CN106244787A - 大直径齿轮高频热处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械制造领域，特别涉及一种用于甘蔗压榨或矿山机械等大直径齿轮高频热处理设备，其特点是：包括高频热处理机、升降装置、感应加热棒、工件、夹具工装和底座部件，所述升降装置与工件分别固定在底座部件上，所述升降装置上安装有高频热处理机，所述工件固定在夹具工装上，感应加热棒一端固定在高频热处理机上，另一感应端与工件的齿面紧贴，具有结构简单，自动化程度高；工件的热处理质量好；热处理效率高，劳动强度低；耐用度高，使用适应性广等特点。

Description

大直径齿轮高频热处理设备

技术领域

本发明属于机械制造领域，特别涉及一种大直径齿轮高频热处理设备。

背景技术

齿轮，是机械器件传递动力的重要原件之一。齿轮传动是应用极为广泛的传动形式，它不但能够传递任意两轴间的运动和动力，还可以改变运动的速度和方向，具有传动平稳、可靠，效率高，寿命长，结构紧凑，齿轮的传动速度、功率范围及用途都很广，所以齿轮是各种机械装备中的重要零件，如机床、汽车、飞机、汽船、风扇及玩具等。随着经济的迅猛发展，机械行业出现了许多大型设备，如甘蔗压榨机、轧钢机械以及矿山机械等，在大型机械设备中齿轮性能的优劣直接影响着设备的速度、承载能力、工作可靠性和使用寿命。特别是由于人们生活水平不断提高，人们对蔗糖需求量不断加大，甘蔗压榨机是蔗糖原液提取的重要设备，其内部辊轴上设有三个直径较大的三星齿轮，由于甘蔗压榨为季节性的，而且甘蔗砍伐后，必须及时地需要压榨，否则甘蔗会很快地发霉腐烂，所以，这就使得甘蔗压榨机必须连续地甚至超负荷地工作，因此该辊轴上的三星齿轮的齿面经常长时间的工作，而且其工作环境比较恶劣，所以，很容易导致齿面处严重磨损，然而，由于甘蔗压榨的大直径三星齿轮体积与重量较大，甘蔗压榨机大直径三星齿轮的齿面处的热处理技术难度较大。目前普遍采用的是火焰表面加热淬火，所述的火焰表面加热淬火处理方法，即是一个人手持焊枪对各齿轮的齿面分别进行加热及淬火，当操作工人手持焊枪对第一个齿面火焰加热足够温度时，另一个工人手持水桶对烧红的齿面进行喷淋冷却（有时甚至采用人工用嘴巴喷淋），然后手持焊枪的工人才又继续对第二齿轮的齿面进行火焰加热，当第二个齿面达到足够温度时，另一个工人又继续手持水桶对烧红的齿面进行喷淋冷却，如此反复循环，直到所有齿轮的齿面都加热并淬火完毕。

以上这样的火焰淬火处理方法存在以下问题：一是效率低：焊工长时间手持焊枪对齿面进行加热，而且，在齿面加热过程中，刚刚被加热齿轮的齿面又被立即被水喷淋冷却，严重影响了下一个齿轮的齿面的加热速度，所以热效率非常低，同时，由于操作工人的工作环境比较恶劣，条件艰苦，每隔一段时间需要休息，因此单位时间内生产效率较低。二是热处理质量差：因为对于每一个齿轮的齿面进行加热的温度，只能凭手持焊枪工人的工作经验，另外，对于将烧红的齿面进行喷淋冷却的工人，也同样是依靠人为的操作，由于齿面热处理质量是通过加热和冷却的温度和时间来确定的，因此，手工的火焰加热和喷淋冷却的时间掌握的准确性差、质量不稳定，从而导致了齿面淬火的生产效率低下，齿面硬度的控制性差。三是劳动强度大：对于人工手持焊枪火焰加热，因长时间手持焊枪，手臂疲劳酸痛，而且焊工工作时身体与焊枪距离较小，热处理过程中产生的高温、射线及烟尘，使操作工人疲劳感加强，对身体非常有害。

后来有人曾经想通过采用比较节能高效的高频感应热处理方法对齿面进行高频处理，因为高频感应加热的原理是利用导体在高频磁场作用下产生的感应电流(涡流损耗、以及导体内磁场的作用磁滞损耗引起导体自身发热而进行加热的。感应加热系统由高频电源(高频发生器)、导线、变压器、感应器（感应棒）组成。当导体有电流通过时，在其周围同时产生交变磁场，高频电流流向被绕制成环状或其它形状的电感线圈（通常是用紫铜管制作）。由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束，将被加热的金属物质放置在感应线圈内，磁束就会贯通整个被加热物质，在被加热物质内部与加热电流相反的方向产生很大的涡流，由于被加热金属物质的电阻产生焦耳热，使金属物质自身的温度迅速上升，从而完成对金属工件表面的快速加热，甚至达到透热融化的效果，高频感应加热多数用于工业金属零件表面淬火、金属熔炼、齿轮齿面淬火、棒料透热或刀具焊接等多个领域，可是，由于高频感应加热由于只能对小型的零部件整体处理，或者可以对有规则的直线形状的大型零部件进行热处理，而对于无规则的大型零部件却很难进行高频感应热处理，所以如果需要对大型齿轮进行热处理时，必须对高频热处理设备及工艺进行比较大的改造，因此突破大直径齿轮高频热处理设备的制造工艺技术，是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有结构简单，操作性好，使用适应性广的大直径齿轮高频热处理设备。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的大直径齿轮高频热处理设备，其特征在于：包括高频热处理机、升降装置、感应加热棒、工件、夹具工装和底座部件，所述升降装置与工件分别固定在底座部件上，所述升降装置上安装有高频热处理机，所述工件固定在夹具工装上，感应加热棒一端固定在高频热处理机上，另一感应端与工件的齿面紧贴。

