用于滚动体的热处理淬火设备的制作方法

文档序号：12703384阅读：284来源：国知局

本实用新型涉及热处理设备，特别是一种用于滚动体的热处理淬火设备。

背景技术：

长期以来，滚动体类工件的淬火方法及其淬火后的综合性能一直被人们探索和研究，在通过对各种滚动体淬火设备分析了解，传统粗放式生产常采用对一批滚动体类工件整体导入水中冷却或一次性喷水快速冷却的方式，导致冷却时间过长则表面出现裂纹，冷却时间太短则性能指标达不到要求，使产品淬火过程中的质量难以控制，而同一批次的工件淬火也不均匀，表面硬度也不一致；采用油作为淬火介质虽然可避免开裂，但由于油冷却能力较弱，直径稍大的滚动体经油淬后，表面硬度不够，屈氏体组织超标，显微组织不能满足要求，同时油淬也存在油烟污染和发生火灾的安全隐患；而采用双液方式又需要将工件从一种淬火介质转移到另一中介质，转移过程不免又增加了淬火过程中多种不确定因素，且设备生产成本增高，操作危险性加大。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种提高淬火质量、自动化程度高的用于滚动体的热处理淬火设备。

采用如下技术方案：

一种用于滚动体的热处理淬火设备，包括浸液淬火槽，上卸料导流装置，输运卸料装置，介质循环冷却系统，自动供液系统，检测控制系统，浸液淬火槽为圆桶形结构，顶部设有扇形的前盖体和后盖体，还包括置于升降框架下部的淬火升降料筐，所述淬火升降料筐的筐体为矩形并设有筛孔结构，淬火升降料筐的底面中部设有轴套，升降框架的底部的摆动轴置于该轴套内并与淬火升降料筐活动连接，淬火升降料筐的进料端的外侧设有耳轴，与摆动驱动元件一端连接的摆杆与该耳轴铰接，摆动驱动元件的另一端与升降框架顶部的耳座铰接，升降框架的顶部与升降机构连接。

采用上述技术方案的本实用新型与现有技术相比，有益效果是：

整个淬火过程中淬火升降料筐摆动，冷却速度均匀，淬火硬度一致，提高淬火质量，并通过多种检测装置对滚动体类工件在淬火冷却过程中的冷却强度进行适时控制。

进一步的，本实用新型的优化方案是：

所述升降机构包括固定框架，固定框架为门形结构，固定框架包第一、第二竖杆，第一、第二竖杆的顶端通过第一横杆固接，第一、第二支架的相向侧设有导槽结构，第一、第二支架的底部置于浸液淬火槽内并与浸液淬火槽的底部固接，固定框架的顶部设有升降驱动元件，升降框架通过升降驱动元件与固定框架的连接，升降驱动元件为气缸或油缸。

所述淬火升降料筐一端的两侧设分别设有第一、第二耳轴，第一、第二摆杆的一端分别与第一、第二耳轴铰接，第一、第二摆杆的另一端分别与第一、第二摆动驱动元件的一端固接，第一、第二摆动驱动元件的另一端与升降框架顶部两端的第一、第二耳座铰接，第一、第二耳座与升降框架的第二横杆固接；淬火升降料筐的底面中部两侧设有第一、第二轴套，升降框架的底部的摆动轴置于第一、第二轴套内。

所述升降框架为矩形结构，包括左、右竖杆，左、右竖杆的上端通过第二横杆固接，摆动轴与左、右竖杆的底部通过摆动轴两端的螺母连接，第二横杆的下方设有与左、右竖杆固接的第三横杆；左、右竖杆外侧的上下端分别设有第一、第二、第三、第四导向轮，第一、第二、第三、第四导向轮通过第一、第二、第三、第四导向轮轴与活动框架连接，第一、第二导向轮置于第一支架的导槽内，第三、第四导向轮置于第二支架的导槽内。

所述淬火升降料筐的出料端设有卸料挡板，卸料挡板的下端与升降框架铰接，卸料挡板内侧的上端与卸料驱动元件的一端铰接，卸料驱动元件的一端与卸料耳座铰接，卸料耳座与升降框架的第三横杆固接，卸料驱动元为气缸或油缸。

