颈交界处加热紫铜管(21)连通的第一竖向 紫铜管(31) W及与第二端颈交界处加热紫铜管(22)连通的第二竖向紫铜管(32)，第一竖向 紫铜管(31)与第二竖向紫铜管(32)结构相同，均为竖条状，所述第一竖向紫铜管(31)和第 二竖向紫铜管(32)均沿支重轮的颈外圆（12)的轴向设置，所述第一竖向紫铜管(31)和第二 竖向紫铜管(32)均包裹有U型娃钢片导磁体(4)，U型娃钢片导磁体(4)开口向支重轮的轴颈 部； 所述颈部加热横向紫铜管（10)包括两个结构相同的第一横向紫铜管（101)与第二横向 紫铜管（102)，第一横向紫铜管（101)与第二横向紫铜管（102)的外侧端分别与第一竖向紫 铜管(31)和第二竖向紫铜管(32)连通，内侧端分别经两个结构相同的连接板(14)与第一电 极(7)和第二电极(8)连通； 颈部加热横向紫铜管（10)沿颈外圆（12)的圆周向设置，为圆弧状； 第一横向紫铜管（101)的进口连通有冷却水进口（6)，第二横向紫铜管（102)的出口连 通有冷却水出口（9); 第一横向紫铜管（101)连接有第一电极（7)，第二横向紫铜管（102)连接有第二电极 (8)； 所述第一电极(7)、第一横向紫铜管（101)、第一竖向紫铜管(31)、第一端颈交界处加热 紫铜管（21)、端头部加热紫铜管（1)、第二端颈交界处加热紫铜管（22)、第二竖向紫铜管 (32)、第二横向紫铜管（102)和第二电极(8)经连接板(14)连通。2. 如权利要求1所述的挖掘机支重轮颈部和端头部进行泽火处理的电磁感应加热装 置，其特征是:在第一电极(7)与第二电极(8)之间设置有绝缘板(5)。3. 如权利要求1所述的挖掘机支重轮颈部和端头部进行泽火处理的电磁感应加热装 置，其特征是:所述U型娃钢片导磁体(4)厚度0.5111111，1]型开口25.511111^12.5111111，其他^面宽度 均为50mm，分别设置在第一竖向紫铜管(31)和/或第二竖向紫铜管(32)上。4. 如权利要求1所述的挖掘机支重轮颈部和端头部进行泽火处理的电磁感应加热装 置，其特征是:第一端颈交界处加热紫铜管（21)与第二端颈交界处加热紫铜管（22)均为弧 型弯管。5. 如权利要求1所述的挖掘机支重轮颈部和端头部进行泽火处理的电磁感应加热装 置，其特征是：所述端头部和颈部交界处加热紫铜管（2)，铜管的截面为25mmX12mm，壁厚 2mm，形状为四分之Ξ圆弧形状。6. 如权利要求1所述的挖掘机支重轮颈部和端头部进行泽火处理的电磁感应加热装 置，其特征是:所述颈部加热竖向紫铜管(3)铜管的截面为25mmX12mm壁厚2mm高度为150mm。7. 如权利要求1所述的挖掘机支重轮颈部和端头部进行泽火处理的电磁感应加热装 置，其特征是:所述颈部加热横向紫铜管（10)铜管的截面为20mmX20mm壁厚2mm，内圆弧高度 为95mm。8. 如权利要求1所述的挖掘机支重轮颈部和端头部进行泽火处理的电磁感应加热装 置，其特征是:所述连接板（14)为两个，并对称的固定在两个电极外侧，连接板（14)上用紫 铜管焊上一个"』，，形冷却水通道，一个连接板（14)的一端连通第一横向紫铜管（101)，另 一端连通冷却水进口（6)，另一个连接板（14)的一端连通第二横向紫铜管（102)，另一端连 通冷却水出口（9)。9. 如权利要求1所述的挖掘机支重轮颈部和端头部进行泽火处理的电磁感应加热装 置，其特征是:所述第一横向紫铜管（101)、第一竖向紫铜管(31)、第一端颈交界处加热紫铜 管(21)、端头部加热紫铜管（1)、第二端颈交界处加热紫铜管(22)、第二竖向紫铜管(32)、第 二横向紫铜管（102)的截面均为矩形或圆环形。10. 如权利要求9所述的挖掘机支重轮颈部和端头部进行泽火处理的电磁感应加热装 置，其特征是:所述第一横向紫铜管（101)、第一竖向紫铜管(31)、第一端颈交界处加热紫铜 管(21)、端头部加热紫铜管（1)、第二端颈交界处加热紫铜管(22)、第二竖向紫铜管(32)、第 二横向紫铜管（102)的截面均为矩形。
【文档编号】C21D1/42GK105969956SQ201610603177
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】王增虎, 王涵
【申请人】石家庄新莱特机械轧辊有限公司