以上所述的升降装置包括支撑装置、升降部件、螺旋机构、驱动部件、控制器、丝杆和制动机构，所述支撑装置包括与地面垂直安装的支撑框架，所述支撑框架安装有能够使得所述高频热处理机上下运动的升降部件，所述支撑框架左右两侧的纵梁上安装有轨道，所述驱动部件的输出轴通过伞齿轮与丝杆的上端连接，所述丝杆的中部设有螺旋机构，丝杆的下端通过直齿轮与制动机构连接，升降部件通过控制器电驱动。

以上所述夹具工装包括支座、移动部件、旋转部件、工作台、导轨、滑板和固定板，所述旋转部件安装在工作台上，旋转部件与其下部的移动部件连接后一起固定在支座上，所述移动部件设有能够使得工作台以及旋转部件进行横向运动或纵向运动的横向移动部件和纵向移动部件，所述横向或纵向运动的移动部件均安装在滑板的上方，所述各移动部件与滑板之间设有导轨，所述固定板立于各滑板两侧。

以上所述感应加热棒，包括连接部位、管状中段部位、感应部位、冷却水回流端、导电石墨层、进水管、出水管、连接板和喷水孔，所述连接部位通过连接板与高频热处理机连接，所述管状中段部位、感应部位以及冷却水回流端通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述循环的管道包括安装紧固在连接部位的进水管和出水管，所述进水管和出水管在冷却水回流端相互贯通，所述感应部位的进水管和出水管还围绕有导电石墨层，所述导电石墨层与进、出水管被导电石墨层围绕后的形状和工件淬火面的形状是凹凸紧密配合结构，所述进水管和出水管围绕处留有与空间暴露的管段，所述暴露的的进水管或出水管管段上设有至少有5个喷水孔。

以上所述制动机构采用棘轮机构，包括齿轮、棘轮、棘爪和操作手柄，所述棘轮机构的棘轮固定在齿轮上，所述棘爪外接操作手柄。

以上所述控制器是直流电无极调速控制器。

以上所述移动部件，包括支承板、旋进手柄、螺旋机构、螺杆、旋转架、卡爪、定位套和轴承，所述旋进手柄固定于螺杆的外端并与螺旋机构配合，所述螺旋机构固定在支承板上，所述螺杆的另一端与支承板铰接，所述旋转架的下部安装轴承后一起固定在工作台上，所述的工作台上刻有使得旋转架旋转精确的刻度，具有互换性的卡爪和定位套安装在旋转架的上方。

以上所述导轨与滑板连接的形式是相嵌式结构，其相嵌式结构是长方形、燕尾槽形或是其他任意形状；所述定位套的外圈设有上小下大的锥度，其锥度是3～15°。

以上所述进水管和出水管是圆形管、方形管、菱形管或其它形状的管子；所述进水管或出水管与空间暴露的管段至少长30mm，宽5mm；所述进水管或出水管上的喷水孔设于感应部位与工件淬火面相对应面的上部或下部；所述方形的进水管或出水管的喷水孔的位置上倒有15～75°角。

本发明的大直径齿轮高频热处理设备的有益效果是：

1.结构简单，自动化程度高。本发明的大直径齿轮高频热处理设备，采用将高频热处理机安装固定在升降装置上，所述工件固定在夹具工装上，夹具工装的工作台上刻有使得旋转架旋转精确的刻度，这样安装在旋转架上的工件可以按照所需要的角度任意旋转，具有互换性的卡爪和定位套可以适合安装不同直径、不同模数的齿轮，定位套的外圈设有上小下大的锥度，使得工件安装时容易快速，另外控制器采用直流电无极调速控制器，这样，在整个齿轮高频热处理生产过程中，操作工人只需要简单地操作，大大减少了工人作业的劳动强度，也改善了工人的生产环境。

2.工件的热处理质量好。本发明采用高频感应加热的原理，在感应部位的进水管和出水管围绕有导电石墨层，所述的进、出水管被导电石墨层围绕后的形状和工件淬火面的形状是凹凸紧密配合结构，即感应端与工件的齿面紧贴，使得被热处理的工件表面加热到位，大大节约了能源，同时由于石墨为非金属制品，是由碳、石墨加上适当的粘合剂，通过挤压成形，包围在金属管的周围，当电流流过导电石墨时，在穿过其中的金属零件中感应出交变磁场，这一磁场，又在金属零件中感应出涡旋电流， 这一电流流经金属零件时，又产生电阻热量，从而对需要的局部进行加热，石墨耐高温强，导电性好，再通过金属管的喷水孔自动喷淋，使得被处理的零部件达到所需要的硬度。经测试，采用本发明设备对齿轮齿面所达到的硬化层是0.5～8mm，里氏硬度达到500～700。

