CN210261859U - 一种用于台阶轴的感应淬火装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于台阶轴的感应淬火装置，包括感应加热模块、淬火喷水模块、循环水冷却模块和电源，感应加热模块包括平行间隔排列且内径不等的若干感应加热圈，感应加热圈的轴线中心线完全重合，感应加热圈内设有冷却水室，冷却水室一端设有进水口另一端设有出水口，淬火喷水模块包括淬火喷水元件，淬火喷水元件与感应加热圈固定连接，且淬火喷水元件的出水口朝向感应加热圈内部，循环水冷却模块包括冷却器，感应加热圈冷却水室的进水口和出水口分别与冷却器的出水口和进水口管道连通，感应加热圈的冷却水室的进水口与冷却器的出水口的连通管道上还设有循环水泵，淬火喷水元件的进水口与冷却器的出水口管道连通，感应加热圈与电源连接。

Description

一种用于台阶轴的感应淬火装置

技术领域

本实用新型属于零部件加工热处理设备技术领域，具体涉及一种用于台阶轴的感应淬火装置。

背景技术

在感应淬火的轴类零件的使用中，一般都要求在不同直径接触的台阶处与外圆表面同样具有一定的表面硬度和硬化层深度，以保证使用强度。一般采用的方法是根据大直径表面为依据制作淬火感应器，在加工时在大直径表面停留加热较长时间，待台阶端面热透后再移动感应器加热小直径表面。这种方法存在着如下问题：

一、大直径外圆表面停留时间长，易形成过热，继而造成零件淬火开裂；

二、在加热小直径外圆时，由于感应圈是以大直径外圆为依据制作，与小直径外圆间隙增大，在加热小外圆时必然要增加加热功率，减慢感应器移动速度，这样即增加能源消耗，又降低生产效率。

针对以上问题，考虑在感应加热时采取同时加热的方法来解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种用于台阶轴的感应淬火装置，本装置通过设置不同内径且平行排列的感应加热圈，实现对台阶轴上不同直径的轴体表面和台阶处的轴体端面进行加热，保证了热处理后台阶轴的品质均一性，提高了台阶轴的热处理生产效率和成品率。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种用于台阶轴的感应淬火装置，包括感应加热模块、淬火喷水模块、循环水冷却模块和电源，所述感应加热模块包括平行间隔排列且内径不等的若干感应加热圈，且感应加热圈的轴线中心线完全重合，感应加热圈内设有冷却水室，冷却水室一端设有进水口另一端设有出水口，淬火喷水模块包括淬火喷水元件，淬火喷水元件与感应加热圈固定连接，且淬火喷水元件的出水口朝向感应加热圈内部，所述循环水冷却模块包括冷却器，感应加热圈冷却水室的进水口和出水口分别与冷却器的出水口和进水口管道连通，在所述感应加热圈的冷却水室的进水口与冷却器的出水口的连通管道上还设有循环水泵，淬火喷水元件的进水口与冷却器的出水口管道连通，感应加热圈与电源连接。

为了便于该装置的顺利制备和实施，进一步优选的技术方案还有，所述感应加热圈包括第一感应加热圈和第二感应加热圈，所述淬火喷水元件、第一感应加热圈和第二感应加热圈均为内径依次减小的开口式环状管体结构，第一感应加热圈和第二感应加热圈的冷却水室的进水口和出水口分别位于第一感应加热圈和第二感应加热圈的两端，且淬火喷水元件与第一感应加热圈同心设置，淬火喷水元件与第一感应加热圈通过连接柱焊接连接，淬火喷水元件内侧均匀间隔环向设有朝向第一感应加热圈和第二感应加热圈内部的喷水孔，第一感应加热圈的冷却水室的出水口和第二感应加热圈的冷却水室的进水口通过连通管焊接连通，第一感应加热圈的冷却水室的进水口和第二感应加热圈的冷却水室的出水口分别与冷却器的出水口和进水口管道连通。该装置结构设计合理，第一感应加热圈和第二感应加热圈可以对大直径轴体、小直径轴体和台阶处的大直径轴体端面进行同时加热；通过合理设计第一感应加热圈和第二感应加热圈的直径以及第一感应加热圈与第二感应加热圈之间的间距来实现对台阶轴热处理距离的精确控制，即实现了该装置对大直径轴体表面、小直径轴体表面和台阶处的大直径轴体端面热处理温度的均一控制，保证了热处理后台阶轴的产品表面质量均一性；淬火喷水元件设置为与第一感应加热圈同心设置的环装管体结构，保证了对台阶轴整体的淬火均一性，实现了对台阶轴的整体淬火质量和效率。

