基于全固态感应加热设备的改造及应用

2021-08-20周刚

机械工程与自动化 2021年3期

周刚

(山西晋能控股装备集团金鼎公司,山西晋城 048000)

0 引言

液压支架立柱的导向套组件从结构上主要分为卡环结构和螺纹结构两种，两者因结构差异在拆解工艺上有所不同。拆解卡环结构组件的传统操作工艺是使用火焰加热，存在受热不均匀、局部温度过高，从而导致缸体变形、损坏缸口材质的问题。针对存在的问题，引进了一台全固态感应加热设备。该设备加热快、效率高、对缸体伤害小。但在具体使用过程中发现该设备存在如下问题：需接自来水、用水成本提高；自来水加热后易结水垢、堵塞滤网；移动不变；人工手持加热圈不稳定不安全等。为此，本文设计了一套冷却液循环系统及可移动调节底座装置，以便节约成本、使用安全方便、提高工作效率。

1 全固态感应加热设备的工作原理及特点

全固态感应加热设备将三相工频交流电整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的交变电流供给感应圈，在感应圈中形成强大的电磁场，金属物体在这个电磁场作用下迅速发热。全固态感应加热设备结构示意图如图1所示。

1-分流器；2-大感应加热器；3-小感应加热器；4-热感应圈

原有的全固态感应加热设备的加热过程为设备的进水管要接通自来水，排水管放入排污池，通过接通加热设备电源给一大一小两个感应加热器供电，在热感应圈中形成电磁场，然后由作业人员手持热感应圈拖动到待检修加热的千斤导向套处进行加热作业。此加热设备冷却主要是通过自来水流入加热设备的分流器分别给一大一小两个感应加热器进行冷却，最后回水通过排水管流入排污池。由于自来水加热后易结水垢、堵塞管路，且人工拖动感应加热器费时费力、手持热感应圈作业易发生碰壁事故，故对此设备进行改进设计。

2 冷却液循环系统设计

由于全固态感应加热设备需接自来水进行冷却，导致用水成本大大提高，且自来水加热后易结水垢、堵塞滤网，故给该设备设计了一套冷却液循环系统。

冷却液循环系统包括卧式齿轮泵、油温油位计、过滤器及过滤网等部件，如图2所示。首先利用厚度为8 mm的钢板制作一个长660 mm、宽440 mm、高520 mm的箱体，在箱体顶部设计注油口，便于加注冷却液；在箱体侧面设置油温油位显示计，方便观察液体温度及高度。在箱体顶部安装一台卧式齿轮泵，利用齿轮泵自吸原理分别对一大一小感应加热器供液冷却，为防止冷却液杂质堵塞感应圈，分别在齿轮泵的出液口加装过滤器，箱体的回液口处加装过滤网。冷却液循环系统解决了之前自来水用水成本高，且加热后易结水垢导致滤网堵塞的难题。

1-卧式齿轮泵；2-过滤器；3-油盖；4-过滤网；5-油温油位计

3 可移动调节装置设计

原有设备热感应圈为人工手持，不稳定不安全，常常发生碰壁现象，故设计了一套可调节装置，取代之前的人工手持热感应圈。可移动调节底座示意图如图3所示。

1,5-4分管；2,7-6分管；3-铁板；4-固定板(2个)；6-M10外六方螺栓(4个)；8-可固定万向轮(4个)

可移动调节底座由2根4分管、2根6分管、4个可固定万向轮、4个外六方螺栓等组成。首先利用厚度为8 mm的铁板制作一个长500 mm、宽400 mm的底座，在底座四周安装4个可固定万向轮，便于底座移动到检修区域后并固定；然后根据待修千斤导向套的大小选取合适的热感应圈夹装在调节装置的固定板处，用螺栓拧紧固定；根据待修千斤的高低位置，分别调节类似于“T”形的调节装置，其纵向两根管主要用于调节高度，横向两根管调节角度，待调节完毕后，用螺栓拧紧固定，开启电源进行加热作业。可移动调节底座解决了之前人工手持加热线圈碰壁等安全隐患，极大地减轻了工人的劳动强度。

4 改进后的全固态感应加热设备结构

改进后的全固态加热设备(见图4)作业过程如下：将待检修的千斤依次摆放在工作台上，然后将大小合适的热感应圈移动到立柱导向套处，万向轮固定牢靠，利用螺栓调节好热感应圈的高度及角度，开启电源，水泵工作，循环水自行启动，利用齿轮泵自吸原理使冷却液经过过滤器流入分流器，分别给一大一小两个感应加热器及热感应圈冷却，最后流入过滤网返回箱体，形成循环。