CN205974596U - 一种铝合金筒形件喷淋淬火设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝合金筒形件喷淋淬火设备，包括加热炉、支撑转移***、水槽、喷淋***、旋转***、导向限位***和自动控制***；加热炉炉口朝下；支撑转移***用于加热时支撑工件，淬火时移动工件至淬火区及防止水液进入加热炉中；水槽用于淬火时的集水及防水，置于加热炉下方；喷淋***用于冷却淬火，由若干杆状喷淋单元组成；旋转***主要由沿筒形件周向均布的托辊及相应的动力装置组成，配合同样方式布置的导向限位***，使得筒形件在喷淋淬火时平稳旋转运动；自动控制***用于控制各***的运行；多个加热炉共用淬火冷却装置及控制装置，淬火冷却装置能在不同加热炉之间移动，降低制造成本、工作效率高，能满足工业生产需求。

Description

一种铝合金筒形件喷淋淬火设备

技术领域

本实用新型涉及一种淬火设备，特别是涉及一种铝合金构件喷淋淬火设备。

背景技术

密度小、比强度高、耐腐蚀强，能热处理强化的铝合金筒形件广泛应用于航空航天领域，其材料及形状多样，轴向高度通常较高。形状主要分为锥形及直筒形，壁厚分为等壁厚及变壁厚，直径跨度大从0.5-10m。为提高产品综合性能，如强度、韧性、抗蚀性及耐疲劳特性等，需固溶、淬火处理。但淬火过程易产生过大残余应力及非均匀分布的残余应力和性能，导致构件尺寸稳定性差、后续机加工变形严重、材料使役性能降低、疲劳寿命下降等问题。残余应力过大所引起的大变形常成为新型零件设计制造需解决难题，其问题的严重性随产品尺度的增加及形状的复杂化而加剧。

残余应力是由于淬火过程中不均匀温度场所引起，随冷却速率增大而增大，而铝合金材料性能主要决定于淬火温度敏感区的冷却速率。基于此特性，分级淬火工艺成为铝合金残余应力与性能协同制造的有力手段。然而目前，铝合金筒形件通常采用浸没淬火方式，当筒形件经加热炉固溶保温后，快速放入水槽中进行浸没淬火，其中加热炉与水槽布置方式有水平及并排两种。当前筒形件淬火主要存在如下问题：浸没冷却速率有限、调整因难，难适应不同厚度筒形件对冷却速率的不同要求，很难实施分级淬火工艺以平衡残余应力与性能；浸没淬火筒形件入水有先后，使得筒形件不同部位冷却速率不一致，易致构件性能不均、变形不协调，对于构件浸没入水方向尺寸较大者影响尤为明显；对于尺寸较小的锥体筒形件，其形状特征使得筒形件内外、上下淬火介质温度及流动特性差异增大，导致筒形件不同部分所接触的淬火介质冷却能力差异更加明显，加剧了冷却的不均匀性，增加了温度梯度；对于轴向厚度不均匀的筒形件，其非均匀厚度使得筒形件在轴向的冷却速率差异增大，温度梯度增加，轴向高度性能及残余应力变化大；高的温度梯度及不均匀冷却易导致筒形件残余应力大，性能与残余应力分布不均；特别一提的是，固溶加热炉与水槽水平布置时，往往使得筒形件淬火转移时间较长，而铝合金通常要求淬火转移时间小于10秒。

喷淋淬火是把冷却介质加压从喷嘴喷出用以冷却构件，较浸没淬火，具有冷却速率高、冷却强度能控性强的特点，可实现同步、分区、分级的淬火工艺，实现构件的低残余应力与高性能协同制造。目前喷淋淬火工艺在钢及铝合金板型材淬火处理上得到较广泛应用，然而在构件上应用较小，少见在筒形件及回转体上运用。据查，能适用于筒形件的喷淋淬火装置，公开有5个中国专利文献。文献1专利号98227376.2，文献2专利号CM20114258，文献3专利申请公布号CN 101701329，文献4专利号201410637230.9，文献5专利申请号201410768015.2。

文献1所述淬火装置提出了用喷淋方式对一种环形件进行淬火，淬火时，工件旋转以提高喷淋均匀性。但因存在如下不足不能推广至筒形件的喷淋淬火处理：根据其描述，推断淬火炉与加热炉为水平布置，加热炉、淬火炉二者所占地面空间大，随着筒形件外径尺寸增大，转移路程增加明显，淬火转移时间长，难满足技术要求，当处理大直径筒形件时，转移时间及占地面积大的问题将更加突出；未设置专门喷嘴冷却筒形件端面，忽视了端面冷却对构件影响，实际上随着构件尺寸厚度与高度之间比例的增加，这些影响不能忽视。

