CN108330270A - 一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置 - Google Patents

Abstract

本发明的一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，用于直径φ20~80mm的斜轧球磨钢球从800℃~900℃快速冷却至100℃~300℃的淬火热处理工艺。该装置的淬火滚筒为由多个筒体平板组成的多边形筒体。筒体平板内侧有筒体隔板及钢球提升板，筒体隔板倾斜布置，筒体隔板之间形成螺旋槽。钢球通过入球通道进入淬火装置，在多边形筒体内分通道次有序先被多边形内角提升后在螺旋槽内滚动淬火，在螺旋槽末端钢球被钢球提升板提升到一定高度自由落到出球通道被排出。筒体平板上有腰形通孔，用于筒体内外的淬火介质流动，实现筒体内外的热交换，最终完成淬火。该装置实现了斜轧球磨钢球安全、经济、高质量地淬火。

Description

一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置

技术领域

本发明属于金属塑性成形工艺与装备技术领域，特别涉及一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置。

技术背景

在磨矿碎矿作业中，球磨钢球作为球磨机、半自磨机的研磨介质，其自身之间、与矿石之间均存在冲击、挤压、磨削等作用，导致球磨钢球成为工业易耗品。全世界每年钢球的消耗量在500～800万吨，中国钢球消耗量在300～400万吨，是钢球消耗大国。

斜轧球磨钢球工艺因每分钟可生产30～180个钢球、材料利用率高达98％、尺寸精度高、劳动条件好、生产成本低、质量好等优点被广泛采用。为提高钢球的硬度和耐磨性能，需对热斜轧后的球磨钢球进行淬火处理，而现有的圆柱形滚筒式淬火装置(CN201610180199.X)存在复杂庞大、制造装配成本高以致设备结构制造困难，钢球停留在滚筒底部以致淬火区域小、易堆积、局部温度高，钢球运动混乱以致淬火时间不准，钢球不滚动以致淬火效果不佳等问题，造成钢球的硬度和耐磨性能下降，影响钢球的使用寿命及企业的经济效益。

发明内容

本发明提供了一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，针对现有的滚筒式淬火设备中存在复杂庞大、制造装配成本高以致设备结构制造困难，钢球停留在滚筒底部以致淬火区域小、易堆积、局部温度高，钢球运动混乱以致淬火时间不准，钢球不滚动以致淬火效果不佳等问题，该装置改进为多边形滚筒式，钢球在淬火装置内分通道次有序先提升后螺旋滚动，完成淬火，具有设备结构简单、制造装配成本低、钢球淬火区域大、钢球不堆积、钢球运动有序、淬火时间准确等优点。

本发明的技术方案是：

一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，所述淬火装置包括淬火滚筒，钢球在所述淬火滚筒内进行淬火，所述淬火滚筒为多边形筒体，所述多边形筒体包括多个依次连接的筒体平板，两筒体平板之间的夹角为β，0°<β<180°。

进一步地，所述筒体平板包括内侧和外侧，所述筒体平板面向多边形筒体中心的一侧为内侧，所述筒体平板背离多边形筒体中心的一侧为外侧；

所述内侧倾斜设置有多个筒体隔板，同一筒体平板上的相邻筒体隔板之间形成螺旋槽，多边形筒体上相邻筒体平板的筒体隔板对应连接在一起。

进一步地，所述淬火滚筒的出球一端中，筒体平板的内侧上设置有钢球提升板。

进一步地，所述多边形筒体由5～8个相同的筒体平板组成。

进一步地，所述筒体平板的外侧连接有筒板加强筋(筒板加强筋焊接或通过螺钉接在所述筒体平板的外侧)。

进一步地，所述筒体平板上具有位置交错的腰型通孔，所述腰型通孔可实现淬火介质在多边形滚筒与水槽之间对流。其有益效果是，保持多边形滚筒内淬火介质不局部过热。

进一步地，所述筒体平板有入球口，所述淬火装置为多道次入球，由所述筒体隔板隔开的分通道次有序淬火装置。其有益效果是，钢球不堆积，钢球运动有序，生产能力大。

所述多变形筒体的轴向端面具有入球挡板、出球挡板。

进一步地，所述的多边形滚筒固定在2个多爪轮辐上且两者几何中心轴同轴。所述2个多爪轮辐与多边形滚筒的焊接位置一个是入球端筒体隔板的首个相交处，一个是出球端提升板的前侧。其有益效果是，使淬火装置结构紧凑，降低制造装配成本。