为了便于该装置的顺利制备和应用实施，进一步优选的技术方案还有，还包括汇流进水管道、汇流出水管道、第一电源连接板和第二电源连接板，所述汇流进水管道上端与第一感应加热圈的冷却水室的进水口连通，汇流出水管道上端与第二感应加热圈的冷却水室的出水口连通，汇流进水管道和汇流出水管道的下端分别与冷却器的出水口和进水口连通，汇流进水管道和汇流出水管道的下端还分别与第一电源连接板和第二电源连接板焊接连接，第一电源连接板和第二电源连接板分别与电源连接。

进一步优选的技术方案还有，所述淬火喷水元件、第一感应加热圈和第二感应加热圈的开口均朝向正下方，所述汇流进水管道和汇流出水管道均为L型结构，汇流进水管道和汇流出水管道均包括端部固定连通的横管和竖管，汇流进水管道和汇流出水管道呈180°对称设置，汇流进水管道和汇流出水管道的竖管相互靠近，冷汇流进水管道和汇流出水管道的横管下端面分别与第一电源连接板和第二电源连接板焊接连接。该装置的冷却水汇流管道和电源连接板均采用对称结构，一方面使该装置的冷却水流向没有正反方向要求，提高了该装置的使用便捷性，另一方面该装置的冷却水汇流管道和电源连接板还起到支撑作用，其中电源连接板与机床底座固定连接，便于该装置与机床底座的固定。

为了确保感应加热圈与轴体表面以及第二感应加热圈与大直径轴体端面的距离一致性，进一步优选的技术方案还有，所述第一感应加热圈、第二感应加热圈、汇流进水管道和汇流出水管道均为方形铜管。一方面保证了该装置对台阶轴表面的热处理效果，另一方面铜管降低了台阶轴热处理过程中的电能损耗。

为了保证该装置的淬火效率，优选的技术方案还有，还包括高压泵，所述淬火喷水元件上的进水口包括两个，且分别对称设置于淬火喷水元件的两侧，在所述淬火喷水元件的两个进水口处还分别设有冷却水进水接头，两个冷却水进水接头分别通过高压泵与冷却器的出水口管道连通，所述淬火喷水元件上喷水孔的轴向中心线与第一感应加热圈或第二感应加热圈轴向中心线的夹角为30～60°。淬火喷水元件上的两个进水口对称设置，保证了淬火喷水元件内水体压力的均一性，即保证了淬火水体的压力均一性，使台阶轴表面的淬火效果更佳；淬火喷水元件上喷水孔的轴向中心线与第一感应加热圈或第二感应加热圈轴向中心线的夹角为30～60°，保证了淬火水体与台阶轴接触的有效性，保证了台阶轴的淬火效果。

为了便于对该装置的智能化控制，进一步优选的技术方案还有，还包括第一红外温度传感器、第二红外温度传感器、PLC控制器和控制面板，第一红外温度传感器、第二红外温度传感器分别与第一感应加热圈、第二感应加热圈固定连接，且第一红外温度传感器、第二红外温度传感器的探头分别朝向第一感应加热圈、第二感应加热圈内部，第一感应加热圈、第二感应加热圈、高压泵、循环水泵和电源均与PLC控制器的输出端信号连接，第一红外温度传感器、第二红外温度传感器和控制面板均与PLC控制器的输入端信号连接，控制面板上设有电源开关、工作开关、工作温度设定旋钮和显示模块。提高了该装置的使用灵活性，可以根据待处理台阶轴工件的要求，灵活定制该装置的工作参数，以保证该装置对台阶轴工件的感应加热淬火效率。

