一種加熱感應器的製作方法
2023-04-29 18:00:56
專利名稱：一種加熱感應器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及熱處理工藝技術領域，特別是涉及一種加熱感應器。
背景技術：
目前，鐵路道岔的護軌，在時速200公裡以下已有技術是採用標準鋼軌製造，護軌的軌頭工作表面淬火，技術要求採用鐵標TB/T1779-93《道岔鋼軌件淬火技術條件》。時速200公裡以上的客專或高速道岔的護軌，設計採用33kg/m護軌用槽型鋼製造，槽型鋼軌頭工作面熱處理，技術要求達到鐵標TB/T3110-2005《護軌用槽型鋼》的規定。這兩種結構不同的護軌，其熱處理技術要求的淬火層深度差異很大。已有技術要求淬火層深度為8mm，硬度為32HRCT40HRC。而TB/T3110-2005《護軌用槽型鋼》標準則要求淬火層深度為24mm，硬度為34HRCT43HRC。目前已有的對鋼軌軌頭感應加熱表面淬火技術為在軌頂面設置加熱感應線圈，使其磁力線方向平行於鋼軌軌頭截面，其加熱深度為IOmm左右。根據感應加熱表面淬火原理，採用超過IOOOHz的中頻電流,其感應加熱深度不可能超過25mm。但是隨著現在鐵路的高速發展，對軌道的要求越來越高，尤其是對軌道的熱處理深度要求可以達到25mm以上。護軌用槽型鋼軌頭工作面的寬度為33mm，如果採用現有技術自軌頂面設感應線圈加熱，中頻電流加熱的最大加熱深度為10mm，若降低加熱速度，增加熱滲透時間，其加熱深度也不會超過15mm，遠遠達不到所要求的25mm以上的加熱深度。此外，與護軌用槽型鋼軌類似的凸緣類工件或棒類工件也存在上述問題。因此，如何設計出一種加熱感應器，可以滿足技術需求，使待加工工件工作面的加熱深度滿足技術要求，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種加熱感應器，該加熱感應器可以使待加工工件工作面的加熱深度滿足技術需求。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種加熱感應器，包括頂面感應線圈和設置於所述頂面感應線圈外圍的頂面導磁體，還包括兩個對稱布置的側面感應線圈；所述頂面感應線圈和所述側面感應線圈產生的磁力線方向平行於待加工工件的橫截面，且所述頂面感應線圈的磁力線方向與所述側面感應線圈的磁力線方向相反。優選地,所述側面感應線圈呈水平S形狀。優選地，所述側面感應線圈外圍設置有側面導磁體。優選地，所述頂面感應線圈和所述側面感應線圈串聯。優選地，所述側面感應線圈通過導電板和導電塊分別連接在變壓器接電板的兩個電極上。優選地，所述導電塊為矩形導電塊。優選地，所述導電塊和所述側面感應線圈均設有與冷卻水裝置連接的冷卻水接頭。優選地，所述側面感應線圈和所述頂面感應線圈內側均塗有耐高溫膠。相對上述背景技術，本實用新型所提供的加熱感應器包括頂面感應線圈和設置於所述頂面感應線圈外圍的頂面導磁體，還包括兩個對稱布置的側面感應線圈；所述頂面感應線圈和所述側面感應線圈產生的磁力線方向與所述待加工工件的橫截面平行，且所述頂面感應線圈的磁力線方向與所述側面感應線圈的磁力線方向相反。與現有技術相比，本實用新型所提供的加熱感應器在頂面感應線圈的兩側面對稱布置有側面感應線圈，頂面感應線圈和側面感應線圈產生的磁力線方向均與待加工工件的橫截面平行，且頂面感應線圈的磁力線方向與側面感應線圈的磁力線方向相反。工作時,頂面感應線圈和兩側面感應線圈同時加熱，即三面感應線圈的磁力線加熱區域實際上各承擔了被加熱面積的三分之一，在連續加熱過程中通過熱傳導達到溫度均勻，其綜合效果可以待加工工件工作面的加熱深度滿足技術要求。在一種優選的實施方式中，兩個側面感應線圈成水平S形狀，可以實現工件截面的上圓角溫度平衡。在另一種優選的實施方式中，在兩個側面感應線圈的外圍分別設置側面導磁體，可以防止兩側面感應線圈的磁力線向下分散，增加驅流作用，進一步保證待加工工件的熱處理深度。
