CN108504843B - 钢丸淬火装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢丸生产技术领域，公开了钢丸淬火装置，包括淬火池，淬火池的中部转动连接有离心机，淬火池的底面设有圆台，圆台的边沿铰接有多个盖板，盖板包括挡水段和排料段，圆台靠近排料段的一侧开设有排料口，排料段与圆台通过弹簧连接；淬火池内壁设置有温控电路和磁铁，温控电路与磁铁、离心机电连接，排料段的自由端设置有铁片；淬火池的底部设有漏斗腔和降温机构，漏斗腔的底部连接有水槽，水槽侧壁开有出料口，出料口上设有倾斜设置且与水槽侧壁相抵的网板，水槽与圆台通过回收管连接，且回收管上安装有水泵。通过本发明能够解决现有同一批次钢丸性能差异大的问题，提高钢丸的性能。

Description

钢丸淬火装置

技术领域

本发明涉及钢丸生产技术领域，具体涉及钢丸淬火装置。

背景技术

钢丸是一种用特种材料经特殊热处理制成的球状颗粒。在钢丸的制备过程中，一般采用的设备是离心机，通过将高碳钢融化后倒入旋转的离心盘中，然后依靠离心机离心的作用甩出各种尺寸的丸体，被甩出的丸体将落入淬火池中急速冷却形成钢丸。一般淬火池比较大，离心机甩出的钢丸堆积体积占淬火池体积的三分之二左右时，离心机停机一段时间，先将淬火池内的水排掉，然后再将钢丸收集起来。同时，现有的淬火池中间转动连接有离心机，淬火池的底部设置成倾斜状态，淬火池底部靠近离心机部分的高度高于淬火池底部远离离心机的部分，淬火池底部的横截面呈梯形，成型的钢丸多集中在淬火池的边缘，致使收集钢丸比较方便。

但是，上述钢丸淬火装置有以下缺点：1、由于淬火池的收集机构为回收小车，需要在离心机停止工作的时候才能进行，因此不利于连续生产；2、每次收集钢丸时都需要将淬火池内的水排掉，从而造成了水资源的浪费；3、离心机甩出的钢丸表面温度比较高，导致淬火池内的水温升高，而对于同一批次的钢丸来说，淬火池的温度变化比较大，使得淬火的冷却速度不同，钢丸性能差异比较大，产生更多的残次品。

发明内容

本发明意在提供一种同一批次钢丸性能差异小的钢丸淬火装置。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：钢丸淬火装置，包括淬火池，淬火池的中部转动连接有离心机，淬火池的底面设有向上凸起的圆台，圆台远离离心机的边沿铰接有多个盖板，盖板包括挡水段和排料段，挡水段与排料段通过铰接点分开，圆台靠近挡水段的一侧开设有卡槽，挡水段与卡槽相配合，圆台靠近排料段的一侧开设有排料口，排料段与圆台通过弹簧连接；淬火池内壁设置有温控电路和磁铁，温控电路与磁铁、离心机电连接，排料段的自由端设置有铁片；淬火池的底部设有漏斗腔和降温机构，漏斗腔位于淬火池的正下方，漏斗腔的底部连接有水槽，水槽侧壁开有出料口，出料口上设有倾斜设置且与水槽侧壁相抵的网板，水槽与圆台通过回收管连接，且回收管上安装有水泵。

本方案的原理是：实际应用时，离心机高速甩出大小不一的丸体，该丸体落入淬火池内急速冷却形成钢丸，钢丸以一定的路径落到圆台的表面，且大部分钢丸集中在淬火池边沿。当制作的钢丸数量增加，淬火池内的水温升高且达到临界温度时，温控电路会切断电路，使得离心机停止运动，磁铁的磁性消失，盖板的排料段的自由端没有向上的支撑力，在重力作用下绕着铰接点向下运动。此时，挡水段离开卡槽向淬火池边沿方向运动，这样靠近淬火池部分的水和钢丸均通过排料口进入漏斗腔内，而挡水段将靠近离心机部分的水挡住，避免水流到漏斗腔内。其中，漏斗腔内的水通过网板进入水槽内，而漏斗腔内的钢球直接通过网板从出料口出去并收集起来，水槽内的水通过降温机构进行降温到适合的温度。对于盖板而言，当淬火池边沿的钢丸和水进入漏斗腔内，盖板排料段上表面向下的压力减小，而排料段在弹簧的作用下沿着铰接点进行复位，同时，淬火池边沿部分的温度降低，温控电路接通，磁铁吸附铁片，挡水段与卡槽相抵，使得排料段固定在磁铁处。随着盖板复位完成，靠近离心机部分的水因为重力作用向淬火池边沿部分流动。此时，离心机继续工作，甩出的丸体落入淬火池内，而水槽内的水在水泵的驱动下从回收管回到圆台表面，这样降温后的水再次进入淬火池内。