所述循环冷却系统包括循环泵，循环泵的进口端通过进液管路与冷却换热器的一端连通，循环泵的出口端与过滤器一端连通，过滤器的另一端通过与出液管路浸液淬火槽连通，冷却换热器通过回液管路与浸液淬火槽连通。

所述自动供液系统包括隔膜泵，隔膜泵的进口通过补液进液管路与自动补液槽连通，隔膜泵的出口通过补液出液管路浸液淬火槽的溢流口连通，浸液淬火槽的前盖体设有置于浸液淬火槽内的液位控制装置；自动补液槽设有补液槽进液管路，补液槽进液管路通过电磁阀与自动补液槽连通，自动补液槽设有手动阀和自身液位控制装置。

所述检测控制系统包括检测系统和控制系统，检测系统包括置于淬火升降料筐的第一红外温度检测装置、置于输运卸料装置支架内侧的多个第二、第三红外温度检测装置和置于浸液淬火槽的后盖体的热电偶。

所述输运卸料装置包括输送台，输送台的上方设有喷淋冷却管路，喷淋冷却管路的上方设有多个风冷台；风冷台包括风机，风机通过风机支架与输送台支架固定连接；输送台包括输送台支架，输送台支架的两端设有主动轴和从动轴，主动轴和从动轴之间设有输送带，主动轴的一端通过从动轮和传动件与动力装置的主动轮传动连接；喷淋冷却管路的下部设有多个喷嘴。

所述上卸料导流装置包括上料导流装置和卸料导流装置，上料导流装置包括向内端下方倾斜布置上料导流槽，上料导流槽的外端端置于浸液淬火槽的外侧，内端置于浸液淬火槽的上方，上料导流槽的外端设有摆动式分料器；卸料导流装置包括卸料导流槽，卸料导流槽的外端置于输送台上方，内端置于浸液淬火槽的上方，卸料导流槽向外端下方倾斜布置。

所述浸液淬火槽的槽体为槽体夹层结构，槽体夹层内设有保温材料；浸液淬火槽的前、后盖体分别设有多个加热元件和温度控制元件。

所述摆动驱动元件为气缸或油缸。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型的俯视图。

图3为本实用新型的A-A视图。

图4为本实用新型的B-B视图。

图5为本实用新型的M视图。

图6为本实用新型的N视图。

图7为本实用新型的卸料挡板打开结构示意图。

图8为本实用新型的淬火升降料筐的进料端摆动到最低位置示意图。

图9为本实用新型的淬火升降料筐的进料端摆动到水平位置示意图。

图10为本实用新型的淬火升降料筐的进料端摆动到最高位置示意图。

图中：上卸料导流装置1；上料导流装置1-1；分料器1-1-1；上料导流槽1-1-2；卸料导流装置1-2；卸料导流槽1-2-1；浸液淬火槽2；组合式电加热管2-1；温度表2-2；前盖体2-3；后盖体2-4；溢流孔2-5；保温材料2-6；淬火升降料筐3；第一轴套3-1、第二轴套3-2；第一耳轴3-3；第二耳轴3-4；第一摆杆3-5；第二摆杆3-6；卸料挡板3-7；卸料连杆3-8；筛孔3-9；驱动控制单元4；第一摆动驱动元件4-1；第二摆动驱动元件4-2；卸料驱动元件4-3；介质循环冷却系统5；冷却换热器5-1；过滤器5-2；循环泵5-3；进液管路5-4；出液管路5-5；回液管路5-6；自动供液系统6；补液槽6-1；隔膜泵6-2；补液槽液位控制器6-3；补液槽补液电磁阀6-4；淬火槽液位控制器6-5；补液进液管路6-6；补液出液管路6-7；补液槽进液管路6-8；检测控制系统7；第一红外检测装置7-1；第二红外检测装置7-2 ；第三红外检测装置7-3；热电偶7-4；输运卸料装置8；卸料输送台8-1；输送台支架8-1-1；主动轴8-1-2；从动轴8-1-3；输送带8-1-4；从动轮8-1-5；传动件8-1-6；主动轮8-1-7；动力装置8-1-8；喷淋冷却管8-2；喷嘴8-2-1；风冷台8-3；风冷台支架8-3-1；风机8-3-2；升降机构9；固定框架9-1；第一支架9-1-1；导槽结构9-1-1-1；第二支架9-1-2；第一横杆9-1-3；升降驱动元件9-2；升降框架10；左竖杆10-1、右竖杆10-2；第二横杆10-3；摆动轴10-4；第一导向轮10-5；第二导向轮10-6；第三导向轮10-7；第四导向轮10-8；第一耳座10-9；第二耳座10-10；第三耳座10-11；第三横杆10-12。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步详述本实用新型。

