CN111057991A - 一种风力发电用齿圈渗氮工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风力发电用齿圈渗氮工艺及设备，应用在齿圈渗氮工艺的技术领域，其包括辊筒输送机、清洗装置、烘干装置、夹持装置、涂料装置和渗氮装置，夹持装置包括铺设在地面上的导轨、滑动连接在导轨上的基架、竖直设置在基架上的驱动气缸和连接在驱动气缸活塞杆上的基板，基板上滑动连接有两个相互平行的滑板，两个滑板在相对的一侧均转动连接有中心轴，中心轴上设有卡板和从动齿轮，滑板侧壁上设有第一伺服电机，第一伺服电机的电机轴上连接有主动齿轮，主动齿轮通过齿带与从动齿轮连接，基板上设有两个顶推气缸，顶推气缸的活塞杆与滑板连接，导轨上设有用于驱动基架移动的驱动件。本发明具有降低操作者劳动强度的效果。

Description

一种风力发电用齿圈渗氮工艺及设备
技术领域
本发明涉及齿圈渗氮工艺的技术领域，尤其是涉及一种风力发电用齿圈渗氮工艺及设备。
背景技术
偏航齿圈是风电设备偏航系统中的关键零部件，其作用相当于大型滑动轴承。它位于机舱座底部，下端通过螺栓与塔筒联接固定，上部通过滑动面支撑整个机舱机构，周围外径齿与四台偏航减速机输出齿轮相啮合，通过偏航电动机的驱动，带动机舱机构整体缓慢旋转，以达到调整风电机轮毂迎风角度的目的。
公告号为CN209494660U的中国专利公开了一种风力发电机用的偏航齿圈，包括偏航齿圈本体，所述偏航齿圈本体的外部一周连接有圈齿，偏航齿圈本体的内圈的上部连接有连接有刹车盘，偏航齿圈本体中心的下部开设有第一安装孔，偏航齿圈本体的侧壁上开设有螺栓固定孔，所述螺栓固定孔包括第一螺栓孔和第二螺栓孔。
在齿圈的实际加工过程中，由于齿圈的内齿需要与其余齿轮相啮合，为了保证齿圈内齿的表面硬度，通常需要对齿圈进行渗氮处理，而现有的渗氮工艺主要包括清洗、晾干、涂刷、装炉，其中涂刷是指在齿圈的两个端面涂刷防渗剂进行防渗氮处理，该步骤主要通过人工完成，在需要大批量处理齿圈时，操作者的劳动强度较大。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种风力发电用齿圈的渗氮设备，具有降低操作者劳动强度的效果。
本发明的上述发明目的之一是通过以下技术方案得以实现的：一种风力发电用齿圈的渗氮设备，包括辊筒输送机、清洗装置、烘干装置、夹持装置、涂料装置和渗氮装置，所述夹持装置包括铺设在地面上的导轨、滑动连接在导轨上的基架、竖直设置在基架上的驱动气缸和连接在驱动气缸活塞杆上的基板，所述基板上滑动连接有两个相互平行的滑板，两个所述滑板在相对的一侧均转动连接有中心轴，所述中心轴上设有卡板和从动齿轮，所述滑板侧壁上设有第一伺服电机，所述第一伺服电机的电机轴上连接有主动齿轮，所述主动齿轮通过齿带与从动齿轮连接，所述基板上设有两个顶推气缸，所述顶推气缸的活塞杆与滑板连接，所述导轨上设有用于驱动基架移动的驱动件；所述涂料装置包括支撑架、套筒和插接在套筒内的料筒，所述料筒固定在支撑架上且料筒底部转动连接有芯轴，所述先芯轴的一端与套筒连接，另一端穿出料筒外，所述支撑架上设有第二伺服电机，所述第二伺服电机的电机轴与芯轴连接，所述套筒和料筒底部均开设有若干通孔，所述套筒底面设有刷毛。