文献2针对棒材提出了一种立式喷淋淬火装置，加热炉与淬火炉成上下垂直布置，由单一筒形件运输***在加热炉与淬火炉间转移工件，缩短了工件从加热炉至淬火炉转移时间，减少了设备整体占地面空间。但是，因存在如下不足不能满足铝合金筒形件喷淋淬火需要：这种结构决定了其工件、喷嘴只能静止，未采取措施消除喷嘴布置及喷嘴制造偏差对工件冷却均匀性的影响；未设置专门喷嘴冷却筒形件端面，忽视了端面冷却对构件影响，实际上随着构件尺寸的增加，这些影响不能忽视；喷嘴位置固定，不能根据回转体尺寸变化而快速改变，而喷嘴至冷却面的距离对冷却效果有明显影响；加热炉与喷淋淬火区位置固定，不利工业大批量生产需要。

文献3提出了一种米级铝合金锻环的喷淋淬火工艺，其所涉及的喷淋淬火设备特征在于加热炉与喷淋淬火装置成水平布置，锻环水平放置进行加热及喷淋淬火，实现工件内外表面及上下端面的同时喷淋淬火。所述方案部分解决了铝合金筒形件传统淬火方法所存在的缺陷，但还有如下不足：加热炉与淬火炉水平布置，占地面积大、转移路径长，需附加设备把筒形件从加热区转移至喷淋淬火区，再关闭炉门，转移时间长，重复性差；常见航空航天用铝合金筒形件轴向高度远大于截面厚度，然而本装置中喷嘴从筒形件轴向的上、下方向向筒形件端面、侧面喷淋冷却介质，导致侧面冷却强度较难得到满足，构件淬火均匀性难以保证。上述问题随着铝合金筒形件直径增大变得更加突出。

文献4提出了一种铝合金环形件喷淋淬火设备及使用方法，其所涉及的喷淋淬火设备特征在于淬火***与固溶加热炉成上、下布置，同时喷淋***分成内外各三区合计六个能独立控制喷淋子***，分布负责各个区的冷却，通过旋转***带动环形件旋转，实现环形件同步、分区、分级喷淋淬火。所述方案部分解决了铝合金筒形件传统淬火方法所存在的缺陷，但还存在如下不足：淬火区在上，加热区在下的结构使得设备在淬火区漏水时易使加热炉发热、保温、电器材料损坏，增加了设备的使用风险及维护成本；进料出料不方便，需借用行车或吊车等工具从设备上方进行操作，操作繁琐，效率低；一台加热炉只能对应一个喷淋淬火装置，难以满足工业大批量生产对工作效率的要求；淬火时，构件从加热炉转移至淬火旋转***过程中，需经炉门开启，构件上升、转移，顶出***下降，炉门关闭等过程，程序较多、操作复杂，易致淬火转移时间长；通过调整工件淬火支撑***支腿的开口度来适应不同尺寸的工件尺寸工件的淬火需求，对工件形状的适应能力较差，对与设计尺寸差异大的构件，则需要重做喷淋管路及支撑结构，成本过高。

文献5提出了一种大型复杂锻件旋转立式喷水淬火设备，其所涉及的喷淋淬火设备特征在于通过设计一系列仿形且能更换的内部喷水***和支撑垫铁以适用不同形状的锻件淬火需求，同时喷淋***旋转以提高锻件周向冷却均匀性，流量、压力能调节以适应不同厚度锻件的淬火需要。所述方案部分解了铝合金筒形件传统淬火方法所存在的缺陷，但还有如下不足：所述方案仅在淬火这一块提出了一些新的构思，加热炉与淬火炉的相对位置未提及，根据其文献所述，淬火时，需先由起吊工装把工件放置至所述淬火设备上，随后再开启喷淋，能推测，加热炉与淬火炉应为水平布置，占地面积大、转移路径长，同时需附加设备把筒形件从加热区转移至喷淋淬火区，交接环节多，易致转移时间长、重复性差；通过设计一系列仿形且能更换的内部喷水***和支撑垫铁以适用不同形状的锻件淬火需求，增加了设备制造成本；喷淋***借助喷淋过程所产生的反作用力而旋转，当构件需小喷淋流量以平衡性能与构件时，可能因喷淋反作用力过小导致旋转速度过小或者停止旋转，从而降低了锻件冷却均匀性；喷淋管路的淬火介质直接由两个大的储液箱提供，通过调整水泵数量调整喷淋压力及流量，会因中间的储液箱而易致初始阶段的喷淋滞后时间及小喷淋流量阶段时间过长，同时使得喷淋压力及流量改变的响应速度过慢，从而延长构件淬火转移时间，难以满足构件分级淬火工艺需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种占地小、安全、操作简单、成本低廉、转移动作简单、路程短、时间小、产品适应性强和能实现同步、分区、分级喷淋淬火且能工业应用的铝合金筒形件喷淋淬火设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的铝合金筒形件喷淋淬火设备，包括至少一个加热炉，所述的加热炉利用加热炉支撑结构置于淬火区上方，炉口朝下，用于加热筒形件；支撑转移***通过连接装置悬挂在所述的加热炉顶部，用于加热时支撑筒形件及淬火时移动筒形件至淬火区及淬火时防水作用；水槽置于所述的加热炉下方，安有运动装置能做平移，用于淬火时的集水及防水；喷淋***主要包括内喷淋子***、外喷淋子***和供水底座，所述的内喷淋子***和外喷淋子***均由若干杆状喷淋单元组成，所述的杆状喷淋单元由若干喷淋小单元连接而成，独立成体置于所述的水槽之中，随所述的水槽运动，分别主要负责筒形件内、外侧面冷却，所述的内喷淋子***和外喷淋子***又分成若干独立控制的喷淋区，实现分区、分级喷淋淬火，通过调整所述的杆状喷淋单元适应不同几何形状的筒形件；旋转***置于所述的喷淋***下部，安置在所述的供水底座上，用于支撑筒形件并带动其旋转；导向限位***置于所述的喷淋***下部，安置于所述的供水底座上，用于筒形件转移时的导向及淬火时的限位，以使筒形件在设计区域运动，能调整位置、安装角度以适应不同尺寸、形状的筒形件；所述的支撑转移***的支腿、导向限位***、旋转***、喷淋***的杆状喷淋单元在空间布置上相互错开；自动控制***用于控制各***的运行，满足不同分级、分区淬火工艺的需要。

