CN100497667C - 钢球淬火机的淬火机构 - Google Patents
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Abstract
一种钢球淬火机的淬火机构，属于金属件的淬火设施技术领域。它包括螺旋杆，该螺旋杆的中部设有用于对钢球分隔并且驱赶钢球行移的螺旋片，两端通过第一、第二轴承座支承在轴承座支架上；一用于接受由钢球淬火机的淬火介质输送机构输入的淬火介质的介质槽，固定在介质槽托架上，并且整体地对应于螺旋片的下方；一用于驱使螺旋杆运动的螺旋杆驱动装置，与所述的螺旋杆传动连接。优点：由于采用了设有螺旋片的螺旋杆，由螺旋片使钢球处于分隔状态下行移，因此不会出现扎堆现象，并且各钢球的淬火时间一致，能使钢球获得表里一致的淬火效果，整体硬度(HRC)可达60-70；通过螺旋杆上的螺旋片驱赶钢球，能获得较已有技术高出5倍以上的淬火效率。
Description
技术领域
本发明属于金属件的淬火设施技术领域，具体涉及一种钢球淬火机的淬火机构，用于将经过轧机轧制成形后的钢球在淬冷介质如水、油中快速冷却，藉以获得理想的强度、韧性及耐疲劳强度。
背景技术
以建材生产行业例如水泥厂为例，在生产水泥的过程中，需要对由破碎机如单转子、双转子锤式破碎机破碎后的矿石送入球磨机球磨(业介称粉磨)，球磨机需要使用耐磨性理想、硬度高的钢球，而要使钢球获得理想的强度、硬度、耐磨性、耐疲劳强度等，则必须经过加热炉先将用于轧制成球的圆钢加热到临界温度AC3(亚共析钢)或AC1(过共析钢)以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后将轧制成形后的钢球以大于临界冷却速度的冷速快冷到MS以下或MS附近等温进行马氏体或贝氏体的热处理工艺。淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，以大幅度提高钢球的强度、硬度、耐磨性、耐疲劳的物理性能。
已有技术中的钢球淬火机的淬火机构的结构甚为简单，具体由图6示意，它主要包括一筒体8，该筒体8的两端不封口，在使用状态下以一端高而另一端低的倾斜状态卧式安装于淬火场所，面向钢球引入方向的一端(图示左端)比钢球引出方向的一端(图示右端)高，以利钢球顺利输出。筒体8的外壁中部设置有与筒体8构成一体的筒体齿圈81，筒体8的筒腔内壁体上加工有螺旋形的用于导引钢球的导引肋82。工作时，由筒体驱动机构9的电机91经减速机92进而经固设在减速机92的动力输出轴上的与筒体齿圈81相啮合的主动齿轮921带动筒体旋转。在筒体8旋转的同时，由喂球滚道83将经高温炉高温处理后的钢球引入筒体8的筒腔内，与此同时，由管路84将淬火介质(主要为水)引入筒腔。在筒体8的旋转运动下，使从筒体8的入球口进入到筒腔内的钢球由出球口85引出，最后由提取机构851提走。
上边淬火机构的优势是结构简练、投资小，尤其可以由用户自行制造。但是，淬冷即淬火处理效果、效率均无法令人恭维。就淬火处理的效果而言，由于钢球在筒体8的筒腔内无法避免扎堆的现象，因此无论是钢球与钢球之间还是钢球自身都难以获得均匀一致的淬冷效果，例如钢球与钢球彼此贴合，致使钢球得不到由表及内的整体淬冷，硬度(HRC)参差不一，即钢球的表面硬度与内部硬度悬殊较大，硬度(HRC)一般表现为20-40左右。