CN114262768A - 一种用于火焰表面淬火的恒温加热设备及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于火焰表面淬火的恒温加热设备及控制方法，其包括淬火池和安装于淬火池内的旋转工作台，还包括用于驱动旋转工作台升降的升降装置、用于对金属工件进行煅烧加工的喷枪装置、安装于淬火池顶部用于检测金属工件温度的温度传感器以及控制***；喷枪装置包括安装于淬火池顶部的升降架、用于驱动升降架沿水平方向移动的横移组件、沿竖向滑移连接于升降架的升降体、安装于升降体上的火焰发生器、用于驱动升降体沿竖向移动的升降组件、用于驱动火焰发生器的角度发生改变的转动组件以及安装于火焰发生器靠近金属工件一端的测距传感器。在金属工件转动的过程中，本申请具有能够使煅烧设备与金属工件各个侧壁的距离保持恒定的效果。

Description

一种用于火焰表面淬火的恒温加热设备及控制方法

技术领域

本申请涉及火焰表面淬火的技术领域，尤其是涉及一种用于火焰表面淬火的恒温加热设备及控制方法。

背景技术

火焰表面淬火是一种用于对金属工件的表面进行热处理的工艺，其主要用来使金属工件的表面及内部得到不同的组织和性能，从而提高金属工件工作部位的硬度和耐磨性能。

但是，目前的火焰表面淬火工艺仍存在有不足之处。例如，采用手工设备进行淬火的过程中，操作人员仅能通过经验对金属工件的表面进行煅烧，在金属工件转动的过程中，难以保证其使用的手工设备与金属工件的各个侧壁的距离保持恒定。而且，即使是现有的淬火机床也难以保证煅烧设备与金属工件各个侧壁的距离保持恒定。因此，容易出现金属工件被过烧或者加热不足的问题。

发明内容

本申请提供一种用于火焰表面淬火的恒温加热设备及控制方法，在金属工件转动的过程中，能够使煅烧设备与金属工件各个侧壁的距离保持恒定。

本申请提供的一种用于火焰表面淬火的恒温加热设备及控制方法，采用如下的技术方案：

一方面：

一种用于火焰表面淬火的恒温加热设备，包括淬火池和安装于淬火池内的旋转工作台，还包括用于驱动旋转工作台升降的升降装置、用于对金属工件进行煅烧加工的喷枪装置、安装于淬火池顶部用于检测金属工件温度的温度传感器以及控制***；所述喷枪装置包括安装于淬火池顶部的升降架、用于驱动升降架沿水平方向移动的横移组件、沿竖向滑移连接于升降架的升降体、安装于升降体上的火焰发生器、用于驱动升降体沿竖向移动的升降组件、用于驱动火焰发生器的角度发生改变的转动组件以及安装于火焰发生器靠近金属工件一端的测距传感器；所述旋转工作台、升降装置、温度传感器、横移组件、火焰发生器、升降组件、转动组件以及测距传感器均与控制***连接。

通过采用上述技术方案，当金属工件被固定在旋转工作台上后，旋转工作台带动金属工件在转动的过程中，测距传感器实时检测火焰发生器与金属工件的侧壁之间的距离，控制***接收测距传感器发送的距离信号，实时控制横移组件工作，从而使火焰发生器与金属工件的各个侧壁之间的距离保持恒定，进而便于对金属工件的各个侧壁进行均匀煅烧，同时，控制***控制转动组件工作，实时调节火焰发生器转动的角度，从而便于对金属工件在水平方向上和竖直方向上均能均匀受热，温度传感器实时检测金属工件的温度，从而使金属工件的各个侧壁保持受热均匀，以此解决金属工件被过烧或者加热不足的问题。

作为优选，所述转动组件包括转体一和转体二，所述转体一包括水平安装于升降体端部的旋转电机一和固定连接于旋转电机一输出轴的连接板，所述转体二包括竖直安装于连接板内的旋转电机二，所述旋转电机二的输出轴与火焰发生器的底壁连接；所述旋转电机一和旋转电机二均与控制***连接。

通过采用上述技术方案，控制***控制转体一转动，从而便于对金属工件的竖直方向的侧壁进行煅烧；控制***控制转体二转动，从而便于对金属工件的水平方向的侧壁进行煅烧；因此，便于使金属工件的各个侧壁均匀受热。

作为优选，所述升降组件包括升降伺服油缸和升降直线导轨副，所述升降伺服油缸竖直安装于升降架的顶部，且所述升降伺服油缸的活塞杆端铰接于升降体的侧壁，所述升降直线导轨副沿竖向安装于升降架和升降体相对的侧壁，所述升降伺服油缸与控制***连接；所述升降架上还安装有控制升降体行程的限位组件。

通过采用上述技术方案，控制***控制升降伺服油缸工作，升降伺服油缸工作驱动升降体沿竖向移动，从而便于调整火焰发生器的高度，进而便于使火焰发生器对准金属工件的侧壁，升降直线导轨副便于对升降体进行导向，从而提高升降体升降时的稳定性，限位组件便于对升降体进行限位，从而便于控制升降体移动的行程。

