某型柴油机泵传动齿轮淬火感应器的改进

陕西柴油机重工有限公司工艺所（兴平 713105）张晓云 贠军超 雷瑞祥

感应加热技术是靠零件内部感应电流直接对需热处理部位加热，具有加热效率高，加热速度快，节能环保，便于机械化、自动化等优点，淬火处理过程中变形小，少无氧化，自动化程度高。但感应加热的局限是不同的零件需要设计专用的感应器，且必须用纯铜制作，通用性较差，价格较昂贵，一次性投入较大，因而在使用过程中，应特别注意对感应器的保护。

我公司生产的某型柴油机用泵传动齿轮材料为45钢（GB/T699—1999），传动轴部分需进行感应淬火，硬度56～61HRC。我们选择了8kHz中频感应淬火机床，设计了加热该零件的专用感应器。在感应器设计时，考虑了短时加热不通水，减少汇流板的感抗和电阻，缩短其长度和间距，8kHz频率所选用的淬火感应器用纯铜板的厚度为6mm（理论厚度为6～8mm）。

另外，为了减少汇流板的感抗和电阻，减少磁滞损耗，尽可能做短一些，同时汇流板越小，阻抗越小，在其上的电压降也越小，感应器的电效率越高。但在使用过程中，发现由于感应器汇流板与感应圈连接处距离稍大，而所用铜板材高度较小，厚度较薄，致使该部位随着连续淬火过程的继续，零件加热功率不断加强，该处极易产生过热，导致瞬间熔断。

1.改进前

该零件需感应淬火部分面积大于同时淬火的最大面积，我们采用连续自身喷水式感应器对该部位进行淬火，感应器有效圈高度一般为10～20mm，传统的设计方案是汇流板部分面积较大，且带冷却水箱，冷却效果良好。而感应器汇流板与感应圈连接处由于距离较小，不采取冷却措施。

由于所用纯铜板高度较小，厚度较薄，致使该部位随淬火过程的持续，零件加热功率的不断加强，该处散热效果差，极易产生过热，导致瞬间熔断，如图1所示。

图1

2.改进方案

通过大量实践，对纯铜板瞬间熔断进行原因分析，笔者认为熔断的原因为加热时该处冷却效果不好，温度过高所致。之后将已熔断的废旧感应器的汇流板处冷却水箱增大，与感应圈焊接在一起，以提高该处的散热能力，有效地解决了连接处因过热引起的熔断现象。

3.改进后

图2

提高该处的散热能力，有效解决该处因过热引起的熔断现象，从根本上杜绝了感应器因熔断而报废的现象。为了提高感应器的电效率，设计感应器时，应尽量缩短汇流板与感应圈之间的间距，尽量减小汇流板的感抗和电阻。感应器汇流板越小，阻抗越小，在其上的电压降也越小。

同时，感应器在加热时应处于良好的冷却状态，改进后效果如图2所示。

4.结语

此次感应器的改进提高了设备的效率，降低了生产成本，并为后续同类感应器的设计积累了宝贵经验。