專利名稱：消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種消除應力的裝置，特別涉及一種利用感應加熱的方法消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置。
背景技術：
堆焊技術是利用焊接方法進行強化機械零件表面的一種維修技術，利用這一技術可以改變零件表面的化學成分和組織結(jié)構(gòu)，完善其性能，延長零件的使用壽命，具有重要的經(jīng)濟價值。為了提高發(fā)動機氣門密封面(即錐面或稱盤錐面)的壽命，需要在發(fā)動機氣門盤端錐面上堆焊硬質(zhì)合金，但焊層或盤端經(jīng)常出現(xiàn)即時開裂或延遲開裂的現(xiàn)象，通過測定是堆焊后發(fā)動機氣門盤端錐面存在拉應力造成?，F(xiàn)有技術中，有以下消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的方法(1)、采用氧乙炔加熱的方法消除發(fā)動機氣門錐面應力，但是該方法加熱溫度難控制，而且很不安全，勞動強度大。
(2)、采用入熱處理爐的方法消除發(fā)動機氣門錐面應力，但是堆焊后不能馬上加熱去應力，有的發(fā)動機氣門在沒有做去應力前就因拉應力而開裂，并且該方法去應力后，發(fā)動機氣門變形較大。
上述方法一方面消除氣門錐面應力不理想，另一方面它們也不是由一臺專門設備一次操作完成，效率不高，質(zhì)量也不容易控制。
實用新型內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術所存在的問題，本實用新型的目的是提供一種采用感應加熱消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置，對氣門錐面堆焊后馬上進行加熱去應力，及時消除堆焊產(chǎn)生的拉應力，解決發(fā)動機氣門錐面焊層或盤端容易開裂這一技術難題。
本實用新型的目的可以通過以下的技術措施來實現(xiàn)一種消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置，包括機架、工作臺、加熱裝置、夾具和控制裝置，其特征是工作臺包括靜止工作臺和活動工作臺，前者直接固定在機架上，后者則通過進給裝置安裝在機架上；加熱裝置采用感應加熱裝置，它包括感應加熱電源和感應線圈并安裝在靜止工作臺上，感應線圈安裝在感應加熱電源的功率輸出裝置上，并且位于夾具固定工件的正前方；活動工作臺是具有進給裝置的工作臺，夾緊發(fā)動機氣門的夾具設置在活動工作臺靠近感應線圈的臺面位置上。
本實用新型中的設備可以做以下改進所述的靜止工作臺上設有冷卻裝置，冷卻裝置與感應加熱電源相連，用于控制感應加熱電源的工作溫度恒定。所述的冷卻系統(tǒng)是水冷循環(huán)系統(tǒng)，它包括水泵、水箱、循環(huán)水管和機殼，其中循環(huán)水管與水箱和水泵相連構(gòu)成冷卻循環(huán)系統(tǒng)，水管的一段伸入感應加熱電源內(nèi)部，冷水經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)送入感應加熱電源內(nèi)，通過電源內(nèi)的一段水管帶走電源功率模塊及感應線圈工作時所產(chǎn)生的熱量，變成熱水后從電源出來重新回流到水箱中。
所述的夾緊發(fā)動機氣門的夾具包括支座夾具、壓緊輪裝置，其中支座夾具為一上端面具有一放置氣門中軸的缺口槽、下端具有安裝座的支座，位于活動工作臺臨近感應線圈且正對感應線圈的位置上，缺口槽的缺口與壓緊輪相對；壓緊輪裝置包括壓緊輪及其支架、可使壓緊輪做直線往復運動的壓緊輪直線往復進給機構(gòu)和動力源，從而壓緊輪可進給到支座夾具的缺口槽之缺口處將放在缺口槽中的氣門中軸壓緊或者退后松開氣門，壓緊輪的中軸線與放在缺口槽中的氣門中軸線平行。
所述的壓緊輪直線往復進給機構(gòu)是氣動機構(gòu)，所述的氣動機構(gòu)可以是氣缸；動力源是氣源，所述的氣源可以是氣壓站。