通过采用上述技术方案，热处理时，操作者先启动辊筒输送机，再将齿圈逐个放在辊筒输送机上向前传输，齿圈在依次经过清洗和烘干后移动至辊筒输送机的输出端，此时辊筒输送机暂停，驱动气缸启动，驱动基板下降，使得齿圈落在两个卡板之间，两个顶推气缸同时启动，推动两个滑板相互靠近，从而带动两个夹板夹紧齿圈，随后驱动气缸驱动基板上升，同时驱动件控制基架前进，使得料筒落入两个滑板之间，驱动气缸驱动基板继续上升，直至刷毛与齿圈抵触；第二伺服电机启动，驱动芯轴带动套筒转动，套筒在转动过程中，两侧的通孔相对，料筒内的防渗剂流出并经过刷毛涂在齿圈表面上，一面涂好后驱动气缸驱动基本下降，第一伺服电机启动，驱动主动齿轮转动，主动齿轮通过齿带带动从动齿轮转动，进而使得中心轴转动，齿轮翻转180度，驱动气缸驱动基板上升，重复上述涂料步骤，便可完成对齿圈两个端面涂抹防渗剂的工作，方便快捷，减少了操作者的工作量，降低了在需要大批量处理齿圈时操作者的劳动强度；齿圈防渗剂涂好后，操作者将其卸下并转运至渗氮装置处热处理。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述卡板侧壁上设有橡胶垫。
通过采用上述技术方案，橡胶垫增加了卡板与齿圈间的摩擦力，减小了两者间出现打滑的可能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述芯轴上设有若干搅拌杆。
通过采用上述技术方案，当芯轴转动时，搅拌杆搅动料筒内的防渗剂，使得防渗剂保持均匀性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述清洗装置包括架设在辊筒输送机外的第一立架和设在第一立架内的支撑框，所述支撑框位于辊筒输送机下方，所述第一立架和支撑框上均设有若干支管，各个所述支管上均安装有喷头，同一排的各个所述支管通过输水管连接，两个所述输水管上均设有球阀。
通过采用上述技术方案，操作者将两个输水管接通水源，打开球阀，水经输水管分流至各个支管中，再从各个喷头喷向齿轮，且上下两侧的喷头同时喷水，对传输中的齿轮进行清洗，减少了死角的存在，利于提高清洗效果。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述烘干装置包括第二立架和设置在第二立架上的烘箱，所述辊筒输送机从烘箱内穿过，所述烘箱内壁上安装有若干石英加热管。
通过采用上述技术方案，石英加热管通电加热，使得烘箱内的温度升高，当清洗后的齿圈传输至烘箱内时，齿圈表面残留的水快速蒸发，时间短，速度快，利于提高加工效率，同时石英加热管热转换效率高，能耗低。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述渗氮装置包括物料平台、置物架、密封罩和加热罩，所述物料平台内穿设有输气管，所述输气管的一端位于物料平台外，另一端向上穿出物料平台，所述输气管上设有第一阀门，所述密封罩和加热罩顶端均设有吊环，所述密封罩侧壁上设有排气管，所述排气管上设有第二阀门，所述加热罩内壁上设有电热丝。
通过采用上述技术方案，热处理时，操作者将齿圈摆放在置物架上，利用行车将置物架吊放到置物平台上，再通过行车吊起密封罩罩住置物架，然后用加热罩罩住密封罩，电热丝通电加热，当温度上升至指定节点后，操作者打开第一阀门，向密封罩内通入氨气和氮气；通过将密封与加热分开，便于单独提高其自身所对应的功能，且维修方便。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述密封罩下端设有密封环，所述密封罩下端设有密封环，所述物料平台上设有若干穿过密封环的导柱，所述密封环与物料平台相抵触的一侧分别设有凸棱和凹槽，所述凸棱与凹槽插接配合。
通过采用上述技术方案，利用导柱对密封罩与物料平台间的相对位置进行定位，使得凸棱与凹槽顺利插接，增加了密封罩的气密性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述加热罩外壁上设有隔热层。
通过采用上述技术方案，隔热层起到了保护加热罩周围工作人员的作用。
