CN110699633A - 齿轮渗碳热处理的环形转底式气体渗碳炉的装出料方法 - Google Patents

齿轮渗碳热处理的环形转底式气体渗碳炉的装出料方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种齿轮渗碳热处理的环形转底式气体渗碳炉的装出料方法，在大型环形转底式气体渗碳热处理炉设备对齿轮进行渗碳热处理的工作流程中，带有齿轮的料盘在环形转底炉进出料工位和淬火槽的淬火等待工位之间的转移工作，是由内环料盘转移机的机械叉臂手负责的。内环料盘转移机的机械臂与滑动密封炉门是密封装配。因此确保了料盘在环形转底炉进出料工位和淬火槽的淬火等待工位转移时没有外界的空气进入炉内。这就大大降低了炉外的空气进入炉内的可能性，保证了齿轮的关键指标IGO达到国家标准，解决了大型环形转底式气体渗碳炉在齿轮热处理领域应用的技术瓶颈。

Description

齿轮渗碳热处理的环形转底式气体渗碳炉的装出料方法
技术领域
本发明属于工业炉技术领域，尤其是涉及一种齿轮渗碳热处理的大型环形转底式气体渗碳炉的装出料方法。
背景技术
齿轮渗碳热处理通常在井式气体渗碳炉上进行。井式气体渗碳炉属于周期式作业的气体渗碳炉。适合小批量的齿轮渗碳生产作业。目前生产工艺已经非常成熟，产品质量和性能稳定可靠。但是随着齿轮市场需求量的增加，有些企业订单稳定，产品需求量大，于是企业开始逐渐选择大型环形转底式气体渗碳炉(以下简称大型环形转底式气体渗碳炉)进行生产。大型环形转底式气体渗碳炉是连续生产作业，齿轮热处理产量大，但是由于大型环形转底式气体渗碳炉结构型式的制约，它的密封性要比井式气体渗碳炉差很多，因此在大型环形转底式气体渗碳炉上热处理的齿轮，其关键性能指标IGO(晶间氧化)很难达到国家标准，导致产品的合格率低。为了提高产品的合格率，保证齿轮渗碳的关键性能指标IGO达到国家标准，就需要降低炉外的空气进入大型环形转底式气体渗碳炉内的可能性。
本发明专利是在大型环形转底式气体渗碳炉的内环侧设计了料盘转移机，在大型环形转底式气体渗碳炉的内环设计了通道段，并且设计了与料盘转移机配合使用的滑动密封炉门。
在大型环形转底式气体渗碳炉的外环侧设计了装出料机，在大型环形转底式气体渗碳炉的外环与淬火槽之间设计了中间门，在淬火槽后设计了与装出料机配合使用的炉门。这种设计大大降低了炉外的空气进入炉内的可能性，保证了齿轮的关键指标IGO达到国家标准，解决了大型环形转底式气体渗碳炉在齿轮渗碳热处理领域应用的技术瓶颈。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种齿轮渗碳热处理的大型环形转底式气体渗碳炉的装出料方法，能够解决上述问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种齿轮渗碳热处理的大型环形转底式气体渗碳炉的装出料方法，包括如下步骤：
步骤A，装料：外环装出料机将热处理工件齿轮输送到淬火槽的淬火等待工位，内环料盘转移机将热处理工件齿轮输送到进出料工位上；
步骤B，渗碳热处理：热处理工件齿轮随着环形转底炉的炉底，按节拍时间在炉内从加热区第一个工位开始转移，依次完成加热、渗碳、扩散、冷却、再加热的热处理工艺，到达再加热区的最后一个工位；
步骤C，淬火：热处理工件齿轮从再加热区的最后一个工位转移到进出料工位，内环料盘转移机将热处理工件齿轮输送到淬火槽的淬火等待工位，淬火槽内的升降机将热处理工件齿轮从淬火等待工位下降到淬火液下的淬火工位，进行淬火，淬火完成后，升降机提升带着热处理工件齿轮的料盘回到淬火等待工位；
步骤D，出料：外环装出料机将热处理工件齿轮从淬火等待工位退到淬火槽门外，输送到下一个工序。