有益效果：

1、由于钢丸表面温度比较高，落入淬火池内致使其水温升高，淬火池的圆台横截面呈梯形，而离心机甩出的钢丸在离心作用下路径固定，大部分钢丸会落到靠近淬火池边沿的位置，从而淬火池边沿的水温高于淬火池中心的水温，将温控电路安装在淬火池的边沿，提高了对淬火池的温度敏感度和准确性。通过将盖板打开，该部分的钢丸和水进入漏斗腔内，从而将淬火池内的水温控制在一定范围内，缩短了钢丸淬火冷却速度之间的差异，这样钢丸的金相结构差异不大，增强了钢丸的韧性，同一批次的钢丸性能基本相同，残次率降低。

2、通过将漏斗腔内的水和钢丸进行分离，钢丸沿着网板从出料口出去，这样可以将大部分的钢丸进行收集，不需要额外用回收小车进行收集，并且该方式收集钢丸效率高，且不需要离心机停机好几天，只需要间隔很短的时间，即可将钢丸收集完毕，基本实现连续生产作业。同时，进入水槽内的水通过水泵的作用，再次回到圆台上，可以沿着圆台表面进行冲刷，剩余的钢丸沿着圆台表面向下运动，之后随着盖板打开而进行回收，提高了钢丸收集的质量，剩余量比较低。

3、降温机构对水槽内的水进行降温，使其温度达到适应温度或初始温度，然后将其进行回收利用，节省水资源，且不会影响生产作业效率。同时，降温后的水可以对淬火池内剩余的水进行降温，使得淬火池内的水温适宜，便于下个阶段的淬火作业，使得整个淬火池的水保持相对恒温，制作出来的钢丸性能较好。

优选的，降温机构为固定安装在回收管上的冷却机。冷却机降温效果好，且效率较高，可以缩短淬火时间。

优选的，降温机构包括主动伞齿轮、从动伞齿轮、降温车和降温池，离心机端部固定安装有主动转轴，主动转轴通过圆台伸入漏斗腔内，且主动转轴的自由端与主动伞齿轮连接；主动伞齿轮与从动伞齿轮啮合，主动伞齿轮与从动伞齿轮的中心轴线垂直，从动伞齿轮与降温车通过被动转轴连接，降温车位于从动伞齿轮的一侧，且降温车位于降温池内，水槽与降温池相互连通，降温池的顶部低于水槽的顶部。主动伞齿轮和从动伞齿轮相互啮合，将离心机的竖向方向的动力转变成横向方向的动力，借助离心机的动力推动降温车转动，从而将水槽内的水进行降温处理，这样利用系统内的资源，无需额外增加动力机构，节省作业成本。同时，单独设置降温池，可以使得水与空气充分接触，提高降温速度。

优选的，降温车包括中心筒、边沿筒和安装在边沿筒上的翻转斗，中心筒通过支撑杆与边沿筒固定连接，且支撑杆沿径向方向分布。这样结构设计简单，且增加了水与空气的接触面，提高降温速度。

优选的，回收管上固定连接有圆环管，圆环管的中心穿过离心机且位于圆台的顶部，圆环管的侧壁沿周向开设有多个出水孔。与设置多个回收管相比，通过设置一个回收管和圆环管，结构更加简单易装配，并且圆环套设在圆台上端，整个结构稳定性更好，避免管体脱落或倾斜。同时，将圆环管设置在圆台的顶部，可以对圆台表面的剩余钢丸进行冲刷，便于钢丸的收集；另外，离心机再次工作时，淬火池内的液面较低，圆台顶部的部分表面位于水面之上，冷却之后的水需要一定时间回到淬火池内，所以淬火池内的液面在逐渐升高，而钢丸的抛射路径不变，部分钢丸会直接落在裸露在水面外的圆台表面上，容易损坏圆台，且不易维修，为此，将圆环管设置在圆台的顶部，圆环管开设多个出水口，在整个圆台表面形成从上至下的保护层，避免钢丸与圆台表面直接接触，很好的保护了圆台的完整性。

优选的，多个出水孔均同向且向下倾斜设置，保证了圆环管内的水喷射在圆台表面，且冲刷效果较好。

优选的，相邻出水孔之间相向且向下倾斜设置，这样增加了圆环管内水的喷射角度，使其相互交叉冲刷，冲洗效果更好。

优选的，温控电路包括温度传感器和自恢复熔断器，温度传感器与自恢复熔断器电连接，对水温变化的敏感度高，且随着水和钢丸落入漏斗腔内，而自动恢复电路的导通，智能效果佳。