为了便于操作人员观察该装置的工作参数和工作进程，进一步优选的技术方案还有，所述显示模块包括感应加热圈设定工作温度显示单元、第一感应加热圈实际工作温度显示单元、第二感应加热圈实际工作温度显示单元、第一红外温度传感器探测温度显示单元和第二红外温度传感器探测温度显示单元。

为了操作人员实现对本装置的远程监控，进一步优选的技术方案还有，还包括报警器、蜂鸣器和无线通讯模块，报警器、蜂鸣器和无线通讯模块均与所述PLC控制器的输出端信号连接。操作人员可以通过移动客户端随时了解本装置的工作状态，其中装置工作进程结束时，蜂鸣器发出蜂鸣声提示操作人员，装置故障时报警器发出报警声音提示工作人员，保证了该装置的工作安全性。

本实用新型的优点和有益效果在于：

1、本实用新型装置通过设置不同内径且平行排列的感应加热圈，实现对台阶轴上不同直径的轴体表面和台阶处的轴体端面进行加热，保证了热处理后台阶轴的品质均一性，提高了台阶轴的热处理生产效率和成品率。

2、该装置结构设计合理，第一感应加热圈和第二感应加热圈可以对大直径轴体、小直径轴体和台阶处的大直径轴体端面进行同时加热；通过合理设计第一感应加热圈和第二感应加热圈的直径以及第一感应加热圈与第二感应加热圈之间的间距来实现对台阶轴热处理距离的精确控制，即实现了该装置对大直径轴体表面、小直径轴体表面和台阶处的大直径轴体端面热处理温度的均一控制，保证了热处理后台阶轴的产品表面质量均一性；淬火喷水元件设置为与第一感应加热圈同心设置的环装管体结构，保证了对台阶轴整体的淬火均一性，实现了对台阶轴的整体淬火质量和效率。

3、该装置的冷却水汇流管道和电源连接板均采用对称结构，一方面使该装置的冷却水流向没有正反方向要求，提高了该装置的使用便捷性，另一方面该装置的冷却水汇流管道和电源连接板还起到支撑作用，其中电源连接板与机床底座固定连接，便于该装置与机床底座的固定。

4、所述第一感应加热圈、第二感应加热圈、汇流进水管道和汇流出水管道均为方形铜管。保证了感应加热圈与轴体表面以及第二感应加热圈与大直径轴体端面的距离一致性，一方面保证了该装置对台阶轴表面的热处理效果，另一方面铜管降低了台阶轴热处理过程中的电能损耗。

5、淬火喷水元件上的两个进水口对称设置，保证了淬火喷水元件内水体压力的均一性，即保证了淬火水体的压力均一性，使台阶轴表面的淬火效果更佳；淬火喷水元件上喷水孔的轴向中心线与第一感应加热圈或第二感应加热圈轴向中心线的夹角为30～60°，保证了淬火水体与台阶轴接触的有效性，保证了台阶轴的淬火效果。