本實用新型中的設備還可以進一步做以下的改進為了使氣門盤端在感應加熱時能夠旋轉(zhuǎn)，使加熱均勻，在所述的壓緊輪裝置中增加可驅(qū)動壓緊輪轉(zhuǎn)動的傳動機構(gòu)和動力源，利用壓緊輪的轉(zhuǎn)動來帶動氣門的轉(zhuǎn)動。
所述的壓緊輪的傳動機構(gòu)由萬向聯(lián)軸器和減速箱組成，動力源采用電動機，電動機與減速箱的輸入端連接，減速箱的輸出端與萬向聯(lián)軸器的一端相連，萬向軸聯(lián)軸器的另一端與壓緊輪中心軸連接，將減速箱輸出的扭矩傳遞給壓緊輪，使壓緊輪轉(zhuǎn)動，壓緊在氣門中軸上的壓緊輪便帶動氣門轉(zhuǎn)動。
為方便測量工件溫度，增設測溫裝置，該測溫裝置安裝在靜止工作臺上，熱感應器則位于接近加熱工位的臺面上。
所述的測溫裝置可以采用紅外線測溫裝置，其固定安裝在靜止工作臺上，熱感應器靠近感應線圈處。
本實用新型還可以做以下進一步的改進為了能實現(xiàn)工件加熱的溫度自動控制，精確地控制工件達到要求的溫度及時停止加熱，所述的紅外線測溫裝置與控制裝置連接，控制裝置連接活動工作臺的進給裝置，在工件達到設定溫度時發(fā)出信號給控制裝置，即紅外線測溫裝置檢測達到所設定的溫度時，發(fā)出指令到控制裝置，再由控制裝置發(fā)出指令，控制活動工作臺退出加熱工位，使氣門遠離感應線圈。
所述的控制裝置是控制箱，所述的活動工作臺的進給裝置包括電控換向閥和與其相連的進給氣缸，控制箱與電控換向閥相連。
本實用新型還可以做以下進一步的改進控制箱內(nèi)還可以設有定時器，即靜止工作臺上不需固定安裝紅外線測溫裝置，具體方案為首先進行工藝試驗，用紅外測溫裝置測定溫度，得出要達到某一溫度時電源的功率與加熱時間，作出一個系列的溫度與電源功率、加熱時間參數(shù)的對應表，然后按工藝要求對應參數(shù)進行設定，電源功率用電源的功率檔位去設定，在控制箱上增加計時器，加熱時間通過控制箱的計時器去設定控制。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點是本實用新型采用感應加熱的方法對發(fā)動機氣門進行加熱，從而消除發(fā)動機氣門錐面拉應力。如果發(fā)動機氣門錐面堆焊后，不采用感應加熱去應力，拉應力會導致發(fā)動機氣門裂開。由于發(fā)動機氣門堆焊時，錐面基體和堆焊部分存在溫差，基體溫度低，堆焊層溫度高，而發(fā)動機氣門是整體，基體和堆焊部分都不能獨立自由地膨脹或收縮，故發(fā)動機氣門堆焊冷卻時，堆焊層(發(fā)動機氣門錐面)收縮量大，基體收縮量少就產(chǎn)生拉應力。拉應力導致發(fā)動機氣門裂開。如果采用感應加熱去應力，加熱時基體和堆焊溫度一致，冷卻時外面冷卻快，里面冷卻慢，就會產(chǎn)生壓應力。產(chǎn)生的壓應力與堆焊時產(chǎn)生的拉應力抵消，即應力消除了，或減少了很多，發(fā)動機氣門頭部不存在拉應力或只存在對發(fā)動機氣門有利的壓應力，發(fā)動機氣門就不會開裂。消除發(fā)動機氣門錐面堆焊后存在的拉應力的過程是由一臺專門設備一次操作完成，能及時去應力的同時，還具備生產(chǎn)安全、效率高、勞動強度小，質(zhì)量容易控制等優(yōu)點。


圖1是本實用新型實施例立體結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
圖1所示的消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置是本實用新型的實施例，它包括機架、工作臺、加熱裝置、夾具和控制裝置，工作臺包括靜止工作臺1和活動工作臺2，前者直接固定在機架上，后者則通過進給裝置安裝在機架上；加熱裝置包括感應加熱電源4和感應線圈6并安裝在靜止工作臺1上，感應線圈6安裝在感應加熱電源4的功率輸出裝置5上，并且位于夾具固定工件的正前方?？刂蒲b置是控制箱。
靜止工作臺1上設有水冷循環(huán)系統(tǒng)3和紅外線測溫裝置7，水冷循環(huán)系統(tǒng)3包括水泵、水箱、循環(huán)水管15和機殼，循環(huán)水管15的一段伸入感應加熱電源4內(nèi)部；紅外線測溫裝置7固定安裝在靜止工作臺1上，熱感應器靠近感應線圈6處，紅外線測溫裝置7與控制箱17連接。
