CN105969955A - 感应淬火设备和热处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种感应淬火设备，其包括工件平台和淬火感应装置，所述工件平台用于安装待加工的工件；所述淬火感应装置包括感应器支架和设置于所述感应器支架上的多个淬火加热感应器，所述多个淬火加热感应器围成用于对所述工件进行整体加热的工作区域，使得工件整体受热均匀。相比于现有扫描式感应加热淬火而言，这种采用整体式淬火的方式有效地解决了待加工工件出现的淬火软带问题。而且，该感应淬火设备能满足不同工件尺寸淬火，适用范围更广。

Description

感应淬火设备和热处理系统

技术领域

本发明涉及热处理设备技术领域，特别涉及一种感应淬火设备和热处理系统。

背景技术

在混凝土泵车、风力发电设备、港口设备、起重机设备中，大量使用回转支承等大型传动件。最常用的回转支承结构由内、外圈及钢球或辊子等组成。为了提高回转支承的承载能力及使用寿命，内外圈必须进行淬火处理。现阶段最常用的淬火方式主要为高温炉淬火及感应淬火，由于感应淬火对工件淬火速度快而受到广泛应用。目前国内外感应淬火设备，主要采用感应器与工件相对运动的扫描式感应加热淬火，且工件在加热的过程中直接进行部分冷却，此方式是对工件进行局部的淬火，其加工出来的产品都存在软带问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种感应淬火设备和热处理系统，以解决现有淬火技术中工件容易产生软带的技术问题。

本发明提供一种感应淬火设备，其包括：

工件平台，所述工件平台用于安装待加工的工件；

淬火感应装置，包括感应器支架和设置于所述感应器支架上的多个淬火加热感应器，所述多个淬火加热感应器围成用于对所述工件进行整体加热的工作区域。

进一步地，所述工件平台包括升降机构，所述升降机构用于带动所述工件进行升降移动。

进一步地，所述工件平台包括旋转机构，所述旋转机构带动所述工件进行旋转移动。

进一步地，所述旋转机构包括自下而上依次设置的旋转架和旋转台，所述旋转架固定于所述升降机构上，所述旋转架上设有环形轨道，所述旋转台的下方设有与所述环形轨道相匹配的滚轮。

进一步地，所述旋转台包括：

连接座，设置于所述环形轨道的中心处；

多个第一伸出臂，所述多个第一伸出臂分别沿所述环形轨道的径向连接于所述连接座，所述滚轮分别对应安装于每个第一伸出臂的下方；

锁紧组件，所述锁紧组件分别对应安装于每个第一伸出臂上，且能沿所述第一伸出臂的轴向移动。

进一步地，所述旋转台还包括第一驱动单元，所述第一驱动单元设置于旋转架的下方，所述第一驱动单元的输出端与所述连接座连接，用于驱动所述连接座进行转动并进而带动所述滚轮沿所述环形轨道进行移动。

进一步地，所述升降机构包括多个顶升油缸，多个顶升油缸的输出端分别连接于所述旋转架的底部，用于驱动所述旋转架进行升降移动。

进一步地，多个淬火加热感应器吊装于所述感应器支架上，围成环状的工作区域。

进一步地，所述感应器支架包括：

固定盘，所述固定盘位于所述工件平台的上方，在所述固定盘上沿其径向设有多个第二伸出臂；

悬挂组件，所述悬挂组件分别对应设置于每个第二伸出臂上，且能沿所述第二伸出臂的轴向移动；

调节组件，所述调节组件吊装在所述悬挂组件的下部，且与所述淬火加热感应器连接；所述调节组件用于调节所述淬火加热感应器进行转向移动和升降移动。

进一步地，所述感应器支架还包括：

丝杠单元，所述丝杠单元包括丝杆和设置于丝杆上的丝母，所述丝杆沿第二伸出臂轴向设置，所述丝母与所述悬挂组件连接；

第二驱动单元，所述第二驱动单元设置于固定盘的下方，且其输出端与所述丝杆的一端连接。

进一步地，还包括起吊装置，

所述起吊装置将所述淬火感应装置吊装在所述工件平台的上方。

进一步地，所述起吊装置包括：

龙门架；

箱体横梁组件，所述箱体横梁组件架设在两个龙门架的顶部；

连接组件，所述连接组件包括设置于所述箱体横梁组件上的连接板，所述连接板的上部设有环形固定座，所述环形固定座的外周沿其径向设有多个第三伸出臂，所述第三伸出臂用于吊装感应器支架。

