CN109136473A - 一种单向重负载运动齿轮淬火设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单向重负载运动齿轮淬火设备，包括安装齿轮的底座以及设置在底座用于连接齿轮的顶出机构和淬火机构，所述淬火机构包括连接电源的控制器以及与控制器连接的加热装置和淬火冷却装置；所述加热装置包括用于连接齿轮轮齿负载面的感应加热器以及驱动感应加热器与轮齿负载面连接的转盘，所述转盘与驱动装置连接，所述驱动装置和感应加热器与控制器连接；所述淬火装置包括储液仓以及设置在储液仓与控制器连接的电动水泵，所述电动水泵的一端与储液仓内的淬火液连接，另一端与底座上设置的喷嘴连接。本发明设计新颖、安装方便、操作简单、维修方便，能够用于加热淬火较为复杂的齿轮轮齿负载面，且具有加工成本低以及生产效率高等优点。

Description

一种单向重负载运动齿轮淬火设备

技术领域

本发明涉及齿轮淬火领域，尤其涉及一种单向重负载运动齿轮淬火设备。

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轮齿的负载面进行淬火，使淬火后的负载面在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，如附图7、图8所示。

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，提供一种单向重负载运动齿轮淬火设备，本发明设计新颖、安装方便、操作简单、维修方便，能够用于加热淬火较为复杂的轮齿负载面，且具有加工成本低以及生产效率高等优点。

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：

一种单向重负载运动齿轮淬火设备，包括安装齿轮的底座以及设置在底座用于连接齿轮的顶出机构和淬火机构，所述淬火机构包括连接电源的控制器以及与控制器连接的加热装置和淬火冷却装置；所述加热装置包括用于连接齿轮轮齿负载面的感应加热器以及驱动感应加热器与轮齿负载面连接的转盘，所述转盘与驱动装置连接，所述驱动装置和感应加热器与控制器连接；所述淬火装置包括储液仓以及设置在储液仓与控制器连接的电动水泵，所述电动水泵的一端与储液仓内的淬火液连接，另一端与底座上设置的喷嘴连接。

作为优选，所述底座上设置有齿轮安装槽，所述齿轮安装槽的四周与感应加热器和喷嘴连接。采用此技术方案，喷嘴用喷淬火液；感应加热器用于对齿轮轮齿负载面加热淬火。

作为优选，所述齿轮安装槽的中间部分设置有连接齿轮的支撑台，位于所述支撑台的四周设置有连接储液仓的漏液孔。采用此技术方案，支撑台不仅可用于支撑齿轮，而且可以让齿轮轮齿的底部悬空，从而有助于淬火。

作为优选，所述顶出机构包括设置在支撑台与齿轮连接的顶杆以及设置在顶杆下的液压伸缩杆，所述液压伸缩杆与液压系统连接，所述液压系统与控制器连接。采用此技术方案，由液压系统驱动液压伸缩杆，使液压伸缩杆的活塞杆伸出或缩回。

作为优选，所述控制器包括连接电源、液压系统、驱动装置和感应加热器的控制电路板以及与控制电路板连接的人机操作面板。采用此技术方案，由人机操作面板控制液压系统、驱动装置和感应加热器的启动或关闭。

作为优选，所述转盘的一面设置有连接感应加热器的螺旋槽，另一面设置有连接驱动装置的大锥齿轮。采用此技术方案，螺旋槽用于驱动感应加热器与齿轮轮齿负载面连接或分离。

作为优选，所述驱动装置包括连接控制器的驱动电机以及设置在驱动电机上的小锥齿轮，所述小锥齿轮与大锥齿轮啮合。采用此技术方案，由驱动电机的主轴带动小锥齿轮转动，小锥齿轮在转动时带动连接的大锥齿轮，使大锥齿轮连接的转盘旋转。