作为优选，所述限位组件包括限位开关一和限位开关二，所述限位开关一安装于升降架的底端，所述限位开关二安装于升降架的顶端，所述限位开关一和限位开关二均与控制***连接。

通过采用上述技术方案，限位开关一和限位开关二便于检测到升降体在竖直方向上处于最大行程处时，向控制***输出限位信号，控制***接收限位信号输出停止信号，升降伺服油缸接收停止信号停止工作。

作为优选，所述横移组件包括横移座、横移油缸座、横移直线导轨副以及横移伺服缸，所述横移座安装于淬火池的顶部且沿水平方向延伸，所述横移油缸座固定连接于升降架的底端，所述横移伺服缸的缸体安装于横移座靠近淬火池的外侧的一端，所述横移伺服缸的活塞杆向淬火池的中部延伸且固定连接于横移油缸座的侧壁，所述横移直线导轨副沿水平方向安装于横移座和横移油缸座相对的侧壁，所述横移伺服缸与控制***连接。

通过采用上述技术方案，控制***驱动横移伺服缸工作，横移伺服缸工作驱动横移油缸座沿水平方向移动，横移油缸座移动带动升降架沿水平方向移动，从而便于调节火焰发生器的端口与金属工件之间的距离，横移直线导轨副便于对横移油缸座进行导向，从而提高了横移油缸座移动时的稳定性。

作为优选，所述横移伺服缸的缸体铰接于横移座靠近淬火池的外侧的一端，所述横移伺服缸的活塞杆与横移油缸座的侧壁铰接。

通过采用上述技术方案，横移油缸座、横移直线导轨副以及横移伺服缸在安装的过程中可能会有误差，横移伺服缸的缸体铰接于横移座靠近淬火池的外侧的一端，横移伺服缸的活塞杆与横移油缸座的侧壁铰接，便于使横移油缸座与横移直线导轨副对准，便于安装和调节误差。

作为优选，所述旋转工作台包括旋转台、用于安装旋转台的升降板以及用于驱动旋转台转动的驱动组件；所述升降装置包括支撑柱、双出轴油缸、收紧轮一、收紧轮二以及牵引绳，所述支撑柱设置有两个，且两个所述支撑柱间隔设置于淬火池内的两侧，所述支撑柱竖直设置，所述收紧轮一安装于双出轴油缸的活塞杆端，所述收紧轮二安装于升降板的端部，所述淬火池的內底壁安装有换向轮一，所述支撑柱的顶端安装有换向轮二，所述牵引绳的一端固定连接于收紧轮一，所述牵引绳的另一端依次穿过换向轮一、换向轮二且固定连接于收紧轮二，所述双出轴油缸与控制***连接。

通过采用上述技术方案，控制***控制双出轴油缸工作，双出轴油缸工作时其两端的活塞杆移动便于拉动牵引绳，换向轮一和换向轮二便于对牵引绳进行换向和支撑，从而便于使牵引绳处于绷紧的状态，进而降低了牵引绳在移动的过程中与升降板发生摩擦的概率，以此便于对牵引绳进行保护，牵引绳在移动的过程中，便于改变升降板的高度，从而改变旋转台的高度。

作为优选，所述驱动组件包括马达、转轴、传动轴、传动齿轮一以及传动齿轮二，所述转轴转动连接于升降板，所述转轴竖直设置且顶端固定连接于旋转台底部的中心位置，所述传动轴转动连接于升降板，所述传动轴位于转轴的一侧，所述马达安装于升降板内，且所述马达的输出轴与传动轴的底端固定连接，所述传动轴的顶端延伸至升降板的外侧且与传动齿轮一固定连接，所述传动齿轮二套设固定于转轴的侧壁，所述传动齿轮一与传动齿轮二啮合，所述马达与控制***连接。

通过采用上述技术方案，控制***控制马达工作，马达工作驱动传动轴转动，传动轴转动驱动传动齿轮一转动，传动齿轮一转动驱动传动齿轮二转动，传动齿轮二转动驱动转轴转动，转轴转动驱动旋转台转动，旋转台转动带动金属工件转动，从而便于火焰发生器对金属工件的各个侧壁进行煅烧。

另一方面：

一种采用如上述用于火焰表面淬火的恒温加热设备的控制方法，包括如下步骤：

S1、根据金属工件的形状，确定火焰发生器的数量；

S2、根据金属工件的形状，控制***根据公式计算火焰发生器需要移动的距离，并实时调整火焰发生器与金属工件之间的距离；

所述公式为：在0°≤Ø≤45°范围内，γ=Ø+β，c=a·sinØ，tanγ=c/d,d=c/tanγ，e=a·cosØ，f=e-d=a·cosØ-c/tanγ=a·cosØ-（a·sinØ）/tan(Ø+β），δ=a-f=a-［a·cosØ-(a·sinØ)/tan(Ø+β）］