进一步地，所述龙门架的底部设有行走组件，所述行走组件包括：

导轨；

行走轮，所述行走轮设置于所述龙门架的下部且与所述导轨相配合；

第三驱动单元，所述第三驱动单元的输出端与所述行走轮连接。

进一步地，还包括控制机构，所述控制机构包括用于控制所述淬火加热感应器进行工作的电气控制单元，以及用于控制所述工件平台、感应器支架进行动作的液压控制单元。

本发明还提供一种热处理系统，其包括冷却池和所述的感应淬火设备；所述冷却池用于冷却所述感应淬火设备加热后的工件。

本发明提供的感应淬火设备通过多个淬火加热感应器围成了一个可对工件进行整体加热的工作区域，相比于现有扫描式感应加热淬火，这种淬火方式可以使工件表面整体受热均匀，避免了工件在淬火过程中出现的软带问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例一感应淬火设备的工作状态示意图；

图2是根据本发明实施例一工件平台的结构示意图；

图3是根据本发明实施例一淬火感应装置的结构示意图；

图4是根据本发明实施例一起吊装置的结构示意图。

图中：

1－工件平台；2－淬火感应装置；3－起吊装置；

4－工件；5－电气控制单元；6－液压控制单元；

11－升降机构；12-旋转机构；21-感应器支架；

22-淬火加热感应器；31-龙门架；32-箱体横梁组件；

33-第三伸出臂；34-连接组件；35-第三驱动单元；

36-导轨；111-顶升油缸；112-导向筒；

121-旋转架；122-第一伸出臂；123-连接座；

124-锁紧组件；125-滚轮；126-环形轨道；

127-减速机；128-马达；211-固定盘；

212-第二伸出臂；213-悬挂组件；214-调节组件；

215－丝杠单元；216－第二驱动单元；221-变压器单元；

222－感应器单元；223－冷却单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

结合图1至图4所示，本实施例一提供的感应淬火设备包括工件平台1和淬火感应装置2。其中，工件平台1用于安装待加工的工件4，淬火感应装置2包括感应器支架21和设置于感应器支架21上的多个淬火加热感应器22，多个淬火加热感应器22围成用于对工件4进行整体加热的工作区域。这种工作区域的形状以及大小可视工件4情况灵活设置，例如：当工件4为圆环状时，工作区域的形状也对应为环状区域，以便使工件4受热更加均匀。可见，该感应淬火设备采用整体加热淬火的方式，相比于现有扫描式感应加热淬火，这种淬火方式可以使工件表面整体受热均匀，避免了工件在淬火过程中出现的软带问题。

本实施例中工件平台1的具体形式并不局限，可以根据实际需要灵活设置。感应器支架21可以普通的支架结构，也可以进一步的优选为具有升降功能和旋转功能的平台结构。在淬火时，工件4放置在工件平台1上，通过工件平台1实现工件4的升降移动和周向旋转；升降移动的目的是为了能够使工件4在环状工作区域与预先设置的冷却池之间进行位置切换。周向旋转目的是为了能够使工件4在环状工作区域内进行整体均匀地加热。以其中一种优选的平台结构进行举例说明。

如图2所示，工件平台1可包括升降机构11。升降机构11的设计一方面是为了调整工件4的高度位置，另一方面为了快速将工件4浸入淬火液中。

优选地，对于升降机构11而言，包括多个顶升油缸111。多个顶升油缸111的输出端分别连接于旋转架121的底部，用于驱动旋转架121进行升降移动。顶升油缸111可设置于预先设置的冷却池内，以便后续的冷却操作。同样，顶升油缸111的数量可以为多个，例如：三个、四个等等。

进一步地，每个顶升油缸111的底部设有地脚固定件(如地脚螺栓)，以方便固定。而且，为了使顶升油缸111升降过程中稳定可靠，在每个顶升油缸111的外部套设有导向筒112。

如图2所示，工件平台1还可包括旋转机构12。旋转机构12的设计是为了使工件4的整体表面受热均匀。

对于旋转机构12而言，旋转机构12包括自下而上依次设置的旋转架121和旋转台。旋转架121固定于升降机构11上，在升降机构11的带动下进行升降移动。旋转台在旋转架121上进行360°旋转，旋转台上设有用于固定工件4的锁紧组件124。旋转台的旋转可通过环形轨道126与滚轮125实现，即，在旋转架121上设有环形轨道126，旋转台的下方设有与环形轨道126相匹配的滚轮125，其结构简单稳定，可快速实现旋转与升降功能。