3. 热处理效率高，劳动强度低。本发明采用全自动操作，工作时感应加热棒的一端通过连接板与高频热处理机连接，另一感应端与工件的齿面紧贴，电流大小可调，上下升降快慢可调，冷却温度也可以通过进出水管的流量或喷水孔的大小来调节，自动化程度高，大大减轻了工人的劳动强度，有效降低工人的操作要求，比采用人工焊枪火焰加热的热处理方法提高了五倍以上的效率，时间和效能节约了三倍以上，而且零件热处理的硬度质量稳定性高。

4.耐用度高，使用适应性广。本发明的大直径齿轮高频热处理设备的最高使用温度可达3000℃，它的热膨胀系数较小，热导率较大，加工性能较好，耐高温，耐极冷极热性好，不但适用于小型的零部件的热处理，也可以对有规则的直线形状的大型零部件进行热处理，还可以对无规则的曲线形状的大型零部件进行高频感应热处理，尤其适合对于特别大型齿轮的齿面进行高频热处理。

附图说明

图1是本发明实施例1和实施例2的立体结构示意简图。

图2是升降装置2的立体结构示意简图。

图3是制动机构13的立体结构示意简图。

图4是夹具工装5的立体结构示意简图。

图5是图3的剖视结构示意简图。

图6是感应加热棒3实施例1的立体结构示意简图。

图7是图6俯视结构示意简图。

图8是图6的去除围绕的导电石墨5立体结构示意简图。

图9是图6的A向主视结构示意简图。

图10是图6的B向主视结构示意简图。

图11是实施例3和的进水管38和出水管39是圆形管的主视结构示意简图。

图12是实施例4的进水管38和出水管39是圆形管的主视结构示意简图。

图中部件名称及序号：

高频热处理机1、升降装置2、感应加热棒3、工件4、夹具工装5、底座部件6、支撑装置7、升降部件8、螺旋机构9、驱动部件10、控制器11、丝杆12、制动机构13、齿轮14、棘轮15、棘爪16、操作手柄17、支座18、移动部件19、旋转部件20、工作台21、导轨22、滑板23、支承板24、旋进手柄25、螺旋机构26、螺杆27、旋转架28、卡爪29、定位套30、轴承31、固定板32、连接部位33、管状中段部位34、感应部位35、冷却水回流端36、导电石墨层37、进水管38、出水管39、进水管接头40、出水管接头41、连接板42、喷水孔43、水流方向44。

具体实施方式

以下结合附图及其实施例描述本发明的结构。

如图1～图12所示，本发明的大直径齿轮高频热处理设备，包括高频热处理机1、升降装置2、感应加热棒3、工件4、夹具工装5、底座部件6、支撑装置7、升降部件8、螺旋机构9、驱动部件10、控制器11、丝杆12、制动机构13、齿轮14、棘轮15、棘爪16、操作手柄17、支座18、移动部件19、旋转部件20、工作台21、导轨22、滑板23、支承板24、旋进手柄25、螺旋机构26、螺杆27、旋转架28、卡爪29、定位套30、轴承31、固定板32、连接部位33、管状中段部位34、感应部位35、冷却水回流端36、导电石墨层37、进水管38、出水管39、进水管接头40、出水管接头41、连接板42、喷水孔43、水流方向44，所述所述升降装置2与工件4分别固定在底座部件6上，所述升降装置2上安装有高频热处理机，所述工件4固定在夹具工装5上，感应加热棒3一端固定在高频热处理机1上，另一感应端与工件4的齿面紧贴。

所述的升降装置2包括支撑装置7、升降部件8、螺旋机构9、驱动部件10、控制器11、丝杆12和制动机构13，所述支撑装置7包括与地面垂直安装的支撑框架，所述支撑框架安装有能够使得所述高频热处理机1上下运动的升降部件8，所述支撑框架左右两侧的纵梁上安装有轨道，所述驱动部件10的输出轴通过伞齿轮与丝杆12的上端连接，所述丝杆12的中部设有螺旋机构9，丝杆12的下端通过直齿轮与制动机构13连接，所述制动机构13采用棘轮机构，包括齿轮14、棘轮15、棘爪16和操作手柄17，所述棘轮机构的棘轮15固定在齿轮14上，所述棘爪16外接操作手柄17，升降部件8通过控制器11电驱动，所述控制器11是直流电无极调速控制器。

所述夹具工装5包括支座18、移动部件19、旋转部件20、工作台21、导轨22、滑板23和固定板32，所述旋转部件20安装在工作台21上，旋转部件20与其下部的移动部件19连接后一起固定在支座18上，所述移动部件19设有能够使得工作台21以及旋转部件20进行横向运动或纵向运动的横向移动部件和纵向移动部件，所述横向或纵向运动的移动部件19均安装在滑板23的上方，所述各移动部件与滑板23之间设有导轨22，所述固定板32立于各滑板23两侧，所述导轨22与滑板23连接的形式是相嵌式结构，其相嵌式结构是长方形、燕尾槽形或是其他任意形状；所述移动部件19，包括支承板24、旋进手柄25、螺旋机构26、螺杆27、旋转架28、卡爪29、定位套30和轴承31，所述旋进手柄25固定于螺杆27的外端并与螺旋机构26配合，所述螺旋机构26固定在支承板24上，所述螺杆27的另一端与支承板24铰接，所述旋转架28的下部安装轴承31后一起固定在工作台21上，所述的工作台21上刻有使得旋转架28旋转精确的刻度，这样安装在旋转架28上的工件可以按照所需要的角度任意旋转，具有互换性的卡爪29和定位套30安装在旋转架28的上方，可以适合安装不同直径、不同模数的齿轮；所述定位套30的外圈设有上小下大的锥度，其锥度是3～15°，使得工件安装时容易快速。