=a-a·［cosØ-sinØ/tan(Ø+β）］=a·｛1-［cosØ-sinØ/tan(Ø+β）］｝；

δ：火焰发生器需要移动的距离；Ø：金属工件旋转的角度；a：金属工件的侧边的初始加工点至金属工件的旋转中心之间的距离；b：沿着旋转方向，与初始加工点相邻的端点至金属工件的旋转中心之间的距离；c：金属工件旋转Ø角度后，初始加工点至火焰发生器与金属工件的旋转中心连接线之间的距离；d：金属工件旋转Ø角度后，初始加工点与火焰发生器与金属工件的旋转中心连接线之间的交点至火焰发生器与金属工件的侧边的交点之间的距离；e：金属工件旋转Ø角度后，初始加工点至金属工件的旋转中心之间的最小距离；f：金属工件旋转Ø角度后，火焰发生器与金属工件的侧边的交点至金属工件的旋转中心之间的距离；β：初始加工点与金属工件的旋转中心的连接线至金属工件相邻侧边之间的夹角；γ：金属工件旋转Ø角度后，火焰发生器与金属工件的旋转中心连接线与旋转后的金属工件的侧边之间的夹角；

S3、温度传感器实时检测金属工件的温度，并将检测的实时温度传递至控制***，控制***比较实时温度和预设温度，当实时温度低于预设温度时，控制***控制火焰发生器继续对金属工件进行煅烧加工；

S4、冷却处理，当金属工件加热至预设温度后，控制***控制升降装置驱动旋转台下降，直至金属工件完全位于淬火池内的冷却液的液面下方。

通过采用上述技术方案，通过上述公式，能够计算出火焰发生器与金属工件之间的距离，从而确定火焰发生器需要移动的距离，进而使火焰发生器的出火口与金属工件待煅烧的侧壁之间的距离保持恒定，具有能够使金属工件均匀受热的效果。

作为优选，所述金属工件为形状不规则的金属工件。

通过采用上述技术方案，相关技术中，对形状不规则的金属工件加工的难度较大，通过上述控制方法能够对形状不规则的金属工件进行自动加工，极大地提高了加工效率和精确度。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

控制***能够根据计算公式控制横移组件工作，横移组件工作实时调节火焰发生器与金属工件侧边之间的距离，从而使火焰发生器与金属工件侧壁之间的距离保持恒定，进而便于使金属工件的各个侧壁均匀受热。同时，控制***实时控制转体一和转体二工作，从而便于火焰发生器在竖直方向上和水平方向上均能够对金属工件均匀煅烧，温度传感器能够实时监控金属工件的温度，当金属工件的温度低于预设温度时，控制***控制火焰发生器对金属工件继续进行加热，从而便于使金属工件达到预设温度；

当金属工件的表面都达到预设温度后，控制***控制升降装置工作，从而使旋转台带动金属工件位于淬火池内的液面以下，进而便于使金属工件完成淬火操作。

附图说明

图1是本申请实施例1的整体结构示意图。

图2是本申请实施例1的整体结构的俯视图。

图3是本申请实施例1的旋转工作台的局部剖视图。

图4是本申请实施例1的喷枪装置的结构示意图。

图5是本申请实施例1的喷枪装置的正视图，用于体现喷枪装置与升降体的连接关系。

图6是本申请实施例2的金属工件的测量参数。

附图标记说明：1、淬火池；2、旋转工作台；21、旋转台；22、升降板；23、驱动组件；231、马达；232、传动轴；233、转轴；234、传动齿轮一；235、传动齿轮二；31、压盖；32、端盖一；33、唇形密封圈一；34、O型密封圈一；35、两盘轴承一；36、隔套一；37、隔套二；38、推力轴承；41、两盘轴承二；42、隔套三；43、隔套四；44、座体；45、端盖二；46、O型密封圈二；47、唇形密封圈二；48、大孔腔；49、小孔腔；51、轴垫；52、小挡圈；53、大挡圈；6、升降装置；61、支撑柱；62、双出轴油缸；63、收紧轮一；64、收紧轮二；65、牵引绳；66、换向轮一；67、换向轮二；68、导向轨；7、喷枪装置；71、升降架；72、升降体；73、火焰发生器；731、火焰枪体；732、火焰枪体托架；733、燃气火焰喷嘴；734、正负极点火器；735、进给伺服油缸；737、联结板；738、滚轮；74、升降组件；741、升降伺服油缸；742、升降直线导轨副；75、转动组件；751、转体一；7511、旋转电机一；7512、连接板；752、转体二；7521、旋转电机二；76、测距传感器；77、限位组件；771、限位开关一；772、限位开关二；78、横移组件；781、横移座；782、横移油缸座；783、横移直线导轨副；784、横移伺服缸；8、温度传感器；9、金属工件。

具体实施方式

本申请公开一种用于火焰表面淬火的恒温加热设备及控制方法。

实施例1：

参照图1和图2，用于火焰表面淬火的恒温加热设备包括淬火池1、旋转工作台2、升降装置6、喷枪装置7以及控制***。

淬火池1为圆柱状的池体结构，淬火池1内盛放有冷却液，用于对金属工件9进行快速降温。旋转工作台2安装于淬火池1的中心位置，用于固定金属工件9，并且带动金属工件9沿淬火池1的周向匀速旋转。