进一步，所述步骤A中，装料；外环装出料机将装有热处理工件齿轮的料盘输送到淬火槽的外面，并提升到装料高度，准备进环形转底炉；然后淬火槽门提升打开，外环装出料机的机械臂叉手将装有热处理工件齿轮的料盘输送到淬火槽的淬火等待工位，即淬火槽内的升降机的垫铁上；外环装出料机的机械臂叉手从淬火槽退出，淬火槽门下降关闭；
然后，环形转底炉与淬火槽之间的中间门提升打开，内环料盘转移机的机械臂叉手从通道段前进，越过环形转底炉的进出料工位，到达淬火槽的淬火等待工位，内环料盘转移机的机械臂叉手将装有热处理工件齿轮的料盘托离升降机的垫铁，并退回到环形转底炉的进出料工位，将装有齿轮的料盘轻轻放到环形转底炉的炉底垫块上，中间门下降关闭，同时内环料盘转移机的机械臂叉手继续退回到通道段等待，到此，完成装料过程。
进一步，所述步骤B中，首先，环形转底炉内的进出料工位与加热区第一个工位之间的第一炉内中间门提升打开，环形转底炉的炉底转动一个角度，将进出料工位的带着热处理工件齿轮的料盘转移到加热区第一个工位，进出料工位与加热区第一个工位之间的第一炉内中间门下降关闭；
热处理工件齿轮在料盘上随着环形转底炉的炉底，按节拍时间在炉内转移，依次完成加热、渗碳、扩散、冷却、再加热的热处理工艺，到达再加热区的最后一个工位，到此，渗碳热处理过程结束。
进一步，所述步骤C中，首先，环形转底炉内的再加热区的最后一个工位与环形转底炉内的进出料工位之间的第二炉内中间门提升打开，环形转底炉的炉底转动一个角度，将再加热区的带着热处理工件齿轮的料盘转移到环形转底炉内的进出料工位，再加热区的最后一个工位与进出料工位之间的第二炉内中间门下降关闭；
然后，环形转底炉与淬火槽之间的中间门提升打开，内环料盘转移机的机械臂叉手从通道段前进，到达环形转底炉内的进出料工位，内环料盘转移机的机械臂叉手托起装有热处理工件齿轮的料盘，继续前进到淬火槽的淬火等待工位，将装有热处理工件齿轮的料盘轻放到淬火槽内的升降机的垫铁上；然后，内环料盘转移机的机械臂叉手退回到通道段，同时，环形转底炉与淬火槽之间的中间门下降关闭；
紧接着，淬火槽内的升降机快速下降，升降机将垫铁、上料盘和热处理工件齿轮一起快速浸入到淬火槽内淬火液下的淬火工位，进行淬火；淬火完成后，升降机提升带着热处理工件齿轮的料盘回到淬火槽的淬火等待工位，到此淬火过程结束。
进一步，所述步骤D中，首先，淬火槽门提升打开，外环装出料机的机械臂叉手伸进到淬火槽的淬火等待工位，将装有热处理工件齿轮的料盘托离淬火槽内的升降机的垫铁，然后退出到淬火槽门外面，同时淬火槽门下降关闭；外环装出料机将装有热处理工件齿轮的料盘输送到下一个工序；到此出料过程结束。
相对于现有技术，本发明所述的齿轮渗碳热处理的大型环形转底式气体渗碳炉的装出料方法具有以下优势：在大型环形转底式气体渗碳热处理炉设备对齿轮进行渗碳热处理的工作流程中，只有在装出料的时候，淬火槽门才不得不打开。带有齿轮的料盘在环形转底炉进出料工位和淬火槽的淬火等待工位之间的转移工作，是由内环料盘转移机的机械叉臂手负责的，而内环料盘转移机的机械叉臂手自始自终在通道段和环形转底炉以及淬火槽内工作，内环料盘转移机的机械叉臂手在任务等待时，是停留在通道内待命的。而且内环料盘转移机的机械臂与滑动密封炉门是密封装配。因此确保了料盘在环形转底炉进出料工位和淬火槽的淬火等待工位转移时没有外界的空气进入炉内。这就大大降低了炉外的空气进入炉内的可能性，保证了齿轮的关键指标IGO达到国家标准，解决了大型环形转底式气体渗碳炉在齿轮热处理领域应用的技术瓶颈。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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为本发明的结构示意图；
图2为图1中内环料盘转移机、外环装出料机、淬火槽和通道段的放大示意图；
图3为图1中A-A面剖视图；
图4为图3中右部分的放大示意图；
图5为图3中左部分的放大示意图；
附图标记说明：