所述感应加热棒3，包括连接部位33、管状中段部位34、感应部位35、冷却水回流端36、导电石墨层37、进水管38、出水管39、连接板42和喷水孔43，所述连接部位33通过连接板42与高频热处理机1连接，所述管状中段部位34、感应部位35以及冷却水回流端36通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述的进水管38的进口端设有进水管接头40，出水管39的出口端设有出水管接头41；所述循环的管道包括安装紧固在连接部位33的进水管38和出水管39，所述进水管38和出水管39在冷却水回流端36相互贯通，所述感应部位35的进水管38和出水管39还围绕有导电石墨层37，所述导电石墨层37与进、出水管39被导电石墨层37围绕后的形状和工件4淬火面的形状是凹凸紧密配合结构，所述进水管38和出水管39围绕处留有与空间暴露的管段，所述暴露的进水管38或出水管39管段上设有至少有5个喷水孔43；所述进水管38和出水管39是圆形管、方形管、菱形管或其它形状的管子；所述进水管38或出水管39与空间暴露的管段至少长30mm，宽5mm；所述进水管38或出水管39上的喷水孔43设于感应部位35与工件4淬火面相对应面的上部或下部；所述方形进水管38或出水管39的喷水孔43的位置上倒有15～75°角，所述喷水孔43的水流方向44可以如图所示的顺时针方向流动，也可以逆时针方向流动。

实施例1

如图1～10所示，本发明的大直径齿轮高频热处理设备，包括高频热处理机1、升降装置2、感应加热棒3、工件4、夹具工装5、底座部件6、支撑装置7、升降部件8、螺旋机构9、驱动部件10、控制器11、丝杆12、制动机构13、齿轮14、棘轮15、棘爪16、操作手柄17、支座18、移动部件19、旋转部件20、工作台21、导轨22、滑板23、支承板24、旋进手柄25、螺旋机构26、螺杆27、旋转架28、卡爪29、定位套30、轴承31、固定板32、连接部位33、管状中段部位34、感应部位35、冷却水回流端36、导电石墨层37、进水管38、出水管39、进水管接头40、出水管接头41、连接板42、喷水孔43、水流方向44，所述所述升降装置2与工件4分别固定在底座部件6上，所述升降装置2上安装有高频热处理机，所述工件4固定在夹具工装5上，感应加热棒3一端固定在高频热处理机1上，另一感应端与工件4的齿面紧贴。

所述的升降装置2包括支撑装置7、升降部件8、螺旋机构9、驱动部件10、控制器11、丝杆12和制动机构13，所述支撑装置7包括与地面垂直安装的支撑框架，所述支撑框架安装有能够使得所述高频热处理机1上下运动的升降部件8，所述支撑框架左右两侧的纵梁上安装有轨道，所述驱动部件10的输出轴通过伞齿轮与丝杆12的上端连接，所述丝杆12的中部设有螺旋机构9，丝杆12的下端通过直齿轮与制动机构13连接，所述制动机构13采用棘轮机构，包括齿轮14、棘轮15、棘爪16和操作手柄17，所述棘轮机构的棘轮15固定在齿轮14上，所述棘爪16外接操作手柄17，升降部件8通过控制器11电驱动，所述控制器11是直流电无极调速控制器。

所述夹具工装5包括支座18、移动部件19、旋转部件20、工作台21、导轨22、滑板23和固定板32，所述旋转部件20安装在工作台21上，旋转部件20与其下部的移动部件19连接后一起固定在支座18上，所述移动部件19设有能够使得工作台21以及旋转部件20进行横向运动或纵向运动的横向移动部件和纵向移动部件，所述横向或纵向运动的移动部件19均安装在滑板23的上方，所述各移动部件与滑板23之间设有导轨22，所述固定板32立于各滑板23两侧，所述导轨22与滑板23连接的形式是相嵌式结构，其相嵌式结构是长方形、燕尾槽形或是其他任意形状；所述移动部件19，包括支承板24、旋进手柄25、螺旋机构26、螺杆27、旋转架28、卡爪29、定位套30和轴承31，所述旋进手柄25固定于螺杆27的外端并与螺旋机构26配合，所述螺旋机构26固定在支承板24上，所述螺杆27的另一端与支承板24铰接，所述旋转架28的下部安装轴承31后一起固定在工作台21上，所述的工作台21上刻有使得旋转架28旋转精确的刻度，具有互换性的卡爪29和定位套30安装在旋转架28的上方；所述定位套30的外圈设有上小下大的锥度，其锥度是15°。

