专利名称：全数字控制的中频淬火机床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及轧辊热处理加工设备领域，特别是一种用于轧辊热处理加工的全数字控制的中频淬火机床。
背景技术：
轧辊热处理加工设备是轧辊生产的关键工装设备。目前，由于设备使用面较窄，现采用的一些老式设备都是自制的设备或或通过简单改制而成，其缺陷是机械方面不便于工件上、下装卡；控制简陋，速度无法调整和控制；工件加工过程参数不能记录和便于查询；出了故障后，模拟电路没有记忆显示，既难于查找故障原因，又经常影响生产。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术缺陷，提供一种结构新颖、实用性强的全数字控制的中频淬火机床，该机床不仅能提高工件的加工精度、加工效率，确保淬火时安全运行，而且便于用户使用和维修。
本实用新型解决技术问题时是按下述方案实现的；包括立柱式机床架、传动机构、淬火及其电控设备。淬火设备中，设有工件装卡上、下顶针杆及顶针；设有预热炉、中频感应加热器、淬火变压器和装在门架上的光电测温仪，预热炉是一种至少两段分别控制加热的电阻炉，炉内装有检测温度的热电耦，淬火变压器底面装有水幕喷水圈；电控设备是以工控机为核心的全数字控制设备。
本实用新型与现有技术相比具有如下主要优点一是便于操作、维修，每段炉均能分别开门进行检修和更换。
二是采用了以工控机为核心的全数字控制设备后，为本机床的正常运转和参数记录提供了可靠保证，并且能够自动记录故障，这样，便于用户操作和维护。
三是采用了立柱式门架结构，并将淬火工序的操作放在炉架外进行，便于工人使用吊车时装、卸工件。工件传动采用了下短轴带顶针的传动结构，配合安装在两根立柱中的平衡装置，使传动效率大大提高。而且采用短轴使得轧辊的加工制造变得更容易，并可提高工件的加工精度，减低工件旋转的摆度。
四是采用低速大扭矩液压马达-丝杠直接驱动工件按工艺上下运行与旋转、无级调速，不用减速机械，实现变速运行，提高了设备的加工效率。液压媒质采用阻燃的水乙二醇，能够确保淬火时安全运行。
五是集机、电、光、液一体化的设计，整体结构简洁明快，制造成本低，从而利于生产和推广。
图1是本实用新型结构示意图。
图2是图1的右视图。
图3是图1中预热炉结构示意图。
图4是图3中A——A剖视图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的结构如图1、图2所示，包括平衡装置1、立柱2式门架、工作平台、传动机构、淬火及电控设备。其中，淬火设备中设有工件装卡上顶针杆及顶针14、下顶针杆及顶针9；设有预热炉4、中频感应加热器5、淬火变压器13和装在门架上的光电测温仪7，预热炉是一种至少两段分别控制加热的电阻炉，炉内装有检测温度的热电耦25，淬火变压器底面装有水幕喷水圈6；电控设备是以工控机为核心的全数字控制设备。
上述淬火设备，可置于立柱式门架的外侧，凸出350mm，且离地面350mm，以便工人在最佳位置上装、卸工件。淬火变压器可通过活动小车装在工作平台上，这样，可使工件加热处于中心，且便于调节与维修。淬火用的中频淬火电源可单独或与另一套淬火机床共用一套发电机组，通过逻辑电路进行转换，感应加热温度由感应圈外的淬火温控装置即光电测温仪7进行实时测量，测量的参数通过XTMF智能仪表中的计算机通讯口传给工控机进行记录和控制。计算机的输出控制发电机的励磁电源输出，调节发电机的励磁电流来实现对中频机组的输出控制。
上述预热炉，可对轴、轧辊等工件进行预热。针对细长轧辊进行预热的实际，可采用三段分别控制的电阻炉进行加热，炉内的温度由热电耦检测，检测参数经智能仪表的计算机接口传输给工控机进行记录和控制，以确保炉内温度一致。为了便于维修，每段炉均能分别开门进行检修和更换。其炉体结构请见图3、图4由内向外依次是炉膛16、隔热层15、保温层20、炉壳18、炉门29；每段炉门是与炉壳焊在一起的对开结构，并通过铰链轴23、螺栓24与托架31铰接，托架31通过方管19与立柱式门架2以可调节螺栓相连；每段炉膛内设有1个热电偶25，它通过热电偶座32固定在炉壳上；炉的底面装有水冷铜管21，炉体则通过方管19与立柱式门架2相连。长套17、中套26、短套28和垫片27与铰链轴23套连，它们形成炉门的铰接结构。序号22是电阻丝的电源线和热电偶的出线。工作平台由后立柱30和立柱式门架2支撑。为了使预热炉的预热中心与轧辊的预热中心易于调到同步，以保证加热的均匀及温度的精度，可使预热炉与立柱的连接采用可调节方式。