升降装置6安装于淬火池1内，用于驱动旋转工作台2沿竖向移动，从而便于改变金属工件9在淬火池1内的高度。喷枪装置7安装于淬火池1的顶部，从而便于对金属工件9进行煅烧加热。喷枪装置7可以设置为一个，也可以设置为多个，本实施例以六个为例，六个喷枪装置7沿淬火池1的周向等距间隔设置。

参照图1，旋转工作台2包括旋转台21、升降板22、座体44以及驱动组件23。升降板22水平设置于淬火池1内，用于支撑旋转台21。座体44通过螺栓安装于升降板22的顶面，用于安装旋转台21。旋转台21转动连接于座体44的顶面，用于安装金属工件9。驱动组件23安装于座体44内，用于驱动旋转台21沿淬火池1的周向转动。淬火池1内还安装有四个导向轨68，四个导向轨68分为两组，两组导向轨68对称设置于淬火池1的左右两侧。同组的两个导向轨68相互平行，升降板22朝向导向轨68的侧壁通过轴承转动连接有导向轮（图中未示出），导向轮沿竖向滚动连接于导向轨68。

参照图2，淬火池1的顶面还安装有多个温度传感器8，用于实时检测金属工件9表面的温度。本实施例以六个温度传感器8为例，六个温度传感器8沿淬火池1的周向等距间隔设置，且每个温度传感器8位于相邻两个喷枪装置7之间，温度传感器8与控制***连接。

参照图1和图2，升降装置6包括支撑柱61、双出轴油缸62、收紧轮一63以及收紧轮二64。支撑柱61设置有两个，两个支撑柱61对称设置于淬火池1内的两侧。每个支撑柱61位于相邻两个喷枪装置7之间，且支撑柱61竖直设置。双出轴油缸62安装于淬火池1内的底部，且双出轴油缸62沿淬火池1的径向延伸，双出轴油缸62与控制***连接。收紧轮一63转动连接于双出轴油缸62的活塞杆的端面，收紧轮二64转动连接于升降板22的端面。淬火池1的内底壁还通过轮座安装有换向轮一66，支撑柱61的顶端通过轮座安装有换向轮二67，换向轮一66与换向轮二67相对设置。牵引绳65的一端固定连接于收紧轮一63，牵引绳65的另一端依次绕设于换向轮一66、换向轮二67固定连接于收紧轮二64。

控制***控制双出轴油缸62工作时，双出轴油缸62两端的活塞杆同时移动，从而拉动牵引绳65移动，牵引绳65移动带动升降板22升降，从而便于改变金属工件9的高度。换向轮一66和换向轮二67便于使牵引绳65处于绷紧状态，从而降低了牵引绳65与升降板22发生干涉或者摩擦的概率。

参照图1和图3，驱动组件23包括马达231、传动轴232、转轴233、传动齿轮一234以及传动齿轮二235。座体44内开设有大孔腔48和小孔腔49，大孔腔48和小孔腔49均沿竖向延伸，并且大孔腔48和小孔腔49均为圆柱状腔体结构。大孔腔48和小孔腔49相互平行，大孔腔48的顶端与座体44的顶面连通，小孔腔49的两端分别与座体44的顶面和底面连通，并且大孔腔48的直径大于小孔腔49的直径。

参照图3，转轴233位于大孔腔48内，并且转轴233的顶端延伸至底座的上方且通过键连接于旋转台21底部的中心位置。大孔腔48的內底壁安装有推力轴承38，推力轴承38套设固定于转轴233的底端。大孔腔48内还安装有两个两盘轴承一35，两个两盘轴承一35沿竖向间隔设置，并且两个两盘轴承一35套设固定于转轴233的中部。相邻连个两盘轴承一35之间还设置有隔套一36和隔套二37，隔套一36和隔套二37均为圆环状，隔套二37的内径大于隔套一36的内径。隔套一36套设固定于转轴233的中部，隔套二37固定于大孔腔48的内壁。隔套二37套设于隔套一36的外侧，并且隔套一36和隔套二37的高度相等。隔套一36和隔套二37的设置便于对转轴233进行限位和支撑，并且降低了两个两盘轴承一35发生摩擦的概率。

参照图3，转轴233的下部还套设有轴垫51，轴垫51位于推力轴承38和下侧的两盘轴承一35之间，从而便于对下侧的两盘轴承一35进行支撑，并且降低了推力轴承38和下侧的两盘轴承一35发生摩擦的概率。座体44的顶面且位于大孔腔48的开口处安装有端盖一32，端盖一32为圆环状，并且端盖一32通过螺栓固定连接于座体44的顶面，用于对转轴233进行轴向定位。转轴233的中上部套设有唇形密封圈一33和O型密封圈一34，唇形密封圈一33和O型密封圈一34位于端盖一32和转轴233之间的空隙中，并且唇形密封圈一33的高度高于O型密封圈一34的高度，用于对端盖一32和转轴233之间的空隙进行密封，从而降低了冷却液进入大孔腔48内的概率。转轴233的中上部还套设有大挡圈53，大挡圈53位于端盖一32和上侧的两盘轴承一35之间，从而进一步对转轴233进行轴向限位。