所述感应加热棒3，包括连接部位33、管状中段部位34、感应部位35、冷却水回流端36、导电石墨层37、进水管38、出水管39、连接板42和喷水孔43，所述连接部位33通过连接板42与高频热处理机1连接，所述管状中段部位34、感应部位35以及冷却水回流端36通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述循环的管道包括安装紧固在连接部位33的进水管38和出水管39，所述进水管38和出水管39在冷却水回流端36相互贯通，所述的进水管38的进口端设有进水管接头40，出水管39的出口端设有出水管接头41；所述感应部位35的进水管38和出水管39还围绕有导电石墨层37，所述导电石墨层37与进、出水管被导电石墨层37围绕后的形状和工件4淬火面的形状是凹凸紧密配合结构，所述进水管38和出水管39围绕处留有与空间暴露的管段，所述出水管39暴露的管段上设有19个喷水孔43；所述进水管38和出水管39的形状是圆形管子；所述出水管39与空间暴露的管段长60mm，宽10mm；所述出水管39上的喷水孔43设于感应部位35与工件4淬火面相对应面的上部或下部，所述喷水孔43的水流方向44是如图所示的顺时针方向流动。

实施例2

如图1～图9以及图11所示，本发明的大直径齿轮高频热处理设备，包括高频热处理机1、升降装置2、感应加热棒3、工件4、夹具工装5、底座部件6、支撑装置7、升降部件8、螺旋机构9、驱动部件10、控制器11、丝杆12、制动机构13、齿轮14、棘轮15、棘爪16、操作手柄17、支座18、移动部件19、旋转部件20、工作台21、导轨22、滑板23、支承板24、旋进手柄25、螺旋机构26、螺杆27、旋转架28、卡爪29、定位套30、轴承31、固定板32、连接部位33、管状中段部位34、感应部位35、冷却水回流端36、导电石墨层37、进水管38、出水管39、进水管接头40、出水管接头41、连接板42、喷水孔43、水流方向44，所述所述升降装置2与工件4分别固定在底座部件6上，所述升降装置2上安装有高频热处理机，所述工件4固定在夹具工装5上，感应加热棒3一端固定在高频热处理机1上，另一感应端与工件4的齿面紧贴。

所述的升降装置2包括支撑装置7、升降部件8、螺旋机构9、驱动部件10、控制器11、丝杆12和制动机构13，所述支撑装置7包括与地面垂直安装的支撑框架，所述支撑框架安装有能够使得所述高频热处理机1上下运动的升降部件8，所述支撑框架左右两侧的纵梁上安装有轨道，所述驱动部件10的输出轴通过伞齿轮与丝杆12的上端连接，所述丝杆12的中部设有螺旋机构9，丝杆12的下端通过直齿轮与制动机构13连接，所述制动机构13采用棘轮机构，包括齿轮14、棘轮15、棘爪16和操作手柄17，所述棘轮机构的棘轮15固定在齿轮14上，所述棘爪16外接操作手柄17，升降部件8通过控制器11电驱动，所述控制器11是直流电无极调速控制器。

所述夹具工装5包括支座18、移动部件19、旋转部件20、工作台21、导轨22、滑板23和固定板32，所述旋转部件20安装在工作台21上，旋转部件20与其下部的移动部件19连接后一起固定在支座18上，所述移动部件19设有能够使得工作台21以及旋转部件20进行横向运动或纵向运动的横向移动部件和纵向移动部件，所述横向或纵向运动的移动部件19均安装在滑板23的上方，所述各移动部件与滑板23之间设有导轨22，所述固定板32立于各滑板23两侧，所述导轨22与滑板23连接的形式是相嵌式结构，其相嵌式结构是长方形、燕尾槽形或是其他任意形状；所述移动部件19，包括支承板24、旋进手柄25、螺旋机构26、螺杆27、旋转架28、卡爪29、定位套30和轴承31，所述旋进手柄25固定于螺杆27的外端并与螺旋机构26配合，所述螺旋机构26固定在支承板24上，所述螺杆27的另一端与支承板24铰接，所述旋转架28的下部安装轴承31后一起固定在工作台21上，所述的工作台21上刻有使得旋转架28旋转精确的刻度，所述的工作台21上刻有使得旋转架28旋转精确的刻度，具有互换性的卡爪29和定位套30安装在旋转架28的上方；所述定位套30的外圈设有上小下大的锥度，其锥度是3°。

所述感应加热棒3，包括连接部位33、管状中段部位34、感应部位35、冷却水回流端36、导电石墨层37、进水管38、出水管39、连接板42和喷水孔43，所述连接部位33通过连接板42与高频热处理机1连接，所述管状中段部位34、感应部位35以及冷却水回流端36通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述循环的管道包括安装紧固在连接部位33的进水管38和出水管39，所述进水管38和出水管39在冷却水回流端36相互贯通，所述的进水管38的进口端设有进水管接头40，出水管39的出口端设有出水管接头41；所述感应部位35的进水管38和出水管39还围绕有导电石墨层37，所述导电石墨层37与进、出水管被导电石墨层37围绕后的形状和工件4淬火面的形状是凹凸紧密配合结构，所述进水管38和出水管39围绕处留有与空间暴露的管段，所述出水管39暴露的管段上设有30个喷水孔43；所述进水管38和出水管39的形状是正方形管子；所述出水管39与空间暴露的管段长30mm，宽5mm；所述出水管39上的喷水孔43设于感应部位35与工件4淬火面相对应面的上部或下部；所述正方形出水管39的喷水孔43的位置上倒有15°角，所述喷水孔43的水流方向44是如图所示的顺时针方向流动。