为了能满足不同尺寸工件4的淬火，该旋转台包括连接座123和多个第一伸出臂122；连接座123设置于环形轨道126的中心处；多个第一伸出臂122分别沿环形轨道126的径向连接于连接座123，多个第一伸出臂122处于同一平面上，用于共同承载不同尺寸的工件4。对应地，滚轮125分别对应安装于每个第一伸出臂122的下方；而且，锁紧组件124分别对应安装于每个第一伸出臂122上，且能沿第一伸出臂122的轴向移动，以便能够对不同尺寸的工件4进行锁紧。

第一伸出臂122可根据不同工件4尺寸及重量进行灵活设计，例如：第一伸出臂122的数量可以为四个、六个、八个等等；锁紧组件124的形式也可以为多种多样，例如：可采用螺栓限位或销轴限位或者卡夹限位等等。

更进一步地，为了满足的工件4在加热过程中的受热均匀性及可靠性，旋转台还包括第一驱动单元，第一驱动单元设置于旋转架121的下方，第一驱动单元的输出端与连接座123连接，用于驱动连接座123进行转动并进而带动滚轮125沿环形轨道126进行移动。第一驱动单元可以优选为马达128和减速机127，通过马达128和减速机127驱动滚轮125在环形轨道126上进行360°旋转，从而实现待加工工件4的旋转。

本实施例中感应器支架21作为淬火加热感应器22的支撑调节装置，其具体的形式也可由多种多样。该感应器支架21用于调节每个淬火加热感应器22与工件4之间的相对位置。以如下优选实施例进行说明。

如图3所示，感应器支架21包括固定盘211、悬挂组件213和调节组件214。

固定盘211位于工件平台1的上方，在固定盘211上沿其径向设有多个第二伸出臂212。优选地，固定盘211为圆盘状，在固定盘211的外周均匀地设置有多个第二伸出臂212，每个第二伸出臂212的下方连接一个淬火加热感应器22，从而形成环形工作区域。当然，第二伸出臂212的数量同样可以灵活设置，例如：四个、六个、八个等等。悬挂组件213分别对应设置于每个第二伸出臂212上，且能沿第二伸出臂212的轴向移动，优选地，悬挂组件213可以为套设于第二伸出臂212上的滑套结构；调节组件214吊装在悬挂组件213的下部，且与淬火加热感应器22连接；调节组件214用于调节淬火加热感应器22进行转向移动和升降移动。

为了使淬火过程更加灵活，调节更加方便，该感应器支架21还包括丝杠单元215和第二驱动单元216，丝杠单元215包括丝杆和设置于丝杆上的丝母，丝杆优选为滚珠丝杆，丝杆沿第二伸出臂212轴向设置，丝母与悬挂组件213连接；第二驱动单元216设置于固定盘211的下方，且其输出端与丝杆的一端连接。其中，第二驱动单元216优选为马达。这样通过丝杠单元215、第二驱动单元216和调节组件214实现对淬火加热感应器22进行上、下、左、右、前、后不同方向的调节。

进一步地，调节组件214包括第一调节件和第二调节件；第一调节件可转动地吊装在悬挂组件213的下部，优选地，第一调节件为由轴与轴承组成的旋转件；第二调节件可升降地设置在第一调节件的下部，优选地，第二调节件为螺杆和安装在丝杆上承载件，承载件用于安装旋转件，螺杆用于调节承载件的高度；淬火加热感应器22连接于第二调节件的下部。

本实施例中淬火加热感应器22可以沿用现有技术中的基本结构，当然也可以对其进行进一步改造。以如下一种具有基本功能的淬火加热感应器22进行说明。

该淬火加热感应器22包括变压器单元221和感应器单元222，变压器单元221和感应器单元222可一体连接；变压器单元221吊装于调节组件214的下部，通过感应器单元222对工件4进行感应加热。此外，淬火加热感应器22还包括用于控制感应器单元222温度的冷却单元223。优选地，变压器单元221为带时间继电器的高频感应淬火变压器，可对加热时间进行控制。感应器单元222用于完成工件4的感应淬火，感应器单元222的形状优选为弧形。当然，可以根据工件4尺寸进行感应器单元222和变压器单元221数量调节，使得淬火过程更加灵活，调节更加方便。