圖I為本實用新型所提供加熱感應器一種具體實施方式
的正視圖；圖2為圖I所示加熱感應器的側視圖；圖3為圖I所示加熱感應器的仰視圖；圖4為本實用新型所提供加熱感應器的磁力線加熱原理示意圖；圖5為本實用新型所提供加熱感應器的感應線圈電路連接的示意圖。
具體實施方式
本實用新型的核心是提供一種加熱感應器，該加熱感應器可以使待加工工件工作面的加熱深度滿足技術需求。不失一般性，下面以所述加熱感應器用於護軌用槽型鋼為例結合說明書附圖具體說明本實施方式。需要指出的是，本文中涉及的上、下、左和右等方位詞，是以圖I至圖5中零部件位於圖中以及零部件相互之間的位置來定義的，只是為了表達技術方案的清楚及方便。應當理解，本文所採用的方位詞不應限制本申請文件請求保護的範圍。請參考圖I至圖5，圖I為本實用新型所提供加熱感應器一種具體實施方式
的正視圖；圖2為圖I所不加熱感應器的側視圖；圖3為圖I所不加熱感應器的仰視圖；圖4為本實用新型所提供加熱感應器的磁力線加熱原理示意圖；圖5為本實用新型所提供加熱感應器的感應線圈電路連接的示意圖。在一種具體實施方式
中，本實用新型所提供的加熱感應器包括頂面感應線圈I和頂面導磁體11 ;頂面導磁體11設置在頂面感應線圈I的外圍。[0028]所述護軌用槽型鋼加熱感應器還包括設置在側面的兩個側面感應線圈2，兩個側面感應線圈2左右對稱布置,如圖I所示,頂面感應線圈和兩側面感應線圈形成工件插入口，待加工工件可置於三面感應線圈內，被三面感應線圈加熱。頂面感應線圈I和兩個側面感應線圈2在電路連接上串聯設置。具體地,兩側面感應線圈2通過導電板3和導電塊4分別接在接電板5的兩個電極上；導電塊4可以為矩形導電塊，當然也可以為其他形式的導電塊。工作時，護軌用槽型鋼設置在臺車上，通過臺車送入加熱感應器內，護軌用槽型鋼和加熱感應器的位置關係如圖I所示，頂面感應線圈I位於護軌用槽型鋼的頂面，兩個側面感應線圈2位於護軌用槽型鋼的兩側面。通過頂面感應線圈I和兩個側面感應線圈2的電流產生的磁力線方向均平行於護軌用槽型鋼的軌頭截面，如圖4中所示。護軌用槽型鋼軌頭截面上方圓角部分為軌頂面感應線圈I和側面感應線圈2所產生的磁力線相交的部位，為了使該圓角部位的加熱不受影響，該處的磁力線方向應該保持一致，所以頂面感應線圈I和側面感應線圈2所施加的電流方向相反，則其產生的磁力線方向也相反，如圖4中所示，頂面感應線圈I產生的頂面磁力線LI方向為逆時針方向，兩側面感應線圈2產生的側面磁力線L2方向為順時針方向，則在護軌用槽型鋼軌頭截面上方圓角部位的磁力線方向是一致的，該部位不會因磁力線方向相反抵消而造成無法加熱。當然，也可以使頂面感應線圈I產生的磁力線方向為順時針方向，兩側面感應線圈2產生的磁力線方向為逆時針方向。具體地,頂面感應線圈I和兩個側面感應線圈2的電路連接示意圖如圖5所示，圖中箭頭標明了感應線圈中的電流方向，從圖中可以看出兩個側面感應線圈2的電流方向相同，且與頂面感應線圈I的電流方向相反，所以兩個側面感應線圈2產生的磁力線方向也與頂面感應線圈I產生的磁力線方向相反。從圖4中可以看出，頂面感應線圈I和兩個側面感應線圈2的磁力線加熱區域各分擔了被加熱面積的三分之一，在連續加熱過程中通過熱傳導達到溫度均勻，其綜合效果可以使護軌用槽型鋼的軌頭截面的加熱深度達到25mm以上。