汽車后橋半軸是驅動車輪運動的重要零件。半軸工作中主要承受彎扭復合力矩,同時承受一定的沖擊載荷作用。半軸通常采用中碳合金鋼(如40Cr、40MnB或42CrMo鋼等)整體調頁后感應加熱淬火表面硬化,硬化層深4 -6mm,硬度為50 -55HRC。生產中發(fā)現,常出現感應器燒壞現象,嚴重影響產品生產和工件感應淬火質量。檢驗發(fā)現,感應器燒壞區(qū)于感應圈2250左右部位,向兩側擴展呈規(guī)律性失效特點。半軸在感應器中加熱時,感應器產生的熱量除加熱工件外,主要有三種熱量,半軸在感應器中加熱時,感應器立生的熱量除加熱工件外,主要有三種熱量散失途徑,如圖8-89所示。
(2)冷卻水帶走熱量。這部分熱量使感應器降溫,使感應加熱安全運行。試驗發(fā)現,進水口在0度- 180度之間,水溫較低,說明冷卻水熱交換良好,水流順暢,水溫升高不大;超過180度以后,由于水流路徑長,水溫增高 較大,水溫上升使熱交換變差,易造成感應器此后一段部位(如225。左右區(qū)段)溫度上升,這是感應圈燒壞的主要原因。
(3)感應圈熱量傳導至連接板件,連接板部位電流密度小,通水截面積大,使該區(qū)域水溫低,使得感應圈上熱量向連接板處傳導。在度0 -90度和270度 -360度。感應圈部位離連接板近,熱傳導好;而900 -270。感應圈部位離連接板較遠,熱傳導效果差,使這一區(qū)域感應圈溫度升高較大,易于在這一區(qū)段出現感應圈燒壞現象。不同部位感應圈熱量流向比較。見表8-28。從表8-28可知,感應圈在225。區(qū)域附近熱量積蓄大而傳導差,因而該部位易出現感應圈燒壞現象。
鄭州高氏電磁感應加熱設備廠家分析,進一步進行了工件感應加熱供水量與感應加熱功率、感應器阻抗等工藝參數關系的生產試驗,并據此提出防止半軸感應加熱感應器燒壞的技術措施如下:
(1)感應器安全運行要求:冷卻水量(kg/min),或冷卻水量(kg/min) 與感應器阻抗之比≥3.2kg(Ω·min)。符合上述條件,感應安全正常運行,而低于上述比值時,感應器壽命下降。
(2)感應器阻抗<5Ω,感應圈單位表面積(㎡) 供水量是5kg/(kW.㎡)時,易出現感應器燒壞,應予避免。當采用阻抗>5Ω,感應圈單位表面積、單位時間的供水量為7kg/(kW·㎡.min)時,測量冷卻水出口溫度為60℃,感應器工作安全正常,因而不會發(fā)生燒壞失效破壞,感應器使命壽命較長。
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