CN109385514B - 一种在线分级式油冷淬火装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在线分级式油冷淬火装置，涉及热处理设备领域，包括油冷箱体、旋转驱动机构、水平移动机构、升降机构以及喷淋机构，本发明借助于升降机构和水平移动机构将待淬火热处理的棒材运输至指定位置，再经辊筒驱动其不断旋转，旋转的同时，从上方以一定的流量喷洒一定温度的淬火油，使得棒材能够均匀冷却，相比传统的静置式油冷淬火，不会在其表面产生气泡区，提高了淬火效果以及效率。
Description
技术领域
本发明涉及属于热处理设备领域，具体涉及一种具有自动化程度高、冷却均匀性好且冷却速度可控的在线分级式油冷淬火装置。
背景技术
高强度钢材料广泛应用于机械行业，以往的情况是用进口的线材为坯料，再加工到产品需要规格，处理后的产品机械性能通条均匀性差和后道难以校直，其中热处理作为一道重要的工序对其内部组织及力学性能的影响非常大，传统的方式是采用油槽进行油冷淬火，此种方式容易在工件表面形成气泡区，影响其冷却速度以及冷却效果，且效率较低。
中国专利公开号为CN107338348B公开了一种新型轧辊淬火喷水装置，所述的淬火喷水装置包括同轴设置的用于喷水的内筒和用于供水的外筒，内筒和外筒之间形成的空腔两端部分别采用端盖密封设置且空腔采用隔板隔开分别构成密封的上压力水腔和下压力水腔，上压力水腔和下压力水腔分别通过外筒上设置的上进水管和下进水管与对应的供水泵相连通。该种淬火喷水装置采用压力不同的两压力水腔通过喷水孔进行喷水淬火，大压力喷水使得轧辊能够高强度冷却，使轧辊温度快速的降至一定的值以下；小压力喷水使得轧辊缓慢冷却，减小内应力，达到降低淬火开裂风险的目的。但是其仅仅为单个喷淋用的产品，旋转过程中喷淋实现难度较大，且没有加入自动化的元素，导致其淬火效率并不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于HS100高强度钢材料的制造工艺中的在线分级式油冷淬火装置，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
一种在线分级式油冷淬火装置，包括油冷箱体、旋转驱动机构、水平移动机构、升降机构以及喷淋机构，所述旋转驱动机构有两组并对称安装于油冷箱体内的两侧，所述油冷箱体内的底部安装有滑轨，所述水平移动机构滑动连接于所述滑轨上并可水平移动，所述升降机构安装于水平移动机构上并能够驱动棒材升降，升降机构位于两组旋转驱动机构之间，所述喷淋机构安装于油冷箱体的顶部并连接至泵体；
所述旋转驱动机构包括辊筒、旋转驱动电机、支撑侧板以及伸缩机构，所述支撑侧板有一对并铰接于油冷箱体的内侧壁上，所述辊筒转动连接于两个支撑侧板之间且其一端连接至旋转驱动电机，两个支撑侧板之间还连接有横杆，所述伸缩机构的两端分别与油冷箱体内侧壁、横杆铰接以调节辊筒与与油冷箱体内侧壁之间的距离；
所述水平移动机构包括水平移动平台、齿条、主齿轮以及水平驱动电机，所述水平移动平台滑动连接于滑轨上，水平移动平台的一侧安装所述的齿条，齿条与主齿轮啮合，主齿轮连接至水平驱动电机的输出轴，水平驱动电机安装于油冷箱体的内底面。
优选的，所述升降机构包括铰接座、连杆、支撑平台以及升降驱动电机，所述铰接座有四个且呈矩形布置，每个铰接座上铰接有一个所述的连杆，连杆的上端铰接于支撑平台的侧面，其中一个连杆的铰接轴连接至升降驱动电机，所述支撑平台的顶部设有弧形的放置面。
优选的，所述喷淋机构有若干组，每组喷淋机构均包括集油箱、雾化喷头以及进油接头，集油箱为内部中空的壳体结构且安装于油冷箱体的顶部，所述雾化喷头安装于集油箱的底部并与其内部连通，所述进油接头安装于集油箱的顶部并与其内部连通。
优选的，所述雾化喷头至少有3个。
优选的，所述放置面上设有若干等距分布的条形凸起。
优选的，所述油冷箱体的内侧壁上还设有托板，所述托板上设有与横杆配合的弧形槽并位于辊筒的下方。
优选的，所述油冷箱体的底部设有排油口。
优选的，所述滑轨的横截面形状为T形、三角形或V型。
本发明的优点在于：
（1）本发明借助于升降机构和水平移动机构将待淬火热处理的棒材运输至指定位置，再经辊筒驱动其不断旋转，旋转的同时，从上方以一定的流量喷洒一定温度的淬火油，使得棒材能够均匀冷却，相比传统的静置式油冷淬火，不会在其表面产生气泡区，提高了淬火效果以及效率；