附图说明

图1是本实用新型用于台阶轴的感应淬火装置的主视图；

图2是本实用新型用于台阶轴的感应淬火装置的侧视图；

图3是本实用新型用于台阶轴的感应淬火装置的控制***框图。

图中：1、淬火喷水元件；2、冷却器；3、循环水泵；4、第一感应加热圈；5、第二感应加热圈；6、连接柱；7、连通管；8、汇流进水管道；9、汇流出水管道；10、第一电源连接板；11、第二电源连接板；12、横管；13、竖管；14、高压泵；15、冷却水进水接头；16、台阶轴工件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1～2所示，本实用新型是一种用于台阶轴的感应淬火装置，包括感应加热模块、淬火喷水模块、循环水冷却模块和电源，所述感应加热模块包括平行间隔排列且内径不等的若干感应加热圈，且感应加热圈的轴线中心线完全重合，感应加热圈内设有冷却水室，冷却水室一端设有进水口另一端设有出水口，淬火喷水模块包括淬火喷水元件1，淬火喷水元件1与感应加热圈固定连接，且淬火喷水元件1的出水口朝向感应加热圈内部，所述循环水冷却模块包括冷却器2，感应加热圈冷却水室的进水口和出水口分别与冷却器2的出水口和进水口管道连通，在所述感应加热圈的冷却水室的进水口与冷却器2的出水口的连通管道上还设有循环水泵3，淬火喷水元件1的进水口与冷却器2的出水口管道连通，感应加热圈与电源连接。所述感应加热圈包括第一感应加热圈4和第二感应加热圈5，所述淬火喷水元件1、第一感应加热圈4和第二感应加热圈5均为内径依次减小的开口式环状管体结构，第一感应加热圈4和第二感应加热圈5的冷却水室的进水口和出水口分别位于第一感应加热圈4和第二感应加热圈5的两端，且淬火喷水元件1与第一感应加热圈4同心设置，淬火喷水元件1与第一感应加热圈4通过连接柱6焊接连接，淬火喷水元件1内侧均匀间隔环向设有朝向第一感应加热圈4和第二感应加热圈5内部的喷水孔，第一感应加热圈4的冷却水室的出水口和第二感应加热圈5的冷却水室的进水口通过连通管7焊接连通，第一感应加热圈4的冷却水室的进水口和第二感应加热圈5的冷却水室的出水口分别与冷却器2的出水口和进水口管道连通。还包括汇流进水管道8、汇流出水管道9、第一电源连接板10和第二电源连接板11，所述汇流进水管道8上端与第一感应加热圈4的冷却水室的进水口连通，汇流出水管道9上端与第二感应加热圈5的冷却水室的出水口连通，汇流进水管道8和汇流出水管道9的下端分别与冷却器2的出水口和进水口连通，汇流进水管道8和汇流出水管道9的下端还分别与第一电源连接板10和第二电源连接板11焊接连接，第一电源连接板10和第二电源连接板11分别与电源连接。所述淬火喷水元件1、第一感应加热圈4和第二感应加热圈5的开口均朝向正下方，所述汇流进水管道8和汇流出水管道9均为L型结构，汇流进水管道8和汇流出水管道9均包括端部固定连通的横管12和竖管13，汇流进水管道8和汇流出水管道9呈180°对称设置，汇流进水管道8和汇流出水管道9的竖管13相互靠近，冷汇流进水管道8和汇流出水管道9的横管12下端面分别与第一电源连接板10和第二电源连接板11焊接连接。还包括高压泵14，所述淬火喷水元件1上的进水口包括两个，且分别对称设置于淬火喷水元件1的两侧，在所述淬火喷水元件1的两个进水口处还分别设有冷却水进水接头15，两个冷却水进水接头15分别通过高压泵14与冷却器2的出水口管道连通，所述淬火喷水元件1上喷水孔的轴向中心线与第一感应加热圈4或第二感应加热圈5轴向中心线的夹角为30～60°。台阶轴工件16放置于第一感应加热圈4和第二感应加热圈5内部，且台阶轴工件16的轴向中心线与第一感应加热圈4、第二感应加热圈5的轴向中心线重合。

为了确保感应加热圈与轴体表面以及第二感应加热圈与大直径轴体端面的距离一致性，进一步优选的技术方案还有，所述第一感应加热圈、第二感应加热圈、汇流进水管道和汇流出水管道均为方形铜管。一方面保证了该装置对台阶轴表面的热处理效果，另一方面铜管降低了台阶轴热处理过程中的电能损耗。

