基于异形线圈的齿轮异步双频感应加热

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【作  者】梁建全, 肖瑶, 魏雨林, 赵代福, 韩毅
【刊  名】 金属热处理
【出版日期】2024-12-25
【期  号】2024年 第49卷 第12期
【作者单位】
１广州铁路职业技术学院机车车辆学院
２燕山大学
【关键词】 锥齿轮, 感应加热, 异形线圈, 异步双频感应加热
【参考文献格式】
梁建全, 肖瑶, 魏雨林, 赵代福, 韩毅. 基于异形线圈的齿轮异步双频感应加热[J]. 金属热处理, 2024, 49(12): 274-283.
【摘 要】锥齿轮大小端存在形状差异,传统单频电磁加热时锥齿轮表面淬火温度分布不均导致硬化层分布不均。为了解决该问题,设计了两种感应加热线圈结构(罩式线圈和仿形线圈),提出了基于异形线圈下的锥齿轮异步双频分段式迭代循环感应加热方法,构建了电-磁-热多参数耦合求解物理模型,并进行了感应加热试验验证。结果表明,罩式线圈可以对锥齿轮的齿底进行良好加热,仿形线圈可以对轮齿齿顶和齿面进行仿齿廓加热。在此基础上,建立的异步双频感应加热电-磁-热多场耦合模拟结果表明,异步双频感应加热循环状态对锥齿轮齿面温度分布的均匀性影响较大。异步双频感应加热总时间一定时,随着迭代次数的增加,有助于避免局部温度过高,提升仿齿廓和齿宽方向温度均匀性,当迭代循环到4次后,齿宽和齿廓方向上温差不再发生明显变化。随着中、高频感应加热时间比增加,锥齿轮齿面温度分布均匀性降低。对锥齿轮进行异步双频感应加热试验验证了所建温度场模型的正确性。