CN113106231B - 一种精密轴承钢球热处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热处理技术领域，且公开了一种精密轴承钢球热处理设备，包括钢球分拣口，所述钢球分拣口的底端固定连接有挡板，所述钢球分拣口的一侧开设有出口，所述钢球分拣口靠近出口的一侧活动连接有第一导轨，所述第一导轨的一端固定连接有开口门板，所述开口门板的一侧固定连接有扇片，所述开口门板的底端固定安装有门板弹簧。本发明通过利用钢球在导轨上时与导轨杆接触时的热传导来自动检测钢球温度，并根据所检测的温度自动将钢球分入不同的区域，简化了操作人员的工作量，使得钢球淬火前温度监测更加简便，同时钢球时刻处于移动的状态，避免了钢球长时间停留造成的温度不均匀现象。

Description

一种精密轴承钢球热处理设备

技术领域

本发明涉及热处理技术领域，具体为一种精密轴承钢球热处理设备。

背景技术

为保证轴承钢球在工作中具有高的寿命和可靠性，必须对钢球进行热处理加工，钢球热处理是将钢球工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中，保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺，钢球热处理是机械制造中的重要工艺之一，热处理不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能，使钢球工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能。

目前使用的钢球一般均使用高碳钢，先将毛坯加热到1200℃左右，然后用空气锤锻造成型，待其温度降至800-850℃之间后，立即投入温度为30-40℃的水中进行淬火处理，其中，在降温分拣的过程中准确把握钢球的最佳淬火温度范围是防止钢球破裂，保证钢球成品质量的关键，若温度控制不严使得温度偏高或偏低，均会严重影响钢球的成品质量，因此控制钢球最佳淬火温度显得极其重要。

但是传统的钢球待温分拣装置多为半自动化装置，钢球通过自重沿斜坡滚到热处理待温区，由操作人员用红外测温仪对其进行测温，符合最佳淬火温度的钢球放置于前端，由操作人员用拨球器推往热处理水池进行淬火处理，温度较高的继续留在待温区降温直至合格，温度较低的则需操作人员挑出另行处理，使得整个过程操作繁琐且效率较低；而且操作人员在进行测温时，不同温度的钢球聚集在测温区，影响测温的准确性，不利于钢球成品的质量；在钢球在测温过程中以及高温度钢球停留降温的过程中，钢球停留在待温区静止不动，使得钢球与底面接触位置降温过快，造成钢球整体温度不均匀，影响测温的准确度。

发明内容

针对背景技术中提出的现有热处理设备在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种精密轴承钢球热处理设备及其处理工艺，具备操作简单、测温准确的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种精密轴承钢球热处理设备，包括钢球分拣口，所述钢球分拣口的底端固定连接有挡板，所述钢球分拣口的一侧开设有出口，所述钢球分拣口靠近出口的一侧活动连接有第一导轨，所述第一导轨的一端固定连接有开口门板，所述开口门板的一侧固定连接有扇片，所述开口门板的底端固定安装有门板弹簧，所述第一导轨的另一端设有废气区，所述第一导轨的底端活动连接有第二导轨，所述第二导轨的底端活动连接有第三导轨，所述废气区的底端固定连接有淬火池，所述第三导轨的底端设有重检区，所述钢球分拣口的底端固定连接有降温气腔，所述降温气腔的一侧开设有吹气孔，所述的顶端固定连接有软气管，所述第一导轨的上侧放置有钢球，所述第一导轨包括转轴，所述转轴的正面固定连接有导轨杆，其中一个所述导轨杆的中间固定连接有冷却管，所述导轨杆的一端固定连接有延长杆，所述延长杆的一侧固定连接有活塞，所述导轨气室的一端固定安装有活塞弹簧，所述活塞弹簧的另一端与活塞固定连接，所述冷却管的外侧注入有热胀冷缩液，所述冷却管的内侧为冷却通道。