如图3所示，还包括第一红外温度传感器、第二红外温度传感器、PLC控制器和控制面板，第一红外温度传感器、第二红外温度传感器分别与第一感应加热圈、第二感应加热圈固定连接，且第一红外温度传感器、第二红外温度传感器的探头分别朝向第一感应加热圈、第二感应加热圈内部，第一感应加热圈、第二感应加热圈、高压泵、循环水泵和电源均与PLC控制器的输出端信号连接，第一红外温度传感器、第二红外温度传感器和控制面板均与PLC控制器的输入端信号连接，控制面板上设有电源开关、工作开关、工作温度设定旋钮和显示模块。

为了便于操作人员观察该装置的工作参数和工作进程，进一步优选的技术方案还有，所述显示模块包括感应加热圈设定工作温度显示单元、第一感应加热圈实际工作温度显示单元、第二感应加热圈实际工作温度显示单元、第一红外温度传感器探测温度显示单元和第二红外温度传感器探测温度显示单元。

为了操作人员实现对本装置的远程监控，进一步优选的技术方案还有，还包括报警器、蜂鸣器和无线通讯模块，报警器、蜂鸣器和无线通讯模块均与所述PLC控制器的输出端信号连接。操作人员可以通过移动客户端随时了解本装置的工作状态，其中装置工作进程结束时，蜂鸣器发出蜂鸣声提示操作人员，装置故障时报警器发出报警声音提示工作人员，保证了该装置的工作安全性。

本实用新型装置的使用原理：

将该装置放置于感应淬火机床的工作台上，并将第一电源连接板10和第二电源连接板11与工作台通过螺栓固定连接；将台阶轴工件16横穿于第一感应加热圈4和第二感应加热圈5的内部，并将台阶轴工件16的一端固定与感应淬火机床的转轴上，调节台阶轴工件16的轴向中心线与第一感应加热圈4和第二感应加热圈5的轴向中心线重合，并使台阶轴工件16的台阶处位于第一感应加热圈4和第二感应加热圈5的交接处，并使第二感应加热圈5与台阶轴工件16的大直径轴体端面的距离与第一感应加热圈4与大直径轴体表面距离大致相等(其中第一感应加热圈4与大直径轴体表面距离与第二感应加热圈5与小直径轴体表面距离大致相等)；启动控制面板上的电源开关，通过工作温度设定旋钮设定好该装置的感应加热温度，启动控制面板上的工作开关，开始感应加热淬火处理。

其中，感应加热圈设定工作温度显示单元显示该装置的感应加热温度，第一感应加热圈实际工作温度显示单元和第二感应加热圈实际工作温度显示单元分别显示第一感应加热圈和第二感应加热圈的工作温度，第一红外温度传感器探测温度显示单元和第二红外温度传感器探测温度显示单元分别显示台阶轴工件16表面的实时温度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于台阶轴的感应淬火装置，包括感应加热模块、淬火喷水模块、循环水冷却模块和电源，其特征在于，所述感应加热模块包括平行间隔排列且内径不等的若干感应加热圈，且感应加热圈的轴线中心线完全重合，感应加热圈内设有冷却水室，冷却水室一端设有进水口另一端设有出水口，淬火喷水模块包括淬火喷水元件，淬火喷水元件与感应加热圈固定连接，且淬火喷水元件的出水口朝向感应加热圈内部，所述循环水冷却模块包括冷却器，感应加热圈冷却水室的进水口和出水口分别与冷却器的出水口和进水口管道连通，在所述感应加热圈的冷却水室的进水口与冷却器的出水口的连通管道上还设有循环水泵，淬火喷水元件的进水口与冷却器的出水口管道连通，感应加热圈与电源连接。

