一种复合式钢管淬火设备的制作方法

1.本实用新型属于钢管生产加工技术领域，具体涉及一种复合式钢管淬火设备。


背景技术：

2.目前生产中的主要钢管淬火工艺设备主要有两种：一种是外淋内喷式淬火设备，一种是槽内浸入式钢管淬火设备。
3.外淋内喷式淬火设备是对加热后高速旋转的钢管外壁进行喷淋淬火的同时在管端用高速水流向内壁进行喷水，使得钢管内外壁同时快速冷却，这种工艺主要适用于壁厚值较小的钢管。
4.槽内浸入式钢管淬火设备是将加热后高速旋转的钢管直接完全浸入水中，同时在管端用高速水流向内壁进行喷水，这样也可以达到内外壁同时淬火的目的。这种工艺方式主要适用于壁厚值较大的钢管。存在的主要问题是钢管浸入水中的时候全长方向容易冷却不均匀，经常发生淬火弯曲现象。
5.而且，现有的设备均采用上料斜台使钢管滚动到旋转装置上，容易使热态的钢管表面撞伤，而且可实现的淬火方式单一，只能适用于一种工艺。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种复合式钢管淬火设备，能实现目前钢管的多种淬火工艺。
7.为此，本实用新型提供的技术方案如下：
8.一种复合式钢管淬火设备，包括外淋内喷系统、钢管旋转装置、拨料装置、压紧装置和淬火槽，所述淬火槽进料侧设有水位调节装置和进料装置，所述半浸水槽的出料侧设有下料斜台，所述淬火槽中部设有平台，所述旋转装置和拨料装置均设于平台上，所述拨料装置靠近出料侧且与下料斜台相接，所述拨料装置至少为两台，分别设于旋转装置的两轴端；
9.所述压紧装置设于钢管旋转装置上方，所述钢管旋转装置与压紧装置之间为钢管，所述淬火槽用于与外淋内喷系统配合对钢管淬火。
10.所述进料装置包括支架和吊钩，所述支架的横杆上设有齿条，所述吊钩上连接有丝杠螺母副，所述吊钩顶部与丝杠螺母副的螺母固连，所述丝杠螺母副的丝杠上部设有齿轮，所述齿轮与齿条啮合。
11.所述钢管旋转装置包括电机、双出轴减速机、传动轴、联轴器和旋转支撑轮，所述电机与双出轴减速机连接，所述传动轴为多段，所述双出轴减速机的两个输出轴与传动轴连接，相邻两段传动轴之间设置有联轴器，所述旋转支撑轮安装在传动轴上，所述旋转装置设于支座上，所述支座设于淬火槽的平台上。
12.所述水位调节装置包括水位调节板和液压油缸，所述水位调节板与液压油缸的活动端连接，所述液压油缸上设有位移传感器；
13.所述淬火槽一侧设有豁口和导向板，所述水位调节板设于豁口处，所述导向板上设有导向槽，所述水位调节板侧边设于导向槽内。
14.所述拨料装置包括拨料钩、支撑座和拨料电机，所述拨料钩设于支撑座22上，所述支撑座设于淬火槽的平台上。
15.所述外淋内喷系统外淋喷嘴和内喷喷嘴，所述外淋喷嘴为多个，沿钢管轴向均匀设置，所述内喷喷嘴正对钢管的一端。
16.所述压紧装置包括压爪、连接轴和油缸，所述压爪与油缸之间通过连接轴连接。
17.还包括补水系统，所述补水系统与淬火槽连通。
18.所述淬火槽内设有液位检测装置。
19.本实用新型的有益效果是：
20.本实用新型提供的这种复合式钢管淬火，采用进料装置可以对热态钢管实现上料过程中的轻拿轻放，避免了上料时对钢管的撞击。旋转装置采用电机驱动，与现有的链条传动方案中的支撑轮旋转精确性高，设备维护工作量小。水位调节装置通过带位移传感器的油缸调节水位调节板的升降，精确控制钢管淬火时水槽中的水位，而且可以满足不同淬火工艺的要求，以及不同直径钢管的半浸淬火。
21.本实用新型可以实现钢管的至少两种淬火工艺：外淋内喷、外淋内喷+半浸，可以满足不同规格钢管的淬火需求。外淋内喷适用于壁厚值较小的钢管，外淋内喷+半浸用于难以淬透的厚壁管（钢管外径和壁厚之比小于20的钢管），使钢管在外淋内喷淬火开始的很短时间后开始进行半浸淬火，之后钢管外淋内喷和半浸同时进行淬火，提高了淬火效果。由于浸水淬火时待钢管温度降低后进行半浸淬火，，冷却冷却效率高且均匀，与直接浸浴或外淋内喷相比，钢管的直线度和管端椭圆度得到了较大改善，钢管全长方向的淬火均匀性得到了提高。