可以對上述加熱感應器作出進一步的改進。進一步，為了使加熱過程中護軌用槽型鋼軌頭截面的上圓角的溫度平衡，可以將側面感應線圈2設置為水平S形狀，如圖2所示。進一步，為了使兩側面的側面感應線圈2產生的磁力線不致向下分散，在側面感應線圈2的外圍可以加裝側面導磁體21，增加驅流作用，保證磁力線的加熱效果。進一步，在側面感應線圈和頂面感應線圈的內側均塗有耐高溫膠，可以增強加熱感應器的耐磨性能，延長加熱感應器的使用壽命。需要指出的是，這裡的內側是指加熱時與工件相對的側面。此外導電塊4和側面感應線圈2均連接有冷卻水接頭6，其中通水可形成循環冷卻導體，用於冷卻感應線圈。與現有技術相比，本實用新型所提供的加熱感應器增加了兩個對稱布置的側面感應線圈，與已有的頂面感應線圈結合，三個感應線圈同時對軌頭工作面加熱，在實際加熱過程中，三個感應線圈分別承擔加熱面積的三分之一，其綜合效果可以使軌頭工作面的加熱深度達到25mm以上，從而達到鐵標TB/T3110-2005《護軌用槽型鋼》的規定。[0040]需要指出的是，本實用新型所提供的加熱感應器還可以用於具有凸緣結構的工件且凸緣部位的熱處理要求與上述護軌用槽型鋼的熱處理要求類似，也可以用於某些有類似熱處理要求的棒類零件；當然，也可以應用於其他形狀的有類似熱處理要求的工件，在具體工作時，可以根據待加工工件的結構特點適當地調整所述加熱感應器的結構，但其加熱原理是相同的。以上對本實用新型所提供的加熱感應器進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護範圍內。
權利要求1.一種加熱感應器，包括頂面感應線圈和設置於所述頂面感應線圈外圍的頂面導磁體，其特徵在於，還包括兩個對稱布置的側面感應線圈；所述頂面感應線圈和所述側面感應線圈產生的磁力線方向平行於待加工工件的橫截面，且所述頂面感應線圈的磁力線方向與所述側面感應線圈的磁力線方向相反。
2.如權利要求I所述的加熱感應器，其特徵在於，所述側面感應線圈呈水平S形狀。
3.如權利要求I所述的加熱感應器，其特徵在於，所述側面感應線圈外圍設置有側面導磁體。
4.如權利要求I所述的加熱感應器，其特徵在於，所述頂面感應線圈和所述側面感應線圈串聯。
5.如權利要求4所述的加熱感應器，其特徵在於，所述側面感應線圈通過導電板和導電塊分別連接在變壓器接電板的兩個電極上。
6.如權利要求5所述的加熱感應器，其特徵在於，所述導電塊為矩形導電塊。
7.如權利要求5所述的加熱感應器，其特徵在於，所述導電塊和所述側面感應線圈均設有與冷卻水裝置連接的冷卻水接頭。
8.如權利要求I至7任一項所述的加熱感應器，其特徵在於，所述側面感應線圈和所述頂面感應線圈內側均塗有耐高溫膠。
專利摘要本實用新型公開了一種加熱感應器，包括頂面感應線圈和設置於所述頂面感應線圈外圍的頂面導磁體，還包括兩個對稱布置的側面感應線圈；所述頂面感應線圈和所述側面感應線圈產生的磁力線方向平行於待加工工件的橫截面，且所述頂面感應線圈的磁力線方向與所述側面感應線圈的磁力線方向相反。由於該加熱感應器設置有兩側面感應線圈，工作時，頂面感應線圈和兩側面感應線圈同時對工件工作面進行加熱，三面感應線圈的磁力線加熱區域各分擔了三分之一的加熱面積，其加熱綜合效果可以使工件工作面的加熱深度滿足技術要求。
文檔編號C21D1/10GK202730180SQ20122039356
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月9日 優先權日2012年8月9日
發明者劉必成, 陳林, 彭斌, 李敏明, 皮珠麟 申請人:株洲敏銳機車配件有限責任公司