参照图3，升降板22的顶面开设有安装槽（图中未示出），安装槽用于放置马达231。马达231通过螺钉安装于座体44的底壁。传动轴232位于小孔腔49内，传动轴232的底端通过花键副与马达231的输出轴连接。

小孔腔49内还安装有两个两盘轴承二41，两个两盘轴承二41沿竖向间隔设置，并且两个两盘轴承二41套设固定于传动轴232的中部。相邻两个两盘轴承二41之间还设置有隔套三42和隔套四43，隔套三42和隔套四43均为圆环状，隔套四43的内径大于隔套三42的内径。隔套三42套设固定于传动轴232的中部，隔套四43固定于小孔腔49的内壁。隔套四43套设于隔套三42的外侧，并且隔套三42和隔套四43的高度相等。隔套三42和隔套四43的设置便于对传动轴232进行限位和支撑，并且降低了两个两盘轴承二41发生摩擦的概率。

座体44的顶面且位于小孔腔49的开口处安装有端盖二45，端盖二45为圆环状，并且端盖二45通过螺栓固定连接于座体44的顶面，用于对传动轴232进行轴向定位。传动轴232的中上部套设有唇形密封圈二47和O型密封圈二46，唇形密封圈二47和O型密封圈二46位于端盖二45和传动轴232之间的空隙中，并且唇形密封圈二47的高度高于O型密封圈二46的高度，用于对端盖二45和传动轴232之间的空隙进行密封，从而降低了冷却液进入小孔腔49内的概率。传动轴232的中上部还套设有小挡圈52，小挡圈52位于端盖二45和上侧的两盘轴承一35之间，从而进一步对传动轴232进行轴向限位。

参照图3，传动轴232的上端通过键连接有传动齿轮一234，传动轴232的顶端通过螺钉固定连接有压盖31，压盖31为圆盘状，且压盖31的直径大于传动齿轮一234的内径，从而便于对传动齿轮一234进行轴向固定。转轴233的中上部通过键连接有传动齿轮二235，传动齿轮二235的直径大于传动齿轮一234的直径。传动齿轮二235与传动齿轮一234啮合，且传动齿轮二235与传动齿轮一234均位于旋转台21和座体44之间。

上述的旋转台21、座体44、转轴233、传动轴232、螺钉、端盖一32、端盖二45、压盖31、马达231、传动齿轮一234、传动齿轮二235、支撑柱61、双出轴油缸62、收紧轮一63、收紧轮二64、换向轮一66以及换向轮二67等均为防水部件。

控制***控制马达231工作，马达231的输出轴转动驱动传动轴232转动，传动轴232转动驱动传动齿轮一234转动，传动齿轮一234转动驱动传动齿轮二235转动，传动齿轮二235转动带动转轴233转动，转轴233转动驱动旋转台21转动，旋转台21转动带动金属工件9转动，从而便于喷枪装置7对金属工件9进行煅烧加热。

参照图1和图4，喷枪装置7包括横移组件78。横移组件78包括横移座781、横移油缸座782、横移直线导轨副783以及横移伺服缸784。横移座781安装于淬火池1的上端面，横移座781水平设置，且向淬火池1的中心处延伸。横移伺服缸784位于横移座781靠近淬火池1外侧的一端，横移伺服缸784通过中部销轴与横移座781铰接，横移伺服缸784的输出轴铰接于横移油缸座782的底壁。横移直线导轨副783安装于横移座781、横移油缸座782相对的侧壁。横移直线导轨副783设置有两组，分别位于横移油缸座782的两侧，且两组横移直线导轨副783均与横移座781平行，用于为横移油缸座782进行导向。横移伺服缸784与控制***连接。

控制***控制横移伺服缸784工作，横移伺服缸784的活塞杆移动驱动横移油缸座782沿淬火池1的径向移动。

参照图4，喷枪装置7还包括升降架71、升降体72、火焰发生器73、转动组件75以及升降组件74。升降架71竖直设置，横移油缸座782通过螺栓固定连接于升降架71的底端。升降组件74包括升降伺服油缸741和升降直线导轨副742，升降伺服油缸741通过中部销轴铰接于升降架71的顶端，且升降伺服油缸741的活塞杆竖直朝下设置。升降体72水平设置，升降伺服油缸741的活塞杆铰接于升降体72的侧壁。

参照图4和图5，升降直线导轨副742设置有两组，两组升降直线导轨副742相互平行且均沿竖向延伸。横移油缸座782位于两组升降直线导轨副742之间，升降直线导轨副742安装于升降架71和升降体72相对的侧壁，用于为升降体72进行导向。

参照图5，升降架71上安装有限位组件77，限位组件77包括限位开关一771和限位开关二772。限位开关一771安装于升降架71的底端，限位开关二772安装于升降架71的顶端，限位开关一771和限位开关二772均与控制***连接。限位开关一771和限位开关二772便于检测到升降体72在竖直方向上处于最大行程处时，向控制***输出限位信号，控制***接收限位信号输出停止信号，升降伺服油缸741接收停止信号停止工作。