所述的加热炉主要包括加热炉主体、加热炉支撑装置、两扇炉门、炉门轨道及炉门动力装置；所述的加热炉主体为圆桶形，炉口朝下；两扇所述的炉门为半圆形，接触区为互相配合的阶梯形，通过两侧底部的二套滚轮装置，放置在所述的炉门两侧的所述的轨道上；所述的炉门动力装置为通过连接装置与所述的炉门相连接的能控气缸，驱动所述的炉门的开、关。

所述的支撑转移***主要包括传动装置、主支撑结构、防水装置、支撑***动力装置；所述的传动装置主要由3根铁链组成，其一端连接在所述的主支撑结构上吊耳上，一端穿过所述的加热炉顶部，通过相应的滚轮转换，连接在支撑***动力装置上，用于带动所述的支撑转移***做上下运动；所述的主支撑结构主要包括主体骨架、三根支腿，及连接在三根所述的支腿之间限制所述的支腿运动的连杆；所述的主体骨架成伞骨形腿，中间圆盘把三个伞骨形腿连接在一起，伞骨形腿上开有连接传动装置的吊耳及连接所述的支腿的若干圆形通孔，为所述的防水装置提供安装支架；所述的支腿为倒“7”字形，一端有托架便于支撑筒形件，一端为叉形耳朵结构，便于利用销轴悬挂在所述的主支撑结构上，能沿筒形件径向摆动，以便于安装及移出筒形件；所述的防水装置为锥形伞布结构，蒙在所述的主支撑结构上面，其外形尺寸小于所述的加热炉内径尺寸，用于筒形件喷淋淬火时的防水，防止水液冲入所述的加热炉内部。

所述的水槽主要包括槽主体、水槽导轨、滚轮及水槽动力装置；所述的槽主体为顶面敞开的密闭容器，为所述的喷淋***和所述的旋转***提供安放置空间及防水功能，所述的喷淋***和所述的旋转***安装在顶面敞开的所述的槽主体内；所述的滚轮置于所述的水槽下方，所述的水槽主体通过其置于水平地面的所述的水槽导轨上；动力装置为能控的气缸，通过连接结构带动所述的水槽主体水平移动，便于筒形件的入炉及出炉。

所述的喷淋***主要包括内喷淋***、外喷淋***、供水底座和水泵；所述内喷淋子***和外喷淋子***均由若干能拆装的杆状喷淋单元构成，所述的杆状喷淋单元安装在所述的供水底座上；根据实际需要，所述的杆状喷淋单元由上至下分成若干不同的喷淋组，以实现喷淋分区；所述的杆状喷淋单元能沿筒形件径向调整安装位置以适应不同的筒形件径向尺寸变化，且能沿筒形件径向调整倾角，以适应不同锥形角的筒形件的需要，其中各喷嘴还能调整角度，以满足几何形状及工艺需要；所述的供水底座由主支架和相应数目独立供水管路组成，用于为所述的喷淋***、旋转***及导向限位***提供安装平台及为喷淋***供水；所述的供水管路为若干不同环形水管，其上有若干进水口，用于承接来自于水泵的供水，且每根环形水管的进水由独立的水路控制***控制，环形水管上有若干出水口，用于连接相应所述的内喷淋子***和外喷淋子***相应分组单元，以实现所述的喷淋***的分区供水；所述的每个独立供水管路水压、流量的调整由能控的控制阀及水路进行调整，以实现冷却过程流量、压力的程序控制。