进一步地，所述淬火装置还包括机架、主轴、水槽、进球通道、出球通道；所述机架支撑所述主轴，所述多边形筒体的下部分浸在所述水槽中；

所述多边形筒体的两端分别与进球通道和出球通道相接。

本发明的优点在于：本发明的多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，利用 5～8个相同的筒体平板组成多边形滚筒，同时具备入球、淬火及出球三个作用，使得其加工制造装配工艺简单、经济成本低；

本装置相邻筒体平板之间成一正多边形内角，正多边形内角将钢球提升至一定高度后在螺旋槽中螺旋滚动落下，钢球在淬火装置内先提升后滚动淬火，扩大钢球淬火区域大，防止局水温过高，提高淬火质量；

本装置为多道次螺旋进料，保证钢球运动有序、钢球不堆积、生产能力大；

本装置的进球、淬火、出球都在多边形筒体内完成，使得淬火装置结构紧凑。

附图说明

图1为本发明多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置的去掉防护罩10的结构示意图；

图2为本发明多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置的外部结构示意图；

图3(a)为本发明的多边形滚筒装置结构示意图；图3(b)为本发明的多边形滚筒装置去掉2个筒体平板装置14的结构示意图；

图4(a)为本发明的筒体平板装置的结构示意图；图4(b)为本发明的筒体平板装置的另一结构示意图；

图5为本发明的传动装置结构示意图；

图6为本发明的钢球在多边形筒体内部的位置结构示意图；

图中：1.机架，2.出水管，3.出水电磁阀，4.水槽，5.出球通道，6.多边形滚筒，7.进水电磁阀，8.进水管，9.进球通道，10.防护罩，11.筒板加强筋；12.出球端挡板，13.主轴，14筒体平板，15.多爪轮辐，16.定位轴套，17.入球端挡板； 18.筒体隔板，19.腰型通孔，20.钢球提升板，21.轴承座，22.轴承盖，23.联轴器， 24.减速电机，25.钢球。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

如图1-3所示，本发明一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，用于直径φ30～80mm的斜轧球磨钢球从900°℃～800°℃淬火到100℃～300℃的热处理工艺。该装置包括机架1、多边形筒体6、水槽4、进球通道9、出球通道5、多爪轮辐15和防护罩10；

其中，如图3，多边形筒体6由8块相同的筒体平板14焊接而成，多边形筒体包含入球、淬火及出球三个作用，使筒体结构简单。多边形筒体的直径为 800mm，其长度由淬火钢球的直径决定，钢球的直径越大，所需淬火时间则越长，则长度取值也越大，其取值范围可以为1600mm-2000mm；其具体设计参照以下公式：

筒体隔板18安装时的倾斜角α：

筒体平板14的宽度B：

筒体平板14的长度L：

筒体隔板18的长度：

φ为多边形滚筒6的外接圆直径；

l₁为筒体隔板18的长度；

l₂为钢球提升板20的长度；

D为筒体隔板18的安装间距，其取值约为钢球直径的1.8-3.2倍，取值过大将造成钢球运动混乱，取值过小将造成钢球容易堆积；

n为多边形筒体6的边数(筒体平板的个数)；

Z的取值为大于8的整数；

如图4所示，筒体平板14的尺寸长1800mm宽302mm厚5mm，在筒体平板14上65°倾斜焊接长333mm高50mm厚5mm筒体隔板18。各筒体隔板18 的垂直距离为120mm，确保能并排布置2-3个球。在排料端，筒体平板14上焊有钢球提升板20，可将钢球从水中捞起，再将钢球倒入出球通道5，出球通道5 倾斜布置，方便钢球25沿着出球通道5排除本装置。筒体平板交错加工108个Φ20mm长50mm的腰型孔19，在筒体平板14的外侧焊有厚度为30mm的筒板加强筋11。

如图5所示，多边形筒体装置通过主轴13、键、轴承、轴承座21、轴承盖 22固定在机架1上，主轴13上开有键槽，主轴在轮辐安装内侧有轴肩、安装外侧有螺栓安装有定位轴套16，以确保轴向定位。