本发明的上述发明目的之一是通过以下技术方案得以实现的：一种风力发电用齿圈的渗氮工艺，包括如下步骤：A1、启动辊筒输送机，将齿圈逐个放在辊筒输送机传输；A2、利用清洗装置对齿圈表面进行清洗，清洗后再利用烘干装置烘干；A3、烘干后的齿圈被夹持装置夹住并送往涂料装置处对齿圈的两个端面涂刷防渗剂；A4、操作者将涂刷好后齿圈取下并放在置物架上，利用行车将置物架吊放至物料平台上，再吊起密封罩罩住置物架，利用行车吊起加热罩罩住密封罩，电热丝通电进行阶梯加热，当加热到指定温度后，打开第一阀门，向密封罩内通入氨气和氮气；A5、加热结束后，打开加热罩，将抽气管与排气管相连并打开第二阀门，抽出密封罩内氨气，最后将密封罩打开，对热处理后的齿圈进行检测。
通过采用上述技术方案，齿圈的清洗、烘干、涂料、加热氮化，各道工序流水线进行，相互间衔接紧凑，缩减了人工所需的工作量，使得热处理效率提高。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤A3中放入样品随炉热处理。
通过采用上述技术方案，检测时擦作者只需对样品进行检测即可，节省了成品检测而使得齿圈报废所带来的损失。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.实现了对齿圈自动刷涂防渗剂，同时齿圈在传输过程中依次进行清洗和烘干，流水线式工作，在大批量加工齿圈时，减少了人工所需的作业量，方便快捷，提高了齿圈热处理效率；
2.密封罩与加热罩相互独立，降低了相互间的干扰，便于维修；通过压杆对密封环的压紧作用，增加了密封罩的气密性。
附图说明
图1是本实施例的结构示意图。
图2是图1中A处放大图。
图3是本实施例用于体现烘干装置的结构示意图。
图4是本实施例用于体现夹持装置的结构示意图。
图5是图4中B处放大图。
图6是本实施例用于体现涂料装置的结构示意图。
图7是本实施例用于体现渗氮装置的结构示意图。
图8是图7中C处放大图。
图中，1、辊筒输送机；2、清洗装置；21、第一立架；22、支撑框；23、支管；24、喷头；25、输水管；251、球阀；3、烘干装置；31、烘箱；32、第二立架；33、石英加热管；4、夹持装置；41、导轨；42、基架；43、驱动气缸；44、基板；45、滑板；46、中心轴；461、卡板；4611、橡胶垫；462、从动齿轮；47、第一伺服电机；471、主动齿轮；48、齿带；49、顶推气缸；5、涂料装置；51、支撑架；52、套筒；53、料筒；54、芯轴；541、搅拌杆；55、第二伺服电机；56、通孔；57、刷毛；6、渗氮装置；61、物料平台；62、置物架；63、密封罩；64、加热罩；641、电热丝；65、输气管；651、第一阀门；66、吊环；67、排气管；68、第二阀门；7、密封环；71、导柱；72、凸棱；73、凹槽；74、隔热层；8、驱动件；81、同步轮；82、同步带；83、第三伺服电机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
为本发明公开的一种风力发电用齿圈的渗氮设备，如图1所示，包括辊筒输送机1、清洗装置2、烘干装置3、夹持装置4、涂料装置5和渗氮装置6，清洗装置2、烘干装置3、夹持装置4和涂料装置5沿辊筒输送机1的传输方向依次排列。
如图2所示，清洗装置2包括架设在辊筒输送机1外的第一立架21，第一立架21固定在地面上并位于辊筒输送机1的输入端处，第一立架21内位于辊筒输送机1下方的支撑框22，第一立架21和支撑框22上均设有若干等距排列的支管23，两排支管23分布在辊筒输送机1上传输辊的上下两侧，各个支管23上均安装有朝向传输辊的喷头24，同一排的各个支管23通过输水管25连接，两个输水管25的一端封闭，另一端安装有球阀251。操作者将两个输水管25与水源接通，然后打开球阀251，水由输水管25输送至各个支管23中，使得喷头24对传输中的齿圈喷水清洗。