所述的杆状喷淋单元分区形式由如下方式实现，所述的杆状喷淋单元由若干节喷淋小单元首尾连接而成，从上至下分成若干组，通过调整杆状喷淋小单元连接头结构形式使得相同组内喷淋小单元相通，不同组之间水液不通，各组均有独立的入水口，所述的内喷淋子***和所述的外喷淋子***的所述的杆状喷淋单元上相同的组分别由水管连接至同一根独立能制供水管路上，实现喷淋***的分区冷却控制。

所述的杆状喷淋单元分区形式还可由如下方式实现，所述的杆状喷淋单元由若干节喷淋小单元首尾连接而成，各喷淋小单元之间均相连通，通过调整所述的杆状喷淋单元上的喷嘴种类，以实现从上至下不同的喷淋流量，从而实现分区冷却。

所述的旋转***主要包括三套托棍、安装所述的托棍的托棍支架、与所述的托棍传动连接的旋转动力装置及检测装置；所述的旋转***置于所述的喷淋***下部，安装于所述的供水底座上，三套托棍沿筒形件径向成放射状布置，用于淬火时支撑筒形件，并在旋转动力装置驱动下带动筒形件旋转；所述的托棍较长通过连轴器与安装在所述的水槽上的传动轴连接，能支撑较大范围尺寸变化的筒形件；所述的旋转动力装置为能控的电机；所述的检测装置主要包括压力传感器、信号传输线，置于所述的托棍支架上，用于通过检测所述的托棍压力判断筒形件是否落到所述的旋转***上，以触发所述的旋转***及所述的喷淋***开始工作。

所述的导向限位***主要包括三套导向销轴和安装所述的导向销轴的销轴支架，能沿筒形件内壁导向，也能沿外壁导向；所述的导向销轴为阶梯状，下端通过轴承固定在所述的销轴支架上，沿筒形件周向均布；所述的销轴支架能沿所述的供水底座上安装槽径向移动，以适应筒形件的不同径向尺寸需要，且能沿筒形件径向偏转，以适应不同锥形角的筒形件的导向定位需求。

与现有技术相比，采用上述技术方案的铝合金筒形件喷淋淬火设备，其有益之处在于：

1.冷却能力强，可控性高的分区、分级、喷淋淬火工艺能适应不同材料、几何特征的筒形件，达到筒形件残余应力与性能的协同控制，从而减少了对淬火介质的更换需要，节约了成本。

2.加热炉在上，淬火区在下，节约了使用空间，减少了加热炉损坏风险。

3.支撑转移***悬挂于加热炉顶部，淬火转移时支撑***的位置只需下降较旋转***低，即能完成淬火转移动作，同时通过在支撑***上加装防水装置，消除了喷淋时水滴对炉内的冲击，解决了淬火时加热炉的防水问题，从而取消了淬火转移时支撑转移***从淬火区收回炉体及关闭炉门的需要，减小了淬火转移环节、路径，缩小了淬火转移时间，这种一体化结构，工艺重复性高，提高了产品质量稳定性。

4.喷淋冷却***由若干杆状喷淋单元组成，杆状喷淋单元又由若干节喷淋小单元通过连接头连接而成，通过调整杆状单元小喷淋单元安装数目、连接头形状、喷嘴布置形式、安装位置及倾角，能轻易实现不同几何尺寸、倾角的筒形件及不同分区淬火需要，节约了更换成本。

5.旋转***主要由沿筒形件周向均布的托辊及相应的动力装置组成，配合导向限位***，使得筒形件这种异形件能在喷淋淬火时旋转运动，提高了冷却均匀性；同时，这种结构通过极小调整能适应大范围尺寸变化的筒形件淬火需要。

6.多个加热炉共用淬火冷却装置(喷淋冷却***、水槽、旋转***、导向限位***和自动控制***)及控制装置，淬火冷却装置能在不同加热炉之间移动，降低设备制造成本的同时，提高了工作效率，能满足工业大批量生产需求。