活動工作臺2位于與其并排排列的靜止工作臺1的右側(cè)，其下方設有與其相配合的具有燕尾槽的導軌22?；顒庸ぷ髋_2的進給裝置包括電控換向閥20和與其相連的進給氣缸21，控制箱17與電控換向閥20相連。
夾緊發(fā)動機氣門11的夾具包括支座夾具12、壓緊輪8、叉形支架18、氣動機構(gòu)、氣源、傳動機構(gòu)和動力源，其中支座夾具12為一上端面具有一放置氣門中軸的缺口槽、下端具有安裝座的支座，位于活動工作臺2臨近感應線圈6且正對感應線圈6的靠左側(cè)一角的位置上，缺口槽的缺口與壓緊輪8相對；壓緊輪8的中軸線與放在缺口槽中的氣門中軸線平行。氣動機構(gòu)是氣缸9，氣缸9與叉形支架18的“叉柄”相連，與氣缸相連的氣源是氣壓站；傳動機構(gòu)由萬向聯(lián)軸器13和減速箱14組成，動力源采用電動機10，電動機10與減速箱14的輸入端連接，減速箱14的輸出端與萬向聯(lián)軸器13的一端相連，壓緊輪8徑向插入叉形支架18的的兩側(cè)邊之間，叉形支架18上設有穿過壓緊輪8中心的將二者連接的中心軸，中心軸與萬向軸聯(lián)軸器13的另一端連接。
工作時，將與氣缸9相連的機控換向閥19和與進給氣缸21相連的電控換向閥20分別連接到氣壓站。機控換向閥19控制氣缸9進給，控制氣缸9及壓緊輪8推進時壓緊發(fā)動機氣門11，撤離時松開發(fā)動機氣門11；電控換向閥20控制進給氣缸21，即根據(jù)控制箱17發(fā)出的信號推進或撤離活動工作臺2，即使活動工作臺2沿導軌16運動；具體工作過程如下(1)啟動水冷循環(huán)系統(tǒng)3，把冷水輸送到感應加熱電源4內(nèi)；(2)啟動感應加熱電源4，通過功率輸出裝置5使感應線圈6產(chǎn)生磁感應；冷水通過感應加熱電源4內(nèi)部的管道帶走電源功率模塊及感應線圈6工作時所產(chǎn)生的熱量，熱水則重新流回到水冷循環(huán)系統(tǒng)的水箱中去；(3)通過控制箱17啟動電動機10，電動機10通過減速箱14帶動萬向聯(lián)軸器13，由萬向聯(lián)軸器13帶動壓緊輪8旋轉(zhuǎn)；把發(fā)動機氣門11放到支座夾具12上，啟動氣缸9縱向頂進壓緊輪8，使壓緊輪8與支座夾具12壓緊發(fā)動機氣門11的桿部并帶動發(fā)動機氣門11旋轉(zhuǎn)；(4)以上步驟完成后，控制箱17自動控制活動工作臺2橫向進給，把旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機氣門11向感應線圈6推進，正對接近感應線圈6進行感應加熱，發(fā)動機氣門盤部開始發(fā)熱變紅，旋轉(zhuǎn)是為了保證加熱的均勻性；當發(fā)動機氣門11被加熱到規(guī)定的溫度時，紅外線測溫裝置7檢測到所設定的溫度時即發(fā)出指令到控制箱17，控制箱17接收到信號后發(fā)出活動工作臺2退出指令，接著活動工作臺2退出，氣缸9退回帶動壓緊輪8松開；將發(fā)動機氣門11放到冷卻籃自然冷卻，一個工作循環(huán)完成。這樣就可以及時、安全、高效、均勻地去掉發(fā)動機氣門錐面堆焊后存在的拉應力。
權利要求1.一種消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置，包括機架、工作臺、加熱裝置、夾具和控制裝置，其特征是工作臺包括靜止工作臺(1)和活動工作臺(2)，前者直接固定在機架上，后者則通過進給裝置安裝在機架上；加熱裝置采用感應加熱裝置，它包括感應加熱電源(4)和感應線圈(6)并安裝在靜止工作臺(1)上，感應線圈(6)安裝在感應加熱電源(4)的功率輸出裝置(5)上，并且位于夾具固定工件的前方；活動工作臺(2)是具有進給裝置的工作臺，夾緊發(fā)動機氣門(11)的夾具設置在活動工作臺(2)靠近感應線圈(6)的臺面位置上。
2.根據(jù)權利要求1所述的的消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置，其特征在于所述的靜止工作臺(1)上設有冷卻裝置，冷卻裝置與感應加熱電源(4)相連。
