CN202359162U - 车轴管淬火机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车轴管淬火机床，以解决背景技术存在的技术问题。该车轴管淬火机床，包括设置于水淬工位的夹持旋转机构、外淋***和内喷***；所述夹持旋转机构在车轴管工件的两端分别设置有夹紧头，夹紧头由气压装置提供动力实现对车轴管工件的夹持、轴向拉伸或者松脱，夹持旋转机构采用调速电机带动传动轴再通过链轮链条带动夹紧头夹持车轴管工件同轴转动。应用本实用新型进行水淬，(1)淬火马氏体量明显多于目前水淬装置淬火的水平；(2)沿钢管壁厚均匀的长度上硬度均匀一致；(3)淬火后弯曲度不大于目前水淬装置淬火的水平；经适当工艺参数的回火后，得到均匀的回火索氏体组织，性能远远高于以前的淬火工艺方法。

Description

车轴管淬火机床

技术领域

本实用新型涉及车轴管热处理技术，具体涉及一种车轴管淬火机床。

背景技术

传统的车轴管淬火方式很简单，是将红热工件放到辊道上，横向、斜向或纵向放入水中冷却进行淬火，存在很多缺点，根本不能满足使用要求。

淬火的不均匀性，在工件的全长方向上及内外表面上的硬度差别非常大，非常不均匀。

车轴管内部冷却强度不够，有时根本淬不上火。

以上缺点严重影响其疲劳强度和使用寿命。

实用新型内容

本实用新型提供了一种车轴管淬火机床，以解决背景技术存在的技术问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种车轴管淬火机床，包括与加热炉相连的出炉辊道、与回火炉相连的入炉辊道、设置在出炉辊道与入炉辊道之间的淬火装置；

所述淬火装置包括翻转控水辊道、用以将翻转控水辊道旋转倾斜的翻转控水辊道旋转装置、将车轴管从翻转控水辊道翻转至淬火工位的惠斯顿机构、设置在淬火工位上方的外淋水幕机构、设置在淬火工位水平方向两侧的夹持旋转机构和内喷***；

所述翻转控水辊道的两端分别与出炉辊道和入炉辊道相接；

所述夹持旋转机构包括两个中空的夹持头以及相应的夹持头旋转装置和夹持头进给装置，所述夹持头的两端分别与内喷***的进水装置和出水装置相连，高压水由进水装置喷入车轴管内孔、经出水装置流出。

上述外淋水幕机构可以采用这种形式：包括持续供水的水箱、挡水板和顶部具有长豁口的集水罩，水箱溢流形成水幕提供外淋水，挡水板设置于车轴管工件上方用以调整水幕位置；所述长豁口与水淬中心线位置相一致，集水罩位于挡水板与车轴管工件之间使水幕能够通过所述长豁口淋于车轴管工件上。

上述夹持头可以是由气压装置提供动力实现对车轴管工件的夹持、轴向拉伸或者松脱，夹持头旋转装置采用调速电机带动传动轴再通过链轮链条带动夹持头夹持车轴管工件同轴转动。

上述调速电机优选交流变频调速减速电机。

上述内喷***最好持续供水，内喷***分为主路和旁路，其中，车轴管内孔所在的水路作为内喷***的主路，所述旁路用以在内喷间歇时持续供水的水流避开车轴管回流至车间外回水池。

上述外淋水幕机构的水箱可以由进水箱、稳水槽和溢水槽组成，水量可调；外淋水幕机构还包括调水板以调节水箱溢流形成均匀的水幕并定时准确地淋到工件上。

上述翻转控水辊道的两端可以设置有用以限位车轴管的可调定位挡板。

上述翻转控水辊道旋转装置还包括用以防止车轴管倾斜时滑落的带孔定位挡板。

本实用新型具有以下优点：

(1)淬火马氏体量明显多于目前水淬装置淬火的水平；

(2)沿钢管壁厚均匀的长度上硬度均匀一致；

(3)淬火后弯曲度不大于目前水淬装置淬火的水平；

经适当工艺参数的回火后，得到均匀的回火索氏体组织，性能远远高于以前的淬火工艺方法。

附图说明

图1为本实用新型的车轴管热处理***结构示意图。

图2为图1中A-A的剖视图(惠斯顿机构行程示意)。

图3为图1中B-B的剖视图(水淬装置的结构示意图)。

附图标号说明：

1-车轴管(工件)；2-夹持旋转机构；21、22-两端的夹持头；3-惠斯顿机构；4-车轴管进出工位/翻转控水工位；5-淬火(水淬)工位；6-车轴管运转工位；7-翻转控水辊道；8-挡水板；9-水箱；10-水幕；11-地面；12-回水池。