附图说明

图1是筒形件喷淋***总体结构示意图。

图2是筒形件喷淋***总体结构剖面示意图。

图3是锥形筒形件喷淋示意图。

图中符号说明如下：

具体实施方式

下面结合附图及具体实例描述本实用新型的结构原理及工作原理。

图1和图2所示为本实用新型的一种具体实施方式，本发明提供的铝合金筒形件喷淋淬火设备，主要包括若干个加热炉1、支撑转移***2、水槽3、喷淋***4、旋转***5、导向限位***6和自动控制***；所述的筒形件喷淋淬火设备在结构上，若干加热炉1及支撑转移***2共用一套淬火冷却装置(水槽3、喷淋冷却***4、旋转***5、导向限位***6和自动控制***)，在节约成本的基础上提高了工作效率，能满足工业生产需求；所述的加热炉1利用加热炉支撑结构1-2置于淬火区上方，炉口朝下，用于加热筒形件7；支撑转移***2通过连接装置悬挂在加热炉1顶部，用于加热时支撑筒形件7及淬火时移动筒形件7至淬火区及淬火时防水作用，当筒形件7转移至旋转***5上，随着支撑转移***2的继续下移，支撑转移***2快速与筒形件7脱离，同时防水装置2-2防止喷淋水进入加热炉，从而使得支撑转移***2无需回缩至加热炉1内和关闭炉门，即能开始淬火，减少了淬火转移动作数目、路径及时间；所述水槽3置于加热炉1下方，安有运动装置能做平移，用于淬火时的集水及防水；所述喷淋***4主要包括内喷淋子***4-1和外喷淋子***4-2，内喷淋子***4-1和外喷淋子***4-2均由若干杆状喷淋单元4-1-1组成，杆状喷淋单元4-1-1由若干喷淋小单元连接而成，独立成体置于所述水槽3之中，随水槽3运动，分别主要负责筒形件内、外侧面冷却，内喷淋子***4-1和外喷淋子***4-2又分成6个分别独立控制的喷淋区，实现分区、分级喷淋淬火，通过调整杆状喷淋单元4-1-1适应不同几何形状筒形件7；所述的旋转***5置于喷淋***4下部，安置在供水底座4-3上，用于支撑筒形件7，并带动其旋转，提高周向冷却均匀性；所述的导向限位***6置于喷淋***4下部，安置于供水底座4-3上，用于筒形件7转移时的导向及淬火时的限位，以使筒形件7在设计区域运动，能调整位置、安装角度以适应不同尺寸、形状的筒形件7；所述的支撑转移***2的支腿2-1-2、导向限位***6、旋转***5、喷淋***4的杆状喷淋单元4-1-1在空间布置上相互错开；所述的自动控制***用于控制各***的运行，满足不同分级、分区淬火工艺的需要。

进一步地揭示本发明的具体实例。

所述的加热炉主要包括加热炉主体1-1、加热炉支撑装置1-2、两扇炉门1-3、炉门轨道1-4及炉门动力装置；所述的加热炉主体1-1为圆桶形，炉口朝下；所述的两扇炉门1-3为半圆形，接触区为互相配合的阶梯形，以减少热量损失，通过两侧底部的二套滚轮装置，放置在炉门1-3两侧的轨道1-4上；所述的炉门动力装置为通过连接装置与炉门1-3相连接的能控气缸，驱动炉门1-3的开、关。

所述的支撑转移***2主要包括传动装置、主支撑结构2-1、防水装置2-2、支撑***动力装置；所述的传动装置主要3根铁链组成，其一端连接在主支撑结构2-1上吊耳上，一端穿过加热炉1顶部，通过相应的滚轮转换，连接在支撑***动力装置上，用于带动支撑转移***2做上下运动；所述的主支撑结构2-1主要包括主体骨架2-1-1、三根支腿2-1-2，及连接在三根支腿2-1-2之间限制支腿2-1-2运动的连杆2-1-3；所述的主体骨架2-1-1成伞骨形腿，中间圆盘把三个伞骨形腿连接在一起，伞骨形腿上开有连接传动装置2-1的吊耳及连接支腿2-1-2的若干圆形通孔，同时为防水装置2-2提供安装支架；所述的支腿2-1-2为倒“7”字形，一端有托架便于支撑筒形件7，一端为叉形耳朵结构，便于利用销轴悬挂在主支撑结构2-1上，能沿筒形件7径向摆动，以便于安装及移出筒形件7，装料后，各支腿2-1-2通过连杆2-1-3相互约束运动，为筒形件7提供稳定支撑，同时能调整支腿2-1-2在主支撑结构上的安装位置以适应较大直径变化的筒形件；所述防水装置2-2为锥形伞布结构，蒙在主支撑结构2-1上面，其外形尺寸略小于加热炉1内径尺寸，用于筒形件7喷淋淬火时的防水，防止水液冲入加热炉1内部。

所述的水槽3主要包括槽主体3-1、水槽导轨3-2、滚轮及水槽动力装置；所述的槽主体3-1为顶面敞开的密闭容器，为喷淋***4和旋转***5提供安放置空间及防水功能，喷淋***4和旋转***5安装在顶面敞开的槽主体3-1内；所述的滚轮置于水槽3下方，水槽主体3-1通过其置于水平地面水槽导轨3-2上；动力装置为能控的气缸，通过连接结构带动水槽主体3-1水平移动，便于筒形件7的入炉及出炉。