更主要的影响淬火效果的原因还在于：一是筒体8的结构决定了筒腔内的淬火介质的温度无法控制，自管路84引入筒腔中的淬火介质的温度很快便会升高，因为筒体8的结构决定了筒腔是贯通的，无法适应分隔接受淬火介质的要求，从而对钢球的淬火质量难以保障，钢球在使用过程中因其硬度低、而磨损性差、易变形而给生产行业带来更换钢球频繁、增大使用成本以及因变形致球磨效率低下而影响正常生产；二是不能确保每个钢球获得相同的淬火时间，在钢球扎堆倾出过程中，后进入筒腔内的钢球不免存在有先出筒腔的情形，因此同一批次的钢球在淬火后硬度不尽一致。就淬冷的效率而言，如果连续大量地通过喂球道83向筒体8的筒腔内喂球，那么因扎堆严重而致钢球的物理性能更差，反之，如果逐个别喂入，那么不仅会浪费用于淬冷的介质，而且会造成能源的无为消耗，因为筒体8被动地处于饥饿的趋于空运转的状态。
发明内容
本发明的任得是要提供一种可避免钢球在淬火过程中出现扎堆现象、确保同一批次中的每个钢球所获得的淬火时间一致而藉以使钢球在淬火后获得理想的硬度并且淬火效率高的钢球淬火机的淬火机构。
本发明的任务是这样来完成的，一种钢球淬火机的淬火机构，它包括螺旋杆，该螺旋杆的中部设有用于对钢球分隔并且驱赶钢球行移的螺旋片，两端通过第一轴承座和第二轴承座支承在轴承座支架上；一用于接受由钢球淬火机的淬火介质输送机构输入的淬火介质的介质槽，固定在介质槽托架上，并且整体地对应于螺旋片的下方；一用于驱使螺旋杆运动的螺旋杆驱动装置，与所述的螺旋杆传动连接。
在本发明的一个具体的实施例中，所述的螺旋杆呈一端高而另一端低的倾斜设置，与此相适应地所述的介质槽也呈与螺旋杆相一致的一端高而另一端低的倾斜设置。
在本发明的另一个具体的实施例中，所述的一端高而另一端低是指介质槽的出球口的一端高，而介质槽的进球口的一端低。
在本发明的还一个具体的实施例中，所述的介质槽的整体形状为瓦形。
在本发明的再一个具体的实施例中，所述的出球口的部位配设有一出球滚道，而所述的进球口上接续有一用于将钢球淬火机的喂球机构喂入的钢球引入到介质槽中去的主滚道。
在本发明的又一个具体的实施例中，所述的螺旋杆在对应于所述的第二轴承座的一端设有挡水盘。
在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的淬火介质输送机构包括介质总管、控制阀、分级管和分配管，其中：介质总管与介质源连接，控制阀有一组，间布在介质总管上，分级管的数量与控制阀相等，并且与控制阀连接，每根分级管上连接一组分配管的一端，而分配管的另一端接至介质槽，并且分配管的数量与螺旋片的数量相等。
在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的淬火介质为水，所述的水为自来水、河水、井水中的任意一种。
在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的螺旋杆驱动装置包括第一电机、第一减速机、第一链轮、第一链条、主轴和第二链轮，第一电机与第一减速机传动连结并且安置在第一电机机架上，第一链轮固定在第一减速机的动力输出轴上，第一链条的一端套置在第一链轮上，而另一端套置在第二链轮上，第二链轮固定在主轴上，主轴通过一对主轴轴承座支承在轴承座支架上，主轴通过万向节与螺旋杆联结。
在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的主轴的末端设有用于对第一电机进行保护的离合器。
本发明所推荐的技术方案的优点：由于采用了设有螺旋片的螺旋杆，由螺旋片使钢球处于分隔状态下行移，因此不会出现扎堆现象，并且各钢球的淬火时间一致，能使钢球获得表里一致的淬火效果，整体硬度(HRC)可达60-70；通过螺旋杆上的螺旋片驱赶钢球，能获得较已有技术高出5倍以上的淬火效率。
附图说明
图1为本发明钢球淬火机的淬火机构的第一实施例图。
图2为本发明钢球淬火机的淬火机构的局部立体结构图。
