車軸管淬火工具機的製作方法

2023-10-10 12:07:59 2

專利名稱：車軸管淬火工具機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及車軸管熱處理技術，具體涉及一種車軸管淬火工具機。
背景技術：
傳統的車軸管淬火方式很簡單，是將紅熱工件放到輥道上，橫向、斜向或縱向放入水中冷卻進行淬火，存在很多缺點，根本不能滿足使用要求。淬火的不均勻性，在工件的全長方向上及內外表面上的硬度差別非常大，非常不均勻。車軸管內部冷卻強度不夠，有時根本淬不上火。以上缺點嚴重影響其疲勞強度和使用壽命。

實用新型內容本實用新型提供了一種車軸管淬火工具機，以解決背景技術存在的技術問題。本實用新型的技術方案如下一種車軸管淬火工具機，包括與加熱爐相連的出爐輥道、與回火爐相連的入爐輥道、設置在出爐輥道與入爐輥道之間的淬火裝置；所述淬火裝置包括翻轉控水輥道、用以將翻轉控水輥道旋轉傾斜的翻轉控水輥道旋轉裝置、將車軸管從翻轉控水輥道翻轉至淬火工位的惠斯頓機構、設置在淬火工位上方的外淋水幕機構、設置在淬火工位水平方向兩側的夾持旋轉機構和內噴系統；所述翻轉控水輥道的兩端分別與出爐輥道和入爐輥道相接；所述夾持旋轉機構包括兩個中空的夾持頭以及相應的夾持頭旋轉裝置和夾持頭進給裝置，所述夾持頭的兩端分別與內噴系統的進水裝置和出水裝置相連，高壓水由進水裝置噴入車軸管內孔、經出水裝置流出。上述外淋水幕機構可以採用這種形式包括持續供水的水箱、擋水板和頂部具有長豁口的集水罩，水箱溢流形成水幕提供外淋水，擋水板設置於車軸管工件上方用以調整水幕位置；所述長豁口與水淬中心線位置相一致，集水罩位於擋水板與車軸管工件之間使水幕能夠通過所述長豁口淋於車軸管工件上。上述夾持頭可以是由氣壓裝置提供動力實現對車軸管工件的夾持、軸向拉伸或者鬆脫，夾持頭旋轉裝置採用調速電機帶動傳動軸再通過鏈輪鏈條帶動夾持頭夾持車軸管工件同軸轉動。上述調速電機優選交流變頻調速減速電機。上述內噴系統最好持續供水，內噴系統分為主路和旁路，其中，車軸管內孔所在的水路作為內噴系統的主路，所述旁路用以在內噴間歇時持續供水的水流避開車軸管回流至車間外回水池。上述外淋水幕機構的水箱可以由進水箱、穩水槽和溢水槽組成，水量可調；外淋水幕機構還包括調水板以調節水箱溢流形成均勻的水幕並定時準確地淋到工件上。[0017]上述翻轉控水輥道的兩端可以設置有用以限位車軸管的可調定位擋板。上述翻轉控水輥道旋轉裝置還包括用以防止車軸管傾斜時滑落的帶孔定位擋板。本實用新型具有以下優點(I)淬火馬氏體量明顯多於目前水淬裝置淬火的水平；(2)沿鋼管壁厚均勻的長度上硬度均勻一致；(3)淬火後彎曲度不大於目前水淬裝置淬火的水平；經適當工藝參數的回火後，得到均勻的回火索氏體組織，性能遠遠高於以前的淬火工藝方法。

圖I為本實用新型的車軸管熱處理系統結構示意圖。圖2為圖I中A-A的剖視圖(惠斯頓機構行程示意)。圖3為圖I中B-B的剖視圖(水淬裝置的結構示意圖)。附圖標號說明I-車軸管(工件)；2_夾持旋轉機構；21、22_兩端的夾持頭；3_惠斯頓機構；4-車軸管進出工位/翻轉控水工位；5_淬火(水淬)工位；6_車軸管運轉工位；7_翻轉控水輥道；8_擋水板；9_水箱；10_水眷；11~地面；12_回水池。
具體實施方式