所述的喷淋***4主要包括内喷淋***4-1、外喷淋***4-2、供水底座4-3、水泵；所述内喷淋子***4-1和外喷淋子***4-2均由若干能拆装的杆状喷淋单元4-1-1构成，杆状喷淋单元4-1-1安装在供水底座4-3上；所述杆状喷淋单元4-1-1由上至下分成三个不同的喷淋组，以实现喷淋分区；所述杆状喷淋单元4-1-1能沿筒形件7径向调整安装位置以适应不同的筒形件7径向尺寸变化，且能沿筒形件7径向调整倾角，以适应不同锥形角的筒形件7的需要，其中各喷嘴还能调整角度，以满足几何形状及工艺需要；所述的供水底座4-3由主支架4-3-1、六路供水管路4-3-2组成，用于为喷淋***4、旋转***5及导向限位***6提供安装平台及为喷淋***供水；所述的供水管路4-3-2为若干不同环形水管，其上有若干进水口，用于承接来自于水泵的供水，且每根环形水管的进水由独立的水路控制***控制，环形水管上有若干出水口，用于连接相应内喷淋子***4-1和外喷淋子***4-2相应分组单元，以实现喷淋***4的分区供水；所述的每个独立供水管路水压、流量的调整由能控的控制阀及水路进行调整，以实现冷却过程流量、压力的程序控制。

所述杆状喷淋单元4-1-1分区形式由如下方式实现，杆状喷淋单元4-1-1由若干节喷淋小单元首尾连接而成，从上至下分成上、中、下3组，通过调整杆状喷淋小单元连接头结构形式使得相同组内喷淋小单元相通，不同组之间水液不通，各组均有独立的入水口，内喷淋子***4-1和外喷淋子***4-2的杆状喷淋单元4-1-1上相同的组分别由水管连接至同一根独立能制供水管路上，实现喷淋***4的分区冷却控制。

所述杆状喷淋单元4-1-1分区形式还能由如下方式实现，杆状喷淋单元4-1-1由若干节喷淋小单元首尾连接而成，各喷淋小单元之间均相连通，通过调整杆状喷淋单元4-1-1上的喷嘴种类，以实现从上至下不同的喷淋流量，从而实现分区冷却。

所述的旋转***5主要包括三套托棍5-1、安装托棍5-1的托棍支架5-2、与托棍5-1传动连接的旋转动力装置及检测装置；所述的旋转***5置于喷淋***4下部，安装于供水底座4-3上，三套托棍5-1沿筒形件7径向成放射状布置，用于淬火时支撑筒形件7，并在旋转动力装置驱动下带动筒形件7旋转；所述托棍5-1较长通过连轴器与安装在水槽3上的传动轴连接，能支撑较大范围尺寸变化的筒形件7；所述旋转动力装置为能控的电机；所述的检测装置主要包括压力传感器、信号传输线，置于托棍支架5-2上，用于通过检测托棍5-1压力判断筒形件7是否落到旋转***5上，以触发旋转***5及喷淋***4开始工作。

所述的导向限位***6主要包括三套导向销轴6-1和安装导向销轴6-1的销轴支架6-2，能沿筒形件7内壁导向，也能沿外壁导向；所述的导向销轴6-1为阶梯状，下端通过轴承固定在销轴支架6-2上，沿筒形件7周向均布；所述销轴支架6-2能沿供水底座4-3上安装槽径向移动，以适应筒形件7的不同径向尺寸需要，且能沿筒形件7径向偏转，参见图3，以适应不同锥形角的筒形件7的导向定位需求。

本发明还提供了上述设备的使用方法，包括如下关键步骤：

第一步：水槽从加热炉下方移开，筒形件被移到加热炉下方，安置在降下来的支撑转移***上，并由其带入加热炉中，炉门关闭，开始进行加热保温；

第二步：水槽移到相应的加热炉的炉门下方位置；

第二步：加热炉炉门打开，支撑转移***带动筒形件快速下降，在导向限位***的导向下准确地落在旋转***设计位置，随着支撑转移***的继续下降，筒形件与其分离；

第三步：当筒形件转移至旋转***上，旋转***开始旋转，喷淋***快速完成调整，并开始进行喷淋浸火；

第四步：待淬火完成后，喷淋***停止供水，旋转***停止旋转，支撑转移***带动筒形件上升到一定位置，待水槽从此加热炉下方移开，支撑转移***带动筒形件下降至指定位置，松开支腿并使其沿筒形件径向摆动一定角度，随着支撑转移***的上升支撑***与筒形件脱离，筒形件被相应的转移装置移走。

以上仅为本发明若干实施例之一，但并不局限于上述实施例的结构组合方式。

Claims (9)