本实施实例的淬火冷却对象为φ60和φ80两种经过锻轧后再次加热至工艺温度的滚动体；淬火周期20min,单次淬火件重量100kg，驱动控制采用气动方式。

本实施例包括包括浸液淬火槽2（图1所示），上卸料导流装置1，输运卸料装置8，介质循环冷却系统5，自动供液系统6，检测控制系统7。浸液淬火槽2为圆桶形结构，浸液淬火槽2顶部设有扇形的前盖体2-3和后盖体2-4。浸液淬火槽2的槽体为槽体夹层结构，槽体夹层内设有保温材料2-6。浸液淬火槽2的前盖体2-3、后盖体2-4分别安装多个组合式电加热管2-1和温度控制元件，浸液淬火槽2的侧面安装温度表2-2。后盖体2-4的边缘设有溢流孔2-5，本实施例以水为淬火介质。

升降机构9（图3所示）的底部置于浸液淬火槽2内，升降机构9包括固定框架9-1，固定框架9-1为门形结构，固定框架9-1包第一竖杆9-1-1、第二竖杆9-1-2，第一竖杆9-1-1、第二竖杆9-1-2的顶端通过第一横杆9-1-3螺栓接，第一、第二竖杆9-1-1、9-1-2的相向侧设有铅垂方向的导槽结构9-1-1-1，第一竖杆9-1-1、第二竖杆9-1-2的底部置于浸液淬火槽2内，第一竖杆9-1-1、第二竖杆9-1-2底部与浸液淬火槽3的底部螺栓连接。固定框架9-1的顶部设有升降驱动元件9-2，升降驱动元件9-2为气缸或油缸，本实施例为气缸，由控制系统按检测信号及要求进行控制。升降驱动元件9-2垂直于第一横杆9-1-3布置，升降驱动元件9-2的缸体通过螺栓与固定框架9-1的第一横杆9-1-3连接。

升降框架10（图3所示）置于固定框架9-1内，升降框架10通过升降驱动元件9-2的活塞杆与固定框架9-1连接。升降框架10为矩形结构，包括左竖杆10-1、右竖杆10-2，左竖杆10-1、右竖杆10-2的上端通过第二横杆10-3螺栓连接，摆动轴10-4的两端设有螺纹，摆动轴10-4的两端置于左竖杆10-1、右竖杆10-2的底部的连接孔内，摆动轴10-4与左竖杆10-1、右竖杆10-2通过摆动轴10-4两端的螺母连接。第二横杆10-4的下方设有与左竖杆10-1、右竖杆10-2固定连接的第三横杆10-12。左竖杆10-1、右竖杆10-2外侧的上下端分别设有第一导向轮10-5、第二导向轮10-6、第三导向轮10-7和第四导向轮10-8，第一导向轮10-5、第二导向轮10-6、第三导向轮10-7和第四导向轮10-8通过第一、第二、第三、第四导向轮轴与活动框架10固定连接，第一导向轮10-5、第二导向轮10-6置于第一竖杆9-1-1的导槽9-1-1-1内，第三导向轮10-7和第四导向轮10-8置于第二竖杆9-1-2的导槽9-1-1-1内。第二横杆10-3的两端设有第一耳座10-9、第二耳座10-10，第一耳座10-9、第二耳座10-10与第二横杆10-3焊接连接，第一耳座10-9、第二耳座10-10位于进料方向。第三横杆10-12的中部设有第三耳座10-11，第三耳座10-11位于出料方向，第三耳座10-11与第三耳座10-1焊接连接。