本實用新型的車軸管熱處理系統包括以下幾個部分。(I)出爐輥道及翻轉控水輥道出爐輥道及翻轉控水輥道與加熱爐爐內出料輥道同一標高，採用現有傳動方式和零備件尺寸。紅熱工件從加熱爐出來溫度約900°C，從出爐輥道運行到翻轉控水輥道7適當位置停止，位置可調。車軸管在翻轉控水輥道7上的停止位置是淬火裝置縱向中心線的對中位置，正負偏差不超過20毫米，以保證後續工序的準確定位，在輥道的終端設置有可調整位置的定位擋板。工件的停止位置的調整可通過調整定位擋板的位置來實現。當更換產品的品種規格時由於工件長度發生變化，需要調整輥道上的定位擋板的位置，以保證工件能夠停止在水淬裝置縱向中心線的對中位置。之後工件送到水淬工位進行水淬。水淬後再由惠斯頓機構送回到翻轉控水輥道。當水淬後的工件重新返回到翻轉控水輥道後，惠斯頓機構繼續轉動與工件脫開並退出，翻轉控水輥道在氣缸的驅動下開始翻轉大約45度角，輥道低端有帶孔定位擋板，將工件擋住防止其滑落水中，工件內的水可以從擋板的孔中流出。控水約10秒鐘後，輥道迴轉放平，將工件從翻轉控水輥道送入回火爐入爐輥道。(2)惠斯頓機構紅熱工件在翻轉控水輥道停穩後，惠斯頓機構進給動作，將工件託起送到水淬工位停止，惠斯頓機構配變頻調速減速電機，變頻可調已實現緩起、慢落、快轉移以減少衝擊和震動，同時還可以調整轉移速度以適應生產節奏的變化。惠斯頓機構要求其停止位置準確，特別是在水淬工位，工件的上下位置偏差不能超過5毫米，因此惠斯頓機構還配有光電編碼器，以保證其停止位置準確，其停止位置在自動控制系統中可以調整設定，在更換產品的品種規格時，由於工件的中間段的截面形狀大小及粗細不同，惠斯頓機構的轉臂V型口託住的是車軸管的中間段，因此工件在V型口上的中心高會發生變化，即在水淬工位的高度位置會發生偏差，這時可以通過調整惠斯頓機構在水淬工位的停止位置來調整工件在水淬工位的高度位置，以保證其準確停止在水淬中心線上。惠斯頓機構將工件託起送到水淬工位後停止，水淬工位兩端的夾持旋轉機構進給，將工件夾持住，惠斯頓機構繼續轉動與工件脫開，停止在最低點位置等待進入下一個工作循環。當水淬結束後工件停止轉動，這時進惠斯頓機構反向進給動作，將水淬後的工件託住，兩端的夾持旋轉機構再次動作，與工件脫開並退出，惠斯頓機構繼續轉動，將工件託起送回到翻轉控水輥道，(3)淬火裝置水淬是採用特定的機構將工件兩端夾持、旋轉並且軸向拉伸及外淋、內噴。外淋與內噴系統的設計是水淬裝置的核心。外淋系統的水箱9由進水箱、穩水槽、和溢水槽組成，間歇供水，水的流量可調。內噴系統採用夾持旋轉機構的中心孔噴出高壓水，內噴壓力和水量可調，既適用了不同規格的軸管。內噴供水系統由主路和旁路組成，不噴射時水走旁路，能實現快速關閉、快速開啟的功能，確保軸管淬透質量。當惠斯頓機構將工件送到水淬工位停止後，水淬工位兩端的夾持旋轉機構進給，將工件夾持住，惠斯頓機構繼續轉動與工件脫開退出，夾持旋轉機構帶動工件旋轉並給工件一定的軸向拉伸張力，同時上部集水罩下落將工件罩住，夾持旋轉機構對工件進給時的推力、夾持力、拉伸張力及旋轉速度可調。當轉動達到一定速度後，上部擋水板8移開，水幕下落到水淬中心線位置，通過集水罩上部中間的長豁口落到旋轉工件上開始水淬，同時一側的夾持旋轉機構的中心孔開始向車軸管內孔噴高壓水，經另一側的夾持旋轉機構的中心孔噴出，並回流到車間外回水池。外淋內噴一定時間(不長於20秒)後停止，其溫度降到200°C以下，工件逐漸減速並停止轉動，停到指定圓周位置，這時上面的水幕停止，擋水板移動關閉，工件上面的集水罩向上拉起，之後出料惠斯頓機構進給，將軸管託住，同時兩端的夾持旋轉機構再次動作與車軸管脫開並退出，之後出料惠斯頓機構將車軸管託起送到翻轉控水輥道。