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感应淬火技术在风电增速齿轮箱内齿圈上的应用
在齿轮的强化方法中,感应淬火与调质、渗碳、渗氮一起构成四大基础工艺。第二种解释就是因为由于感应淬火时冷却速度快,在齿轮淬火表面层存在较大的残留压应力,从而提高了齿轮的表面硬度。考虑到生产实际,在风电增速箱内齿圈的批量生产中采用渗氮或感应淬火工艺可以获得比较高的生
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感应淬火技术在风电增速齿轮箱内齿圈上的应用
在齿轮的强化方法中,感应淬火与调质、渗碳、渗氮一起构成四大基础工艺。第二种解释就是因为由于感应淬火时冷却速度快,在齿轮淬火表面层存在较大的残留压应力,从而提高了齿轮的表面硬度。考虑到生产实际,在风电增速箱内齿圈的批量生产中采用渗氮或感应淬火工艺可以获得比较高的生产效率及较低的生产成本。具体采用何种工艺主要由客户要求、自身工艺控制水平及生产效率成本等因素而定。根据ISO6336标准,对于模数大于16的齿轮件就不再推荐使用氮化工艺提高表面硬度,故对模数大于16的内齿圈推荐采用感应淬火工艺进行加工。
1.感应淬火工艺
风电增速箱内齿圈一般采用逐/隔齿沿齿沟扫描技术进行感应淬火。采用设计制造合理的感应器,配合的工艺参数控制,可以生产质量优良、稳定的感应淬火齿圈。
2.感应淬火的优缺点
将感应淬火技术应用于风电增速箱内齿圈上,不仅具有生产、节约能源、环境污染小以及易于实现自动化等感应淬火共有优点,还具有以下特点:
(1)相比于氮化,其对基体硬度和组织要求可以适当放宽。
(2)相比于渗碳淬火,工件不是整体加热,变形较小,故相应磨量较小,设计放模量可减少,且后续生产加工成本较低。
(3)批量生产时交货期短,满足一些客户需求。
(4)便于机械化和自动化,设备紧凑,使用方便,劳动条件好。
但使用感应淬火技术对内齿圈进行加工,尚有以下困难及缺点待克服:新齿形产品工艺试验周期较长,感应器设计/相关工艺参数选择需要慎之又慎;不能实现全齿宽淬硬。目前可满足设计上80%齿宽高符合工艺要求,这一点也是未来需要改进和克服的地方;批量生产时,发生批量事故风险较大,需要严格的质量控制体系和较高的质量控制水平来进行控制。大型轴承圈滚道中频感应淬火钢平面滚道轴承是火箭、、发射装置中用于回转支承的重要部件。
凸轮轴采用淬火设备进行淬火热处理,其感应器是怎么样的呢?
凸轮感应器有圆环形与仿形两种。发动机凸轮感应器大都采用圆环形有效圈。感应器的电频率选择与零件的直径大小有关,大直径零件可采用较低的频率,所以对于直径很大的车轴,选择下限频率中频电源作为车轴感应加热的中频加热设备。为防止相邻凸轮或轴颈受到磁场影响而回火,因此,需要在有效圈上跨上导磁体束,既提高感应器的效率,又防止磁力线散射。早期的凸轮感应器在有效圈两端装上导磁体板与短路环,同样具有屏蔽效果,但损耗较大,现在已经被淘汰。
凸轮感应器有时采用双孔串联,主要是为了利用变频电源的功率,一般凸轮轴的轴颈数量少(如3个),而加热表面积大,凸轮则数量多(如8个)而加热面积小。因此,当采用双工位凸轮轴淬火机时,双孔凸轮感应器与单孔轴颈感应器交替工作,能得到恰当的匹配。
凸轮轴轴颈感应器一般为一次加热带喷液结构,特殊尺寸的轴颈也有采用扫描淬火的。轴承高频淬火设备加热速度极快,淬硬层深,易于控制操作,易于实现机械化、自动化,采用感应加热原理,符合现在环保节能的理念,操作间也更加清洁、安全。制动凸轮感应器,由于工件要求的淬硬部位为两个圆弧面,现代制动凸轮感应器大都设计成仿形结构。为避免凸轮尖部温度过高,有些感应器设计时,针对桃尖部装有针形阀结构,凸轮加热时,针阀小孔喷出微小的淬火冷却介质,进行温度调整。
凸轮轴采用淬火设备进行淬火热处理,其热处理工艺主要是通过感应器实施的。因此,了解凸轮轴的淬火感应器具有非常重要的现实意义。
边轮支承轴的中频感应淬火
轮边支承轴是一种大型重载外圆变截面感应淬火零件,其材料从欧洲进口 (零件材料按欧洲标准 ) ,成分接近于国内的 35G钢 ,热处理要求十分严格。在齿轮的强化方法中,与调质、渗碳和渗氮一起构成四大基础工艺,在齿轮从软齿面向硬齿面技术发展的过程中,感应淬火工艺曾发挥了重要作用。硬化层深度要求较深 ,且在不同截面处的硬化层深度要求不一 ,台阶处要求连续过渡。淬火加热及冷却系统在完成一个工作程序后 ,回到起始工作位置