CN103468917A - 一种冶金机车车轮表面淬火冷却装置 - Google Patents

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吕纪武
庞运海
刘宁
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Abstract

本发明提供了一种冶金机车车轮表面淬火冷却装置的技术方案，该方案中所述机架上固定有控制工件转动的旋转机构，该旋转机构包括电动机，电动机连接减速机，减速机的输出轴经齿轮啮合连接传动轴，该传动轴的一端设置有车轮夹紧机构，车轮夹紧机构上设置有待淬火的车轮；所述机架上还设有用于放置工件的筒体，筒体内的一侧固定有能够上下移动的喷水机构，该喷水机构的喷嘴与车轮轮辋部分相平齐。本方案结构简单，操作简便，制造成本低，兼有局部淬火和表面淬火的特点，能实现车轮踏面和车轮内侧面从表面至心部组织和性能的均匀缓慢过渡，可以保证车轮的淬硬层深度，提高了车轮的使用寿命。

Description

一种冶金机车车轮表面淬火冷却装置
技术领域
本发明涉及的是一种淬火冷却装置，尤其是一种对表淬要求淬硬层较深的冶金机车车轮表面淬火冷却装置。
背景技术
目前，冶金机车车轮的热处理工序为关键工序，尤其是车轮踏面表面淬火的质量直接影响到车轮的使用寿命。根据统计和调查，由于车轮质量原因致使冶金机车质量事故频发。由于车轮承受着和导轨之间的滑动摩擦力，车轮踏面和轮缘内侧面要具有一定的耐磨性，为此就要保证踏面及轮缘内侧面的硬度较高；另一方面，车轮承受着所载机车自重及外加的载荷，车轮踏面以下部分应具有一定的韧性和强度，以防止轮辐板及轮缘发生变形，所以辐板部位应具有一定的韧性和强度；而现行的冶金机车车轮的制作，主要依靠中高频淬火机床，由于受频率限制，车轮的冷却深度达不到设计要求（深度20mm处硬度不小于260HB），而且淬火后的车轮容易产生车轮径向方向梯度大的问题，表面均匀性较差，导致淬火质量不好，从而影响到车轮的正常使用,这是现有技术所存在的不足之处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种冶金机车车轮表面淬火冷却装置的技术方案，该方案结构简单，操作简便，制造成本低，实现了淬火过程中车轮从踏面向内部逐渐冷却，既提高了车轮踏面硬度，又改善了车轮辐板及内孔的综合性能，提高了车轮的整体性能及表面的耐磨性能。
本方案是通过如下技术措施来实现的：一种冶金机车车轮表面淬火冷却装置，包括机架，本方案的特点是：所述机架上固定有控制工件转动的旋转机构，该旋转机构包括电动机，电动机连接减速机，减速机的输出轴经齿轮啮合连接传动轴，该传动轴的一端设置有车轮夹紧机构，车轮夹紧机构上设置有待淬火的车轮；所述机架上还设有用于放置工件的筒体，筒体内的一侧固定有能够上下移动的喷水机构，该喷水机构的喷嘴与车轮轮辋部分相平齐。
本方案的特点还有，所述减速机的输出轴连接锥齿轮轴，锥齿轮轴上的锥齿轮与传动轴上的伞齿轮啮合带动传动轴旋转；所述减速机的输出轴与锥齿轮轴之间通过联轴器连接；所述锥齿轮轴的轴线与传动轴的轴线垂直；所述传动轴的上端和下端均通过轴承与固定在机架上；所述车轮夹紧机构为三爪卡盘，该三爪卡盘通过键固定在传动轴的一端；所述三爪卡盘和车轮均位于筒体内；所述的喷水机构包括固定在筒体内的喷嘴架，喷嘴架上螺纹连接有夹紧块，该夹紧块内设置有喷水管，喷水管与所述喷嘴连通。
本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知：该方案包括机架，所述机架上固定有控制工件转动的旋转机构，该旋转机构包括电动机，电动机连接减速机，减速机的输出轴经齿轮啮合连接传动轴，该传动轴的一端设置有车轮夹紧机构，车轮夹紧机构上设置有待淬火的车轮；所述机架上设有用于放置工件的筒体，筒体内的一侧固定有能够上下移动的喷水机构，该喷水机构的喷嘴与车轮轮辋部分相平齐。该方案结构简单，操作简便，喷水淬火过程中，电动机带动工件旋转，同时调整喷水机构对工件喷水进行冷却，冷却完毕后，放入回火炉整体回火，车轮是从踏面向内部逐渐冷却，这样既提高了踏面的硬度，又改善了车轮辐板及内孔的综合性能，最主要的是从车轮表面开始往内部硬度梯度均匀降低，从而提高了车轮的整体性能及表面的耐磨性能。由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