作为优选，所述感应加热器上设置有滑块，所述滑块上设置有螺旋齿，所述螺旋齿与螺旋槽啮合；所述感应加热器设置有若干个，每个所述的感应加热器与齿轮的一个轮齿负载面连接；所述轮齿负载面与感应加热器之间的距离设置在0.05mm至0.15mm；所述轮齿负载面设置于齿轮顺时针或逆时针的一侧；所述感应加热器设置为电感线圈。采用此技术方案，转盘在旋转时，带动连接的螺旋槽，由螺旋槽通过螺旋齿带动连接的滑块移动；滑块在移动时，带动连接的感应加热器，使感应加热器往齿轮安装槽内或外移动，使感应加热器与齿轮轮齿负载面连接或分离。其中，若干个感应加热器用于连接若干个轮齿负载面，既齿轮有多少个轮齿就设置有多少个感应加热器。

作为优选，所述支撑台还设置有连接齿轮的磁铁，所述磁铁位于顶杆的四周。采用此技术方案，磁铁能够用于将齿轮固定在支撑台上。

作为优选，所述顶杆上设置有定位柱以及设置在定位柱一侧的定位块；所述定位柱与齿轮的轴孔连接，所述定位块与齿轮上的定位槽连接。采用此技术方案，定位块用于定位齿轮的安装位置，使齿轮上的轮齿能够与感应加热器连接。

本发明的有益效果是：

1.本发明设计新颖、安装方便、操作简单、维修方便，能够用于加热淬火较为复杂的齿轮轮齿负载面，且具有加工成本低以及生产效率高等优点；

2.本发明的感应加热器可同时加热淬火齿轮轮齿负载面；

3.本发明淬火后的齿轮强度高、负载能力强、耐磨性好，使用寿命长；通过在轮齿的负载一面设置高硬表面层和加硬层，使得轮齿的表面不易磨损、能够承受较大的变形量，且设置的高硬表面层不易发生脆裂。

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为本发明涉及的淬火装置俯视图；

图2为本发明涉及的局部剖面结构示意图；

图3为本发明涉及的小锥齿轮和大锥齿轮连接的放大示意图；

图4为本发明涉及的齿轮安装俯视；

图5为本发明涉及的齿轮轮齿负载面与感应加热器连接放大示意图；

图6为本发明涉及的顶杆与齿轮连接示意图；

图7为本发明涉及的齿轮示意图；

图8为本发明涉及的齿轮轮齿结构放大示意图。

图中标号说明：底座1，控制器2，感应加热器3，转盘4，螺旋槽401，大锥齿轮402，储液仓5，电动水泵6，淬火液7，喷嘴8，齿轮安装槽9，支撑台10，漏液孔11，顶杆12，定位柱121，定位块122，液压伸缩杆13，驱动电机14，小锥齿轮15，滑块16，螺旋齿17，齿轮18，轮齿负载面181，硬化层1811，高硬表面层1812，轴孔182，定位槽183，磁铁19，水管20，分流管21。

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8所示，一种单向重负载运动齿轮淬火设备，包括安装齿轮18的底座1以及设置在底座1用于连接齿轮18的顶出机构和淬火机构，所述淬火机构包括连接电源的控制器2以及与控制器2连接的加热装置和淬火冷却装置；所述加热装置包括用于连接齿轮18轮齿负载面181的感应加热器3以及驱动感应加热器3与轮齿负载面181连接的转盘4，所述转盘4与驱动装置连接，所述驱动装置和感应加热器3与控制器2连接；所述淬火装置包括储液仓5以及设置在储液仓5与控制器2连接的电动水泵6，所述电动水泵6的一端与储液仓5内的淬火液7连接，另一端与底座1上设置的喷嘴8连接。

作为优选，所述底座1上设置有齿轮安装槽9，所述齿轮安装槽9的四周与感应加热器3和喷嘴8连接。采用此技术方案，喷嘴8用喷淬火液7；感应加热器3用于对齿轮18轮齿负载面181加热淬火。

作为优选，所述齿轮安装槽9的中间部分设置有连接齿轮18的支撑台10，位于所述支撑台10的四周设置有连接储液仓5的漏液孔11。采用此技术方案，支撑台10不仅可用于支撑齿轮18，而且可以让齿轮18轮齿的底部悬空，从而有助于淬火。