实施例3

如图1～图9以及图11所示，本发明的大直径齿轮高频热处理设备，包括高频热处理机1、升降装置2、感应加热棒3、工件4、夹具工装5、底座部件6、支撑装置7、升降部件8、螺旋机构9、驱动部件10、控制器11、丝杆12、制动机构13、齿轮14、棘轮15、棘爪16、操作手柄17、支座18、移动部件19、旋转部件20、工作台21、导轨22、滑板23、支承板24、旋进手柄25、螺旋机构26、螺杆27、旋转架28、卡爪29、定位套30、轴承31、固定板32、连接部位33、管状中段部位34、感应部位35、冷却水回流端36、导电石墨层37、进水管38、出水管39、进水管接头40、出水管接头41、连接板42、喷水孔43、水流方向44，所述所述升降装置2与工件4分别固定在底座部件6上，所述升降装置2上安装有高频热处理机，所述工件4固定在夹具工装5上，感应加热棒3一端固定在高频热处理机1上，另一感应端与工件4的齿面紧贴。

所述的升降装置2包括支撑装置7、升降部件8、螺旋机构9、驱动部件10、控制器11、丝杆12和制动机构13，所述支撑装置7包括与地面垂直安装的支撑框架，所述支撑框架安装有能够使得所述高频热处理机1上下运动的升降部件8，所述支撑框架左右两侧的纵梁上安装有轨道，所述驱动部件10的输出轴通过伞齿轮与丝杆12的上端连接，所述丝杆12的中部设有螺旋机构9，丝杆12的下端通过直齿轮与制动机构13连接，所述制动机构13采用棘轮机构，包括齿轮14、棘轮15、棘爪16和操作手柄17，所述棘轮机构的棘轮15固定在齿轮14上，所述棘爪16外接操作手柄17，升降部件8通过控制器11电驱动，所述控制器11是直流电无极调速控制器。

所述夹具工装5包括支座18、移动部件19、旋转部件20、工作台21、导轨22、滑板23和固定板32，所述旋转部件20安装在工作台21上，旋转部件20与其下部的移动部件19连接后一起固定在支座18上，所述移动部件19设有能够使得工作台21以及旋转部件20进行横向运动或纵向运动的横向移动部件和纵向移动部件，所述横向或纵向运动的移动部件19均安装在滑板23的上方，所述各移动部件与滑板23之间设有导轨22，所述固定板32立于各滑板23两侧，所述导轨22与滑板23连接的形式是相嵌式结构，其相嵌式结构是长方形、燕尾槽形或是其他任意形状；所述移动部件19，包括支承板24、旋进手柄25、螺旋机构26、螺杆27、旋转架28、卡爪29、定位套30和轴承31，所述旋进手柄25固定于螺杆27的外端并与螺旋机构26配合，所述螺旋机构26固定在支承板24上，所述螺杆27的另一端与支承板24铰接，所述旋转架28的下部安装轴承31后一起固定在工作台21上，所述的工作台21上刻有使得旋转架28旋转精确的刻度，具有互换性的卡爪29和定位套30安装在旋转架28的上方；所述定位套30的外圈设有上小下大的锥度，其锥度是3°。

所述感应加热棒3，包括连接部位33、管状中段部位34、感应部位35、冷却水回流端36、导电石墨层37、进水管38、出水管39、连接板42和喷水孔43，所述连接部位33通过连接板42与高频热处理机1连接，所述管状中段部位34、感应部位35以及冷却水回流端36通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述循环的管道包括安装紧固在连接部位33的进水管38和出水管39，所述进水管38和出水管39在冷却水回流端36相互贯通，所述的进水管38的进口端设有进水管接头40，出水管39的出口端设有出水管接头41；所述感应部位35的进水管38和出水管39还围绕有导电石墨层37，所述导电石墨层37与进、出水管被导电石墨层37围绕后的形状和工件4淬火面的形状是凹凸紧密配合结构，所述进水管38和出水管39围绕处留有与空间暴露的管段，所述在进水管38暴露的管段上设有25个喷水孔43；所述进水管38和出水管39的形状是正方形管子；所述进水管38与空间暴露的管段长50mm，宽8mm；所述进水管38上的喷水孔43设于感应部位35与工件4淬火面相对应面的上部或下部；所述正方形进水管38的喷水孔43的位置上倒有75°角，所述喷水孔43的水流方向44是逆时针方向流动。

实施例4

如图1～9以及图12所示，本发明的大直径齿轮高频热处理设备，包括高频热处理机1、升降装置2、感应加热棒3、工件4、夹具工装5、底座部件6、支撑装置7、升降部件8、螺旋机构9、驱动部件10、控制器11、丝杆12、制动机构13、齿轮14、棘轮15、棘爪16、操作手柄17、支座18、移动部件19、旋转部件20、工作台21、导轨22、滑板23、支承板24、旋进手柄25、螺旋机构26、螺杆27、旋转架28、卡爪29、定位套30、轴承31、固定板32、连接部位33、管状中段部位34、感应部位35、冷却水回流端36、导电石墨层37、进水管38、出水管39、进水管接头40、出水管接头41、连接板42、喷水孔43、水流方向44，所述所述升降装置2与工件4分别固定在底座部件6上，所述升降装置2上安装有高频热处理机，所述工件4固定在夹具工装5上，感应加热棒3一端固定在高频热处理机1上，另一感应端与工件4的齿面紧贴。