上顶针杆及顶针14、下顶针杆及顶针9，除了具有固定的功能之外，上顶针在工件轴向运转机构10(大液压马达)的作用下主动完成轴向直线运动，下顶针则在工件旋转机构11(小液压马达)的作用下主动完成旋转运动。其结构是设有筒体，筒体的一个端面上设有小圆台和与之相连的圆锥体(顶针)，筒体的另一个端面上设有螺杆。其中，圆锥体的高度可以是1Omm，上、下顶针筒体的小圆台的高度分别为4mm、1mm。
工件的上下运行和旋转，均由电磁阀进行控制，即能手动操作，也可由工控机进行自动程序控制。
本机床的传动机构是液压传动设备，采用低速大扭矩液压马达-丝杠8直接驱动工件，使工件按工艺上下运行与旋转、无级调速。液压媒质采用阻燃的水乙二醇。丝杠8上端与内部提升框架3相连，该框架与立柱式门架2上的轨道滑动相连。
整个机床的电控部分可采用以工控机为核心的集机、光、电、液于一体的全数字控制系统，本系统对设备的正常运转、参数记录调节、故障诊断等均具有较好的人机界面及计算机监控功能。工控机可选用两台台湾研华生产的主板和板卡产品，一台作为下位机进行实时控制，另一台作为管理和监控记录设备，并可管理多台下位执行设备。炉温测量仪表采用的是香港华润公司的WZ系列仪表，功率控制单元采用的是单相交流晶闸管进行控制。光电测温仪采用的是上海自动化仪表公司的WDL-31产品，该产品能够测量显示和网络传输。中频发电机励磁系统采用的是单相全波整流晶闸管控制。
本实用新型的工作过程是将工件(如轧辊)通过上顶针杆及顶针14、下顶针杆及顶针9定位后，传动机构使之上升并伸入预热炉内，直至设计位置，然后对旋转的工件进行预热；预热时间到后，加热后的轧辊(一段)下降脱离预热炉，随之，其由中频感应圈5进行表面加温，达到淬火温度时再通过淬火变压器下的水幕喷水圈6进行淬火处理；预热、淬火，周而复始，直至淬火完毕，再卸下脱离预热炉的轧辊即可。淬火处理后的水流入水池中，以后泵入水箱12内作水幕喷水圈的供水源。
权利要求1.一种全数字控制的中频淬火机床，包括平衡装置(1)、立柱式门架(2)、工作平台、传动机构、淬火及电控设备，淬火设备中设有工件装卡上、下顶针杆及顶针，其特征是所述的淬火设备中，设有预热炉(4)、中频感应加热器(5)、淬火变压器(13)和装在门架上的光电测温仪(7)，预热炉是一种至少两段分别控制加热的电阻炉，炉内装有检测温度的热电耦(25)，淬火变压器底面装有水幕喷水圈(6)；电控设备是以工控机为核心的全数字控制设备。
2.根据权利要求1所述的全数字控制的中频淬火机床，其特征是所述的预热炉，是一种三段分别控制加热的电阻炉，其结构是由内向外依次是炉膛(16)、隔热层(15)、保温层(20)、炉壳(18)、炉门(29)，每段炉门是与炉壳焊在一起的对开结构，并与托架(31)铰接，托架(31)通过方管(19)与立柱式门架(2)以可调节螺栓相连，每段炉膛内设有1个热电偶(25)，它通过热电偶座(32)固定在炉壳上，预热炉的底面装有水冷铜管(21)，预热炉通过方管(19)与立柱式门架(2)相连。
3.根据权利要求1或2所述的全数字控制的中频淬火机床，其特征是所述的预热炉，其与立柱式门架(2)可调连接，且其预热中心与轧辊的预热中心同步。
4.根据权利要求1所述的全数字控制的中频淬火机床，其特征是所述的淬火设备，置于立柱式门架(2)的外侧，凸出350mm，离地面350mm。
5.根据权利要求1所述的全数字控制的中频淬火机床，其特征是所述的淬火变压器(13)，通过活动小车装在工作平台上。
5.根据权利要求1所述的全数字控制的中频淬火机床，其特征是所述的工控机，是台湾研华生产的主板和板卡产品。
6.根据权利要求1所述的全数字控制的中频淬火机床，其特征是所述的传动机构，是液压传动设备，液压媒质采用阻燃的水乙二醇。
7.根据权利要求1所述的全数字控制的中频淬火机床，其特征是所述的光电测温仪(7)，采用的是上海自动化仪表公司的产品。
专利摘要本实用新型是一种全数字控制的中频淬火机床,包括平衡装置(1)、立柱式门架(2)、工作平台、传动机构、淬火及电控设备,淬火设备中设有工件装卡上、下顶针杆及顶针,其特征是所述的淬火设备中,设有预热炉(4)、中频感应加热器(5)、淬火变压器(13)和装在门架上的光电测温仪(7),预热炉是一种至少两段分别控制加热的电阻炉,炉内装有检测温度的热电耦(25),淬火变压器底面装有水幕喷水圈(6);电控设备是以工控机为核心的全数字控制设备。本实用新型具有便于操作、维修和结构简单、成本低等优点。
文档编号C21D1/62GK2503074SQ0125201
公开日2002年7月31日 申请日期2001年9月29日 优先权日2001年9月29日
发明者詹益清, 诸金祥, 李晓帮, 陈新生 申请人:武汉宝德机电有限责任公司