CN109022689A - 一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺，包括底座以及设置在底座上的齿轮固定装置，所述齿轮固定装置与齿轮连接，所述齿轮和齿轮加热装置、冷却装置连接，所述齿轮加热装置包括连接齿轮轮齿的感应加热器以及驱动感应加热器与齿轮轮齿连接的驱动机构，所述驱动机构和感应加热器与控制器连接，所述冷却装置包括设置在底座上的储液仓和电动泵，所述电动泵的一端通过管道与储液仓内的淬火液连接，另一端通过管道与冷却装置上的喷嘴连接，所述喷嘴通过控制器和电动泵连接。本发明工艺简单，对轮齿单侧淬火或不均匀淬火，提高齿轮表面淬火质量，齿轮淬火中的油气通过油气处理装置控制，绿色环保，提高齿轮表面淬火质量。

Description

一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺

技术领域

本发明涉及齿轮淬火领域，尤其涉及一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺。

背景技术

众所周知，齿轮是机械设备中关键的零部件，它广泛的用于汽车、飞机、坦克、 轮船等工业领域。它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。齿轮传动是近代机 器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、是机械产品重要 基础零件。它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大，传动效率高、圆周 速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。因此它已成为许多机 械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比例最大的传动形式。由于齿轮在工业 发展中的突出地位，使齿轮被公认为工业化的一种象征.得益于近年来汽车、风电、 核电行业的拉动，汽车齿轮加工机床、大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。据 了解，随着齿轮加工机床需求的增加，近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增多。无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业，还是近年来新兴的高铁、铁 路、电子等行业，都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求，对齿轮加工机床制 造商提出了新的要求。

通常齿轮在转动时，实际的齿轮负载是不同的，往往是单向磨损为主，齿轮起耐磨作用的是其淬火层的深度，淬火层厚，然后齿轮耐磨，但是，淬火层太厚容易脆裂。众所周知，齿轮的淬火层深过浅对接触和弯曲承载能力都不利。但淬火层也不是越深越好，最佳或适当的硬化层深度，可使齿面和齿根都具有较高的强度（承载能力）。

齿轮的轮齿一面是受力负载面，另一面很少在反转的情况下负载，另外，齿轮在一个方向安装后很少反向安装，属于轻载面，现有的加工方法是不管是受力负载面还是轻载面均一起加热，一起淬火，虽然满足了淬火的工艺要求，但是降低了齿轮的质量，轮齿的受力负载面在后续的加工作业中更容易受到磨损或断裂，使用寿命减短。

专利号CN201210243890.X 公开了一种回转支承齿轮淬火的工艺方法，该发明通过对中频感应器与齿沟之间的耦合间隙、电流透入深度、齿沟线速度、淬火液的温度和浓度等工艺参数的设定和调整，提高了淬火质量，但是该发明对齿轮所有的齿进行淬火加工，一定程度上影响了齿轮的寿命。

本发明的淬火装置主要是在齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火，使淬火后的轮齿上形成硬化层以及在硬化层的表面形成高硬表面层，高硬表面层的厚度设置在0.05mm至0.2mm，而硬化层的厚度设置在轮齿厚度的1/5至1/3 。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺,本发明工艺简单，齿轮淬火中的油气通过油气处理装置控制，绿色环保，提高齿轮表面淬火质量。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺，包括底座以及设置在底座上的齿轮固定装置，所述齿轮固定装置与齿轮连接，所述齿轮和齿轮加热装置、冷却装置连接，所述齿轮加热装置包括连接齿轮轮齿的感应加热器以及驱动感应加热器与齿轮轮齿连接的驱动机构，所述驱动机构和感应加热器与控制器连接，所述冷却装置包括设置在底座上的储液仓和电动泵，所述电动泵的一端通过管道与储液仓内的淬火液连接，另一端通过管道与冷却装置上的喷嘴连接，所述喷嘴通过控制器和电动泵连接，其工艺包括以下步骤：