夾持旋轉機構在工件兩端布直，可以軸向移動，夾持或鬆脫車軸管；夾持工件後給予一定軸向拉伸張力，以上動作都通過氣壓裝置實現。夾持旋轉機構還可帶動工件轉動，車軸管通過一臺交流變頻調速減速電機帶動兩端的夾持機構旋轉。夾持旋轉機構的夾持頭採用氣動夾緊彈簧自動回位鬆開，夾持頭進給及退回採用氣動動作，轉動採用電機帶動傳動軸通過鏈輪鏈條傳動帶動夾持旋轉機構旋轉，兩側夾持頭同用一根軸傳動，以保證兩側夾持頭同步轉動。內噴水由外界引入，壓力0. 8MPa，由閥門控制其定時開停；外淋水由上部水箱溢流形成水幕來實現，水箱上設有調水板和擋水板，以保證形成均勻的水幕並定時準確地淋到工件上，水箱外淋水也採用間歇供水方式，以減少水的循環量和降低能耗，當不淋水時水箱內滿水但不溢流，不形成水幕，當工件到位要進行水淬時，水箱應提前供水形成水幕，當水幕穩定均勻後，擋水板再移開，使水幕準時均勻地淋到工件上，外淋結束後，水箱停止供水溢流，水幕消失。外淋水來水由閥門控制，定時開關。外淋內噴水的水量水壓及噴淋時間可調。夾持旋轉機構的夾持頭應配多種規格，與對應不同品種規格的工件相配套，當水、淬生產線更換產品規格品種時，夾持旋轉機構應相應進行調整，包括更換對應的夾持頭和調整夾持旋轉機構在下部滑道的停止位置。(4)供水及水處理系統[0043]由於生產效率的提高；淬火熱交換量的增加，噴淋水的溫度會不斷升高，為保證水淬裝置的噴淋水溫度控制在40度以內，水淬裝置在室外設有水處理系統，將水淬裝置回水池的水引出到室外進行強制循環冷卻、並且進行清潔處理，包括沉降、過濾、清汙及除渣，之後再經高壓泵加壓打回到室內的水淬裝置，進行循環利用。水淬裝置的水處理系統設置有相應的旋流池、沉降池、泵站及涼水塔裝置。另外， 水淬裝置的運動機構設備全部採用幹油潤滑，各滑動運轉部位設潤滑點，由管路連接，系統設幹油潤滑總站，對各潤滑點自動供油潤滑。本實用新型的車軸管熱處理方法包括以下環節(I)上料車軸管從加熱爐出來，經出爐輥道到迴轉控水輥道，在適當位置定位停止，之後惠斯頓機構將車軸管託起，送到水淬工位。(2)水淬車軸管到達水淬工位後，水淬工位兩端的夾持旋轉機構進給，將車軸管兩端夾持定位，之後惠斯頓機構脫開退出，夾持旋轉機構開始帶動車軸管旋轉並給車軸管施加一定的軸向拉伸的張力，當車軸管達到一定轉速後，噴淋機構的擋水板移開，水幕下落到車軸管處開始對其進行外噴淋，同時一側的旋轉夾持機構的中心孔開始向車軸管內孔噴高壓水，經另一側的旋轉夾持機構的中心孔噴出，並回流到車間外回水池。淬火的工藝要求①淬火馬氏體量明顯多於目前水淬裝置淬火的水平沿鋼管壁厚均勻的長度上硬度均勻一致；③淬火後彎曲度不大於目前水淬裝置淬火的水平。(3)出料車軸管外淋內噴一定時間(不長於20秒)後停止，其溫度降到200°C以下，車軸管減速並停止轉動，停到指定圓周位置，惠斯頓機構反向進給，將軸管託住，同時兩端的旋轉夾持機構再次動作與車軸管脫開並退出，之後惠斯頓機構將車軸管託起送回到翻轉控水輥道。(4)車軸管控水水淬後的車軸管回到迴轉控水輥道後，惠斯頓機構脫開退出，之後翻轉控水輥道翻轉一定角度(約45度)將車軸管內部殘餘的冷卻水控出來，約10秒鐘後翻轉控水輥道迴轉放平。(5)離開車軸管控水結束後，離開迴轉控水輥道，進入回火爐。經回火後，得到均勻的回火索氏體組織，XCQ16-1的屈服強度彡690MPa，延伸率 ^ 20%,晶粒度優於ASTM5。5級。當生產過程中更換車軸管品種規格時，可通過調整進惠斯頓機構停止位置高度、 調整水淬工位兩端的旋轉夾持機構的進給位置及更換旋轉夾持機構的夾持頭來實現車軸管品種規格的更換，快速便捷。車軸管淬火工具機(水淬裝置)在室外設有水處理系統，將水淬的冷卻水進行循環冷卻及清潔處理，以便循環利用。經適當工藝參數的回火後，得到均勻的回火索氏體組織，XCQ16-1(出口產品)的屈服強度彡690MPa，延伸率彡20%，晶粒度優於ASTM5。5級。性能遠遠高於以前的淬火工藝方法。