如图3所示，烘干装置3包括固定在地面上的第二立架32和设置在第二立架32上的烘箱31，辊筒输送机1从烘箱31内穿过，烘箱31位于靠近辊筒输送机1的输出端处，烘箱31内壁上安装若干石英加热管33；石英加热管33通电加热，当清洗后的齿圈移动至烘箱31内时，齿圈表面的水分被快速蒸发，减小了水渍的残留。
如图4和图5所示，夹持装置4包括铺设在辊筒输送机1两侧的导轨41、滑动连接在导轨41上的基架42和竖直设置在基架42上的驱动气缸43，驱动气缸43的活塞杆向下穿进基架42内，且穿进的一端连接有水平的基板44，基板44底面滑动连接有两个相互平行的滑板45，滑板45与基板44相垂直，基板44上设有两个顶推气缸49，两个顶推气缸49的活塞杆分别与两个滑板45相连接，用于驱动两个滑板45相互靠近或远离；两个滑板45在相对的一侧均转动连接有中心轴46，两个中心轴46远离各自对应滑板45的一端均设有卡板461，卡板461呈弧形且其内壁上设有橡胶垫4611，中心轴46上还设有从动齿轮462，从动齿轮462位于卡板461和滑板45之间，滑板45侧壁安装有位于中心轴46上方的第一伺服电机47，第一伺服电机47的电机轴上连接有主动齿轮471，主动齿轮471通过齿带48与从动齿轮462连接，导轨41上设有用于驱动基架42沿导轨41长度方向移动的驱动件8，当基板44处于初始位置时，其位于辊筒输送机1输出端的上方。当齿圈移动至基板44下方时，驱动气缸43驱动基板44下降，使得两个卡板461落于齿圈的两侧，顶推气缸49气缸启动，推动两个滑板45相互靠近，从而带动两个卡板461将齿圈夹紧，随后驱动气缸43驱动基板44上移，带动齿圈与辊筒输送分离；第一伺服电机47启动，驱动主动齿轮471转动，主动齿轮471通过齿带48带动从动齿轮462转动，便可通过中心轴46带动卡板461转动，实现齿圈的翻转。
如图4所示，驱动件8包括转动连接在导轨41两端的同步轮81，两个同步轮81通过环形的同步带82连接，同步带82上侧与底端相连，导轨41上设有第三伺服电机83，第三伺服电机83的电机轴与同步轮81同轴连接；第三伺服电机83启动，驱动与其连接的同步轮81转动，该同步轮81通过同步带82带动另一个同步轮81转动，从而使得同步带82带动基架42沿导轨41前进，当第三伺服电机83反转时，基架42便相应的后退，实现了基架42的往复移动。
如图6所示，涂料装置5包括支撑架51、固定在支撑架51上用于贮存防渗剂的料筒53和套在料筒53底端的套筒52，料筒53底端转动连接有芯轴54，芯轴54的一端与套筒52连接，另一端穿出料筒53外，支撑架51上设有第二伺服电机55，第二伺服电机55的电机轴与芯轴54连接，套筒52和料筒53底部均开设有若干通孔56，套筒52底面设有刷毛57；第二伺服电机55启动，通过芯轴54带动套筒52转动，当套筒52和料筒53上的通孔56开始重合时，料筒53内的防渗剂经通孔56流至刷毛57上，当两侧通孔56错开时，防渗剂的流动被堵住。此外，芯轴54上还设有若干搅拌杆541，当先后转动时搅拌杆541搅动防渗剂，以降低防渗剂固化的可能。
如图7所示，渗氮装置6包括固定在地面上的物料平台61、安置在物料平台61上用于摆放齿圈的置物架62、用于罩住置物架62的密封罩63和用于罩住密封罩63的加热罩64，物料平台61内穿设有输气管65，输气管65的一端延伸至物料平台61外，另一端向上穿出物料平台61并位于密封罩63内，输气管65位于物料台外的一端与气源连通，且该端安装有第一阀门651，气源则是包括氨气和用作保护气体的氮气；密封罩63外壁的下端设有排气管67，排气管67上设有第二阀门68，当密封罩63支撑在物料平台61上时，依靠密封罩63自身的重量实现其与物料平台61间的密封，加热罩64内壁和外壁上分别设有电热丝641和隔热层74，同时密封罩63和加热罩64顶端均设有吊环66。