优选的，水槽顶部的开口大于漏斗腔底部的开口。通过这样设置可以防止漏斗腔内的水在排入水槽内时，出现水从出料口排出的情况。

附图说明

图1为钢丸淬火装置实施例1的结构图；

图2为钢丸淬火装置实施例2的结构图；

图3为图1中圆环管的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：淬火池1，温控电路2，磁铁3，盖板4，弹簧5，铁片6，漏斗腔7，离心机8，圆环管9，回收管10，水泵11，冷却机12，网板13，水槽14，主动转轴15，圆台16，主动伞齿轮17，从动伞齿轮18，被动转轴19，降温车20，降温池21，卡板22。

实施例1，如图1所示：钢丸淬火装置，包括淬火池1，淬火池1的形状为圆形，淬火池1的中心底部通过主动转轴15连接有离心机8，离心机8位于淬火池1的上方，淬火池1的底面固定安装有一个向上凸起的圆台16，圆台16的横截面为梯形，且圆台16采用耐温砖砌成，结构比较稳定，且耐高温。圆台16的周向表面铰接有多个盖板4，盖板4靠近淬火池1的边沿部分，盖板4沿着圆台16的径向方向分布，盖板4以铰接点为中心分为挡水段和排料段，其中挡水段靠近离心机8部分，而排料段靠近淬火池1边沿部分，圆台16位于挡水段下方开设有一卡槽，卡槽与挡水板的自由端相抵，对盖板4进行限位和固定。圆台16位于排料段的正下方开设有排料口，排料口的内表面通过弹簧5与排料段的下表面焊接，排料段的自由端固定有铁片6，而淬火池1的内壁设置有温控电路2和磁铁3，其中铁片6吸附在磁铁3上，其中温控电路2包括温度传感器和自恢复熔断器，自恢复熔断器有RGE系列、RXE系列、RUE系列、RUSR系列等，温度传感器、自恢复熔断器、磁铁和离心机电连接。

淬火池1的底部固定连接有漏斗腔7，漏斗腔7与淬火池1通过排料口连通，漏斗腔7位于淬火池1的正下方，漏斗腔7的底部固定连接有水槽14，水槽14顶部的开口大于漏斗腔7底部的开口。水槽14的右壁开设有出料口，漏斗腔7和水槽14的连接处固定连接有一网板13，网板13的左端与水槽14的侧壁固定连接，网板13的右端伸出出料口，且网板14的左端高度高于网板13的右端，便于钢丸从出料口排出。水槽14的右侧通过回收管10与圆台16连通，回收管10上从下至上依次安装有冷却机12和水泵11。

其中，如图3所示，回收管10的自由端螺纹连接有一圆环管9，圆环管9的中心穿过离心机8且位于圆台16的顶部，圆环管9的直径与圆台8的直径相等，圆台8的顶部周围固定连接有多个固定板，固定板由两个相对设置的卡板22组成，圆环管9位于两个卡板22之间，卡板22上开设有固定孔，螺栓穿过固定孔对圆形管9进行固定。圆环管9的下边沿沿周向开设有多个出水孔，出水孔均同向且向下倾斜设置。

实施例2，与实施例1不同之处，如图2所示，离心机8端部的主动转轴15穿过圆台16中心伸入漏斗腔7内，主动转轴15的自由端固定连接有主动伞齿轮17，主动伞齿轮17的右侧啮合有一从动伞齿轮18，主动伞齿轮17与从动伞齿轮18的中心轴线垂直，从动伞齿轮18的自由端安装有被动转轴19，从动伞齿轮18通过被动转轴19与降温车20连接，降温车20位于从动伞齿轮18的右侧。水槽14的右侧外设有降温池21，降温池21与水槽14相互连通，而回收管10与降温池21连通，降温池21的顶部低于水槽14的顶部。其中，降温车20包括中心筒、边沿筒和安装在边沿筒上的翻转斗，中心筒通过支撑杆与边沿筒固定连接，且支撑杆沿径向方向分布。

实施例3，与实施例1不同之处，相邻出水孔之间相向且向下倾斜设置。

实施例1，实际应用时，参照图1，向淬火池1内注入温度在20度左右的水，当液面位于圆台16顶部时，向离心机8内灌入高温融化的钢水，启动离心机8开始转动，钢水在离心机8的作用下做离心运动，并且落入淬火池1的水里面，急速冷却形成钢丸，钢丸大部分集中在淬火池1的边沿。随着钢丸数量的增加，淬火池1内的水温升高到40度左右，达到了该钢丸的临界点，其中温度传感器接受到温度的变化，同时自恢复熔断器在温度的作用下，自恢复熔断器内的高分子材料温度上升，当温度达到材料结晶融化温度时，高分子材料集聚膨胀，阻断由导电粒子组成的导电通路，导致电阻迅速上升，限制了大电流通过，从而起到过流保护作用。此时，离心机8停止运动，磁铁3的磁性消失，盖板4的排料段的自由端没有向上的支撑力，在重力作用下绕着铰接点向下运动。同时，挡水段离开卡槽向淬火池1边沿方向运动，这样靠近淬火池1部分的水和钢丸均通过排料口进入漏斗腔7内，而挡水段将靠近离心机8部分的水挡住，避免水流到漏斗腔7内。其中，漏斗腔7内的水通过网板13进入水槽14内，而漏斗腔7内的钢球直接通过网板13从出料口出去并收集起来，水槽14内的水通过冷却机12进行降温到20度左右的温度。