如图3所示，固定在主轴13上的2个多爪轮辐15焊接在板加强筋11上；多边形筒体6的两端面各有入球端挡板17、出球端挡板12，以防止钢球掉出多边形筒体6；入球端的多爪轮辐15焊接在由筒体平板14形成的正内角，为各筒体隔板18相交处；出球端的多爪轮辐15焊接在由筒体平板14形成的正内角，为各钢球提升板20的内侧。入球端挡板17与入球端的多爪轮辐15形成进球工作区域；两个多爪轮辐之间形成淬火工作区域；出球端的多爪轮辐15与出球端挡板12形成出球工作区域；

在多边形筒体装置的外圈下部分有水槽4，水槽4的外表面焊10条左右加强筋，水槽4的两个端面焊接在机架1上，另外在水槽4的底部也有机架1的横梁支撑，筒体直径1000mm、长2000mm、厚度为5mm的半圆柱，其储水量根据所淬火钢球的质量而定，水的质量一般为钢球质量的7～10倍。在水槽4的上端，还有圆柱形防护罩10，防止水外溅及排除安全隐患；

在入球端的机架1上安装进水电磁阀7及进水管8，在出球端的水槽底端安装出水电磁阀3及出水管2，根据钢球直径为50mm，进球速度为2个/s，筒体转速为3rmp。其进水管8的直径可以为50mm，排水管2的直径可以为120mm，其水流速度可通过进水电磁阀7、出水电磁阀3控制为1～1.3m/min。

本发明的工作原理：由减速电机24通过联轴器23带动主轴13旋转，主轴 13把旋转运动传递到多爪轮辐15，多爪轮辐15与筒体加强筋11焊接再把运动传给多边形筒体6。当多边形筒体以2-6rmp的低速旋转时，通入球通道9进入的钢球25以一定的初速度在重力作用下抛落在多边形筒体6内并沿着螺旋槽滚动到多边形内角上，随着多边形筒体6的低速旋转运动，钢球25在多边形筒体 6内分通道次有序先被多边形内角提升后在螺旋槽内滚动淬火，然后被钢球提升板20提升到一定高度自由落到出球通道5被排出，完成淬火。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，所述淬火装置包括淬火滚筒，钢球在所述淬火滚筒内进行淬火，其特征在于，所述淬火滚筒为多边形筒体，所述多边形筒体包括多个依次连接的筒体平板，两筒体平板之间的夹角为β，0°<β<180°。

2.根据权利要求1所述的一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述筒体平板包括内侧和外侧，所述筒体平板面向多边形筒体中心的一侧为内侧，所述筒体平板背离多边形筒体中心的一侧为外侧；

所述内侧倾斜平行分布有多个筒体隔板，同一筒体平板上的相邻筒体隔板之间形成螺旋槽，多边形筒体上相邻筒体平板的筒体隔板对应连接在一起。

3.根据权利要求1所述的一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述淬火滚筒的出球一端中，筒体平板的内侧上设置有钢球提升板。

4.根据权利要求1所述的一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述多边形筒体由5~8个相同的筒体平板组成。

5.根据权利要求1所述的一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述筒体平板的外侧连接有筒板加强筋。

6.根据权利要求1所述的一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述筒体平板上具有位置交错的腰型通孔，所述腰型通孔可实现淬火介质在多边形滚筒与水槽之间对流。

7.根据权利要求1所述的一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述筒体平板有入球口，所述淬火装置为多道次入球。

8.根据权利要求1所述的一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述多边形筒体的前后端面分别有入球挡板、出球挡板。

9.根据权利要求3所述的一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述的多边形筒体固定在2个多爪轮辐上且两者几何中心轴同轴；所述2个多爪轮辐与多边形滚筒的焊接位置一个是入球端筒体隔板的首个相交处，一个是出球端提升板的前侧。

10.根据权利要求9所述的一种多边形滚筒式斜轧球磨钢球淬火装置，其特征在于，所述淬火装置还包括机架、主轴、水槽、进球通道、出球通道；所述机架支撑所述主轴，所述多边形筒体的下部分浸在所述水槽中；

所述多边形筒体的两端分别与进球通道和出球通道相接。