本实施例一提供的感应淬火设备在上述结构的基础上还可以包括起吊装置3，起吊装置3起到承重作用，用于将淬火感应装置2吊装在工件平台1的上方。

如图4所示，起吊装置3包括龙门架31、箱体横梁组件32和连接组件34；龙门架31可移动地设置于冷却池的两侧，箱体横梁组件32架设在两个龙门架31的顶部；连接组件34包括设置于箱体横梁组件32上的连接板，连接板可通过螺栓与感应器支架21的固定盘211连接，在连接板的上部设有环形固定座，环形固定座的外周沿其径向设有多个第三伸出臂33，第三伸出臂33用于吊装感应器支架21。第三伸出臂33的数量可以为四个、六个、八个等等，一般情况下，第三伸出臂33与第二伸出臂212的数量相同，每个第三伸出臂33与其对应的第二伸出臂212连接。

进一步地，在龙门架31的底部设有行走组件，行走组件包括导轨36、行走轮和第三驱动单元35，行走轮设置于龙门架31的下部且与导轨36相配合；第三驱动单元35的输出端与行走轮连接，用于驱动龙门架31进行行走移动，从而可驱动淬火感应装置2的整体移动。

本实施例一提供的感应淬火设备还包括控制机构，控制机构包括用于控制淬火加热感应器22进行工作的电气控制单元5，以及用于控制工件平台1、感应器支架21进行动作的液压控制单元6。

本实施例一提供的感应淬火设备对工件4淬火的基本原理如下：

首先，工件平台1通过地脚螺栓将顶升油缸111和导向筒112固定在预先设计的冷却池中，工作时冷却池装满淬火液，顶升油缸111驱动旋转台上升至预定位置，将待加工工件4吊装至旋转台上，通过锁紧组件124固定，然后顶升油缸111驱动旋转台和工件4下降至一定高度；接着，第三驱动单元35驱动龙门架31移动，使得淬火感应装置2整体移动至工件平台1的正上方，然后顶升油缸111驱动旋转台和工件4上升至预定位置(环形工作区域)，通过顶升油缸111、滚珠丝杆和调节组件214，调节感应器单元222与工件4之间的距离；调整完成后，旋转支架上的第一驱动单元驱动工件4旋转，此时开启电气控制单元5和冷却单元223，控制感应器单元222对工件4进行加热，使工件4表面温度整体达到预计值；之后，顶升油缸111迅速驱动旋转台及工件4下降至冷却池的淬火液中进行冷却；第三驱动单元35驱动龙门架31移动回到原出发点；冷却完成后顶升油缸111驱动旋转台及工件4上升至预定位置，松开锁紧装置，吊装工件4离开旋转台，实现一次工件4整体淬火。

实施例二

本实施例二提供一种热处理系统，其包括冷却池和实施例一中的感应淬火设备；其中，冷却池用于冷却感应淬火设备加热后的工件4，冷却池可以为预设设置的池体，在池体内加入淬火液。感应淬火设备对应地设置在冷却池的上方，可将加热后的工件4整体投放于冷却池中冷却。

该热处理系统可实现对回转支承进行淬火处理。下面结合图1至图4进行具体说明。该感应淬火设备包括工件平台1和淬火感应装置2。其中，工件平台1设置于冷却池中，工件平台1用于安装待加工的回转支承，可带动回转支承进行升降移动和旋转移动。淬火感应装置2包括感应器支架21和设置于感应器支架21的多个淬火加热感应器22，多个淬火加热感应器22围成用于对回转支承进行整体加热的环状工作区域；感应器支架21可调节每个淬火加热感应器22与回转支承之间的相对位置。此外，还可通过可移动的起吊装置3将淬火感应装置2移动至工件平台1的上方。可见，该热处理系统采用整体加热、快速冷却的感应淬火工艺，可以避免回转支承在感应淬火过程中产生软带。

本实施例二关于该感应淬火设备的其他结构以及具体组成已在上述实施例一中详细描述，相同部分不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种感应淬火设备，其特征在于，包括：

工件平台(1)，所述工件平台(1)用于安装待加工的工件(4)；

淬火感应装置(2)，包括感应器支架(21)和设置于所述感应器支架(21)上的多个淬火加热感应器(22)，所述多个淬火加热感应器(22)围成用于对所述工件(4)进行整体加热的工作区域。