（2）本方案借助于多个机构实现了棒材的送料、旋转以及喷淋淬火等过程，整个过程可借助于PLC控制器实现自动化；
（3）本方案中的升降机构采用平行四边形机构将棒材由低位送至高位，再由高位放置在辊筒之间，实现了棒材从进入油冷箱体再到旋转喷淋工序的切换工作，操作便捷，运行平稳；
（4）所述水平移动机构采用齿条、齿轮的驱动方式，精度和可控性好，稳定性高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的内部结构示意图。
图3为本发明中水平移动机构及升降机构的结构示意图。
图4为本发明中旋转驱动机构的结构示意图。
图5为本发明中喷淋机构的结构示意图。
图6为本发明中另外一种支撑平台的结构示意图。
图7为本发明中伸缩机构部分的结构示意图。
其中，1-油冷箱体，2-旋转驱动机构，20-辊筒，21-旋转驱动电机，22-支撑侧板，23-伸缩机构，24-横杆，25-托板，26-弧形槽，3-水平移动机构，30-水平移动平台，31-滑轨，32-齿条，33-主齿轮，34-水平驱动电机，4-升降机构，40-铰接座，41-连杆，42-支撑平台，43-升降驱动电机，44-放置面，45-条形凸起，5-喷淋机构，50-集油箱，51-雾化喷头，52-进油接头，6-排油口。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
如图1至图5所示，一种在线分级式油冷淬火装置，包括油冷箱体1、旋转驱动机构2、水平移动机构3、升降机构4以及喷淋机构5，所述旋转驱动机构2有两组并对称安装于油冷箱体1内的两侧，所述油冷箱体1内的底部安装有滑轨31，所述水平移动机构3滑动连接于所述滑轨31上并可水平移动，所述升降机构4安装于水平移动机构3上并能够驱动棒材升降，升降机构4位于两组旋转驱动机构2之间，所述喷淋机构5安装于油冷箱体1的顶部并连接至泵体；
所述旋转驱动机构2包括辊筒20、旋转驱动电机21、支撑侧板22以及伸缩机构23，所述支撑侧板22有一对并铰接于油冷箱体1的内侧壁上，所述辊筒20转动连接于两个支撑侧板22之间且其一端连接至旋转驱动电机21，两个支撑侧板22之间还连接有横杆24，所述伸缩机构23的两端分别与油冷箱体1内侧壁、横杆24铰接以调节辊筒20与与油冷箱体1内侧壁之间的距离，所述伸缩机构23可为气缸、直线电机或液压缸，优选采用液压缸；
所述水平移动机构3包括水平移动平台30、齿条32、主齿轮33以及水平驱动电机34，所述水平移动平台30滑动连接于滑轨31上，水平移动平台30的一侧安装所述的齿条32，齿条32与主齿轮33啮合，主齿轮33连接至水平驱动电机34的输出轴，水平驱动电机34安装于油冷箱体1的内底面。
在本实施例中，所述升降机构4包括铰接座40、连杆41、支撑平台42以及升降驱动电机43，所述铰接座40有四个且呈矩形布置，每个铰接座40上铰接有一个所述的连杆41，连杆41的上端铰接于支撑平台42的侧面，其中一个连杆41的铰接轴连接至升降驱动电机43，所述支撑平台42的顶部设有弧形的放置面44。
在本实施例中，所述喷淋机构5有若干组，每组喷淋机构5均包括集油箱50、雾化喷头51以及进油接头52，集油箱50为内部中空的壳体结构且安装于油冷箱体1的顶部，所述雾化喷头51安装于集油箱50的底部并与其内部连通，所述进油接头52安装于集油箱50的顶部并与其内部连通。其中，进油接头52上设有外螺纹，以便于与管道连接。
在本实施例中，所述油冷箱体1的内侧壁上还设有托板25，所述托板25上设有与横杆24配合的弧形槽26并位于辊筒20的下方。当辊筒20下落时，能够起到支撑和限位的作用，也减轻伸缩机构23所受到的拉力。
在本实施例中，所述油冷箱体1的底部设有排油口6，用于将淬火的冷却油排出油冷箱体1。
实施例2
如图1至图7所示，一种在线分级式油冷淬火装置，包括油冷箱体1、旋转驱动机构2、水平移动机构3、升降机构4以及喷淋机构5，所述旋转驱动机构2有两组并对称安装于油冷箱体1内的两侧，所述油冷箱体1内的底部安装有滑轨31，所述水平移动机构3滑动连接于所述滑轨31上并可水平移动，所述升降机构4安装于水平移动机构3上并能够驱动棒材升降，升降机构4位于两组旋转驱动机构2之间，所述喷淋机构5安装于油冷箱体1的顶部并连接至泵体；