權利要求1.一種車軸管淬火工具機，其特徵在於包括與加熱爐相連的出爐輥道、與回火爐相連的入爐輥道、設置在出爐輥道與入爐輥道之間的淬火裝置；所述淬火裝置包括翻轉控水輥道、用以將翻轉控水輥道旋轉傾斜的翻轉控水輥道旋轉裝置、將車軸管從翻轉控水輥道翻轉至淬火工位的惠斯頓機構、設置在淬火工位上方的外淋水幕機構、設置在淬火工位水平方向兩側的夾持旋轉機構和內噴系統；所述翻轉控水輥道的兩端分別與出爐輥道和入爐輥道相接；所述夾持旋轉機構包括兩個中空的夾持頭以及相應的夾持頭旋轉裝置和夾持頭進給裝置，所述夾持頭的兩端分別與內噴系統的進水裝置和出水裝置相連，高壓水由進水裝置噴入車軸管內孔、經出水裝置流出。
2.根據權利要求I所述的車軸管淬火工具機，其特徵在於所述外淋水幕機構包括持續供水的水箱、擋水板和頂部具有長豁口的集水罩，水箱溢流形成水幕提供外淋水，擋水板設置於車軸管工件上方用以調整水幕位置；所述長豁口與水淬中心線位置相一致，集水罩位於擋水板與車軸管工件之間使水幕能夠通過所述長豁口淋於車軸管工件上。
3.根據權利要求I所述的車軸管淬火工具機，其特徵在於所述夾持頭由氣壓裝置提供動力實現對車軸管工件的夾持、軸向拉伸或者鬆脫，夾持頭旋轉裝置採用調速電機帶動傳動軸再通過鏈輪鏈條帶動夾持頭夾持車軸管工件同軸轉動。
4.根據權利要求3所述的車軸管淬火工具機，其特徵在於所述調速電機為交流變頻調速減速電機。
5.根據權利要求I所述的車軸管淬火工具機,其特徵在於所述內噴系統持續供水，內噴系統分為王路和芳路，其中，車軸管內孔所在的水路作為內嗔系統的王路，所述芳路用以在內噴間歇時持續供水的水流避開車軸管回流至車間外回水池。
6.根據權利要求2所述的車軸管淬火工具機，其特徵在於外淋水幕機構的水箱由進水箱、穩水槽和溢水槽組成；外淋水幕機構還包括調水板以調節水箱溢流形成均勻的水幕並定時準確地淋到工件上。
7.根據權利要求I所述的車軸管淬火工具機，其特徵在於翻轉控水輥道的兩端設置有用以限位車軸管的可調定位擋板。
8.根據權利要求I所述的車軸管淬火工具機，其特徵在於所述翻轉控水輥道旋轉裝置還包括用以防止車軸管傾斜時滑落的帶孔定位擋板。
專利摘要本實用新型提供了一種車軸管淬火工具機，以解決背景技術存在的技術問題。該車軸管淬火工具機，包括設置於水淬工位的夾持旋轉機構、外淋系統和內噴系統；所述夾持旋轉機構在車軸管工件的兩端分別設置有夾緊頭，夾緊頭由氣壓裝置提供動力實現對車軸管工件的夾持、軸向拉伸或者鬆脫，夾持旋轉機構採用調速電機帶動傳動軸再通過鏈輪鏈條帶動夾緊頭夾持車軸管工件同軸轉動。應用本實用新型進行水淬，(1)淬火馬氏體量明顯多於目前水淬裝置淬火的水平；(2)沿鋼管壁厚均勻的長度上硬度均勻一致；(3)淬火後彎曲度不大於目前水淬裝置淬火的水平；經適當工藝參數的回火後，得到均勻的回火索氏體組織，性能遠遠高於以前的淬火工藝方法。
文檔編號C21D1/667GK202359162SQ20112046221
公開日2012年8月1日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者姚強, 秦佩 申請人:姚強, 秦佩