图3为本发明钢球淬火机的淬火机构的第二实施例图。
图4为本发明所述的钢球淬火机的喂球机构的结构图。
图5为与喂球机构相联结的钢球淬火机的钢球提运机构的结构图。
图6为已有技术中的钢球淬火机的示意图。
具体实施方式
为使贵审查员尤其是公众能进一步了解本发明的结构特征及其有益效果，特结合附图对本发明的具体实现方式详细描述如下：
实施例1：
敬请参阅图1和图2，作为优选的例子，钢球淬火机的淬火机构的螺旋杆1的杆体中部整体地设有用于对钢球分隔并且担当着驱赶钢球行移的螺旋片11，相邻螺旋片11之间的间距应当满足到与钢球的大小(直径)相适应，使钢球可动地位于其间。以目前图示位置状态为例，螺旋杆1的两端即右、左端分别通过第一、第二轴承座12、13而支承于第一、第二轴承座支架121、131上，而第一、第二轴承座支架121、131则被安固在钢球淬火机的使用现场的介质收集池7上，两者保持对应，即两者处于同一直线上。其中：第一轴承座121固定在介质收集池7的池沿上，而第二轴承座131固定在介质收集池7的池底，两者之间产生的高度差决定了螺旋杆1呈一端高而另一端低的倾斜状态，即螺旋杆1的右端比左端高。介质槽2的任务是接受由钢球淬火机的淬火介质输送机构4输至的淬火介质并且用于盛置钢球，介质槽2通过具体数量不受图示限制的一对介质槽托架21而支固在介质收集池7上池底上，整体地对应在螺旋片11的下方，也就是说对应在螺旋杆1上的螺旋片11的区域，同样地，由于右端的介质槽托架21比左端高，因此整个介质槽2保持着与螺旋杆1相一致的一端高而另一端低的倾斜关系。介质槽2的低端即左端的进球口23上衔接有用于接应由喂球机构5喂至的钢球的进球滚道231，而介质槽2的高端即右端的出球口22上衔接有用于将完成淬火过程后的被螺旋片11驱逐而出的钢球的出球滚道221。对于介质槽2的形状，优选为瓦形或者称横截面形状为U形。
螺旋杆1的动力来自于螺旋杆驱动装置3，该螺旋杆驱动装置3的第一电机31与第一减速机32按公知常识传动联结后安装在第一电机机架311上，在第一减速机32的动力输出轴上固设第一链轮33，第一链轮33上套置第一链条34的一端，而第一链条34的另一端套置在第二链轮36上，第二链轮36固定在主轴35的轴端，主轴35的中部枢置在一对主轴轴承座351上，一对主轴轴承座351固定在轴承座支架3511上，主轴35的左端通过万向节352与螺旋杆1的右端传动联结。为了保护第一电机31，在主轴35的右端配有离合器353，一旦出现螺旋杆1超负荷时，则由离合器353断开，以避免第一电机31损毁。
请继续见图1、图2，与自来水或地下水抽取泵站相联结的用于向介质槽2引入淬火用介质即水的淬火介质输送机构4的介质总管41上连接有一组数量并不受到具体限制的控制阀42，每个控制阀42上连接分级管43，每根分级管43上连接一组分配管44的一端，分配管44的另一端接至介质槽2。为了体现向螺旋片11分隔提供淬火介质(水，以下同)，则分配管44的数量应与螺旋片11的数量相适应，以使各相邻螺旋片11之间同时获得水，这样水温便能得到控制，可以极致地保障对钢球的淬火效果。具体而言，可使钢球的硬度(HRC)内外一致。依据常识，自进球口23至出球口22的进水量由大及小，因为钢球自进球口23进入时的温度高，然后逐渐降低，进水量的大小可通过对各控制阀42的调整来达到。在淬火过程中，在螺旋片11的运动下，自介质槽2中泼(涌)向介质收集池7中的水可以通过管路循环利用，只要将水温控制在20-30℃即可，如果水温过高，那么可以兑入常温的水进行匀温。
实施例2：