如图8所示，密封罩63下端设有支撑在物料平台61上的密封环7，物料平台61上设有若干沿密封罩63轴线等距分布的导柱71，各个导柱71均穿过密封环7，对密封罩63进行定位，同时密封环7与物料平台61相抵触的一侧分别设有凸棱72和凹槽73，凸棱72呈环形且凸棱72上设有耐高温的密封垫，凸棱72与凹槽73插接配合，以增加密封罩63与物料平台61间的密封性能。
本实施例的实施原理为：A1、启动辊筒输送机1，打开两个球阀251接通水源，石英加热管33接通电源，然后将齿圈逐个放在辊筒输送机1传输。
A2、齿圈传输至喷头24下方，喷头24对传输中的齿圈进行冲洗，冲洗后的齿圈传输至烘箱31中进行烘干。
A3、当齿圈移动至基板44正下方时，辊筒输送机1暂停，驱动气缸43驱动下降，使得两个卡板461落于齿圈的两侧，顶推气缸49气缸启动，驱动两个卡板461将齿圈夹紧，随后驱动气缸43驱动基板44上升，第三伺服电机83启动，驱动基架42前进，使得料筒53相对移移动至两个滑板45中间并位于齿圈上方，驱动气缸43驱动基板44继续上升，直至刷毛57与齿圈抵触，此时第二伺服电机55启动，驱动芯轴54带动套筒52转动，使得刷毛57带着防渗剂对齿圈端面进行涂刷；当齿圈一面涂刷好后，驱动气缸43驱动基板44下降，使得齿圈与刷毛57分离，同时第一伺服电机47启动，驱动齿圈翻转，使得齿圈另一面与刷毛57相对，驱动气缸43驱动基板44上升，带动齿圈与刷毛57抵触，继续进行涂刷作业，涂刷好后驱动气缸43驱动基板44下降，第三伺服电机83反转，驱动基板44复位，顶推气缸49带动滑板45回移，操作者取下齿圈晾干，重新启动辊筒输送机1并重复上述步骤。
A4、将晾干后的齿圈摆放到置物架62上并加入同样材质的样品，利用行车将置物架62吊放至物料平台61上，再依次吊起密封罩63和加热罩64，通过密封罩63罩住置物架62，加热罩64罩住密封罩63，电热丝641通电进行阶梯加热，当加热到指定温度后，打开第一阀门651，向密封罩63内通入氨气和氮气。
A5、加热结束后，打开加热罩64，将抽气管与排气管67相连并打开第二阀门68，抽出密封罩63内氨气，最后将密封罩63打开，取出样品进行性能检测。实现了齿圈清洗、烘干、涂料和热处理的流水线作业，缩减了操作者人工所需的工作量，降低了操作者的劳动强度，利于提高齿圈批量热处理时的工作效率。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风力发电用齿圈的渗氮设备，其特征在于：包括辊筒输送机(1)、清洗装置(2)、烘干装置(3)、夹持装置(4)、涂料装置(5)和渗氮装置(6)，所述夹持装置(4)包括铺设在地面上的导轨(41)、滑动连接在导轨(41)上的基架(42)、竖直设置在基架(42)上的驱动气缸(43)和连接在驱动气缸(43)活塞杆上的基板(44)，所述基板(44)上滑动连接有两个相互平行的滑板(45)，两个所述滑板(45)在相对的一侧均转动连接有中心轴(46)，所述中心轴(46)上设有卡板(461)和从动齿轮(462)，所述滑板(45)侧壁上设有第一伺服电机(47)，所述第一伺服电机(47)的电机轴上连接有主动齿轮(471)，所述主动齿轮(471)通过齿带(48)与从动齿轮(462)连接，所述基板(44)上设有两个顶推气缸(49)，所述顶推气缸(49)的活塞杆与滑板(45)连接，所述导轨(41)上设有用于驱动基架(42)移动的驱动件(8)；所述涂料装置(5)包括支撑架(51)、套筒(52)和插接在套筒(52)内的料筒(53)，所述料筒(53)固定在支撑架(51)上且料筒(53)底部转动连接有芯轴(54)，所述先芯轴(54)的一端与套筒(52)连接，另一端穿出料筒(53)外，所述支撑架(51)上设有第二伺服电机(55)，所述第二伺服电机(55)的电机轴与芯轴(54)连接，所述套筒(52)和料筒(53)底部均开设有若干通孔(56)，所述套筒(52)底面设有刷毛(57)。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电用齿圈的渗氮设备，其特征在于：所述卡板(461)侧壁上设有橡胶垫(4611)。