淬火升降料筐3置于升降框架10下部的，淬火升降料筐10的筐体为矩形并设有筛孔结构3-9，淬火升降料筐10为焊接件。淬火升降料筐10的底面中部两侧设有淬火升降料筐10宽度方向的第一轴套3-1、第二轴套3-2，第一轴套3-1、第二轴套3-2通过立板与淬火升降料筐3的外侧面焊接连接，两侧的立板中间焊接连接板。升降框架10的底部的摆动轴10-1置于第一轴套3-1、第二轴套3-2内，淬火升降料筐3与升降框架10活动连接。淬火升降料筐3的进料端的外侧分别设有第一耳轴3-3、第二耳轴3-4，第一耳轴3-3、第二耳轴3-4与淬火升降料筐3的外侧面焊接连接。第一摆杆3-5、第二摆杆3-6一端分别与第一耳轴3-3、第二耳轴3-4铰接连接，第一摆杆3-5、第二摆杆3-6的另一端分别与第一摆动驱动元件4-1、第二摆动驱动元件4-2的活塞杆螺纹连接，第一摆动驱动元件4-1、第二摆动驱动元件4-2的缸体一端分别与第一耳座10-9、第二耳座10-10通过销轴铰接连接。第一摆动驱动元件4-1、第二摆动驱动元件4-2为气缸或油缸，本实施例为气缸，由控制系统按检测信号及要求进行控制。摆动驱动元件和摆杆螺纹旋合的长度可以调整。淬火升降料筐3的出料端设有卸料挡板3-7，卸料挡板3-7的下端与淬火升降料筐3铰接，卸料挡板3-7内侧的上端与卸料连杆3-8的一端铰接，卸料连杆3-8的另一端与卸料驱动元件4-3的活塞杆螺纹连接，卸料驱动元4-3为气缸或油缸，卸料驱动元件4-3的另一端与第三耳座10-11通过销轴铰接连接，按控制系统的需求打开和关闭卸料挡板3-7。在整个淬火过程中，淬火升降料筐3通过第一摆动驱动元件4-1、第二摆动驱动元件4-2驱动来回摆动，卸料驱动元件4-3与第一摆动驱动元件4-1、第二摆动驱动元件4-2配合做同步反向动作，使滚动体类工件在淬火时来回滚动，保证其冷却速度均匀，淬火硬度一致。在淬火升降料筐6的升降区间设置了浸液快冷位、空冷检测位以及卸料缓冲位3个控制点，由控制系统根据检测反馈信号及工艺要求控制升降淬火料筐3进行循环淬火。

上卸料导流装置1（图1、图2所示）包括上料导流装置1-1和卸料导流装置1-2，上料导流装置1-1包括上料导流槽1-1-2和摆动式分料器1-1-1。上料导流槽1-1-2的一端位于浸液淬火槽2的上方，另一端位于向浸液淬火槽2的外侧，上料导流槽1-1-2向内端下方倾斜布置，保证滚动体类工件能自由滚动，不需要额外传动机构，使用成本低，两端的下表面设有上料导流槽支架，上料导流槽1-1-2的外端设有摆动式分料器1-1-1，摆动式分料器1-1-1用于区分来自两台不同热处理加热炉的滚动体类淬火工件。还可安装物料检测感应器等，以满足不同要求。卸料导流装置1-2包括卸料导流槽1-2-1，卸料导流槽1-2-1一端置于浸液淬火槽2的上方，另一端置于输运卸料装置8的上方。卸料导流槽1-2向外端下方倾斜布置，下表面的两端设有卸料导流槽支架。