1)将待加工齿轮通过齿轮固定装置固定，定位待加工齿轮的位置；

2)调整待加工齿轮轮齿位置，使加热装置和冷却装置对准待加工的齿轮轮齿；

3)控制器控制加热装置对齿轮轮齿单侧加热，其加热时间、加热次数、加热温度根据淬火深度要求控制；

4)控制器控制加热装置对齿轮轮齿进行不均匀加热，其加热时间、加热次数、加热温度根据淬火深度要求控制；

5)控制器控制冷却装置对齿轮轮齿喷洒淬火液其喷洒时间、喷洒次数、喷洒量根据淬火深度要求控制；

6)按照淬火要求对齿轮其他轮齿重复步骤2-步骤5；

7)齿轮轮齿加热和冷却完毕，检查齿轮轮齿淬火硬度和质量是否达到淬火需求；

8)达到淬火需求则对齿轮进行清洗包装；没达到淬火需求则重复步骤2-步骤7，直至齿轮轮齿达到淬火要求。

作为优选，所述步骤4和步骤5的顺序可以互换，所述步骤或步骤任意删减一步骤。

作为优选，所述齿轮固定装置包括与底座连接的支架以及与支架连接固定齿轮的轴杆，所述轴杆的一端与支架上驱动轴杆转动的驱动装置连接，另一端设置有齿轮安装轴，所述安装轴上设置有定位台以及固定齿轮的螺母。

作为优选，所述驱动装置包括设置在支架并与控制器连接的步进电机以及设置在步进电机转轴上的驱动齿轮，所述驱动齿轮与轴杆上的从动齿轮连接。

作为优选，所述加热感应器为加热感应线圈。

作为优选，所述齿轮加热装置和冷却装置位于齿轮一侧的固定座上，所述固定座通过升降臂与齿轮加热装置和冷却装置连接。

作为优选，所述支架上还设置有齿轮油气处理装置，所述齿轮油气处理装置包括吸油过滤装置和除油过滤装置，所述吸油过滤装置位于齿轮加热装置和冷却装置的上方，所述除油过滤装置位于底座的下方。

作为优选，所述吸油过滤装置包括设置在支架上的双叶轮抽风机，所述双叶轮抽风机与电动泵电连接。

作为优选，所述除油过滤装置包括位于底座底部设置的与储液仓连接的漏液孔和进液孔，所述进液孔通过第一控制阀以及管道与电动泵连接；所述漏液孔通过第二控制阀与储液仓内的过滤器连接。

本发明的有益效果是：

1.齿轮淬火中的油气通过油气处理装置控制，绿色环保；

2.该装置生产自动化程度较高，能够精确控制齿轮淬火温度以及齿轮淬火深度，显著提高成品的质量与产量；

3.齿轮定位装置防止淬火加热和冷却时剧烈摆动引起变形，起固定作用；

4.提高齿轮表面淬火质量，消除齿轮工件内部微裂变，使齿轮淬硬层与基体间组织过渡平缓，减少组织与硬度突变，尽量减少引发裂纹萌生和扩展的薄弱区和应力区，提高齿面接触精度，防止出现偏载受力作用引起的局部应力集中，可明显减缓裂纹扩展和齿轮断裂危险；

5.轮齿的强度高、耐磨性好及寿命长，承载力高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为本发明涉及的结构示意图；

图2为本发明涉及的齿轮3结构示意图。

图中标号说明：底座1，齿轮固定装置2，支架21，轴杆22，齿轮安装轴23，步进电机24，驱动齿轮25，从动齿轮26，齿轮3，轮齿31，齿轮加热装置4，感应加热器41，冷却装置5，喷嘴51，控制器6，储液仓7，淬火液71，漏液孔72，进液孔73，第一控制阀74，第二控制阀75，过滤器76，电动泵8，固定座9，升降臂91，吸油过滤装置10，除油过滤装置11，双叶轮抽风机12。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

参照图1至图2所示，一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺，包括底座1以及设置在底座1上的齿轮固定装置2，在本发明实施例中，齿轮固定装置2一方面防止齿轮在淬火加热和冷却时剧烈摆动引起齿轮变形，另一方面方便根据齿轮淬火深度通过齿轮加热装置4、冷却装置5进行位置精度调节，保证齿轮淬火的精度准确性。所述齿轮固定装置2与齿轮3连接，所述齿轮3和齿轮加热装置4、冷却装置5连接，所述齿轮加热装置4包括连接齿轮3轮齿31的感应加热器41以及驱动感应加热器41与齿轮3轮齿31连接的驱动机构，所述驱动机构和感应加热器41与控制器6连接，所述冷却装置5包括设置在底座1上的储液仓7和电动泵8，所述电动泵8的一端通过管道9与储液仓7内的淬火液71连接，另一端通过管道9与冷却装置5上的喷嘴51连接，所述喷嘴51通过控制器6和电动泵8连接，其工艺包括以下步骤：