所述旋转驱动机构2包括辊筒20、旋转驱动电机21、支撑侧板22以及伸缩机构23，所述支撑侧板22有一对并铰接于油冷箱体1的内侧壁上，所述辊筒20转动连接于两个支撑侧板22之间且其一端连接至旋转驱动电机21，两个支撑侧板22之间还连接有横杆24，所述伸缩机构23的两端分别与油冷箱体1内侧壁、横杆24铰接以调节辊筒20与与油冷箱体1内侧壁之间的距离，所述伸缩机构23可为气缸、直线电机或液压缸，优选采用液压缸；
所述水平移动机构3包括水平移动平台30、齿条32、主齿轮33以及水平驱动电机34，所述水平移动平台30滑动连接于滑轨31上，水平移动平台30的一侧安装所述的齿条32，齿条32与主齿轮33啮合，主齿轮33连接至水平驱动电机34的输出轴，水平驱动电机34安装于油冷箱体1的内底面。
在本实施例中，所述升降机构4包括铰接座40、连杆41、支撑平台42以及升降驱动电机43，所述铰接座40有四个且呈矩形布置，每个铰接座40上铰接有一个所述的连杆41，连杆41的上端铰接于支撑平台42的侧面，其中一个连杆41的铰接轴连接至升降驱动电机43，所述支撑平台42的顶部设有弧形的放置面44。
在本实施例中，所述喷淋机构5有若干组，每组喷淋机构5均包括集油箱50、雾化喷头51以及进油接头52，集油箱50为内部中空的壳体结构且安装于油冷箱体1的顶部，所述雾化喷头51安装于集油箱50的底部并与其内部连通，所述进油接头52安装于集油箱50的顶部并与其内部连通。其中，进油接头52上设有外螺纹，以便于与管道连接。
在本实施例中，所述雾化喷头51至少有3个，本实施例中设置了7个，可以提供很好的喷淋油冷效果。
在本实施例中，所述放置面44上设有若干等距分布的条形凸起45，其作用在于防止棒材在水平移动的过程中因为惯性而发生相对移动，确保移动的精度控制在指定的范围内。
在本实施例中，所述油冷箱体1的内侧壁上还设有托板25，所述托板25上设有与横杆24配合的弧形槽26并位于辊筒20的下方。当辊筒20下落时，能够起到支撑和限位的作用，也减轻伸缩机构23所受到的拉力。
在本实施例中，所述油冷箱体1的底部设有排油口6，用于将淬火的冷却油排出油冷箱体1。
在本实施例中，所述滑轨31的横截面形状为T形、三角形或V型，当然也可以是其他类型，具体可根据需要选择。
本发明在使用时，油冷箱体1的两侧分别连接前道工序及后道工序的设备图中未示出，首先水平移动机构3位于油冷箱体1的左端，且此时的升降机构4中的支撑平台42处于低位，经加热后的棒材送至支撑平台42上，接着水平驱动电机34驱动水平移动平台30向右移动，当到达指定位置后停止移动，升降驱动电机43驱动连杆41旋转，进而带动支撑平台42上升至高位，接着伸缩机构23伸出，辊筒20下落至最低点，横杆24正好放置在托板25上的弧形槽26内完成定位，两个辊筒20之间的最近距离小于棒材的直径，接着支撑平台42下降，棒材被辊筒20支撑，完成与支撑平台42的分离，接着旋转驱动电机21驱动辊筒20旋转，并带动棒材旋转，此时喷淋机构5启动，冷却油以一定的流量喷洒至棒材上，实现油冷淬火。
本发明中，上述电气元件，如水平驱动电机34、升降驱动电机43以及旋转驱动电机21等均连接至PLC控制器，实现自动化控制。
为了验证本发明的使用效果，将其应用于HS100高强度钢材料的制造工艺中：
取原料直径为Ф9mm浸润滑涂层后烘干→定径拉拔到直径为Ф8.33mm；上流水线加热到880～920℃→用油淬火（采用本装置）→在570～610℃状态下回火→用水冷却→定尺剪切，整个处理过程3～4分钟（在线速度16米∕分）；在440±10℃下进行去调质应力回火→用空气冷却→定尺剪切供后道磨削→客户使用。
上述工艺克服上述现有技术中存在的缺点，提供一种无酸洗、机械性能均匀、平直度好而易于后道磨光的产品及制造工艺。依照本工艺制造的HS100高强度钢材料，其HRC30～35（平面），抗拉强度965～1066 MPa；0.2%屈服强度≥635MPa、平直度要求：无扭曲、弯曲度≤1mm/m，金相组织：回火索氏体+铁素体、组织≤2级。取消酸洗减少对环境影响，质量提高，成本下降。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (8)