1-外环装出料机；2-热处理工件齿轮；3-料盘；4-淬火槽；5-淬火槽门；6-外环装出料机的机械臂叉手；7-淬火等待工位；8-升降机；9-垫铁；10-环形转底炉；11-中间门；12-内环料盘转移机；13-内环料盘转移机的机械臂叉手；14-通道段；15-进出料工位；16-炉底垫块；17-加热区第一个工位；18-第一炉内中间门；19-炉底；20-再加热区的最后一个工位；21-第二炉内中间门；22-淬火工位；23-内环滑动密封炉门；24-炉壳钢结构；25-炉衬；26-电加热体。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-5所示，一种齿轮渗碳热处理的大型环形转底式气体渗碳炉的装出料装置，包括环形转底炉10、内环料盘转移机12、通道段14、淬火槽4和外环装出料机1，环形转底炉10围成一个圆环结构，内含若干个工位，在环形转底炉10内依次排列并转移，内环料盘转移机12设于环形转底炉10的环内位置，内环料盘转移机12与环形转底炉10之间通过通道段14连通，内环料盘转移机12的机械臂叉手13通过通道段14伸缩于环形转底炉10的进出料工位15，外环装出料机1设于环形转底炉10的环外位置，淬火槽4连通于环形转底炉10的外侧，外环装出料机的机械臂叉手6通过淬火槽4伸缩于环形转底炉10的进出料工位15，通道段14与淬火槽4分别设于环形转底炉10的进出料工位15的内外两侧。
所述淬火槽4包括淬火等待工位7、淬火工位22、升降机8和垫铁9，淬火等待工位7位于淬火工位22上方，升降机8带动垫铁9在淬火等待工位7和淬火工位22之间升降，淬火槽门5设于淬火等待工位7的朝外一侧，垫铁9上放置由外环装出料机的机械臂叉手6输送的热处理工件齿轮2。
所述淬火等待工位7与环形转底炉10之间通过可升降的中间门11隔开，进出料工位15与加热区第一个工位17之间通过可升降的的第一炉内中间门18隔开，进出料工位15与再加热区的最后一个工位20之间通过可升降的第二炉内中间门21隔开。
所述通道段14朝向内环料盘转移机12的一侧安装有内环滑动密封炉门23，内环料盘转移机的机械臂叉手13穿过内环滑动密封炉门23之后插入到通道段14内。
所述环形转底炉10包括炉壳钢结构24、炉衬25、炉底19和炉底垫块16，炉壳钢结构24固定于炉衬25外侧，炉底19位于工位的底部，炉底垫块16设于炉底19上端，炉底垫块16上端承载热处理工件齿轮2。
一种齿轮渗碳热处理的大型环形转底式气体渗碳炉的装出料方法，包括如下步骤：
步骤A，装料：外环装出料机1将装有热处理工件齿轮2的料盘3输送到淬火槽4的外面，并提升到装料高度，准备进环形转底炉10；然后淬火槽门5提升打开，外环装出料机的机械臂叉手6将装有热处理工件齿轮2的料盘3输送到淬火槽4的淬火等待工位7，即淬火槽4内的升降机8的垫铁9上；外环装出料机的机械臂叉手6从淬火槽4退出，淬火槽门5下降关闭；
然后，环形转底炉10与淬火槽4之间的中间门11提升打开，内环料盘转移机的机械臂叉手13从通道段14前进，越过环形转底炉10的进出料工位15，到达淬火槽的淬火等待工位7，内环料盘转移机的机械臂叉手13将装有热处理工件齿轮2的料盘3托离升降机8的垫铁9，并退回到环形转底炉的进出料工位15，将装有齿轮2的料盘3轻轻放到环形转底炉10的炉底垫块16上，中间门11下降关闭，同时内环料盘转移机的机械臂叉手13继续退回到通道段14等待，到此，完成装料过程。
步骤B，渗碳热处理：首先，环形转底炉10内的进出料工位15与加热区第一个工位17之间的第一炉内中间门18提升打开，环形转底炉10的炉底19转动一个角度，将进出料工位15的带着热处理工件齿轮2的料盘3转移到加热区第一个工位17，进出料工位15与加热区第一个工位17之间的第一炉内中间门18下降关闭；
热处理工件齿轮2在料盘3上随着环形转底炉10的炉底19，按节拍时间在炉内转移，依次完成加热、渗碳、扩散、冷却、再加热的热处理工艺，到达再加热区的最后一个工位20，到此，渗碳热处理过程结束。