具体实施方式

本实用新型的车轴管热处理***包括以下几个部分。

(1)出炉辊道及翻转控水辊道：

出炉辊道及翻转控水辊道与加热炉炉内出料辊道同一标高，采用现有传动方式和零备件尺寸。红热工件从加热炉出来温度约900℃，从出炉辊道运行到翻转控水辊道7适当位置停止，位置可调。车轴管在翻转控水辊道7上的停止位置是淬火装置纵向中心线的对中位置，正负偏差不超过20毫米，以保证后续工序的准确定位，在辊道的终端设置有可调整位置的定位挡板。工件的停止位置的调整可通过调整定位挡板的位置来实现。当更换产品的品种规格时由于工件长度发生变化，需要调整辊道上的定位挡板的位置，以保证工件能够停止在水淬装置纵向中心线的对中位置。之后工件送到水淬工位进行水淬。水淬后再由惠斯顿机构送回到翻转控水辊道。

当水淬后的工件重新返回到翻转控水辊道后，惠斯顿机构继续转动与工件脱开并退出，翻转控水辊道在气缸的驱动下开始翻转大约45度角，辊道低端有带孔定位挡板，将工件挡住防止其滑落水中，工件内的水可以从挡板的孔中流出。控水约10秒钟后，辊道回转放平，将工件从翻转控水辊道送入回火炉入炉辊道。

(2)惠斯顿机构：

红热工件在翻转控水辊道停稳后，惠斯顿机构进给动作，将工件托起送到水淬工位停止，惠斯顿机构配变频调速减速电机，变频可调已实现缓起、慢落、快转移以减少冲击和震动，同时还可以调整转移速度以适应生产节奏的变化。惠斯顿机构要求其停止位置准确，特别是在水淬工位，工件的上下位置偏差不能超过5毫米，因此惠斯顿机构还配有光电编码器，以保证其停止位置准确，其停止位置在自动控制***中可以调整设定，在更换产品的品种规格时，由于工件的中间段的截面形状大小及粗细不同，惠斯顿机构的转臂V型口托住的是车轴管的中间段，因此工件在V型口上的中心高会发生变化，即在水淬工位的高度位置会发生偏差，这时可以通过调整惠斯顿机构在水淬工位的停止位置来调整工件在水淬工位的高度位置，以保证其准确停止在水淬中心线上。惠斯顿机构将工件托起送到水淬工位后停止，水淬工位两端的夹持旋转机构进给，将工件夹持住，惠斯顿机构继续转动与工件脱开，停止在最低点位置等待进入下一个工作循环。

当水淬结束后工件停止转动，这时进惠斯顿机构反向进给动作，将水淬后的工件托住，两端的夹持旋转机构再次动作，与工件脱开并退出，惠斯顿机构继续转动，将工件托起送回到翻转控水辊道，

(3)淬火装置：

水淬是采用特定的机构将工件两端夹持、旋转并且轴向拉伸及外淋、内喷。外淋与内喷***的设计是水淬装置的核心。外淋***的水箱9由进水箱、稳水槽、和溢水槽组成，间歇供水，水的流量可调。内喷***采用夹持旋转机构的中心孔喷出高压水，内喷压力和水量可调，既适用了不同规格的轴管。内喷供水***由主路和旁路组成，不喷射时水走旁路，能实现快速关闭、快速开启的功能，确保轴管淬透质量。