22.为让本实用新型的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
附图说明
23.图1是本实用新型的一种实施方式断面图；
24.图2是钢管旋转装置的一种实施方式结构示意图。
25.图中：
26.附图标记说明：
27.1、淬火槽；2、液位检测装置；3、钢管旋转装置；4、旋转支撑轮；5、拨料装置；6、压紧装置；7、外淋内喷系统；8、进料装置；9、吊钩；10、水位调节板；11、水位调节装置；12、液压油缸、13、补水系统、14、电机；15、双出轴减速机；16、传动轴；17、联轴器；18、丝杠；19、横杆；20、平台；21、支座；22、支撑座；23、导向板；24、下料斜台；25、压爪；26、连接轴。
具体实施方式
28.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
29.现参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不
同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
30.除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
31.实施例1：
32.本实施例提供了一种复合式钢管淬火设备，包括外淋内喷系统7、钢管旋转装置3、拨料装置5、压紧装置6和淬火槽1，所述淬火槽1进料侧设有水位调节装置11和进料装置8，所述半浸水槽1的出料侧设有下料斜台24，所述淬火槽1中部设有平台20，所述旋转装置3和拨料装置均设于平台20上，所述拨料装置靠近出料侧且与下料斜台24相接，所述拨料装置至少为两台，分别设于旋转装置3的两轴端；
33.所述压紧装置6设于钢管旋转装置3上方，所述钢管旋转装置3与压紧装置6之间为钢管，所述淬火槽1用于与外淋内喷系统7配合对钢管淬火。
34.工作过程：根据钢管的尺寸规格选择适用的淬火工艺，壁厚值较小的钢管选用外淋内喷系统7淬火，钢管外径和壁厚之比小于20的厚壁管钢管选用外淋内喷系统7和淬火槽1进行淬火。
35.外淋内喷系统7淬火过程：
36.首先通过水位调节装置11将淬火槽1的水位高度调节至钢管旋转装置3上钢管所在位置最低点15cm以下，然后加热后的钢管由进料装置8放在钢管旋转装置3上，钢管随钢管旋转装置3慢慢旋转，转速不大于50r/min，之后压紧装置6在油缸作用下压到旋转的钢管上，钢管开始高速旋转，转速大于80 r/min，外淋内喷系统7向钢管外壁和内壁均匀喷水对钢管进行淬火直至达到淬火时间外淋内喷系统7停止供水，在此过程中，由于水位高度在钢管的淬火工位以下15cm，外淋水、内喷水进入淬火槽1后直接由水位调节装置11顶部溢出，不会使钢管浸入淬火槽1的水中，保证外淋内喷淬火工艺的要求。淬火完成后，压紧装置6松开钢管，通过拨料装置5将钢管拨出淬火工位。钢管由下料斜台24落至垫台，进行下一步工艺。
37.淬火槽1与外淋内喷系统7配合淬火过程：
38.首先根据钢管的尺寸，通过位调节装置将淬火槽1的水位高度调节至与钢管中心平齐的位置，可以保证半浸时钢管在径向有一半左右浸没在淬火槽1的水中；然后加热后的钢管由进料装置8放在钢管旋转装置3上，钢管随钢管旋转装置3慢慢旋转，转速不大于50r/min，之后压紧装置6在油缸作用下压到旋转的钢管上，钢管开始高速旋转，转速大于80 r/min，外淋内喷系统7向钢管外壁和内壁均匀喷水对钢管进行淬火，由于外淋水、内喷水的水不断进入淬火槽1中，淬火槽1中的水位上升到设定的高度，此时外淋内喷淬火与半浸淬火同时进行，直至达到淬火时间外淋内喷系统7停止供水，在此过程中，外淋水、内喷水进入淬火槽1后直接由水位调节装置11顶部溢出，不会使钢管浸入淬火槽1的高度产生变化，保证淬火工艺的要求。
39.本实施例提供的这种复合式钢管淬火设备，可以满足不同淬火工艺的要求。外淋
内喷系统7用于向钢管外壁和内壁均匀喷水对钢管进行淬火，适用于壁厚值较小的钢管；淬火槽1与外淋内喷系统7配合可以使钢管在外淋内喷淬火开始的很短时间后开始进行半浸淬火，之后钢管外淋内喷和半浸同时进行淬火，用于难以淬透的厚壁管。