输运卸料装置8（图3、图4所示），包括卸料输送台8-1，料输送台8-1的上方设有喷淋冷却管路8-2，喷淋冷却管路8-2的上方设有多个风冷台8-3，风冷台8-3包括风机8-3-2，风机8-3-2通过风冷台支架8-3-1与输送台支架8-1-1固定连接。卸料输送台支架8-1的两端设有主动轴8-1-2和从动轴8-1-3，主动轴8-1-2和从动轴8-1-3分别通过两端的轴承座与卸料输送台支架8-1连接，主动轴8-1-2和从动轴8-1-3之间通过钢质输送带8-1-4传动连接，主动轴8-1-2的一端通过从动轮8-1-5和传动件8-1-6与动力装置8-1-8的主动轮传动8-1-7连接，从动轮8-1-7和主动轮8-1-7为链轮，传动件8-1-6是链条。喷淋冷却管路8-2的下部设有多个喷嘴8-2-1。可选装滚动体类工件淬火后的分选装置，对淬火温度不合格的滚动体进行筛选，并加以回收。

循环冷却系统5（图2所示）包括循环泵5-3，循环泵5-3的进口端通过进液管路5-4与冷却换热器5-1的一端连通，循环泵5-3的出口端与过滤器5-2连通，过滤器5-2的另一端通过与出液管路5-5浸液淬火槽2连通，冷却换热器5-1通过回液管路5-6与浸液淬火槽2连通。循环冷却系统5配合控制系统的检测装置控制淬火介质的温度。

自动供液系统（图2所示）包括隔膜泵6-2，隔膜泵6-2的进口通过补液进液管路6-6与自动补液槽6-1连通，隔膜泵6-2的出口通过补液出液管路6-7与浸液淬火槽2的溢流口连通，浸液淬火槽2的前盖体设有置于浸液淬火槽2内的液位控制装置6-5。自动补液槽6-1设有补液槽进液管路6-8，补液槽进液管路6-8通补液槽补液电磁阀6-4阀与自动补液槽6-1连通，自动补液槽6-1设有手动阀和补液槽液位控制器6-3，用于控制自身液位和及时补充淬火液体。

检测测控制系统7（图1所示）包括检测系统和控制系统，检测系统包括红外温度检测装置和热点偶7-4。红外温度检测装置包括第一、第二、第三红外温度检测装置7-1、7-2、7-3，第一红外温度检测装7-1置于淬火升降料筐3的上部，第二红外检测装置7-2 和第三红外检测装置7-3置于输运卸料装置支架的两内侧，第二红外检测装置7-2 、第三红外检测装置7-3为多个。热电偶7-4的上端与浸液淬火槽2的后盖体2-4螺栓连接，下段置于液淬火槽2内。控制系统对全部冷却过程进行适时监控，并根据需要对淬火温度、淬火时间等进行控制和调整。

淬火方法，实施例1，按如下以下步骤进行：

A、准备阶段

对淬火介质进行量化控制，滚动体类工件加热至加热设定温度930摄氏度至950摄氏度后，经上料导流装置自由滚落到淬火升降料筐内，缓冷至缓冷设定温度800摄氏度至850摄氏度后准备入液淬火。

B、快冷阶段

滚动体类工件入液淬火，浸液后淬火升降料筐来回摆动，保证滚动体类工件冷却均匀，冷却到冷却设定时间10秒后，淬火升降料筐出液。

C、回红阶段

滚动体类工件在空气中回红到回红设定时间15秒后，并通过红外温度检测装置将检测信号适时反馈到检测控制系统，滚动体类工件表面温度回升到超过出水温度50摄氏时再次入液。

D、回淬阶段

重复B、C步骤，直至滚动体类工件出水温度小于或等于出水设定温度500摄氏度，或回红后温升小于温升设定温度20摄氏度。

E、缓冷阶段

滚动体类工件经卸料导流装置，通过风冷和喷淋组合方式对滚动体类工件进行缓冷，滚动体类工件最终达到工艺要求。

\淬火方法，实施例2，按如下以下步骤进行：

A、准备阶段

对淬火介质进行量化控制，滚动体类工件加热至加热设定温度930摄氏度后，经上料导流装置自由滚落到淬火升降料筐内，缓冷至缓冷设定温度850摄氏度后准备入液淬火。