敬请参阅图3，与实施例1相比，钢球淬火机的淬火机构有相同结构相同方式设置的两套，在这种情况下，为了满足对两个介质槽2提供淬火介质，因此淬火介质输送机构4便增至两套，并且增加一用于向图示位置状态的前面的一套淬火机构的介质槽2提供钢球的进球滚道232，以及，将第二链轮36改用双排链轮，增加第二链条37和第三链轮38，由第二链条37担当起两套淬火机构的一对主轴35之间的传动联结。由于是两套淬火机构，淬火效果会显著提高，因此在固定于第一轴承座支架121上的出球滚道221的通道上枢设有引导门2211，当一对集球容器2212中的其中一个容器集满钢球后，可将引导门2211关闭，而另一集球容器2212的通道开启，反之亦然，以利在取走某一集球器2212的过程中不影响钢球的连续输出。集球容器2212通常被放置在地坑2213中。示意在图中的加热炉10是用来对圆钢进行加热，加热后付诸钢球成形机成形，即轧球。
实施例3：
敬请参阅图4并且结合图3，给出了适合于实施例2的情形的喂球机构5的结构，喂球机构5包括第一机架51、第二减速机52、喂球盘53、动力过渡装置54，第二减速机52固定在第一机架51上，喂球盘53固设在第二减速机52的动力输出轴上，在喂球盘53的盘沿上至少间设有用于接应来自于钢球淬火机的钢球提运机构6的钢球的中路贮球腔531，动力过渡装置54包括第四、第五链轮541、543以及第三链条542，第四链轮541固定在第二减速机52的动力输入轴的轴端，而第五链轮543固定在螺旋杆1的端部，第三链条542套置在第四、第五链轮541、543上。由此可知，喂球机构5的动力是借助于螺旋杆驱动装置3的，因为当螺旋杆驱动装置3驱使螺旋杆1运动时，可通过固定在螺旋杆1上的第五链轮543传递动力。前面提及的进球滚道231与第一机架51固定，并且进球滚道231的第一入球口2311对应于中路贮球腔531。由于第一进球滚道231是呈高低设置的，第一入球口2311的一端高于第一出球口2312的一端，因此当第一入球口2311接到钢球后，钢球便自动地滚落到第一出球口2312，经进球口23进入到介质槽2中的螺旋片11之一间。
由于淬火机构有两套，因此在喂球盘53的盘沿上还设有底壁构成有斜面5321的边路贮球腔532，边路贮球腔532与中路贮球腔531呈一隔一分布。这样，由边路贮球腔532的第二出球口5322输出的钢球便从第二进球滚道232的第二入球口2321进入，从第二出球口2322引入到另一套即图3示意的前面一套淬火机构的介质槽2的进球口23。
如果钢球淬火机的淬火机构仅为一套，即属于实施例1的情形，那么只要将边路贮球腔532的第二出球口5322封闭即可。
实施例4：
请参阅图5，为了便于公众全面了解钢球淬火机，在该图中给出了用于将钢球运送到喂球机构5的钢球提运机构6的一种具体的结构形式。钢球提运机构6的第二机架61的具体形状、构造不受到图示的限制，它可以有各种变异的结构形式。在第二机架61的一端搭载着一对彼此保持平行的并且呈坡度(梯度)设置的链轨斜梁611，这里所称的坡度设置可以从图示中得到理解，即链轨斜梁611的一端高，而另一端低，更进一步地讲一对链轨斜梁611与第二机架61相固的一端高，而伸展到冷却池69的一端低，由此而构成为坡度或称梯度。在一对链轨斜梁611的顶表面上各构成有传送链滚道6111，该传送链滚道6111既可以在链轨斜梁611上一体加工而成，也可以另行固定到链轨斜梁611上，固定方式可以是焊接，也可以是用紧固件或以其它类似的手段实现。在第二机架61的另一端的顶部设置传动装置64，该传动装置64包括第二电机641、第二减速机642，两者按照公知常识组配，即第二电机641的动力输出轴与第二减速机642的动力输入轴联结，而第二减速机642的动力输出轴通过联接器6421与第一链轮轴65的一端端部传动联结，第一链轮轴65的两端枢置于一对第三轴承座651上，而第三轴承座651固装在第二机架61上。