当惠斯顿机构将工件送到水淬工位停止后，水淬工位两端的夹持旋转机构进给，将工件夹持住，惠斯顿机构继续转动与工件脱开退出，夹持旋转机构带动工件旋转并给工件一定的轴向拉伸张力，同时上部集水罩下落将工件罩住，夹持旋转机构对工件进给时的推力、夹持力、拉伸张力及旋转速度可调。当转动达到一定速度后，上部挡水板8移开，水幕下落到水淬中心线位置，通过集水罩上部中间的长豁口落到旋转工件上开始水淬，同时一侧的夹持旋转机构的中心孔开始向车轴管内孔喷高压水，经另一侧的夹持旋转机构的中心孔喷出，并回流到车间外回水池。外淋内喷一定时间(不长于20秒)后停止，其温度降到200℃以下，工件逐渐减速并停止转动，停到指定圆周位置，这时上面的水幕停止，挡水板移动关闭，工件上面的集水罩向上拉起，之后出料惠斯顿机构进给，将轴管托住，同时两端的夹持旋转机构再次动作与车轴管脱开并退出，之后出料惠斯顿机构将车轴管托起送到翻转控水辊道。

夹持旋转机构在工件两端布置，可以轴向移动，夹持或松脱车轴管；夹持工件后给予一定轴向拉伸张力，以上动作都通过气压装置实现。夹持旋转机构还可带动工件转动，车轴管通过一台交流变频调速减速电机带动两端的夹持机构旋转。

夹持旋转机构的夹持头采用气动夹紧弹簧自动回位松开，夹持头进给及退回采用气动动作，转动采用电机带动传动轴通过链轮链条传动带动夹持旋转机构旋转，两侧夹持头同用一根轴传动，以保证两侧夹持头同步转动。内喷水由外界引入，压力0.8MPa，由阀门控制其定时开停；外淋水由上部水箱溢流形成水幕来实现，水箱上设有调水板和挡水板，以保证形成均匀的水幕并定时准确地淋到工件上，水箱外淋水也采用间歇供水方式，以减少水的循环量和降低能耗，当不淋水时水箱内满水但不溢流，不形成水幕，当工件到位要进行水淬时，水箱应提前供水形成水幕，当水幕稳定均匀后，挡水板再移开，使水幕准时均匀地淋到工件上，外淋结束后，水箱停止供水溢流，水幕消失。外淋水来水由阀门控制，定时开关。外淋内喷水的水量水压及喷淋时间可调。

夹持旋转机构的夹持头应配多种规格，与对应不同品种规格的工件相配套，当水淬生产线更换产品规格品种时，夹持旋转机构应相应进行调整，包括更换对应的夹持头和调整夹持旋转机构在下部滑道的停止位置。

(4)供水及水处理***：

由于生产效率的提高；淬火热交换量的增加，喷淋水的温度会不断升高，为保证水淬装置的喷淋水温度控制在40度以内，水淬装置在室外设有水处理***，将水淬装置回水池的水引出到室外进行强制循环冷却、并且进行清洁处理，包括沉降、过滤、清污及除渣，之后再经高压泵加压打回到室内的水淬装置，进行循环利用。

水淬装置的水处理***设置有相应的旋流池、沉降池、泵站及凉水塔装置。另外，水淬装置的运动机构设备全部采用干油润滑，各滑动运转部位设润滑点，由管路连接，***设干油润滑总站，对各润滑点自动供油润滑。

本实用新型的车轴管热处理方法包括以下环节：

(1)上料：车轴管从加热炉出来，经出炉辊道到回转控水辊道，在适当位置定位停止，之后惠斯顿机构将车轴管托起，送到水淬工位。

(2)水淬：车轴管到达水淬工位后，水淬工位两端的夹持旋转机构进给，将车轴管两端夹持定位，之后惠斯顿机构脱开退出，夹持旋转机构开始带动车轴管旋转并给车轴管施加一定的轴向拉伸的张力，当车轴管达到一定转速后，喷淋机构的挡水板移开，水幕下落到车轴管处开始对其进行外喷淋，同时一侧的旋转夹持机构的中心孔开始向车轴管内孔喷高压水，经另一侧的旋转夹持机构的中心孔喷出，并回流到车间外回水池。