1)将待加工齿轮3通过齿轮固定装置2固定，定位待加工齿轮3的位置；

2)调整待加工齿轮3轮齿31位置，使加热装置4和冷却装置5对准待加工的齿轮3轮齿31；

3)控制器6控制加热装置4对齿轮3轮齿31单侧加热，其加热时间、加热次数、加热温度根据淬火深度要求控制；

4)控制器6控制加热装置4对齿轮3轮齿31进行不均匀加热，其加热时间、加热次数、加热温度根据淬火深度要求控制；

5)控制器6控制冷却装置5对齿轮3轮齿31喷洒淬火液71其喷洒时间、喷洒次数、喷洒量根据淬火深度要求控制；

6)按照淬火要求对齿轮3其他轮齿31重复步骤2-步骤5；

7)齿轮3轮齿31加热和冷却完毕，检查齿轮3轮齿31淬火硬度和质量是否达到淬火需求；

8)达到淬火需求则对齿轮3进行清洗包装；没达到淬火需求则重复步骤2-步骤7，直至齿轮3轮齿31达到淬火要求。

作为优选，所述步骤4和步骤5的顺序可以互换，所述步骤4或步骤5任意删减一步骤。

作为优选，所述齿轮固定装置2包括与底座1连接的支架21以及与支架21连接固定齿轮3的轴杆22，所述轴杆22的一端与支架21上驱动轴杆22转动的驱动装置连接，另一端设置有齿轮安装轴23，所述安装轴23上设置有定位台以及固定齿轮3的螺母。

作为优选，所述驱动装置包括设置在支架2并与控制器6连接的步进电机24以及设置在步进电机24转轴上的驱动齿轮25，所述驱动齿轮25与轴杆22上的从动齿轮26连接。

在本发明实施例中，感应加热器与齿轮的轮齿的距离设置在1.5mm至2mm。

作为优选，所述加热感应器41为加热感应线圈。

作为优选，所述齿轮加热装置4和冷却装置5位于齿轮3一侧的固定座9上，所述固定座9通过升降臂91与齿轮加热装置4和冷却装置5连接。

作为优选，所述支架2上还设置有齿轮油气处理装置，所述齿轮油气处理装置包括吸油过滤装置10和除油过滤装置11，所述吸油过滤装置10位于齿轮加热装置4和冷却装置5的上方，所述除油过滤装置11位于底座1的下方。

作为优选，所述吸油过滤装置10包括设置在支架上的双叶轮抽风机12，所述双叶轮抽风机12与电动泵8电连接。

作为优选，所述除油过滤装置11包括位于底座1底部设置的与储液仓7连接的漏液孔72和进液孔73，所述进液孔73通过第一控制阀74以及管道9与电动泵8连接；所述漏液孔72通过第二控制阀75与储液仓7内的过滤器76连接。

作为优选，所述控制器包括连接电源、感应加热器或喷嘴的控制电路板。

具体实施例：

在实际使用中，齿轮固定装置2固定并定位待加工齿轮3的位置，与此同时，调整待加工齿轮3轮齿31位置，使加热装置4和冷却装置5对准待加工的齿轮3轮齿31，感应加热器与齿轮的轮齿的距离设置在1.5mm至2mm；控制器6控制加热装置4对齿轮3轮齿31单侧加热，其加热时间、加热次数、加热温度根据淬火深度要求控制；控制器6控制冷却装置5对齿轮3轮齿31喷洒淬火液71其喷洒时间、喷洒次数、喷洒量根据淬火深度要求控制；按照淬火要求对齿轮3的其他轮齿加热或冷却淬火，齿轮3轮齿31加热和冷却完毕，检查齿轮3轮齿31淬火硬度和质量是否达到淬火需求；达到淬火需求则对齿轮3进行清洗包装；没达到淬火需求则重复轮齿加热或冷却淬火，直至齿轮3轮齿31达到淬火要求。