在第一链轮轴5的中部彼此相隔一定距离地固设一对第六链轮652，这里所讲的相隔一定距离的程度由前述的一对链轨斜梁611之间的间距所确定，也就是说，一对第六链轮652分别对应于一对链轨斜梁611的高端端部。在一对第六链轮652上分别套置传送链67的一端，而一对传送链67的另一端分别套置在一对第七链轮662上，一对第七链轮662固设在对应于链轨斜梁611的低端的第二链轮轴66的中部，第二链轮轴66的两端分别枢置在相应的第四轴承座661上，而第四轴承座661安装在位于冷却池69中的一对轴承座支座6611上，冷却池69的作用是对料斗68进行冷却，当料斗68行经冷却池69时蘸及冷却池69中的冷却介质如水，藉以避免料斗68被钢球烫损。前述的一对链轨斜梁611的低端即图示的右端可以支固在该对轴承座支座6611上。料斗68通过料斗轴681与一对传送链67联结。当传动装置64驱使第一链轮轴65运动时，由第一链轮轴65上的一对第六链轮652带动一对传送链67运动，在运动过程中，传送链67应是沿着传送链滚道6111运行的。由图晰示并且依据常识可知，在工作时，料斗68在传送链67的带动下围绕第六、第七链轮652、662作周而复始的运动，从而形成一个传运钢球的传运平面称移运平面。钢球由滚道62引入。对于滚道62既可以直接采用槽钢，也可以采用铁板加工而成，本实施例选择后者。滚道62支固在由图3示意的支架621上，其窄缩的一端对应于料斗68的进球端即低端，而另一端扩设并且伸展到钢球成形机(轧机)的出球口处，从而使钢球经滚道62滚入料斗68，由运行中的料斗68向上提运到固装于第一机架61上的主滚道63的入球口，进而经主滚道63馈至喂球机构5。
应用例1：
请具体结合图1，本应用例是针对钢球淬火机上的单套淬火机构而言的，由图3和图5所示的钢球提运机构6将待淬火的钢球经图3、图4所示的喂球机构5喂及第一进球滚道231，直至从介质槽2的第一进球口23进入介质槽2中，更具体地讲进入到螺旋片11中，此时，由于螺旋杆驱动装置3处于工作状态，具体是由第一电机31带动第一减速机32，由第一减速机32的动力输出轴上的第一链轮33经第一链条34带动第二链轮36，由第二链轮36带动主轴35(离合器353处于合的状态)。由于主轴35是通过万向节352而与螺旋杆1相连结的，因此螺旋杆1运动，由螺旋杆1上的螺旋片11将由第一进球口23进入的钢球自图示的右端向图示的左端驱赶，直至使钢球从介质槽2的出球口22进入出球滚道221，钢球进而由出球滚道221进入集球容器2212中。在由螺旋片11驱赶钢球的过程中，淬火介质输送机构4处于工作状态，向介质槽2中源源不断地输送淬火介质即水。每相邻螺旋片11之间的钢球数量仅为一个，在螺旋片11的运动下，便可将由第一进球滚道231连续引入的钢球连续地挟行驱至出球滚道221。整个过程中，每个钢球的路经时间是相同的，以及，由于钢球之间由螺旋片11分隔并且各由相应的淬火介质输送机构4的分配管44提供淬火介质，因此各钢球的淬火效果是基本相同的，不会象已有技术那样钢球之间产生扎堆及所获得的淬火时间不一的情形。此外，淬火效率能达到令人满意的程度，例如与图6所示的淬火机构相比，效率可提高5倍。申请人将经由本实施例淬火的钢球分先后四个批次，每次20个交付权威机构进行了检测，结果表明其硬度达到了极为令人满意的程度，HRC值均在68以上，而且自球面至球心的硬度均匀如一，与已有技术例如由图6所示的淬火机所得到的钢球(HRC仅为20-40不等)相比具有显著的硬度改善，对于耐磨损、抗变形效果是不言而喻的。