参照图4和图5，火焰发生器73包括火焰枪体731、火焰枪体托架732、燃气火焰喷嘴733、正负极点火器734以及进给伺服油缸735。火焰发生器73安装于升降体72的端部，一个升降体72可以安装一个火焰发生器73，也可以安装两个火焰发生器73，本实施例优选为两个火焰发生器73。

升降体72和火焰发生器73之间设置有转动组件75，转动组件75包括转体一751和转体二752。转体一751包括旋转电机一7511和连接板7512，升降体72靠近火焰发生器73的端部开设有容置槽一。旋转电机一7511通过螺栓安装于容置槽一内，旋转电机一7511沿升降体72的长度方向延伸，连接板7512通过键连接于旋转电机一7511的输出轴。转体二752包括旋转电机二7521，连接板7512的顶面开设有容置槽二，旋转电机二7521通过螺栓安装于容置槽二内，旋转电机二7521沿竖向延伸。

参照图4和图5，火焰枪体托架732沿水平方向延伸，且火焰枪体托架732的一端朝向旋转工作台2。连接板7512通过轴承转动连接于火焰枪体托架732的底壁，旋转电机二7521的输出轴通过键连接于火焰枪体托架732的底壁。进给伺服油缸735安装于火焰枪体托架732靠近横移伺服缸784的一端，进给伺服油缸735与火焰枪体托架732相互平行。火焰枪体731安装于火焰枪体托架732的上方，正负极点火器734安装于火焰枪体731的上方，并且正负极点火器734、火焰枪体731以及火焰枪体托架732三者相互平行。进给伺服油缸735的活塞杆端通过螺钉连接有联结板737，联结板737的顶壁通过螺钉连接于火焰枪体731的底壁。

参照图4，进给伺服油缸735的顶壁和火焰枪体托架732的顶壁通过轮座均转动连接有滚轮738，本实施例中以三个滚轮738为例，一个滚轮738位于火焰枪体托架732朝向旋转工作台2的一端，一个滚轮738位于进给伺服油缸735靠近旋转工作台2的一端，一个滚轮738位于进给伺服油缸735远离旋转工作台2的一端。火焰枪体731的底壁沿其长度方向开设有对滚轮738进行导向的轨道。

参照图4，燃气火焰喷嘴733安装于火焰枪体731朝向旋转工作台2的一端，且燃气火焰喷嘴733与火焰枪体731连通，用于对火焰枪体731内喷射出的火焰进行聚拢，从而便于对金属工件9的表面进行煅烧加热。火焰枪体托架732靠近旋转工作台2的一端还安装有测距传感器76，测距传感器76用于检测燃气火焰喷嘴733与金属工件9之间的距离。

火焰枪体731与气路***和控制***连接，旋转电机一7511、旋转电机二7521、进给伺服油缸735和正负极点火器734均与控制***连接。

本申请实施例1的实施原理为：

测距传感器76检测燃气火焰喷嘴733与金属工件9之间的距离，向控制***输出距离信号，控制***接收距离信号，控制横移伺服缸784、升降伺服油缸741、气路***、正负极点火器734、进给伺服油缸735、旋转电机一7511、旋转电机二7521以及马达231工作，驱动燃气火焰喷嘴733喷出火焰，驱动横移伺服缸784推动火焰喷嘴靠近金属工件9，驱动升降伺服油缸741驱动火焰喷嘴正对金属工件9，驱动进给伺服油缸735带动燃气火焰喷嘴733与金属工件9之间的距离进行微调，驱动旋转电机一7511调整燃气火焰喷嘴733在竖直方向上的角度，驱动旋转电机二7521调整燃气火焰喷嘴733在水平方向上的角度，驱动马达231带动旋转台21和金属工件9转动，从而便于金属工件9在转动的过程中，对金属工件9的各个侧面进行均匀煅烧加热。

实施例2：

一种采用实施例1公开的用于火焰表面淬火的恒温加热设备的控制方法，包括如下步骤：

S1、根据金属工件9的形状，确定火焰发生器73的数量；

S2、根据金属工件9的形状，控制***根据公式计算需要移动的距离，并实时调整火焰发生器73与金属工件9之间的距离；

上述公式为：在0°≤Ø≤45°范围内，γ=Ø+β，c=a·sinØ，tanγ=c/d,d=c/tanγ，e=a·cosØ，f=e-d=a·cosØ-c/tanγ=a·cosØ-（a·sinØ）/tan(Ø+β），δ=a-f=a-［a·cosØ-(a·sinØ)/tan(Ø+β）］