作为优选，所述顶出机构包括设置在支撑台10与齿轮18连接的顶杆12以及设置在顶杆12下的液压伸缩杆13，所述液压伸缩杆13与液压系统连接，所述液压系统与控制器2连接。采用此技术方案，由液压系统驱动液压伸缩杆13，使液压伸缩杆13的活塞杆伸出或缩回。

作为优选，所述控制器2包括连接电源、液压系统、驱动装置和感应加热器3的控制电路板以及与控制电路板连接的人机操作面板。采用此技术方案，由人机操作面板控制液压系统、驱动装置和感应加热器3的启动或关闭。

作为优选，所述转盘4的一面设置有连接感应加热器3的螺旋槽401，另一面设置有连接驱动装置的大锥齿轮402。采用此技术方案，螺旋槽401用于驱动感应加热器3与齿轮18轮齿负载面181连接或分离。

作为优选，所述驱动装置包括连接控制器2的驱动电机14以及设置在驱动电机14上的小锥齿轮15，所述小锥齿轮15与大锥齿轮402啮合。采用此技术方案，由驱动电机14的主轴带动小锥齿轮15转动，小锥齿轮15在转动时带动连接的大锥齿轮402，使大锥齿轮402连接的转盘4旋转。

作为优选，所述感应加热器3上设置有滑块16，所述滑块16上设置有螺旋齿17，所述螺旋齿17与螺旋槽401啮合；所述感应加热器3设置有若干个，每个所述的感应加热器3与齿轮18的一个轮齿负载面181连接；所述轮齿负载面181与感应加热器3之间的距离设置在0.05mm至0.15mm；所述轮齿负载面181设置于齿轮18顺时针或逆时针的一侧；所述感应加热器3设置为电感线圈。采用此技术方案，转盘4在旋转时，带动连接的螺旋槽401，由螺旋槽401通过螺旋齿17带动连接的滑块16移动；滑块16在移动时，带动连接的感应加热器3，使感应加热器3往齿轮安装槽9内或外移动，使感应加热器3与齿轮18轮齿负载面181连接或分离。其中，若干个感应加热器3用于连接若干个轮齿负载面181，既齿轮18有多少个轮齿就设置有多少个感应加热器3。

作为优选，所述支撑台10还设置有连接齿轮18的磁铁19，所述磁铁19位于顶杆12的四周。采用此技术方案，磁铁19能够用于将齿轮18固定在支撑台18上。

作为优选，所述顶杆12上设置有定位柱121以及设置在定位柱121一侧的定位块122；所述定位柱121与齿轮18的轴孔182连接，所述定位块122与齿轮18上的定位槽183连接。采用此技术方案，定位块122用于定位齿轮18的安装位置，使齿轮18上的轮齿能够与感应加热器3连接。

具体实施例

在实际使用时，通过液压伸缩杆13活塞杆将顶杆12顶出齿轮安装槽9，然后，将需要淬火的齿轮18放置在顶杆12的定位柱121和定位块122上，使齿轮18定位，如图6所示；然后，由液压伸缩杆13活塞杆回缩带动连接顶杆12，使顶杆12复位，顶杆12复位使齿轮18与齿轮安装槽9内的支撑台10连接，并由支撑台10上的磁铁19将其吸附在支撑台10上；然后，由驱动电机14带动连接的小锥齿轮15，使小锥齿轮15旋转带动连接的大锥齿轮402，使大锥齿轮402旋转带动连接的转盘4旋转，转盘4在旋转时带动连接的滑块16，使滑块16上的感应加热器3向齿轮安装槽9内移动与齿轮安装槽9内的齿轮18轮齿负载面181连接，如图4、图5所示；此时，由感应加热器3通电迅速升温，使齿轮18的轮齿负载面181加热淬火，当齿轮18轮齿负载面181加热到临界温度时，在保温一定时间后，由电动水泵6将储液仓5内的淬火液7抽送至喷嘴8，由喷嘴8将淬火液7喷洒至齿轮18的轮齿上，使其快速冷却降温，通过多次淬火冷却以达到用户所要淬火的硬度；当齿轮18淬火冷却完成后，由驱动电机14反向旋转带动连接的小锥齿轮15，使小锥齿轮15旋转带动连接的大锥齿轮402，使大锥齿轮402旋转带动连接的转盘4旋转，转盘4时带动连接的滑块16，使滑块16上的感应加热器3与齿轮安装槽9内的齿轮18轮齿负载面181分离；此时，再由顶杆12将淬火后的齿轮18顶出齿轮安装槽9，由用户取出淬火后的齿轮18，如图7、图8所示；重新安装需要淬火的齿轮18继续淬火。