具体实施例2：

在实际使用中，齿轮固定装置2固定并定位待加工齿轮3的位置，与此同时，调整待加工齿轮3轮齿31位置，使加热装置4和冷却装置5对准待加工的齿轮3轮齿31，感应加热器与齿轮的轮齿的距离设置在1.5mm至2mm；控制器6控制加热装置4对齿轮3轮齿31进行不均匀加热，其加热时间、加热次数、加热温度根据淬火深度要求控制，其加热时间、加热次数、加热温度根据淬火深度要求控制；控制器6控制冷却装置5对齿轮3轮齿31喷洒淬火液71其喷洒时间、喷洒次数、喷洒量根据淬火深度要求控制；按照淬火要求对齿轮3的其他轮齿加热或冷却淬火，齿轮3轮齿31加热和冷却完毕，检查齿轮3轮齿31淬火硬度和质量是否达到淬火需求；达到淬火需求则对齿轮3进行清洗包装；没达到淬火需求则重复轮齿加热或冷却淬火，直至齿轮3轮齿31达到淬火要求。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺，包括淬火设备和淬火工艺，所述淬火设备包括底座（1）以及设置在底座（1）上的齿轮固定装置（2），所述齿轮固定装置（2）与齿轮（3）连接，所述齿轮（3）和齿轮加热装置（4）、冷却装置（5）连接，其特征在于：所述齿轮加热装置（4）包括连接齿轮（3）轮齿（31）的感应加热器（41）以及驱动感应加热器（41）与齿轮（3）轮齿（31）连接的驱动机构，所述驱动机构和感应加热器（41）与控制器（6）连接，所述冷却装置（5）包括设置在底座（1）上的储液仓（7）和电动泵（8），所述电动泵（8）的一端通过管道（9）与储液仓（7）内的淬火液（71）连接，另一端通过管道（9）与冷却装置（5）上的喷嘴（51）连接，所述喷嘴（51）通过控制器（6）和电动泵（8）连接，

所述淬火工艺包括以下步骤：

1）将待加工齿轮（3）通过齿轮固定装置（2）固定，定位待加工齿轮（3）的位置；

2）调整待加工齿轮（3）轮齿（31）位置，使加热装置（4）和冷却装置（5）对准待加工的齿轮（3）轮齿（31）；

3）控制器（6）控制加热装置（4）对齿轮（3）轮齿（31）单侧加热，其加热时间、加热次数、加热温度根据淬火深度要求控制；

4）控制器（6）控制加热装置（4）对齿轮（3）轮齿（31）进行不均匀加热，其加热时间、加热次数、加热温度根据淬火深度要求控制；

5）控制器（6）控制冷却装置（5）对齿轮（3）轮齿（31）喷洒淬火液（71）其喷洒时间、喷洒次数、喷洒量根据淬火深度要求控制；

6）按照淬火要求对齿轮（3）其他轮齿（31）重复步骤2-步骤5；

7）齿轮（3）轮齿（31）加热和冷却完毕，检查齿轮（3）轮齿（31）淬火硬度和质量是否达到淬火需求；

8）达到淬火需求则对齿轮（3）进行清洗包装；没达到淬火需求则重复步骤2-步骤7，直至齿轮（3）轮齿（31）达到淬火要求。

2.根据权利要求1所述的一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺，其特征在于：所述步骤4和步骤5的顺序可以互换，所述步骤4或步骤5任意删减一步骤。

3.根据权利要求1所述的一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺，其特征在于：所述齿轮固定装置（2）包括与底座（1）连接的支架（21）以及与支架（21）连接固定齿轮（3）的轴杆（22），所述轴杆（22）的一端与支架（21）上驱动轴杆（22）转动的驱动装置连接，另一端设置有齿轮安装轴（23），所述安装轴（23）上设置有定位台以及固定齿轮（3）的螺母。

4.根据权利要求3 所述的一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺，其特征在于：所述驱动装置包括设置在支架（2）并与控制器（6）连接的步进电机（24）以及设置在步进电机（24）转轴上的驱动齿轮（25），所述驱动齿轮（25）与轴杆（22）上的从动齿轮（26）连接。

5.根据权利要求1所述的一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺，其特征在于：所述加热感应器（41）为加热感应线圈。

6.根据权利要求1所述的一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺，其特征在于：所述齿轮加热装置（4）和冷却装置（5）位于齿轮（3）一侧的固定座（9）上，所述固定座（9）通过升降臂（91）与齿轮加热装置（4）和冷却装置（5）连接。

7.根据权利要求3所述的一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺，其特征在于：所述支架（2）上还设置有齿轮油气处理装置，所述齿轮油气处理装置包括吸油过滤装置（10）和除油过滤装置（11），所述吸油过滤装置（10）位于齿轮加热装置（4）和冷却装置（5）的上方，所述除油过滤装置（11）位于底座（1）的下方。

8.根据权利要求7所述的一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺，其特征在于：所述吸油过滤装置（10）包括设置在支架上的双叶轮抽风机（12），所述双叶轮抽风机（12）与电动泵（8）电连接。

9.根据权利要求7所述的一种叉车专用重载齿轮的轮齿单侧淬火或不均匀淬火工艺，其特征在于：所述除油过滤装置（11）包括位于底座（1）底部设置的与储液仓（7）连接的漏液孔（72）和进液孔（73），所述进液孔（73）通过第一控制阀（74）以及管道（9）与电动泵（8）连接；所述漏液孔（72）通过第二控制阀（75）与储液仓（7）内的过滤器（76）连接。