淬火的工艺要求：①淬火马氏体量明显多于目前水淬装置淬火的水平；②沿钢管壁厚均匀的长度上硬度均匀一致；③淬火后弯曲度不大于目前水淬装置淬火的水平。

(3)出料：车轴管外淋内喷一定时间(不长于20秒)后停止，其温度降到200℃以下，车轴管减速并停止转动，停到指定圆周位置，惠斯顿机构反向进给，将轴管托住，同时两端的旋转夹持机构再次动作与车轴管脱开并退出，之后惠斯顿机构将车轴管托起送回到翻转控水辊道。

(4)车轴管控水：水淬后的车轴管回到回转控水辊道后，惠斯顿机构脱开退出，之后翻转控水辊道翻转一定角度(约45度)将车轴管内部残余的冷却水控出来，约10秒钟后翻转控水辊道回转放平。

(5)离开：车轴管控水结束后，离开回转控水辊道，进入回火炉。

经回火后，得到均匀的回火索氏体组织，XCQ16-1的屈服强度≥690MPa，延伸率≥20％，晶粒度优于ASTM5。5级。

当生产过程中更换车轴管品种规格时，可通过调整进惠斯顿机构停止位置高度、调整水淬工位两端的旋转夹持机构的进给位置及更换旋转夹持机构的夹持头来实现车轴管品种规格的更换，快速便捷。

车轴管淬火机床(水淬装置)在室外设有水处理***，将水淬的冷却水进行循环冷却及清洁处理，以便循环利用。

经适当工艺参数的回火后，得到均匀的回火索氏体组织，XCQ16-1(出口产品)的屈服强度≥690MPa，延伸率≥20％，晶粒度优于ASTM5。5级。性能远远高于以前的淬火工艺方法。

Claims (8)

1.一种车轴管淬火机床，其特征在于：

包括与加热炉相连的出炉辊道、与回火炉相连的入炉辊道、设置在出炉辊道与入炉辊道之间的淬火装置；

所述淬火装置包括翻转控水辊道、用以将翻转控水辊道旋转倾斜的翻转控水辊道旋转装置、将车轴管从翻转控水辊道翻转至淬火工位的惠斯顿机构、设置在淬火工位上方的外淋水幕机构、设置在淬火工位水平方向两侧的夹持旋转机构和内喷***；

所述翻转控水辊道的两端分别与出炉辊道和入炉辊道相接；

所述夹持旋转机构包括两个中空的夹持头以及相应的夹持头旋转装置和夹持头进给装置，所述夹持头的两端分别与内喷***的进水装置和出水装置相连，高压水由进水装置喷入车轴管内孔、经出水装置流出。

2.根据权利要求1所述的车轴管淬火机床，其特征在于：所述外淋水幕机构包括持续供水的水箱、挡水板和顶部具有长豁口的集水罩，水箱溢流形成水幕提供外淋水，挡水板设置于车轴管工件上方用以调整水幕位置；所述长豁口与水淬中心线位置相一致，集水罩位于挡水板与车轴管工件之间使水幕能够通过所述长豁口淋于车轴管工件上。

3.根据权利要求1所述的车轴管淬火机床，其特征在于：所述夹持头由气压装置提供动力实现对车轴管工件的夹持、轴向拉伸或者松脱，夹持头旋转装置采用调速电机带动传动轴再通过链轮链条带动夹持头夹持车轴管工件同轴转动。

4.根据权利要求3所述的车轴管淬火机床，其特征在于：所述调速电机为交流变频调速减速电机。

5.根据权利要求1所述的车轴管淬火机床，其特征在于：所述内喷***持续供水，内喷***分为主路和旁路，其中，车轴管内孔所在的水路作为内喷***的主路，所述旁路用以在内喷间歇时持续供水的水流避开车轴管回流至车间外回水池。

6.根据权利要求2所述的车轴管淬火机床，其特征在于：外淋水幕机构的水箱由进水箱、稳水槽和溢水槽组成；外淋水幕机构还包括调水板以调节水箱溢流形成均匀的水幕并定时准确地淋到工件上。

7.根据权利要求1所述的车轴管淬火机床，其特征在于：翻转控水辊道的两端设置有用以限位车轴管的可调定位挡板。

8.根据权利要求1所述的车轴管淬火机床，其特征在于：所述翻转控水辊道旋转装置还包括用以防止车轴管倾斜时滑落的带孔定位挡板。

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