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 (10)

1.一种单向重负载运动齿轮淬火设备，其特征在于：包括安装齿轮（18）的底座（1）以及设置在底座（1）用于连接齿轮（18）的顶出机构和淬火机构，所述淬火机构包括连接电源的控制器（2）以及与控制器（2）连接的加热装置和淬火冷却装置；所述加热装置包括用于连接齿轮（18）轮齿负载面（181）的感应加热器（3）以及驱动感应加热器（3）与轮齿负载面（181）连接的转盘（4），所述转盘（4）与驱动装置连接，所述驱动装置和感应加热器（3）与控制器（2）连接；所述淬火装置包括储液仓（5）以及设置在储液仓（5）与控制器（2）连接的电动水泵（6），所述电动水泵（6）的一端与储液仓（5）内的淬火液（7）连接，另一端与底座（1）上设置的喷嘴（8）连接。

2.根据权利要求1所述的一种单向重负载运动齿轮淬火设备，其特征在于：所述底座（1）上设置有齿轮安装槽（9），所述齿轮安装槽（9）的四周与感应加热器（3）和喷嘴（8）连接。

3.根据权利要求2所述的一种单向重负载运动齿轮淬火设备，其特征在于：所述齿轮安装槽（9）的中间部分设置有连接齿轮（18）的支撑台（10），位于所述支撑台（10）的四周设置有连接储液仓（5）的漏液孔（11）。

4.根据权利要求1所述的一种单向重负载运动齿轮淬火设备，其特征在于：所述顶出机构包括设置在支撑台（10）与齿轮（18）连接的顶杆（12）以及设置在顶杆（12）下的液压伸缩杆（13），所述液压伸缩杆（13）与液压系统连接，所述液压系统与控制器（2）连接。

5.根据权利要求1所述的一种单向重负载运动齿轮淬火设备，其特征在于：所述控制器（2）包括连接电源、液压系统、驱动装置和感应加热器（3）的控制电路板以及与控制电路板连接的人机操作面板。

6.根据权利要求1所述的一种单向重负载运动齿轮淬火设备，其特征在于：所述转盘（4）的一面设置有连接感应加热器（3）的螺旋槽（401），另一面设置有连接驱动装置的大锥齿轮（402）。

7.根据权利要求1所述的一种单向重负载运动齿轮淬火设备，其特征在于：所述驱动装置包括连接控制器（2）的驱动电机（14）以及设置在驱动电机（14）上的小锥齿轮（15），所述小锥齿轮（15）与大锥齿轮（402）啮合。

8.根据权利要求1所述的一种单向重负载运动齿轮淬火设备，其特征在于：所述感应加热器（3）上设置有滑块（16），所述滑块（16）上设置有螺旋齿（17），所述螺旋齿（17）与螺旋槽（401）啮合；所述感应加热器（3）设置有若干个，每个所述的感应加热器（3）与齿轮（18）的一个轮齿负载面（181）连接；所述轮齿负载面（181）与感应加热器（3）之间的距离设置在0.05mm至0.15mm；所述轮齿负载面（181）设置于齿轮（18）顺时针或逆时针的一侧；所述感应加热器（3）设置为电感线圈。

9.根据权利要求3所述的一种单向重负载运动齿轮淬火设备，其特征在于：所述支撑台（10）还设置有连接齿轮（18）的磁铁（19），所述磁铁（19）位于顶杆（12）的四周。

10.根据权利要求4所述的一种单向重负载运动齿轮淬火设备，其特征在于：所述顶杆（12）上设置有定位柱（121）以及设置在定位柱（121）一侧的定位块（122）；所述定位柱（121）与齿轮（18）的轴孔（182）连接，所述定位块（122）与齿轮（18）上的定位槽（183）连接。