=a-a·［cosØ-sinØ/tan(Ø+β）］=a·｛1-［cosØ-sinØ/tan(Ø+β）］｝；

具体地，δ：火焰发生器73需要移动的距离；Ø：金属工件9旋转的角度；a：金属工件9的侧边的初始加工点至金属工件9的旋转中心之间的距离；b：沿着旋转方向，与初始加工点相邻的端点至金属工件9的旋转中心之间的距离；c：金属工件9旋转Ø角度后，初始加工点至火焰发生器73与金属工件9的旋转中心连接线之间的距离；d：金属工件9旋转Ø角度后，初始加工点与火焰发生器73与金属工件9的旋转中心连接线之间的交点至火焰发生器73与金属工件9的侧边的交点之间的距离；e：金属工件9旋转Ø角度后，初始加工点至金属工件9的旋转中心之间的最小距离；f：金属工件9旋转Ø角度后，火焰发生器73与金属工件9的侧边的交点至金属工件9的旋转中心之间的距离；β：初始加工点与金属工件9的旋转中心的连接线至金属工件9相邻侧边之间的夹角；γ：金属工件9旋转Ø角度后，火焰发生器73与金属工件9的旋转中心连接线与旋转后的金属工件9的侧边之间的夹角；

S3、温度传感器8实时检测金属工件9的温度，并将检测的实时温度传递至控制***，控制***比较实时温度和预设温度，当实时温度低于预设温度时，控制***控制火焰发生器73再次对金属工件9再次加工；

S4、冷却处理，当金属工件9加热至预设温度后，控制***控制升降装置6驱动旋转台21下降，直至金属工件9完全位于淬火池1的冷却液的液面下方。金属工件9可以为形状不规则的金属工件，也可以为形状规则的多边形金属工件，本实施例优选为形状不规则的金属工件。

本申请实施例2的实施原理为：通过上述公式，能够计算出火焰发生器73与金属工件9之间的距离，从而确定火焰发生器73需要移动的距离，进而使火焰发生器73的出火口与金属工件9待煅烧的侧壁之间的距离恒定，具有能够使金属工件9均匀受热的效果。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于火焰表面淬火的恒温加热设备，包括淬火池(1)和安装于淬火池(1)内的旋转工作台(2)，其特征在于：还包括用于驱动旋转工作台(2)升降的升降装置(6)、用于对金属工件(9)进行煅烧加工的喷枪装置(7)、安装于淬火池(1)顶部用于检测金属工件(9)温度的温度传感器(8)以及控制***；所述喷枪装置(7)包括安装于淬火池(1)顶部的升降架(71)、用于驱动升降架(71)沿水平方向移动的横移组件(78)、沿竖向滑移连接于升降架(71)的升降体(72)、安装于升降体(72)上的火焰发生器(73)、用于驱动升降体(72)沿竖向移动的升降组件(74)、用于驱动火焰发生器(73)的角度发生改变的转动组件(75)以及安装于火焰发生器(73)靠近金属工件(9)一端的测距传感器(76)；所述旋转工作台(2)、升降装置(6)、温度传感器(8)、横移组件(78)、火焰发生器(73)、升降组件(74)、转动组件(75)以及测距传感器(76)均与控制***连接。

2.根据权利要求1所述的用于火焰表面淬火的恒温加热设备，其特征在于：所述转动组件(75)包括转体一(751)和转体二(752)，所述转体一(751)包括水平安装于升降体(72)端部的旋转电机一(7511)和固定连接于旋转电机一(7511)输出轴的连接板(7512)，所述转体二(752)包括竖直安装于连接板(7512)内的旋转电机二(7521)，所述旋转电机二(7521)的输出轴与火焰发生器(73)的底壁连接；所述旋转电机一(7511)和旋转电机二(7521)均与控制***连接。

3.根据权利要求1所述的用于火焰表面淬火的恒温加热设备，其特征在于：所述升降组件(74)包括升降伺服油缸(741)和升降直线导轨副(742)，所述升降伺服油缸(741)竖直安装于升降架(71)的顶部，且所述升降伺服油缸(741)的活塞杆端铰接于升降体(72)的侧壁，所述升降直线导轨副(742)沿竖向安装于升降架(71)和升降体(72)相对的侧壁，所述升降伺服油缸(741)与控制***连接；所述升降架(71)上还安装有控制升降体(72)行程的限位组件(77)。

4.根据权利要求3所述的用于火焰表面淬火的恒温加热设备，其特征在于：所述限位组件(77)包括限位开关一(771)和限位开关二(772)，所述限位开关一(771)安装于升降架(71)的底端，所述限位开关二(772)安装于升降架(71)的顶端，所述限位开关一(771)和限位开关二(772)均与控制***连接。

5.根据权利要求1所述的用于火焰表面淬火的恒温加热设备，其特征在于：所述横移组件(78)包括横移座(781)、横移油缸座(782)、横移直线导轨副(783)以及横移伺服缸(784)，所述横移座(781)安装于淬火池(1)的顶部且沿水平方向延伸，所述横移油缸座(782)固定连接于升降架(71)的底端，所述横移伺服缸(784)的缸体安装于横移座(781)靠近淬火池(1)的外侧的一端，所述横移伺服缸(784)的活塞杆向淬火池(1)的中部延伸且固定连接于横移油缸座(782)的侧壁，所述横移直线导轨副(783)沿水平方向安装于横移座(781)和横移油缸座(782)相对的侧壁，所述横移伺服缸(784)与控制***连接。

