链轮电磁感应加热过程中的优化设计

作     者：文怀宇 韩毅 曾慧敏 肖瑶 王子心 张洪旺 WEN Huai-yu;HAN Yi;ZENG Hui-min;XIAO Yao;WANG Zi-xin;ZHANG Hong-wang

作者机构：燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51505418) 高端钢铁冶金联合研究基金资助项目(E2019203340,E2018203027) 河北省高等学校科学技术研究基金资助项目(QN2018164) 河北省研究生创新资助项目(2016M601279) 国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心开放课题资助项目(NECSR-201502) 

出 版 物：《钢铁》 (Iron and Steel)

年 卷 期：2020年第55卷第10期

页      码：120-127页

摘      要：电磁感应加热技术有效地节约了钢铁制造成本,积极推动了钢铁行业绿色制造。优化重载链轮电磁感应加热过程是生产高品质链轮的一个重要分支。在对链轮进行热处理强化时,普通圆形感应线圈在单一电流频率下难以实现齿廓的均匀加热,容易导致淬火层的硬度分布不均,造成工件开裂。仿形感应线圈比普通圆形感应线圈具有更好的加热效果,但是仿形感应线圈研发周期长,成本昂贵,不利于大规模推广应用。考虑到实际加工成本及生产需求,在完全仿形感应线圈的基础上,提出了一种齿顶位置为V形角的仿齿廓感应线圈,该感应线圈到齿顶和齿根的间隙不等。进一步建立了双排链轮电-磁-热耦合温度场模型,并进行试验验证。研究发现这种带V形角的感应线圈与圆形感应线圈相比,能够改善磁通量在空间的分布方式,强化感应线圈和齿根之间的临近效应,同时减弱感应线圈和齿顶间的临近效应,提高了链轮沿齿廓温度的均匀性。量化分析了不同电磁参数(电流频率和电流密度)和感应线圈的结构(V形角,感应线圈到齿轮的距离)对提升加热速率和改善温度均匀性的作用规律。感应线圈的V形角结构有利于提高齿轮的电磁加热质量,对推动实际加工应用和提升企业效益具有重要生产价值,有利于促进精品钢生产。

主 题 词：齿轮 感应线圈 电磁场 温度场 感应加热 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20190562

馆 藏 号：203986883...