步骤C中，淬火：首先，环形转底炉10内的再加热区的最后一个工位20与环形转底炉10内的进出料工位15之间的第二炉内中间门21提升打开，环形转底炉10的炉底19转动一个角度，将再加热区的带着热处理工件齿轮2的料盘3转移到环形转底炉10内的进出料工位15，再加热区的最后一个工位20与进出料工位15之间的第二炉内中间门21下降关闭；
然后，环形转底炉10与淬火槽4之间的中间门11提升打开，内环料盘转移机的机械臂叉手13从通道段14前进，到达环形转底炉10内的进出料工位15，内环料盘转移机的机械臂叉手13托起装有热处理工件齿轮2的料盘3，继续前进到淬火槽4的淬火等待工位7，将装有热处理工件齿轮2的料盘3轻放到淬火槽4内的升降机8的垫铁9上；然后，内环料盘转移机的机械臂叉手13退回到通道段14，同时，环形转底炉10与淬火槽4之间的中间门11下降关闭；
紧接着，淬火槽4内的升降机8快速下降，升降机8将垫铁9、上料盘3和热处理工件齿轮2一起快速浸入到淬火槽内淬火液下的淬火工位22，进行淬火；淬火完成后，升降机8提升带着热处理工件齿轮2的料盘3回到淬火槽4的淬火等待工位7，到此淬火过程结束。
步骤D中，出料：首先，淬火槽门5提升打开，外环装出料机的机械臂叉手6伸进到淬火槽4的淬火等待工位7，将装有热处理工件齿轮2的料盘3托离淬火槽4内的升降机8的垫铁9，然后退出到淬火槽门5外面，同时淬火槽门5下降关闭；外环装出料机1将装有热处理工件齿轮2的料盘3输送到下一个工序；到此出料过程结束。
在大型环形转底式气体渗碳炉上设计了料盘转移机，在大型环形转底式气体渗碳炉的内环设计了通道段14，并且设计了与料盘转移机配合使用的滑动密封炉门。大型环形转底式气体渗碳炉的滑动密封炉门、通道段14、环形转底炉10、淬火槽4和淬火槽门5组成了一个密闭的腔体。料盘转移机的机械臂叉手自始至终在通道段和环形转底炉以及淬火槽内工作，负责对带有热处理工件齿轮2的料盘3进行环形转底炉进出料工位和淬火槽4的淬火等待工位7之间的转移。由于在做这些动作时，与料盘转移机配合使用的滑动密封炉门和与装出料机配合使用的淬火槽门都处于关闭状态,因此就确保了没有外界的空气进入炉内。
外环装出料机只负责装出料的工作，淬火槽门5也只有在装出料时开启，而且外环装出料机在装出料时，环形转底炉的中间门是关闭的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.齿轮渗碳热处理的环形转底式气体渗碳炉的装出料方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤A，装料：外环装出料机(1)将热处理工件齿轮(2)输送到淬火槽(4)的淬火等待工位(7)，内环料盘转移机将热处理工件齿轮(2)输送到进出料工位(15)上；
步骤B，渗碳热处理：热处理工件齿轮(2)随着环形转底炉(10)的炉底(19)，按节拍时间在炉内从加热区第一个工位(17)开始转移，依次完成加热、渗碳、扩散、冷却、再加热的热处理工艺，到达再加热区的最后一个工位(20)；
步骤C，淬火：热处理工件齿轮(2)从再加热区的最后一个工位(20)转移到进出料工位(15)，内环料盘转移机将热处理工件齿轮(2)输送到淬火槽(4)的淬火等待工位(7)，淬火槽(4)内的升降机(8)将热处理工件齿轮(2)从淬火等待工位(7)下降到淬火液下的淬火工位(22)，进行淬火，淬火完成后，升降机(8)提升带着热处理工件齿轮(2)的料盘(3)回到淬火等待工位(7)；
步骤D，出料：外环装出料机将热处理工件齿轮(2)从淬火等待工位(7)退到淬火槽门(5)外，输送到下一个工序。