6.根据权利要求5所述的用于火焰表面淬火的恒温加热设备，其特征在于：所述横移伺服缸(784)的缸体铰接于横移座(781)靠近淬火池(1)的外侧的一端，所述横移伺服缸(784)的活塞杆与横移油缸座(782)的侧壁铰接。

7.根据权利要求1所述的用于火焰表面淬火的恒温加热设备，其特征在于：所述旋转工作台(2)包括旋转台(21)、用于安装旋转台(21)的升降板(22)以及用于驱动旋转台(21)转动的驱动组件(23)；所述升降装置(6)包括支撑柱(61)、双出轴油缸(62)、收紧轮一(63)、收紧轮二(64)以及牵引绳(65)，所述支撑柱(61)设置有两个，且两个所述支撑柱(61)间隔设置于淬火池(1)内的两侧，所述支撑柱(61)竖直设置，所述收紧轮一(63)安装于双出轴油缸(62)的活塞杆端，所述收紧轮二(64)安装于升降板(22)的端部，所述淬火池(1)的內底壁安装有换向轮一(66)，所述支撑柱(61)的顶端安装有换向轮二(67)，所述牵引绳(65)的一端固定连接于收紧轮一(63)，所述牵引绳(65)的另一端依次穿过换向轮一(66)、换向轮二(67)且固定连接于收紧轮二(64)，所述双出轴油缸(62)与控制***连接。

8.根据权利要求7所述的用于火焰表面淬火的恒温加热设备，其特征在于：所述驱动组件(23)包括马达(231)、转轴(233)、传动轴(232)、传动齿轮一(234)以及传动齿轮二(235)，所述转轴(233)转动连接于升降板(22)，所述转轴(233)竖直设置且顶端固定连接于旋转台(21)底部的中心位置，所述传动轴(232)转动连接于升降板(22)，所述传动轴(232)位于转轴(233)的一侧，所述马达(231)安装于升降板(22)内，且所述马达(231)的输出轴与传动轴(232)的底端固定连接，所述传动轴(232)的顶端延伸至升降板(22)的外侧且与传动齿轮一(234)固定连接，所述传动齿轮二(235)套设固定于转轴(233)的侧壁，所述传动齿轮一(234)与传动齿轮二(235)啮合，所述马达(231)与控制***连接。

9.一种采用如权利要求1至8任一项所述的用于火焰表面淬火的恒温加热设备的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、根据金属工件(9)的形状，确定火焰发生器(73)的数量；

S2、根据金属工件(9)的形状，控制***根据公式计算火焰发生器(73)需要移动的距离，并实时调整火焰发生器(73)与金属工件(9)之间的距离；

所述公式为：在0°≤Ø≤45°范围内，γ=Ø+β，c=a·sinØ，tanγ=c/d,d=c/tanγ，e=a·cosØ，f=e-d=a·cosØ-c/tanγ=a·cosØ-（a·sinØ）/tan(Ø+β），δ=a-f=a-［a·cosØ-(a·sinØ)/tan(Ø+β）］

=a-a·［cosØ-sinØ/tan(Ø+β）］=a·｛1-［cosØ-sinØ/tan(Ø+β）］｝；

δ：火焰发生器(73)需要移动的距离；Ø：金属工件(9)旋转的角度；a：金属工件(9)的侧边的初始加工点至金属工件(9)的旋转中心之间的距离；b：沿着旋转方向，与初始加工点相邻的端点至金属工件(9)的旋转中心之间的距离；c：金属工件(9)旋转Ø角度后，初始加工点至火焰发生器(73)与金属工件(9)的旋转中心连接线之间的距离；d：金属工件(9)旋转Ø角度后，初始加工点与火焰发生器(73)与金属工件(9)的旋转中心连接线之间的交点至火焰发生器(73)与金属工件(9)的侧边的交点之间的距离；e：金属工件(9)旋转Ø角度后，初始加工点至金属工件(9)的旋转中心之间的最小距离；f：金属工件(9)旋转Ø角度后，火焰发生器(73)与金属工件(9)的侧边的交点至金属工件(9)的旋转中心之间的距离；β：初始加工点与金属工件(9)的旋转中心的连接线至金属工件(9)相邻侧边之间的夹角；γ：金属工件(9)旋转Ø角度后，火焰发生器(73)与金属工件(9)的旋转中心连接线与旋转后的金属工件(9)的侧边之间的夹角；

S3、温度传感器(8)实时检测金属工件(9)的温度，并将检测的实时温度传递至控制***，控制***比较实时温度和预设温度，当实时温度低于预设温度时，控制***控制火焰发生器(73)继续对金属工件(9)进行煅烧加工；

S4、冷却处理，当金属工件(9)加热至预设温度后，控制***控制升降装置(6)驱动旋转台(21)下降，直至金属工件(9)完全位于淬火池(1)内的冷却液的液面下方。

10.根据权利要求9所述的用于火焰表面淬火的恒温加热设备的控制方法，其特征在于：所述金属工件(9)为形状不规则的金属工件。

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