1.一种铝合金筒形件喷淋淬火设备，其特征在于：主要包括至少一个加热炉(1)，支撑转移***(2)、水槽(3)、喷淋***(4)、旋转***(5)、导向限位***(6)和自动控制***；所述的加热炉(1)利用加热炉支撑结构(1-2)置于淬火区上方，炉口朝下，用于加热筒形件；支撑转移***(2)通过连接装置悬挂在所述的加热炉(1)顶部，用于加热时支撑筒形件及淬火时移动筒形件至淬火区及淬火时防水作用；水槽(3)置于所述的加热炉(1)下方，安有运动装置能做平移，用于淬火时的集水及防水；喷淋***(4)主要包括内喷淋子***(4-1)、外喷淋子***(4-2)和供水底座(4-3)，所述的内喷淋子***(4-1)和外喷淋子***(4-2)均由若干杆状喷淋单元(4-1-1)组成，所述的杆状喷淋单元(4-1-1)由若干喷淋小单元连接而成，独立成体置于所述的水槽(3)之中，随所述的水槽(3)运动，分别主要负责筒形件内、外侧面冷却，所述的内喷淋子***(4-1)和外喷淋子***(4-2)又根据需要分成若干分别独立控制的喷淋区，实现分区、分级喷淋淬火，通过调整所述的杆状喷淋单元(4-1-1)适应不同几何形状的筒形件；旋转***(5)置于所述的喷淋***(4)下部，安置在所述的供水底座(4-3)上，用于支撑筒形件并带动其旋转；导向限位***(6)置于所述的喷淋***(4)下部，安置于所述的供水底座(4-3)上，用于筒形件转移时的导向及淬火时的限位，以使筒形件在设计区域运动，能调整位置、安装角度以适应不同尺寸、形状的筒形件；所述的支撑转移***(2)的支腿(2-1-2)、导向限位***(6)、旋转***(5)、喷淋***(4)的杆状喷淋单元(4-1-1)在空间布置上相互错开；自动控制***用于控制各***的运行，满足不同分级、分区淬火工艺的需要。

2.根据权利要求1所述的铝合金筒形件喷淋淬火设备，其特征在于：所述的加热炉(1)主要包括加热炉主体(1-1)、加热炉支撑结构(1-2)、两扇炉门(1-3)、炉门轨道(1-4)及炉门动力装置；所述的加热炉主体(1-1)为圆桶形，炉口朝下；两扇所述的炉门(1-3)为半圆形，接触区为互相配合的阶梯形，通过两侧底部的二套滚轮装置，放置在所述的炉门(1-3)两侧的所述的轨道(1-4)上；所述的炉门动力装置为通过连接装置与所述的炉门(1-3)相连接的能控气缸，驱动所述的炉门(1-3)的开、关。

3.根据权利要求1或2所述的铝合金筒形件喷淋淬火设备，其特征在于：所述的支撑转移***(2)主要包括传动装置、主支撑结构(2-1)、防水装置(2-2)、支撑***动力装置；所述的传动装置主要由3根铁链组成，其一端连接在所述的主支撑结构(2-1)上吊耳上，一端穿过所述的加热炉(1)顶部，通过相应的滚轮转换，连接 在支撑***动力装置上，用于带动所述的支撑转移***(2)做上下运动；所述的主支撑结构(2-1)主要包括主体骨架(2-1-1)、三根支腿(2-1-2)，及连接在三根所述的支腿(2-1-2)之间限制所述的支腿(2-1-2)运动的连杆(2-1-3)；所述的主体骨架(2-1-1)成伞骨形腿，中间圆盘把三个伞骨形腿连接在一起，伞骨形腿上开有连接传动装置的吊耳及连接所述的支腿(2-1-2)的若干圆形通孔，为所述的防水装置(2-2)提供安装支架；所述的支腿(2-1-2)为倒“7”字形，一端有托架便于支撑筒形件，一端为叉形耳朵结构，便于利用销轴悬挂在所述的主支撑结构(2-1)上，能沿筒形件径向摆动，以便于安装及移出筒形件；所述的防水装置(2-2)为锥形伞布结构，蒙在所述的主支撑结构(2-1)上面，其外形尺寸小于所述的加热炉(1)内径尺寸，用于筒形件喷淋淬火时的防水，防止水液冲入所述的加热炉(1)内部。

4.根据权利要求1或2所述的铝合金筒形件喷淋淬火设备，其特征在于：所述的水槽(3)主要包括槽主体(3-1)、水槽导轨(3-2)、滚轮及水槽动力装置；所述的槽主体(3-1)为顶面敞开的密闭容器，为所述的喷淋***(4)和所述的旋转***(5)提供安放置空间及防水功能，所述的喷淋***(4)和所述的旋转***(5)安装在顶面敞开的所述的槽主体(3-1)内；所述的滚轮置于所述的水槽(3)下方，所述的水槽主体(3-1)通过其置于水平地面的所述的水槽导轨(3-2)上；动力装置为能控的气缸，通过连接结构带动所述的水槽主体(3-1)水平移动，便于筒形件的入炉及出炉。

