[发明专利]一种用于螺旋伞齿轮的双频自动感应加热装置及方法

权利要求书

1.一种用于螺旋伞齿轮的双频自动感应加热装置，其特征在于，包括支撑平台、第一感应加热装置、第二感应加热装置和计算机；

所述支撑平台设置有阶梯轴和丝杠升降装置；所述阶梯轴的下方与第一电机连接，所述阶梯轴的顶部设置有红外测温装置，所述阶梯轴的外部套设有支承转盘，所述支承转盘的上方放置螺旋伞齿轮；所述丝杠升降装置位于支承转盘的下方；

所述第一感应加热装置包括第一感应加热电源以及与第一感应加热电源连接的第一盘形感应加热线圈，所述第一盘形感应加热线圈位于支承转盘的上方；所述第二感应加热装置包括第二感应加热电源以及与第二感应加热电源连接的第二盘形感应加热线圈，所述第二盘形感应加热线圈位于支承转盘的上方；

所述计算机分别与第一感应加热装置、第二感应加热装置、第一电机、丝杠升降装置和红外测温装置连接。

2.根据权利要求1所述的用于螺旋伞齿轮的双频自动感应加热装置，其特征在于，所述红外测温装置包括固设在阶梯轴顶部的测温支架以及设置于测温支架并正对螺旋伞齿轮的红外测温摄像头，所述红外测温摄像头以无线通讯的方式与计算机相连接。

3.根据权利要求1所述的用于螺旋伞齿轮的双频自动感应加热装置，其特征在于，所述丝杠升降装置包括丝杠底座、固设于丝杠底座的丝杠和滑杆、与丝杠下端连接的第二电机、设置在滑杆和丝杠上的升降台以及固设在升降台上的套筒顶升架，所述套筒顶升架与阶梯轴同心并套设于阶梯轴的外部，用以带动支承转盘沿阶梯轴上下移动，所述第二电机与计算机连接。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的用于螺旋伞齿轮的双频自动感应加热装置，其特征在于，所述阶梯轴与支承转盘通过滑键连接。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的用于螺旋伞齿轮的双频自动感应加热装置，其特征在于，所述阶梯轴固设于支撑平台的中部，并与支撑平台通过轴承连接。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的用于螺旋伞齿轮的双频自动感应加热装置，其特征在于，所述第一感应加热电源的输出频率为0.5-10KHz，用以实现中频感应加热；所述第二感应加热电源的输出频率为20-100KHz，用以实现高频感应加热。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的用于螺旋伞齿轮的双频自动感应加热装置，其特征在于，所述支承转盘的上方设置齿轮轴架，所述齿轮轴架上放置有螺旋伞齿轮。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的用于螺旋伞齿轮的双频自动感应加热装置，其特征在于，所述支撑平台的下方设置有若干个支撑板。

9.根据权利要求8所述的用于螺旋伞齿轮的双频自动感应加热装置，其特征在于，所述第一电机固设于一个支撑板上，所述第一电机的输出端与阶梯轴通过传送带连接，用于带动阶梯轴转动。

10.一种用于螺旋伞齿轮的双频自动感应加热方法，采用权利要求1所述的用于螺旋伞齿轮的双频自动感应加热装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1、计算机控制第一电机带动阶梯轴旋转，使螺旋伞齿轮到达第一盘形感应加热线圈的正下方，丝杠升降装置顶升支承转盘使螺旋伞齿轮位于第一盘形感应加热线圈的内部，第一盘形感应加热线圈对螺旋伞齿轮进行中频感应加热，中频感应加热到设定加热时间后，加热结束，丝杠升降装置将支承转盘降下；

S2、计算机控制第一电机带动阶梯轴旋转，使螺旋伞齿轮到达第二盘形感应加热线圈的正下方，丝杠升降装置顶升支承转盘使螺旋伞齿轮位于第二盘形感应加热线圈的内部，第二盘形感应加热线圈对螺旋伞齿轮进行高频感应加热，高频感应加热到设定加热时间后，加热结束，丝杠升降装置将支承转盘降下；

S3、红外测温摄像头对螺旋伞齿轮的齿顶、齿廓和齿根三个部位分别取多个测点进行温度采集，红外测温摄像头采集螺旋伞齿轮齿顶的测点T_a1,T_a2,……,T_an对应的温度值、螺旋伞齿轮齿廓的测点T_p1,T_p2,……,T_pn对应的温度值以及螺旋伞齿轮齿根的测点T_f1,T_f2,……,T_fn对应的温度值，并将采集的温度数据传输给计算机；

S4、计算机对红外测温摄像头采集的温度数据进行如下计算：

计算测点T_a1,T_a2,……,T_an对应的温度值的平均值T_a、测点T_p1,T_p2,……,T_pn对应的温度值的平均值T_p以及测点T_f1,T_f2,……,T_fn对应的温度值的平均值T_f；选取T_a、T_p和T_f中的最大值作为T_max，选取T_a、T_p和T_f中的最小值作为T_min，计算实际最大温度差ΔT_实，ΔT_实＝T_max-T_min；

S5、将实际最大温度差ΔT_实与设定的最大温度差标准ΔT进行比较：

(1)若ΔT_实＜ΔT，则判定T_a、T_p和T_f是否均在设定温度范围内，如果T_a、T_p和T_f均在设定温度范围内，双频自动感应加热结束；如果T_a、T_p和T_f中至少一个不在设定温度范围内，则反复执行步骤S1、S2、S3和S4，直到T_a、T_p和T_f均在设定温度范围内，双频自动感应加热结束；

(2)若ΔT_实＞ΔT，则分别对T_max和T_min进行分析：

若T_max＝T_a且T_min＝T_f，则反复执行步骤S1、S3和S4，直到满足ΔT_实＜ΔT并且T_a、T_p和T_f均在设定温度范围内，双频自动感应加热结束；

若T_max＝T_f且T_min＝T_a，则反复执行步骤S2、S3和S4，直到满足ΔT_实＜ΔT并且T_a、T_p和T_f均在设定温度范围内，双频自动感应加热结束；

若T_max＝T_p或T_min＝T_p，则使螺旋伞齿轮静置进行热传导，反复执行步骤S3和S4，直到满足ΔT_实＜ΔT并且T_a、T_p和T_f均在设定温度范围内，双频自动感应加热结束。