40.实施例2：
41.在实施例1的基础上，本实施例提供了一种复合式钢管淬火设备，所述进料装置8包括支架和吊钩9，所述支架的横杆19上设有齿条，所述吊钩9上连接有丝杠螺母副，所述吊钩9顶部与丝杠螺母副的螺母固连，所述丝杠螺母副的丝杠18上部设有齿轮，所述齿轮与齿条啮合。如图1所示。
42.电机14带动丝杠18旋转，使螺母带动吊钩9沿丝杠18上下运动。首先，吊钩9向上运动将加热后的钢管吊起，然后齿轮电机14转动使齿轮沿齿条运动至钢管旋转装置3的上方，之后吊钩9向下运动，将钢管轻轻放置钢管旋转装置3上，最后吊钩9沿齿条返回至原位（上料处）。
43.与现有的淬火设备中采用的上料斜台相比，通过齿轮齿条传动机构和螺旋升降传动结构可以对热态钢管实现上料过程中的轻拿轻放，避免了上料时对钢管的撞击。
44.实施例3：
45.在实施例1的基础上，本实施例提供了一种复合式钢管淬火设备，所述钢管旋转装置3包括电机14、双出轴减速机15、传动轴16、联轴器17和旋转支撑轮4，所述电机14与双出轴减速机15连接，所述传动轴16为多段，所述双出轴减速机15的两个输出轴与传动轴16连接，相邻两段传动轴16之间设置有联轴器17，所述旋转支撑轮4安装在传动轴16上（如图2所示），所述旋转装置设于支座21上，所述支座21设于淬火槽的平台20上。
46.该旋转装置采用电机14驱动，与现有的链条传动方案中的支撑轮旋转精确性高，设备维护工作量小。
47.实施例4：
48.在实施例1的基础上，本实施例提供了一种复合式钢管淬火设备，所述水位调节装置11包括水位调节板10和液压油缸12，所述水位调节板10与液压油缸12的活动端连接，所述液压油缸12上设有位移传感器；
49.所述淬火槽1一侧设有豁口和导向板23，所述水位调节板设于豁口处，所述导向板23上设有导向槽，所述水位调节板10侧边设于导向槽内。
50.根据不同的淬火工艺要求，通过液压油缸12进油回油来推动水位调节板10升降运动，将水位调节板10的高度调节到所需高度。对于外淋内喷淬火+半浸淬火工艺来说，将水位调节板10的高度调节到与钢管中心平齐的位置，可以保证半浸时钢管在径向有一半左右浸没在水中，达到对钢管的半浸淬火的目的。其中，导向槽用于对水位调节板10进行上下导向，液压油缸12上设有的位移传感器可以精确控制钢管淬火时水槽中的水位。
51.通过水位调节板10可以使进入淬火槽1的内喷水及外淋水在达到水位调节板10的高度后溢出，从而保证淬火水位稳定。
52.实施例5：
53.在实施例1的基础上，本实施例提供了一种复合式钢管淬火设备，所述拨料装置5包括拨料钩、支撑座22和拨料电机，所述拨料钩设于支撑座22上，所述支撑座22设于淬火槽1的平台20上。
54.如图1所示，在钢管被放置在钢管旋转装置3之前，拨料电机正转从而带动拨料钩向旋转装置一侧旋转，使拨料钩位于淬火工位下方，待钢管淬火完成后，拨料电机反转，使拨料钩向另一侧转动，从而拨动钢管离开钢管旋转装置3。
55.实施例6：
56.在实施例1的基础上，本实施例提供了一种复合式钢管淬火设备，所述外淋内喷系统7外淋喷嘴和内喷喷嘴，所述外淋喷嘴为多个，沿钢管轴向均匀设置，所述内喷喷嘴正对钢管的一端；
57.所述压紧装置6包括压爪25、连接轴26和油缸，所述压爪25与油缸之间通过连接轴26连接。油缸动作，通过连接轴带动压爪将钢管压紧在钢管旋转装置3上，使之更好旋转。
58.当压紧装置6压紧钢管后，内喷喷嘴和外淋喷嘴分别对钢管内壁和外壁均匀喷水对钢管进行淬火，内喷水从钢管的额一端进入，另一端流出。
59.实施例7：
60.在实施例1的基础上，本实施例提供了一种复合式钢管淬火设备，还包括补水系统13，所述补水系统13与淬火槽1连通。
61.对壁厚大的钢管进行外淋内喷淬火+半浸淬火工艺时，要求外淋内喷淬火后4s内要进行半浸淬火，因此对有些厚度特大的钢管，在4s内外淋内喷的水无法使达到半浸淬火的水位要求，需要补水系统13补水实现。