所述的升降装置2包括支撑装置7、升降部件8、螺旋机构9、驱动部件10、控制器11、丝杆12和制动机构13，所述支撑装置7包括与地面垂直安装的支撑框架，所述支撑框架安装有能够使得所述高频热处理机1上下运动的升降部件8，所述支撑框架左右两侧的纵梁上安装有轨道，所述驱动部件10的输出轴通过伞齿轮与丝杆12的上端连接，所述丝杆12的中部设有螺旋机构9，丝杆12的下端通过直齿轮与制动机构13连接，所述制动机构13采用棘轮机构，包括齿轮14、棘轮15、棘爪16和操作手柄17，所述棘轮机构的棘轮15固定在齿轮14上，所述棘爪16外接操作手柄17，升降部件8通过控制器11电驱动，所述控制器11是直流电无极调速控制器。

所述夹具工装5包括支座18、移动部件19、旋转部件20、工作台21、导轨22、滑板23和固定板32，所述旋转部件20安装在工作台21上，旋转部件20与其下部的移动部件19连接后一起固定在支座18上，所述移动部件19设有能够使得工作台21以及旋转部件20进行横向运动或纵向运动的横向移动部件和纵向移动部件，所述横向或纵向运动的移动部件19均安装在滑板23的上方，所述各移动部件与滑板23之间设有导轨22，所述固定板32立于各滑板23两侧，所述导轨22与滑板23连接的形式是相嵌式结构，其相嵌式结构是长方形、燕尾槽形或是其他任意形状；所述移动部件19，包括支承板24、旋进手柄25、螺旋机构26、螺杆27、旋转架28、卡爪29、定位套30和轴承31，所述旋进手柄25固定于螺杆27的外端并与螺旋机构26配合，所述螺旋机构26固定在支承板24上，所述螺杆27的另一端与支承板24铰接，所述旋转架28的下部安装轴承31后一起固定在工作台21上，所述的工作台21上刻有使得旋转架28旋转精确的刻度，具有互换性的卡爪29和定位套30安装在旋转架28的上方；所述定位套30的外圈设有上小下大的锥度，其锥度是8°。

所述感应加热棒3，包括连接部位33、管状中段部位34、感应部位35、冷却水回流端36、导电石墨层37、进水管38、出水管39、连接板42和喷水孔43，所述连接部位33通过连接板42与高频热处理机1连接，所述管状中段部位34、感应部位35以及冷却水回流端36通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述循环的管道包括安装紧固在连接部位33的进水管38和出水管39，所述进水管38和出水管39在冷却水回流端36相互贯通，所述的进水管38的进口端设有进水管接头40，出水管39的出口端设有出水管接头41；所述感应部位35的进水管38和出水管39还围绕有导电石墨层37，所述导电石墨层37与进、出水管被导电石墨层37围绕后的形状和工件4淬火面的形状是凹凸紧密配合结构，所述进水管38和出水管39围绕处留有与空间暴露的管段，所述暴露的出水管39管段上设有45个喷水孔43；所述进水管38和出水管39的形状是长方形管子；所述出水管39与空间暴露的管段长45mm，宽6mm；所述出水管39上的喷水孔43设于感应部位35与工件4淬火面相对应面的上部或下部；所述长方形出水管39的喷水孔43的位置上倒有45°角，所述喷水孔43的水流方向44是如图所示的顺时针方向流动。

试验应用举例：

1.南宁市某公司，主要从事生产甘蔗压榨的大直径三星齿轮的生产与修复，2015年11月，生产甘蔗压榨机辊轴上的大直径三星齿轮，采用本发明实施例1对该大直径三星齿轮的齿面进行高频热处理方法，齿轮齿面所达到的硬化层是4mm，里氏硬度达到590，该甘蔗压榨大直径三星齿轮出厂后在南宁市某糖厂在甘蔗榨季使用了五个月，用户反映，由于齿轮的齿面硬度高，齿轮的热处理质量好，大大提高了甘蔗压榨的生产效率，而且齿轮的耐用度特别高。

2. 南宁市某公司，主要从事生产甘蔗压榨的大直径三星齿轮的生产与修复，2016年1月，生产甘蔗压榨机辊轴的大直径三星齿轮，采用本发明实施例3对该大直径三星齿轮的齿面进行高频热处理方法，齿轮齿面所达到的硬化层是6mm，里氏硬度达到600，该甘蔗压榨大直径三星齿轮出厂后在玉林市某糖厂在甘蔗榨季使用了三个月，用户反映，由于齿轮的齿面硬度高，所以齿轮的耐用度特别高，不但节约了更换齿轮的时间，也大大降低了生产成本。

3.来宾市某公司，主要从事生产矿山机械的的大直径三星齿轮的生产与修复2016年2月，采用本发明实施例4的大直径齿轮高频热处理设备对该大直径三星齿轮的齿面进行高频热处理方法，齿轮齿面所达到的硬化层是5mm，里氏硬度达到650，该矿山大直径齿轮出厂后，供来宾市某矿业公司使用，经过八个月的使用，用户反映，由于齿轮的齿面硬度高，寿命非常高，使用效果很好，到目前为止还在使用，较之前使用其他工厂生产的大直径齿轮的耐用度高了三倍以上。

