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大模数齿轮淬火用感应加热电源控制系统

与感应加热表面淬火相比，渗碳淬火虽可以使齿面达到很高的接触疲劳强度、高的抗弯曲强度及良好的耐磨性，但热处理周期长，淬火变形大，因此世界上工业化***在生产大模数重载齿轮轴逐渐开始采用感应加热电源淬火，其特点是加热速度快、几乎没有保温时间 (加热到温后立即淬火)。目前以数字信号处理器(DSP) 和复杂可编程逻辑器件 (CPLD) 为核心的感应加热电源，已经科技取代进口设备。

基于 DSP 的感应加热电源主要包括主电路与控制电路两部分，主电路包括整流和逆变两部分。主电路整流部分输入为380V/50 Hz 工频交流电压，经三相不控桥式整流后，转变为直流电压，轮流导通和关断逆变桥器件，在逆变器的输出端获得交变的方波电压，经高频逆变变压器耦合输出到谐振电容和感应线圈，通过串联谐振产生电流，在线圈中形成交变磁场，对工件进行感应加热。

由于感应加热用IGBT器件工作频率在20至100kHz，可以满足大多数感应加热的工作需求。由DSP产生PWM脉冲信号。控制过程中融入恒流PID和数字锁相环运算、PWM 波形输出频率实时性和高分辨率移相 PWM 及死区时间控制，计算时间短，计算量大，要求系统有较高的运算速度和精度；需要同时对多个电流、电压值进行采样分析，大直径齿轮淬火设备销售商，要求系统有较强的并行处理能力，能完成系统要求的数据存储、传输、显示等功能。

在轴类零件中的应用轴类感应淬火

一般是对轴表面进行局部淬火，材料为45钢或40Cr，淬火的硬度可根据材料直径大小设定感应电流和加热时间。淬火的硬度层深度，取决于感应设备的频率和加热时间，频率越高或加热时间越短，硬度层深度越低。在实际生产过程中，经常对轴的中心部有硬度要求，一般需要到***的热处理生产厂家进行热处理，这样就带来了加工周期长、成本高等不足。如果用感应淬火使轴的中心部达到规定的硬度要求，那就要求感应设备加热深度必须达到轴的中心部，而且中心部的温度要达到临界温度以上。现以直径20mm的电机转子为例进行说明，电机转子端面中心部有一个滑长槽，滑长槽的作用是负责传递电机输出的动力，如果没有硬度或者硬度达不到规定的要求:37HRC~45HRC，装配好的产品很快就因滑长槽失效而失去动力，因此滑长槽的硬度直接影响整机产品质量。感应电流高、加热时间短，轴伸表面硬度偏高而心部硬度偏低;感应电流低、加热时间长，轴伸表面和心部硬度都偏高。如果要使转子轴心部淬火硬度达到规定要求，必须要按淬火工艺进行感应回火。回火就是将淬火后的工件重新加热到临界以下回火温度后，保温一定时间，然后取出冷却到室温的热处理工艺。常用的回火方法:低温回火(回火温度为150~250℃)、中温回火(回火温度为350~500℃)、高温回火(回火温度为500~680℃)。

低淬钢齿轮感应加热淬火

利用钢材的低淬透性 ，将感应加热透的齿轮用激烈的冷却水进行淬火 ，得到沿齿轮廓的淬硬层及略提高硬度的齿心部。低淬透性钢齿轮感应淬火样品这种工艺有如下优点 :( 1 )对感应加热电源要求不高 (常用 8kHz、1 0 0kW) ，即不需要特殊的频率及高的功率密度 ，设备***费用少。( 2 )低淬透性钢成本低 ，其价格与中碳结构钢相似。( 3)轮齿表面有很高的残余压应力 ，齿心部由于热透 ，硬度略有提高 ，因此轮齿的抗弯性强度得到提高 ，综合力学性能好。

齿轮双频淬火

齿轮双频淬火机理齿轮双频淬火的机理是先用较低频率进行齿轮预热 。早期的齿轮双频淬火是在两个感应器中进行的 ，即先在中频感应器进行预热 ，然后在高频感应器中进行终加热。现代化的双频齿轮感应淬火现代化的双频齿轮加热已经改进在一个感应器内进行。

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