2.如权利要求1所述的用于台阶轴的感应淬火装置，其特征在于，所述感应加热圈包括第一感应加热圈和第二感应加热圈，所述淬火喷水元件、第一感应加热圈和第二感应加热圈均为内径依次减小的开口式环状管体结构，第一感应加热圈和第二感应加热圈的冷却水室的进水口和出水口分别位于第一感应加热圈和第二感应加热圈的两端，且淬火喷水元件与第一感应加热圈同心设置，淬火喷水元件与第一感应加热圈通过连接柱焊接连接，淬火喷水元件内侧均匀间隔环向设有朝向第一感应加热圈和第二感应加热圈内部的喷水孔，第一感应加热圈的冷却水室的出水口和第二感应加热圈的冷却水室的进水口通过连通管焊接连通，第一感应加热圈的冷却水室的进水口和第二感应加热圈的冷却水室的出水口分别与冷却器的出水口和进水口管道连通。

3.如权利要求2所述的用于台阶轴的感应淬火装置，其特征在于，还包括汇流进水管道、汇流出水管道、第一电源连接板和第二电源连接板，所述汇流进水管道上端与第一感应加热圈的冷却水室的进水口连通，汇流出水管道上端与第二感应加热圈的冷却水室的出水口连通，汇流进水管道和汇流出水管道的下端分别与冷却器的出水口和进水口连通，汇流进水管道和汇流出水管道的下端还分别与第一电源连接板和第二电源连接板焊接连接，第一电源连接板和第二电源连接板分别与电源连接。

4.如权利要求3所述的用于台阶轴的感应淬火装置，其特征在于，所述淬火喷水元件、第一感应加热圈和第二感应加热圈的开口均朝向正下方，所述汇流进水管道和汇流出水管道均为L型结构，汇流进水管道和汇流出水管道均包括端部固定连通的横管和竖管，汇流进水管道和汇流出水管道呈180°对称设置，汇流进水管道和汇流出水管道的竖管相互靠近，冷汇流进水管道和汇流出水管道的横管下端面分别与第一电源连接板和第二电源连接板焊接连接。

5.如权利要求4所述的用于台阶轴的感应淬火装置，其特征在于，所述第一感应加热圈、第二感应加热圈、汇流进水管道和汇流出水管道均为方形铜管。

6.如权利要求5所述的用于台阶轴的感应淬火装置，其特征在于，还包括高压泵，所述淬火喷水元件上的进水口包括两个，且分别对称设置于淬火喷水元件的两侧，在所述淬火喷水元件的两个进水口处还分别设有冷却水进水接头，两个冷却水进水接头分别通过高压泵与冷却器的出水口管道连通，所述淬火喷水元件上喷水孔的轴向中心线与第一感应加热圈或第二感应加热圈轴向中心线的夹角为30～60°。

7.如权利要求6所述的用于台阶轴的感应淬火装置，其特征在于，还包括第一红外温度传感器、第二红外温度传感器、PLC控制器和控制面板，第一红外温度传感器、第二红外温度传感器分别与第一感应加热圈、第二感应加热圈固定连接，且第一红外温度传感器、第二红外温度传感器的探头分别朝向第一感应加热圈、第二感应加热圈内部，第一感应加热圈、第二感应加热圈、高压泵、循环水泵和电源均与PLC控制器的输出端信号连接，第一红外温度传感器、第二红外温度传感器和控制面板均与PLC控制器的输入端信号连接，控制面板上设有电源开关、工作开关、工作温度设定旋钮和显示模块。

8.如权利要求7所述的用于台阶轴的感应淬火装置，其特征在于，所述显示模块包括感应加热圈设定工作温度显示单元、第一感应加热圈实际工作温度显示单元、第二感应加热圈实际工作温度显示单元、第一红外温度传感器探测温度显示单元和第二红外温度传感器探测温度显示单元。

9.如权利要求8所述的用于台阶轴的感应淬火装置，其特征在于，还包括报警器、蜂鸣器和无线通讯模块，报警器、蜂鸣器和无线通讯模块均与所述PLC控制器的输出端信号连接。

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