应用例2：
请结合图3，本应用例是针对配有两套淬火机构的钢球淬火机而言的，作为钢球淬火机的喂球机构5，则采用图4所示的形式，即在喂球盘53的盘缘上分别构成有中、边路贮球腔531、532，各自用于向第一、第二进球滚道231、232提供钢球，使两个介质槽2的相应的进球口23进球。两套淬火机构的两根主轴35通过第二链条37联动；一对淬火介质输送机构4各自向一对介质槽2提供淬火介质。本应用例的淬火效率比应用例1高。其余同对应用例1的描述。
Claims (10)
1、一种钢球淬火机的淬火机构，其特征在于它包括螺旋杆(1)，该螺旋杆(1)的中部设有用于对钢球分隔并且驱赶钢球行移的螺旋片(11)，两端通过第一轴承座(12)和第二轴承座(13)支承在轴承座支架(121)和轴承座支架(131)上；一用于接受由钢球淬火机的淬火介质输送机构(4)输入的淬火介质的介质槽(2)，固定在介质槽托架(21)上，并且整体地对应于螺旋片(11)的下方；一用于驱使螺旋杆(1)运动的螺旋杆驱动装置(3)，与所述的螺旋杆(1)传动连接。
2、根据权利要求1所述的钢球淬火机的淬火机构，其特征在于所述的螺旋杆(1)呈一端高而另一端低的倾斜设置，与此相适应地所述的介质槽(2)也呈与螺旋杆(1)相一致的一端高而另一端低的倾斜设置。
3、根据权利要求2所述的钢球淬火机的淬火机构，其特征在于所述的一端高而另一端低是指介质槽(2)的出球口(22)的一端高，而介质槽(2)的进球口(23)的一端低。
4、根据权利要求3所述的钢球淬火机的淬火机构，其特征在于所述的介质槽(2)的整体形状为瓦形。
5、根据权利要求3所述的钢球淬火机的淬火机构，其特征在于所述的出球口(22)的部位配设有一出球滚道(221)，而所述的进球口(23)上接续有一用于将钢球淬火机的喂球机构(5)喂入的钢球引入到介质槽(2)中去的主滚道(231)。
6、根据权利要求1所述的钢球淬火机的淬火机构，其特征在于所述的螺旋杆(1)在对应于所述的第二轴承座(13)的一端设有挡水盘(14)。
7、根据权利要求1所述的钢球淬火机的淬火机构，其特征在于所述的淬火介质输送机构(4)包括介质总管(41)、控制阀(42)、分级管(43)和分配管(44)，其中：介质总管(41)与介质源连接，控制阀(42)有一组，间布在介质总管(41)上，分级管(43)的数量与控制阀(42)相等，并且与控制阀(42)连接，每根分级管(43)上连接一组分配管(44)的一端，而分配管(44)的另一端接至介质槽(2)，并且分配管(44)的数量与螺旋片(11)的数量相等。
8、根据权利要求1所述的钢球淬火机的淬火机构，其特征在于所述的淬火介质为水，所述的水为自来水、河水、井水中的任意一种。
9、根据权利要求1所述的钢球淬火机的淬火机构，其特征在于所述的螺旋杆驱动装置(3)包括第一电机(31)、第一减速机(32)、第一链轮(33)、第一链条(34)、主轴(35)和第二链轮(36)，第一电机(31)与第一减速机(32)传动连结并且安置在第一电机机架(311)上，第一链轮(33)固定在第一减速机(32)的动力输出轴上，第一链条(34)的一端套置在第一链轮(33)上，而另一端套置在第二链轮(36)上，第二链轮(36)固定在主轴(35)上，主轴(35)通过一对主轴轴承座(351)支承在轴承座支架(3511)上，主轴(35)通过万向节(352)与螺旋杆(1)联结。
10、根据权利要求9所述的钢球淬火机的淬火机构，其特征在于所述的主轴(35)的末端设有用于对第一电机(31)进行保护的离合器(353)。
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