3.根据权利要求2所述的一种风力发电用齿圈的渗氮设备，其特征在于：所述芯轴(54)上设有若干搅拌杆(541)。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电用齿圈的渗氮设备，其特征在于：所述清洗装置(2)包括架设在辊筒输送机(1)外的第一立架(21)和设在第一立架(21)内的支撑框(22)，所述支撑框(22)位于辊筒输送机(1)下方，所述第一立架(21)和支撑框(22)上均设有若干支管(23)，各个所述支管(23)上均安装有喷头(24)，同一排的各个所述支管(23)通过输水管(25)连接，两个所述输水管(25)上均设有球阀(251)。
5.根据权利要求1所述的一种风力发电用齿圈的渗氮设备，其特征在于：所述烘干装置(3)包括第二立架(32)和设置在第二立架(32)上的烘箱(31)，所述辊筒输送机(1)从烘箱(31)内穿过，所述烘箱(31)内壁上安装有若干石英加热管(33)。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电用齿圈的渗氮设备，其特征在于：所述渗氮装置(6)包括物料平台(61)、置物架(62)、密封罩(63)和加热罩(64)，所述物料平台(61)内穿设有输气管(65)，所述输气管(65)的一端位于物料平台(61)外，另一端向上穿出物料平台(61)，所述输气管(65)上设有第一阀门(651)，所述密封罩(63)和加热罩(64)顶端均设有吊环(66)，所述密封罩(63)侧壁上设有排气管(67)，所述排气管(67)上设有第二阀门(68)，所述加热罩(64)内壁上设有电热丝(641)。
7.根据权利要求6所述的一种风力发电用齿圈的渗氮设备，其特征在于：所述密封罩(63)下端设有密封环(7)，所述物料平台(61)上设有若干穿过密封环(7)的导柱(71)，所述密封环(7)与物料平台(61)相抵触的一侧分别设有凸棱(72)和凹槽(73)，所述凸棱(72)与凹槽(73)插接配合。
8.根据权利要求7所述的一种风力发电用齿圈的渗氮设备，其特征在于：所述加热罩(64)外壁上设有隔热层(74)。
9.一种风力发电用齿圈的渗氮工艺，包括上述权利要求1-8任意一项所述的风力发电用齿圈的渗氮设备，其特征在于包括如下步骤：A1、启动辊筒输送机(1)，将齿圈逐个放在辊筒输送机(1)传输；A2、利用清洗装置(2)对齿圈表面进行清洗，清洗后再利用烘干装置(3)烘干；A3、烘干后的齿圈被夹持装置(4)夹住并送往涂料装置(5)处对齿圈的两个端面涂刷防渗剂；A4、操作者将涂刷好后齿圈取下并放在置物架(62)上，利用行车将置物架(62)吊放至物料平台(61)上，再吊起密封罩(63)罩住置物架(62)，利用行车吊起加热罩(64)罩住密封罩(63)，电热丝(641)通电进行阶梯加热，当加热到指定温度后，打开第一阀门(651)，向密封罩(63)内通入氨气和氮气；A5、加热结束后，打开加热罩(64)，将抽气管与排气管(67)相连并打开第二阀门(68)，抽出密封罩(63)内氨气，最后将密封罩(63)打开，对热处理后的齿圈进行检测。
10.根据权利要求9所述的一种风力发电用齿圈的渗氮工艺，其特征在于：在步骤A3中放入样品随炉热处理。
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