2.根据权利要求1所述的感应淬火设备，其特征在于，所述工件平台(1)包括升降机构(11)，所述升降机构(11)用于带动所述工件(4)进行升降移动。

3.根据权利要求2所述的感应淬火设备，其特征在于，所述工件平台(1)包括旋转机构(12)，所述旋转机构(12)用于带动所述工件(4)进行旋转移动。

4.根据权利要求3所述的感应淬火设备，其特征在于，所述旋转机构(12)包括：

旋转架(121)，设置于所述升降机构(11)上，且在所述旋转架(121)上设有环形轨道(126)，

旋转台，所述旋转台的下方设有与所述环形轨道(126)相匹配的滚轮(125)。

5.根据权利要求4所述的感应淬火设备，其特征在于，所述旋转台包括：

连接座(123)，设置于所述环形轨道(126)的中心处；

多个第一伸出臂(122)，所述多个第一伸出臂(122)分别沿所述环形轨道(126)的径向连接于所述连接座(123)，所述滚轮(125)分别对应安装于每个第一伸出臂(122)的下方；

锁紧组件(124)，所述锁紧组件(124)分别对应安装于每个第一伸出臂(122)上，且能沿所述第一伸出臂(122)的轴向移动。

6.根据权利要求5所述的感应淬火设备，其特征在于，所述旋转台还包括第一驱动单元，所述第一驱动单元设置于旋转架(121)的下方，所述第一驱动单元的输出端与所述连接座(123)连接，用于驱动所述连接座(123)进行转动并进而带动所述滚轮(125)沿所述环形轨道(126)进行移动。

7.根据权利要求4所述的感应淬火设备，其特征在于，所述升降机构(11)包括多个顶升油缸(111)，多个顶升油缸(111)的输出端分别连接于所述旋转架(121)的底部，用于驱动所述旋转架(121)进行升降移动。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的感应淬火设备，其特征在于，多个淬火加热感应器(22)吊装于所述感应器支架(21)上，围成环状的工作区域。

9.根据权利要求8所述的感应淬火设备，其特征在于，所述感应器支架(21)包括：

固定盘(211)，所述固定盘(211)位于所述工件平台(1)的上方，在所述固定盘(211)上沿其径向设有多个第二伸出臂(212)；

悬挂组件(213)，所述悬挂组件(213)分别对应设置于每个第二伸出臂(212)上，且能沿所述第二伸出臂(212)的轴向移动；

调节组件(214)，所述调节组件(214)吊装在所述悬挂组件(213)的下部，且与所述淬火加热感应器(22)连接；所述调节组件(214)用于调节所述淬火加热感应器(22)进行转向移动和升降移动。

10.根据权利要求9所述的感应淬火设备，其特征在于，所述感应器支架(21)还包括：

丝杠单元(215)，所述丝杠单元(215)包括丝杆和设置于丝杆上的丝母，所述丝杆沿第二伸出臂(212)轴向设置，所述丝母与所述悬挂组件(213)连接；

第二驱动单元(216)，所述第二驱动单元(216)设置于固定盘(211)的下方，且其输出端与所述丝杆的一端连接。

11.根据权利要求1所述的感应淬火设备，其特征在于，还包括起吊装置(3)，所述起吊装置(3)将所述淬火感应装置(2)吊装在所述工件平台(1)的上方。

12.根据权利要求11所述的感应淬火设备，其特征在于，所述起吊装置(3)包括：

龙门架(31)；

箱体横梁组件(32)，所述箱体横梁组件(32)架设在两个龙门架(31)的顶部；

连接组件(34)，所述连接组件(34)包括设置于所述箱体横梁组件(32)上的连接板，所述连接板的上部设有环形固定座，所述环形固定座的外周沿其径向设有多个第三伸出臂(33)，所述第三伸出臂(33)用于吊装感应器支架(21)。

13.根据权利要求12所述的感应淬火设备，其特征在于，所述龙门架(31)的底部设有行走组件，所述行走组件包括：

导轨(36)；

行走轮，所述行走轮设置于所述龙门架(31)的下部且与所述导轨(36)相配合；

第三驱动单元(35)，所述第三驱动单元(35)的输出端与所述行走轮连接。

14.根据权利要求1所述的感应淬火设备，其特征在于，还包括控制机构，所述控制机构包括用于控制所述淬火加热感应器(22)进行工作的电气控制单元(5)，以及用于控制所述工件平台(1)、感应器支架(21)进行动作的液压控制单元(6)。

15.一种热处理系统，其特征在于，包括冷却池和根据权利要求1-14中任一项所述的感应淬火设备；所述冷却池用于冷却所述感应淬火设备加热后的工件(4)。