5.根据权利要求1或2所述的铝合金筒形件喷淋淬火设备，其特征在于：所述的喷淋***(4)主要包括内喷淋子***(4-1)、外喷淋子***(4-2)、供水底座(4-3)和水泵；所述内喷淋子***(4-1)和外喷淋子***(4-2)均由若干能拆装的杆状喷淋单元(4-1-1)构成，所述的杆状喷淋单元(4-1-1)安装在所述的供水底座(4-3)上；所述的杆状喷淋单元(4-1-1)由上至下分成若干不同的喷淋组，以实现喷淋分区；所述的杆状喷淋单元(4-1-1)能沿筒形件径向调整安装位置以适应不同的筒形件径向尺寸变化，且能沿筒形件径向调整倾角，以适应不同锥形角的筒形件的需要，其中各喷嘴还能调整角度，以满足几何形状及工艺需要；所述的供水底座(4-3)由主支架(4-3-1)和相应供水管路(4-3-2)组成，用于为所述的喷淋***(4)、旋转***(5)及导向限位***(6)提供安装平台及为喷淋***供水；所述的供水管路(4-3-2)为若干不同环形水管，其上有若干进水口，用于承接来自于水泵的供水，且每根环形水管的进水由独立的水路控制***控制，环形水管上有若干出水口，用于连接相应所述的内喷淋子***(4-1)和外喷淋子***(4-2)相应分组单元，以实现所述的喷淋***(4)的分区供水；每个所述的独立的水路控制***的水压、流量的调整由能控的控制阀及水路进行调整，以实现冷却过程流量、压力的程序控制。

6.根据权利要求1或2所述的铝合金筒形件喷淋淬火设备，其特征在于：所述的杆状喷淋单元(4-1-1)分区形式由如下方式实现，所述的杆状喷淋单元(4-1-1)由 若干节喷淋小单元首尾连接而成，从上至下分成若干组，通过调整杆状喷淋小单元连接头结构形式使得相同组内喷淋小单元相通，不同组之间水液不通，各组均有独立的入水口，所述的内喷淋子***(4-1)和所述的外喷淋子***(4-2)的所述的杆状喷淋单元(4-1-1)上相同的组分别由水管连接至同一根独立能制供水管路上，实现喷淋***(4)的分区冷却控制。

7.根据权利要求1或2所述的铝合金筒形件喷淋淬火设备，其特征在于：所述的杆状喷淋单元(4-1-1)分区形式由如下方式实现，所述的杆状喷淋单元(4-1-1)由若干节喷淋小单元首尾连接而成，各喷淋小单元之间均相连通，通过调整所述的杆状喷淋单元(4-1-1)上的喷嘴种类，以实现从上至下不同的喷淋流量，从而实现分区冷却。

8.根据权利要求1或2所述的铝合金筒形件喷淋淬火设备，其特征在于：所述的旋转***(5)主要包括三套托棍(5-1)、安装所述的托棍(5-1)的托棍支架(5-2)、与所述的托棍(5-1)传动连接的旋转动力装置及检测装置；所述的旋转***5置于所述的喷淋***(4)下部，安装于所述的供水底座(4-3)上，三套托棍(5-1)沿筒形件径向成放射状布置，用于淬火时支撑筒形件，并在旋转动力装置驱动下带动筒形件旋转；所述的托棍(5-1)较长通过连轴器与安装在所述的水槽(3)上的传动轴连接，能支撑较大范围尺寸变化的筒形件；所述的旋转动力装置为能控的电机；所述的检测装置主要包括压力传感器、信号传输线，置于所述的托棍支架(5-2)上，用于通过检测所述的托棍(5-1)压力判断筒形件是否落到所述的旋转***(5)上，以触发所述的旋转***(5)及所述的喷淋***(4)开始工作。

9.根据权利要求1或2所述的铝合金筒形件喷淋淬火设备，其特征在于：所述的导向限位***(6)主要包括三套导向销轴(6-1)和安装所述的导向销轴(6-1)的销轴支架(6-2)，能沿筒形件内壁导向，也能沿外壁导向；所述的导向销轴(6-1)为阶梯状，下端通过轴承固定在所述的销轴支架(6-2)上，沿筒形件周向均布；所述的销轴支架(6-2)能沿所述的供水底座(4-3)上安装槽径向移动，以适应筒形件的不同径向尺寸需要，且能沿筒形件径向偏转，以适应不同锥形角的筒形件的导向定位需求。