專利名稱：花瓣萬向節(jié)仿形感應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種花瓣萬向節(jié)的熱處理裝置，具體是一種花瓣萬向節(jié)仿形感應。
背景技術：
人類社會對石油的需求日益增多，導致鉆井技術迅猛發(fā)展。螺桿鉆具作為一種比 較成熟的鉆井工具，也廣泛應用于各種鉆井作業(yè)中。螺桿鉆具的失效方式很多，而萬向節(jié)的失效方式約占50%左右。當前常用的萬向 節(jié)結構有花瓣式和球鉸式兩種，因花瓣萬向節(jié)的強度高、加工簡單而用量最大，故花瓣式萬 向節(jié)的零件壽命嚴重影響著螺桿鉆具的整機壽命?，F(xiàn)今，花瓣式萬向節(jié)的較為常用制作方式為以下兩種1、整體厚壁鋼管調(diào)質或淬火+中溫回火后，切割而成。2、以線切割加工成特定形狀的花瓣，在花瓣表面加以滲碳或滲氮處理以提高配合 面的硬度和耐磨性。萬向節(jié)的主要作用是將轉子的行星運動轉化為傳動軸的同心運動，同時將馬達的 動力傳遞給傳動軸及鉆頭。它的工作面主要承受周期性變化的扭動彎曲力、周間不均勻沖 擊力及摩擦力的作用，三花瓣之間磨損有較高的接觸應力，所以要求萬向節(jié)具有高度屈服 強度，高度彎曲疲勞強度、接觸疲勞強度和高的耐磨性。第一種制作方法，工件經(jīng)調(diào)質處理 后在承受力和彎曲方面比較容易達到要求，但調(diào)質組織很難具有高的耐磨性，花瓣凸部與 凹部的大部分區(qū)域相互摩擦過量，使凸部徑向尺寸變小，造成咬合間隙過大而失效，甚至造 成萬向節(jié)脫落；若工件采用整體淬火+中溫回火的熱處理方式，耐磨性方面可以解決，但花 瓣在承受切向應力時，很容易在花瓣根部發(fā)生斷裂，造成萬向節(jié)的脫落。第二種制作方法， 萬向節(jié)經(jīng)滲碳或滲氮處理以后雖然提高了配合面表面的硬度和耐磨性，但深度只有2mm左 右，很難滿足螺桿鉆具連續(xù)工作200h的要求。

實用新型內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺點，本實用新型的目的在于提供一種花瓣萬向節(jié) 仿形感應器，它不僅可以使萬向節(jié)工作面獲得一定深度的淬火組織，而且可以保留萬向節(jié) 心部的調(diào)質組織，這樣既保證了工作面的高耐磨性，又使其心部具有較高的綜合機械強度 和韌性，從而提高螺桿鉆具整機的使用壽命。為解決上述問題，本實用新型采用以下技術方案該花瓣萬向節(jié)仿形感應器，包括 由導體制成的感應器主體、感應器后座及電源；所述感應器主體呈環(huán)狀且圓周展開為曲線 形，環(huán)狀的感應器主體的曲線與花瓣萬向節(jié)上的嚙合曲線相適應；感應器主體連接在感應 器后座上，并通過感應器后座與電源的輸出端相連。當交變電流在導體中通過時，在所形成的交變磁場作用下，導體內(nèi)會產(chǎn)生感應電 動勢。由于越接近心部感應電動勢越大，導體中的電流便趨向于表面，電流強度從表面向心部呈指數(shù)衰減，即所謂交變電流的集膚效應。由于電源電動勢和自感應電動勢的相互作用，同向電流系數(shù)中最大磁場強度在導體表面的外側，反向電流在導體表面的內(nèi)側，這就是鄰近效應。利用鄰近效應可以選擇適當形狀的感應器對被處理零件表面的一定部位進行集中加熱，使電流集中在與感應器寬度大致相同的區(qū)段內(nèi)。導體間的距離愈小，鄰近效應表現(xiàn) 的愈強烈。本實用新型根據(jù)上述原理，使感應電流集中在工件工作面(即花瓣萬向節(jié)嚙合部 位)的周圍，使其快速升溫，最終獲得一定深度的淬硬層，而心部基本保持處理前的組織和 性能，因而達到高強度，高耐磨性和高韌性的效果。本實用新型的實際工作狀況工件放入感應器主體中，感應器主體通過感應器后 座與中頻電源相連。中頻電源工作時，產(chǎn)生一定的交變電流，并輸出給感應器主體，交變電 流在感應器主體中產(chǎn)生交變磁場，在交變磁場的作用下，工件產(chǎn)生感應電動勢，既而產(chǎn)生感 應電流(即渦流)，從而使工件溫度升高。作為本實用新型的進一步的技術方案在該花瓣萬向節(jié)仿形感應器中，所述感應器主體由方管制成。