1.一种在线分级式油冷淬火装置，其特征在于，包括油冷箱体（1）、旋转驱动机构（2）、水平移动机构（3）、升降机构（4）以及喷淋机构（5），所述旋转驱动机构（2）有两组并对称安装于油冷箱体（1）内的两侧，所述油冷箱体（1）内的底部安装有滑轨（31），所述水平移动机构（3）滑动连接于所述滑轨（31）上并可水平移动，所述升降机构（4）安装于水平移动机构（3）上并能够驱动棒材升降，升降机构（4）位于两组旋转驱动机构（2）之间，所述喷淋机构（5）安装于油冷箱体（1）的顶部并连接至泵体；
所述旋转驱动机构（2）包括辊筒（20）、旋转驱动电机（21）、支撑侧板（22）以及伸缩机构（23），所述支撑侧板（22）有一对并铰接于油冷箱体（1）的内侧壁上，所述辊筒（20）转动连接于两个支撑侧板（22）之间且其一端连接至旋转驱动电机（21），两个支撑侧板（22）之间还连接有横杆（24），所述伸缩机构（23）的两端分别与油冷箱体（1）内侧壁、横杆（24）铰接以调节辊筒（20）与油冷箱体（1）内侧壁之间的距离；
所述水平移动机构（3）包括水平移动平台（30）、齿条（32）、主齿轮（33）以及水平驱动电机（34），所述水平移动平台（30）滑动连接于滑轨（31）上，水平移动平台（30）的一侧安装所述的齿条（32），齿条（32）与主齿轮（33）啮合，主齿轮（33）连接至水平驱动电机（34）的输出轴，水平驱动电机（34）安装于油冷箱体（1）的内底面。
2.根据权利要求1所述的一种在线分级式油冷淬火装置，其特征在于：所述升降机构（4）包括铰接座（40）、连杆（41）、支撑平台（42）以及升降驱动电机（43），所述铰接座（40）有四个且呈矩形布置，每个铰接座（40）上铰接有一个所述的连杆（41），连杆（41）的上端铰接于支撑平台（42）的侧面，其中一个连杆（41）的铰接轴连接至升降驱动电机（43），所述支撑平台（42）的顶部设有弧形的放置面（44）。
3.根据权利要求2所述的一种在线分级式油冷淬火装置，其特征在于：所述喷淋机构（5）有若干组，每组喷淋机构（5）均包括集油箱（50）、雾化喷头（51）以及进油接头（52），集油箱（50）为内部中空的壳体结构且安装于油冷箱体（1）的顶部，所述雾化喷头（51）安装于集油箱（50）的底部并与其内部连通，所述进油接头（52）安装于集油箱（50）的顶部并与其内部连通。
4.根据权利要求3所述的一种在线分级式油冷淬火装置，其特征在于：所述雾化喷头（51）至少有3个。
5.根据权利要求2所述的一种在线分级式油冷淬火装置，其特征在于：所述放置面（44）上设有若干等距分布的条形凸起（45）。
6.根据权利要求1所述的一种在线分级式油冷淬火装置，其特征在于：所述油冷箱体（1）的内侧壁上还设有托板（25），所述托板（25）上设有与横杆（24）配合的弧形槽（26）并位于辊筒（20）的下方。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种在线分级式油冷淬火装置，其特征在于：所述油冷箱体（1）的底部设有排油口（6）。
8.根据权利要求1所述的一种在线分级式油冷淬火装置，其特征在于：所述滑轨（31）的横截面形状为T形、三角形或V型。
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Denomination of invention: An online graded oil cooling quenching device Effective date of registration: 20231228 Granted publication date: 20200324 Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Changning sub branch Pledgor: SHANGHAI LIRUI PRECISION METAL Co.,Ltd. Registration number: Y2023310000941 |
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