Claims (9)

1.一种大直径齿轮高频热处理设备，其特征在于：包括高频热处理机（1）、升降装置（2）、感应加热棒（3）、工件（4）、夹具工装（5）和底座部件（6），所述升降装置（2）与工件（4）分别固定在底座部件（6）上，所述升降装置（2）上安装有高频热处理机（1），所述工件（4）固定在夹具工装（5）上，感应加热棒（3）一端固定在高频热处理机（1）上，另一感应端与工件（4）的齿面紧贴。

2.根据权利要求1所述的大直径齿轮高频热处理设备，其特征在于：所述的升降装置（2）包括支撑装置（7）、升降部件（8）、螺旋机构（9）、驱动部件（10）、控制器（11）、丝杆（12）和制动机构（13），所述支撑装置（7）包括与地面垂直安装的支撑框架，所述支撑框架安装有能够使得所述高频热处理机（1）上下运动的升降部件（8），所述支撑框架左右两侧的纵梁上安装有轨道，所述驱动部件（10）的输出轴通过伞齿轮与丝杆（12）的上端连接，所述丝杆（12）的中部设有螺旋机构（9），丝杆（12）的下端通过直齿轮与制动机构（13）连接，升降部件（8）通过控制器（11）电驱动。

3.根据权利要求1所述的大直径齿轮高频热处理设备，其特征在于：所述夹具工装（5）包括支座（18）、移动部件（19）、旋转部件（20）、工作台（21）、导轨（22）、滑板（23）和固定板（32），所述旋转部件（20）安装在工作台（21）上，旋转部件（20）与其下部的移动部件（19）连接后一起固定在支座（18）上，所述移动部件（19）设有能够使得工作台（21）以及旋转部件（20）进行横向运动或纵向运动的横向移动部件和纵向移动部件，所述横向或纵向运动的移动部件（19）均安装在滑板（23）的上方，所述各移动部件与滑板（23）之间设有导轨（22），所述固定板（32）立于各滑板（23）两侧。

4.根据权利要求1所述的大直径齿轮高频热处理设备，其特征在于：所述感应加热棒（3），包括连接部位（33）、管状中段部位（34）、感应部位（35）、冷却水回流端（36）、导电石墨层（37）、进水管（38）、出水管（39）、连接板（42）和喷水孔（43），所述连接部位（33）通过连接板（42）与高频热处理机（1）连接，所述管状中段部位（34）、感应部位（35）以及冷却水回流端（36）通过与外部水通道相互循环的管道连接，所述循环的管道包括安装紧固在连接部位（33）的进水管（38）和出水管（39），所述进水管（38）和出水管（39）在冷却水回流端（36）相互贯通，所述感应部位（35）的进水管（38）和出水管（39）还围绕有导电石墨层（37），所述导电石墨层（37）与进、出水管被导电石墨层（37）围绕后的形状和工件（4）淬火面的形状是凹凸紧密配合结构，所述进水管（38）和出水管（39）围绕处留有与空间暴露的管段，所述暴露的进水管（38）或出水管（39）管段上设有至少有5个喷水孔（43）。

5.根据权利要求2所述的大直径齿轮高频热处理设备，其特征在于：所述制动机构（13）采用棘轮机构，包括齿轮（14）、棘轮（15）、棘爪（16）和操作手柄（17），所述棘轮机构的棘轮（15）固定在齿轮（14）上，所述棘爪（16）外接操作手柄（17）。

6.根据权利要求2所述的大直径齿轮高频热处理设备，其特征在于：所述控制器（11）是直流电无极调速控制器。

7.根据权利要求3所述的大直径齿轮高频热处理设备，其特征在于：所述移动部件（19），包括支承板（24）、旋进手柄（25）、螺旋机构（26）、螺杆（27）、旋转架（28）、卡爪（29）、定位套（30）和轴承（31），所述旋进手柄（25）固定于螺杆（27）的外端并与螺旋机构（26）配合，所述螺旋机构（26）固定在支承板（24）上，所述螺杆（27）的另一端与支承板（24）铰接，所述旋转架（28）的下部安装轴承（31）后一起固定在工作台（21）上，所述的工作台（21）上刻有使得旋转架（28）旋转精确的刻度，具有互换性的卡爪（29）和定位套（30）安装在旋转架（28）的上方。

8.根据权利要求3或7所述的大直径齿轮高频热处理设备，其特征在于：所述导轨（22）与滑板（23）连接的形式是相嵌式结构，其相嵌式结构是长方形、燕尾槽形或是其他任意形状；所述定位套（30）的外圈设有上小下大的锥度，其锥度是3～15°。

9.根据权利要求4所述的大直径齿轮高频热处理设备，其特征在于：所述进水管（38）和出水管（39）是圆形管、方形管、菱形管或其它形状的管子；所述进水管（38）或出水管（39）与空间暴露的管段至少长30mm，宽5mm；所述进水管（38）或出水管（39）上的喷水孔（43）设于感应部位（35）与工件（4）淬火面相对应面的上部或下部；所述方形的进水管（38）或出水管（39）的喷水孔（43）的位置上倒有15～75°角。