3.根據(jù)權利要求2所述的的消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置，其特征在于所述的冷卻裝置是水冷循環(huán)系統(tǒng)(3)，它包括水泵、水箱、循環(huán)水管(15)和機殼，其中循環(huán)水管(15)與水箱和水泵相連構(gòu)成冷卻循環(huán)系統(tǒng)(3)，水管(15)的一段伸入感應加熱電源(4)內(nèi)部。
4.根據(jù)權利要求1所述的的消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置，其特征在于所述的夾緊發(fā)動機氣門(11)的夾具包括支座夾具(12)、壓緊輪裝置，其中支座夾具(12)為一上端面具有一放置氣門中軸的缺口槽、下端具有安裝座的支座，位于活動工作臺(2)臨近感應線圈(6)且正對感應線圈(6)的位置上，缺口槽的缺口與壓緊輪(8)相對；壓緊輪裝置包括壓緊輪(8)及其支架(18)、可使壓緊輪(8)做直線往復運動的壓緊輪直線往復進給機構(gòu)和動力源，壓緊輪(8)的中軸線與放在缺口槽中的氣門中軸線平行。
5.根據(jù)權利要求4所述的的消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置，其特征在于所述的壓緊輪直線往復進給機構(gòu)是氣缸(9)，所述的動力源是氣源。
6.根據(jù)權利要求4所述的的消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置，其特征在于在所述的壓緊輪裝置中設有可驅(qū)動壓緊輪(8)轉(zhuǎn)動的傳動機構(gòu)和動力源。
7.根據(jù)權利要求6所述的的消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置，其特征在于所述的壓緊輪的傳動機構(gòu)由萬向聯(lián)軸器(13)和減速箱(14)組成，動力源采用電動機(10)，電動機(10)與減速箱(14)的輸入端連接，減速箱(14)的輸出端與萬向聯(lián)軸器(13)的一端相連，萬向軸聯(lián)軸器(13)的另一端與壓緊輪(8)中心軸連接。
8.根據(jù)權利要求1所述的的消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置，其特征在于靜止工作臺(1)上安裝有測溫裝置，熱感應器則位于接近加熱工位的臺面上。
9.根據(jù)權利要求8所述的的消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置，其特征在于所述的測溫裝置是紅外線測溫裝置(7)，它固定安裝在靜止工作臺(1)上，熱感應器靠近感應線圈(6)處，所述的紅外線測溫裝置(7)與控制裝置連接，控制裝置連接活動工作臺(2)的進給裝置。
10.根據(jù)權利要求9所述的的消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置，其特征在于所述的控制裝置是控制箱(17)，所述的活動工作臺(2)的進給裝置包括電控換向閥(20)和與其相連的進給氣缸(21)，紅外線測溫裝置(7)和電控換向閥(20)都與控制箱(17)相連。
專利摘要本實用新型所述的一種消除發(fā)動機氣門盤端錐面拉應力的裝置，包括機架、工作臺、加熱裝置、夾具和控制機構(gòu)，工作臺包括靜止工作臺和活動工作臺，前者直接固定在機架上，后者則通過進給裝置安裝在機架上；加熱裝置采用感應加熱裝置，它包括感應加熱電源和感應線圈并安裝在靜止工作臺上，感應線圈安裝在感應加熱電源的功率輸出裝置上，并且位于夾具固定工件的正前方；活動工作臺是具有進給裝置的工作臺，夾緊發(fā)動機氣門的夾具設置在活動工作臺靠近感應線圈的臺面位置上。本實用新型所述的裝置，使發(fā)動機氣門盤端錐面堆焊后馬上就能加熱去應力，解決發(fā)動機氣門錐面焊層或盤端容易開裂這一技術難題。
文檔編號C21D1/42GK2811314SQ20052006221
公開日2006年8月30日 申請日期2005年8月2日 優(yōu)先權日2005年8月2日
發(fā)明者張弢, 羅天友, 鄒邑生, 寧志堅, 莫東強, 黃立勛, 梁錦生 申請人:懷集縣汽車配件制造有限責任公司