对于盖板4而言，当淬火池1边沿的钢丸和水进入漏斗腔7内，盖板4排料段上表面向下的压力减小，而排料段在弹簧5的作用下沿着铰接点进行复位，同时，淬火池1边沿部分的温度降低，自恢复熔断器接通，磁铁3吸附铁片6，挡水段与卡槽相抵，使得排料段固定在磁铁3处。随着盖板4复位完成，靠近离心机8部分的水因为重力作用向淬火池1边沿部分流动。此时，离心机8继续工作，甩出的丸体落入淬火池1内，而水槽14内的水在水泵11的驱动下从回收管10回到圆台16表面，这样降温后的水再次进入淬火池1内。冷却后的水沿着回收管10进入圆环管9内，并且沿着圆环管9侧壁的出水孔喷出，由于出水口为倾斜同向设置，形成沿圆台16表面向下流动的保护水层。

实施例2，与实施例1不同之处，在对漏斗腔7内的水进行冷却的方式不同。其中，离心机8继续工作，离心机8的主动转轴15带动主动伞齿轮17逆时针竖向转动，而主动伞齿轮17推动从动伞齿轮18横向转动，并且通过被动转轴19带动降温车20转动。水槽14内的水在重力作用下，流到降温池21内，中心筒套在被动转轴上，翻转斗将降温池21内的水舀起后，与空气充分接触，之后又回到降温池21内，多次重复后，降温池21内的水降到所要温度。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.钢丸淬火装置，包括淬火池，所述淬火池的中部转动连接有离心机，所述淬火池的底面设有向上凸起的圆台，其特征在于：所述圆台远离离心机的边沿铰接有多个盖板，盖板包括挡水段和排料段，所述挡水段与排料段通过铰接点分开，圆台靠近挡水段的一侧开设有卡槽，所述挡水段与卡槽相配合，圆台靠近排料段的一侧开设有排料口，排料段与圆台通过弹簧连接；所述淬火池内壁设置有温控电路和磁铁，温控电路与磁铁、离心机电连接，所述排料段的自由端设置有铁片，铁片吸附在磁铁；所述淬火池的底部设有漏斗腔和降温机构，漏斗腔位于淬火池的正下方，漏斗腔的底部连接有水槽，水槽一侧壁开有出料口，所述出料口上设有倾斜设置且与水槽另一侧壁相抵的网板，水槽与圆台通过回收管连接，且回收管上安装有水泵；所述降温机构为固定安装在回收管上的冷却机。

2.根据权利要求1所述的钢丸淬火装置，其特征在于：所述降温机构包括主动伞齿轮、从动伞齿轮、降温车和降温池，所述离心机端部固定安装有主动转轴，所述主动转轴通过圆台伸入漏斗腔内，且主动转轴的自由端与主动伞齿轮连接；所述主动伞齿轮与从动伞齿轮啮合，主动伞齿轮与从动伞齿轮的中心轴线垂直，从动伞齿轮与降温车通过被动转轴连接，降温车位于从动伞齿轮的一侧，且降温车位于降温池内，所述水槽与降温池相互连通，降温池的顶部低于水槽的顶部。

3.根据权利要求2所述的钢丸淬火装置，其特征在于：所述降温车包括中心筒、边沿筒和安装在边沿筒上的翻转斗，所述中心筒通过支撑杆与边沿筒固定连接，且支撑杆沿径向方向分布。

4.根据权利要求1所述的钢丸淬火装置，其特征在于：所述回收管上固定连接有圆环管，圆环管的中心穿过离心机且位于圆台的顶部，所述圆环管的侧壁沿周向开设有多个出水孔。

5.根据权利要求4所述的钢丸淬火装置，其特征在于：多个所述出水孔均同向且向下倾斜设置。

6.根据权利要求5所述的钢丸淬火装置，其特征在于：相邻所述出水孔之间相向且向下倾斜设置。

7.根据权利要求1～5任一项所述的钢丸淬火装置，其特征在于：所述温控电路包括温度传感器和自恢复熔断器，温度传感器与自恢复熔断器电连接。

8.根据权利要求1～5任一项所述的钢丸淬火装置，其特征在于：所述水槽顶部的开口大于漏斗腔底部的开口。