方管可保證感應器 主體與花瓣萬向節(jié)之間的感應面積的大小滿足要求。在該花瓣萬向節(jié)仿形感應器中，所述電源為中頻電源。更進一步的所述感應器主體由外邊長14mm的方銅管制成。本實用新型的有益效果是它可以使工件工作面周圍單方向15mm在3分鐘內(nèi)達到 860-880°C，利用水基淬火液淬火，可以使工作面的硬度達到HRC52以上，縱深可達10mm，而 工件心部仍然保持淬火之前的調(diào)質組織，硬度在HB300-330之間。這樣既保證了萬向節(jié)嚙 合部位的高耐磨性，又保證了萬向節(jié)心部的綜合機械性能和韌性。
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明


圖1為本實用新型實施例的結構示意圖，圖2為本實用新型實施例中感應器主體的展開示意圖，圖3為本實用新型實施例中感應器后座的結構示意圖，圖4為圖3的左視圖，圖中1感應器主體，2感應器后座，21銅管，3中頻電源。
具體實施方式
如
圖1所示，該花瓣萬向節(jié)仿形感應器包括感應器主體1、感應器后座2及中頻電 源3。所述感應器主體1呈環(huán)狀且圓周展開為曲線形，如圖2所示，環(huán)狀的感應器主體1的 曲線與花瓣萬向節(jié)上的嚙合曲線相適應。感應器主體1連接在感應器后座2上，并通過感 應器后座2與中頻電源3的輸出端相連。所述感應器主體1由外邊長14mm的方銅管制成。 方管可保證感應器主體與花瓣萬向節(jié)之間的感應面積的大小滿足要求。根據(jù)花瓣萬向節(jié)的花瓣曲線，制作出與其線型相近的感應器主體1，從而達到僅使 萬向節(jié)工作面在短時間內(nèi)達到淬火溫度的效果。[0028]該花瓣萬向節(jié)仿形感應器的設計和制作步驟①利用花瓣萬向節(jié)的現(xiàn)有切割曲線，經(jīng)過研究和現(xiàn)場試驗設計感應器主體1曲線。②根據(jù)感應器主體1曲線，設計制作感應器主體模具曲線。③借助數(shù)控火線切割機和必要的機床制作感應器主體模具。④將感應器主體1的原材料——14mm方銅管內(nèi)填滿細沙，輔以氣焊局部加溫軟化 銅管，快速將銅管沿模具方向彎曲，制作出感應器主體1。⑤根據(jù)中頻電源3輸出，制作感應器后座2，如圖3、圖4所示，并用14mm銅管21 與感應器主體1相連，銅焊焊牢。
權利要求花瓣萬向節(jié)仿形感應器，其特征是包括由導體制成的感應器主體、感應器后座及電源；所述感應器主體呈環(huán)狀且圓周展開為曲線形，環(huán)狀的感應器主體的曲線與花瓣萬向節(jié)上的嚙合曲線相適應；感應器主體連接在感應器后座上，并通過感應器后座與電源的輸出端相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的花瓣萬向節(jié)仿形感應器，其特征是所述感應器主體由方管 制成。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的花瓣萬向節(jié)仿形感應器，其特征是所述電源為中頻電源。
4.根據(jù)權利要求3所述的花瓣萬向節(jié)仿形感應器，其特征是所述感應器主體由外邊 長14mm的方銅管制成。
專利摘要一種花瓣萬向節(jié)仿形感應器，用于花瓣萬向節(jié)的熱處理；其特征是包括由導體制成的感應器主體、感應器后座及電源；所述感應器主體呈環(huán)狀且展開為曲線形，環(huán)狀的感應器主體的曲線與花瓣萬向節(jié)上的嚙合曲線相適應；感應器主體連接在感應器后座上，并通過感應器后座與電源的輸出端相連。它不僅可以使萬向節(jié)工作面獲得一定深度的淬火組織，而且可以保留萬向節(jié)心部的調(diào)質組織，這樣既保證了工作面的高耐磨性，又使其心部具有較高的綜合機械強度和韌性，從而提高螺桿鉆具整機的使用壽命。
文檔編號C21D1/62GK201560210SQ20092028129
公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權日2009年11月25日
發(fā)明者霍煥志, 魏開龍 申請人:德州聯(lián)合石油機械有限公司