2.根据权利要求1所述的齿轮渗碳热处理的环形转底式气体渗碳炉的装出料方法，其特征在于：所述步骤A中，装料；外环装出料机(1)将装有热处理工件齿轮(2)的料盘(3)输送到淬火槽(4)的外面，并提升到装料高度，准备进环形转底炉10；然后淬火槽门(5)提升打开，外环装出料机的机械臂叉手(6)将装有热处理工件齿轮(2)的料盘3输送到淬火槽(4)的淬火等待工位(7)，即淬火槽(4)内的升降机(8)的垫铁(9)上；外环装出料机的机械臂叉手(6)从淬火槽(4)退出，淬火槽门(5)下降关闭；
然后，环形转底炉(10)与淬火槽(4)之间的中间门(11)提升打开，内环料盘转移机的机械臂叉手(13)从通道段(14)前进，越过环形转底炉(10)的进出料工位(15)，到达淬火槽的淬火等待工位(7)，内环料盘转移机的机械臂叉手(13)将装有热处理工件齿轮(2)的料盘(3)托离升降机(8)的垫铁(9)，并退回到环形转底炉的进出料工位(15)，将装有齿轮(2)的料盘(3)轻轻放到环形转底炉(10)的炉底垫块(16)上，中间门(11)下降关闭，同时内环料盘转移机的机械臂叉手(13)继续退回到通道段(14)等待，到此，完成装料过程。
3.根据权利要求2所述的齿轮渗碳热处理的环形转底式气体渗碳炉的装出料方法，其特征在于：所述步骤B中，首先，环形转底炉(10)内的进出料工位(15)与加热区第一个工位(17)之间的第一炉内中间门(18)提升打开，环形转底炉(10)的炉底(19)转动一个角度，将进出料工位(15)的带着热处理工件齿轮(2)的料盘(3)转移到加热区第一个工位(17)，进出料工位(15)与加热区第一个工位(17)之间的第一炉内中间门(18)下降关闭；
热处理工件齿轮(2)在料盘(3)上随着环形转底炉(10)的炉底(19)，按节拍时间在炉内转移，依次完成加热、渗碳、扩散、冷却、再加热的热处理工艺，到达再加热区的最后一个工位(20)，到此，渗碳热处理过程结束。
4.根据权利要求1所述的齿轮渗碳热处理的环形转底式气体渗碳炉的装出料方法，其特征在于：所述步骤C中，首先，环形转底炉(10)内的再加热区的最后一个工位(20)与环形转底炉(10)内的进出料工位(15)之间的第二炉内中间门(21)提升打开，环形转底炉(10)的炉底(19)转动一个角度，将再加热区的带着热处理工件齿轮(2)的料盘(3)转移到环形转底炉(10)内的进出料工位(15)，再加热区的最后一个工位(20)与进出料工位(15)之间的第二炉内中间门(21)下降关闭；
然后，环形转底炉(10)与淬火槽(4)之间的中间门(11)提升打开，内环料盘转移机的机械臂叉手(13)从通道段(14)前进，到达环形转底炉(10)内的进出料工位(15)，内环料盘转移机的机械臂叉手(13)托起装有热处理工件齿轮(2)的料盘(3)，继续前进到淬火槽(4)的淬火等待工位(7)，将装有热处理工件齿轮(2)的料盘(3)轻放到淬火槽(4)内的升降机(8)的垫铁(9)上；然后，内环料盘转移机的机械臂叉手(13)退回到通道段(14)，同时，环形转底炉(10)与淬火槽(4)之间的中间门(11)下降关闭；
紧接着，淬火槽(4)内的升降机(8)快速下降，升降机(8)将垫铁(9)、上料盘(3)和热处理工件齿轮(2)一起快速浸入到淬火槽内淬火液下的淬火工位(22)，进行淬火；淬火完成后，升降机(8)提升带着热处理工件齿轮(2)的料盘(3)回到淬火槽(4)的淬火等待工位(7)，到此淬火过程结束。
5.根据权利要求1所述的齿轮渗碳热处理的环形转底式气体渗碳炉的装出料方法，其特征在于：所述步骤D中，首先，淬火槽门(5)提升打开，外环装出料机的机械臂叉手(6)伸进到淬火槽(4)的淬火等待工位(7)，将装有热处理工件齿轮(2)的料盘(3)托离淬火槽(4)内的升降机(8)的垫铁(9)，然后退出到淬火槽门(5)外面，同时淬火槽门(5)下降关闭；外环装出料机(1)将装有热处理工件齿轮(2)的料盘(3)输送到下一个工序；到此出料过程结束。
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