  图1为本发明具体实施方式的结构示意图。
图中，1为喷水管，2为喷嘴，3为三爪卡盘，4为传动轴，5为车轮，6为筒体，7为电动机，8为减速机，9为联轴器，10为锥齿轮轴，11为锥齿轮，12为伞齿轮，13为轴承，14为机架，15为喷嘴架，16为夹紧块。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。
通过附图可以看出，本方案的一种冶金机车车轮表面淬火冷却装置，包括机架14，所述机架14上固定有控制工件转动的旋转机构，该旋转机构包括电动机7，电动机7连接减速机8，减速机8的输出轴通过联轴器9连接锥齿轮轴10，锥齿轮轴10上的锥齿轮11与传动轴4上的伞齿轮12啮合带动传动轴4旋转，实现了动力由电动机7传递给传动轴4。锥齿轮轴10的轴线与传动轴4的轴线垂直，传动轴4的上端和下端均通过轴承13固定在机架14上，因此传动轴4能够灵活的旋转，保证了淬火的均匀性。
传动轴4的一端设置有车轮夹紧机构，车轮夹紧机构为三爪卡盘3，三爪卡盘3通过键固定在传动轴4上，车轮夹紧机构上固定有待淬火的车轮5，三爪卡盘3能将车轮5可靠的固定住，防止喷水淬火过程中工件的晃动所带来的淬火不均匀性问题。
所述机架14上设有用于放置工件的筒体6，三爪卡盘3和车轮5均位于筒体6内，车轮5在筒体6内旋转，避免了喷水淬火时水的外溅；筒体6内的一侧固定有能够上下移动的喷水机构，该喷水机构的喷嘴2与车轮5轮辋部分相平齐。所述喷水机构包括固定在筒体6内的喷嘴架15，喷嘴架15上螺纹连接一夹紧块16，该夹紧块16内设置一喷水管1，喷水管1与所述喷嘴2连通，可以根据需要对喷嘴2的高低位置进行调节。
本方案的具体操作过程为：将待淬火的车轮5放置在三爪卡盘3上，用长柄扳手进行固定；启动电动机7，电动机7经减速机8带动锥齿轮轴10旋转，锥齿轮轴10的锥齿轮11与伞齿轮12啮合使传动轴4旋转，并带动车轮5一起旋转；打开喷嘴2开关并调整水流速度对工件进行冷却，工件充分冷却后转回火工序。根据车轮5直径大小来设定电动机7的转速，根据车轮5宽度来调节喷嘴2的高度，同时控制好冷却时间，保证整个车轮5淬火后能获得较高的力学性能。
上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种冶金机车车轮表面淬火冷却装置，包括机架，其特征是：所述机架上固定有控制工件转动的旋转机构，该旋转机构包括电动机，电动机连接减速机，减速机的输出轴经齿轮啮合连接传动轴，该传动轴的一端设置有车轮夹紧机构，车轮夹紧机构上设置有待淬火的车轮；所述机架上还设有用于放置工件的筒体，筒体内的一侧固定有能够上下移动的喷水机构，该喷水机构的喷嘴与车轮轮辋部分相平齐。
2.根据权利要求1所述的冶金机车车轮表面淬火冷却装置，其特征是：所述减速机的输出轴连接锥齿轮轴，锥齿轮轴上的锥齿轮与传动轴上的伞齿轮啮合带动传动轴旋转。
3.根据权利要求2所述的冶金机车车轮表面淬火冷却装置，其特征是：所述减速机的输出轴与锥齿轮轴之间通过联轴器连接。
4.根据权利要求2所述的冶金机车车轮表面淬火冷却装置，其特征是：所述锥齿轮轴的轴线与传动轴的轴线垂直。
5.根据权利要求1所述的冶金机车车轮表面淬火冷却装置，其特征是：所述传动轴的上端和下端均通过轴承固定在机架上。
6.根据权利要求1所述的冶金机车车轮表面淬火冷却装置，其特征是：所述车轮夹紧机构为三爪卡盘，该三爪卡盘通过键固定在传动轴的一端。
7.根据权利要求1或6所述的冶金机车车轮表面淬火冷却装置，其特征是：所述三爪卡盘和车轮均位于筒体内。
8.根据权利要求1所述的冶金机车车轮表面淬火冷却装置，其特征是：所述的喷水机构包括固定在筒体内的喷嘴架，喷嘴架上螺纹连接有夹紧块，该夹紧块内设置有喷水管，喷水管与所述喷嘴连通。
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