62.实施例8：
63.在实施例1的基础上，本实施例提供了一种复合式钢管淬火设备，所述淬火槽1内设有液位检测装置2。
64.液压油缸12上的位移传感器目的是精确控制钢管淬火时淬火槽1中的水位，但位移传感器在使用一段时间后会出现偏差，因此设置液位检测装置2对位移传感器数值进行校正，保证淬火水位要求。
65.实施例9：
66.本实施例提供了一种复合式钢管淬火方法，包括以下步骤：
67.步骤1）根据钢管的淬火工艺，将水位调节装置11的水位调节板10调节至淬火槽1淬火所需的水位高度，且此时水位低于钢管旋转装置3上钢管所在位置的最低点5
‑
10cm；目的是淬火开始前，避免钢管遇水；
68.步骤2）加热后的钢管被吊钩9提起，之后通过齿条齿轮移动到钢管旋转装置3正上方，然后使吊钩9下降将钢管放在旋转的钢管旋转装置3上，使钢管以不大于50r/min的转速旋转；
69.步骤3）压紧装置6压到旋转的钢管上，然后增大钢管旋转装置3的转速，使钢管以80
‑
120r/min的转速旋转，然后通过外淋内喷系统7或外淋内喷系统7和淬火槽1对钢管进行淬火；
70.步骤4）钢管淬火后外淋内喷系统7停止供水，压紧装置6松开钢管，拨料装置5旋转将钢管拨出淬火工位，完成钢管的淬火。
71.本实用新型可以实现钢管的至少两种淬火工艺：外淋内喷、外淋内喷+半浸，可以满足不同规格钢管的淬火需求。外淋内喷适用于壁厚值较小的钢管，外淋内喷+半浸用于难以淬透的厚壁管（钢管外径和壁厚之比小于20的钢管），使钢管在外淋内喷淬火开始的很短
时间后开始进行半浸淬火，之后钢管外淋内喷和半浸同时进行淬火，提高了淬火效果。由于浸水淬火时，水位上升，冷却过程均匀，钢管温度快速降低，待钢管温度降低后进行半浸淬火，与直接浸浴或外淋内喷相比，钢管的直线度和管端椭圆度得到了较大改善，钢管全长方向的淬火均匀性得到了提高。其中，半浸淬火时钢管在径向有1/3
‑
1/2浸没在水中。
72.对于全浸淬火时不发生弯曲的钢管，可以通过水位调节装置11的水位调节板10将淬火槽1中的水位调节至使钢管全浸的高度。
73.本方法与专利cn201276583y相比，有以下区别：1、开始淬火前，钢管一直随钢管旋转装置3旋转，使钢管冷却均匀，避免淬火前发生弯曲；2、进料装置8通过齿轮齿条传动机构和螺旋升降传动结构可以对热态钢管实现上料过程中的轻拿轻放，避免上料时对钢管的撞击；3、可以实现至少两种钢管的淬火工艺，克服了现有各种淬火工艺的不足，通过液位调节装置可以满足各种规格钢管的淬火需求。
74.实施例10：
75.本实施例提供了一种复合式钢管淬火方法，包括以下步骤：
76.步骤1）根据不同种类、不同规格钢管淬火工艺的要求，使水位调节板10调节到所需要的最高位置，满足不同淬火工艺的要求；以外淋内喷+半浸为例，水位调节至与钢管中心平齐的位置，使半浸时钢管在径向有1/3
‑
1/2浸没在淬火槽1的水中；
77.步骤2）加热后的钢管被升降式吊钩9提起，然后通过齿轮齿条式导轨水平移动到旋转支撑轮4正上方，升降式吊钩9下降将钢管轻轻放在旋转支撑轮44上，升降式吊钩9返回原位；
78.步骤3）钢管在旋转装置旋转支撑轮4上慢速（不大于50r/min）旋转（此前钢管旋转装置3旋转支撑轮4一直在慢速旋转）；
79.步骤4）压紧装置6在油缸作用下压到旋转的钢管上，钢管开始高速（80
‑
120r/min）旋转，外淋内喷系统7向钢管外壁和内壁均匀喷水对钢管进行淬火，由于外淋水、内喷水及补水系统13中的水不断进入淬火槽1中，淬火槽1中的水位上升到设定的高度，达到对钢管的不同工艺的淬火.
80.步骤5）钢管淬火后外淋内喷系统7停止供水，补水系统13关闭，压紧装置6松开钢管，拨料钩旋转将钢管拨出淬火工位，完成当前钢管的淬火工艺。
81.钢管被拨出淬火工位后，水位调节板10下降至低于淬火工位的钢管最低点5
‑
10cm，保证下一根钢管开始淬火工艺之前在旋转支撑轮44上不会浸入水中。
82.本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。