优选的，所述导轨杆相互平行时两者的间距大于钢球的直径，所述活塞位于导轨杆的最远端时，所述导轨杆中间位置的间距等于钢球的直径。

优选的，所述开口门板的顶端为封闭挡板，所述开口门板的底端设有直径大于钢球直径的开口。

优选的，所述第一导轨、第二导轨和第三导轨均设有一定坡度，且均为右侧为坡顶、左侧为坡底。

优选的，所述吹气孔连通至三个导轨一端开口，且通过开口与冷却通道相连通，可活动的第一导轨内的冷却通道经软气管与吹气孔相连通。

优选的，所述第一导轨在制造时设定使导轨内热胀冷缩液顶动活塞弹簧使两个导轨杆分开的温度为℃，所述第二导轨和第三导轨的顶开温度为℃。

优选的，所述延长杆与导轨杆底端横向部分呈弧度一致的弧形，且导轨杆横向部分的直径小于竖向部分的直径。

一种精密轴承钢球热处理工艺，包括以下操作步骤：

S1、将待测温的钢球放入钢球分拣口，钢球受自重滚至第一导轨上方；

S2、第一导轨受钢球的压动下移，开口门板的上侧封闭挡板将出口封闭；

S3、导轨内的热胀冷缩液受钢球的温度影响发生膨胀，若钢球的温度低于800℃，钢球滚动至废气区处，若钢球的温度高于800℃，两导轨杆分开使得钢球落至第二导轨上；

S4、第二导轨内的热胀冷缩液受钢球的温度影响发生膨胀，若钢球的温度低于850℃，钢球滚动至淬火池内，若钢球的温度高于850℃，两导轨杆分开使得钢球落至第三导轨上；

S5、在完成一次钢球的分拣后，扇片的进行一次下压煽动，使降温气腔内的冷气自吹气孔处吹入冷却通道内，对导轨内的热胀冷缩液进行加速降温，使其快速达到低于检测温度的温度范围；

S6、由操作人员处理废气区和重检区处的钢球。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过利用钢球在导轨上时与导轨杆接触时的热传导来自动检测钢球温度，并根据所检测的温度自动将钢球分入不同的区域，简化了操作人员的工作量，使得钢球淬火前温度监测更加简便，同时钢球时刻处于移动的状态，避免了钢球长时间停留造成的温度不均匀现象。

2、本发明通过利用钢球的重力控制挡板的上升与下移，使得第一导轨上有钢球存在时，分拣口便被挡板封闭不再下落，避免了在对钢球进行测温时，周围其他钢球对测温结果造成的影响，使得测温结果更加准确。

3、本发明通过挡板上下移动带动扇片煽动降温气室内的气体发生流动，从而对始终处于较高温度的第三导轨上的钢球进行加速降温，使其较快达到最佳淬火温度，提高了钢球淬火的工作效率。

附图说明

图1为本发明工作状态结构示意图；

图2为本发明整体结构示意图；

图3为本发明图2中A处结构局部放大示意图；

图4为本发明导轨测温状态示意图；

图5为本发明导轨结构示意图；

图6为本发明导轨内部结构示意图。

图中：1、钢球分拣口；2、挡板；3、第一导轨；31、转轴；32、导轨杆；321、热胀冷缩液；322、冷却通道；33、冷却管；34、延长杆；35、活塞；36、活塞弹簧；4、开口门板；5、扇片；6、门板弹簧；7、废球区；8、第二导轨；9、第三导轨；10、淬火池；11、重检区；12、降温气腔；13、吹气孔；14、钢球；15、软气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，一种精密轴承钢球热处理设备，包括钢球分拣口1，钢球分拣口1的底端固定连接有挡板2，钢球分拣口1的一侧开设有出口，钢球分拣口1靠近出口的一侧活动连接有第一导轨3，第一导轨3的一端固定连接有开口门板4，开口门板4的一侧固定连接有扇片5，开口门板4的底端固定安装有门板弹簧6，第一导轨3的另一端设有废气区7，第一导轨3的底端活动连接有第二导轨8，第二导轨8的底端活动连接有第三导轨9，废气区7的底端固定连接有淬火池10，第三导轨9的底端设有重检区11，钢球分拣口1的底端固定连接有降温气腔12，降温气腔12的一侧开设有吹气孔13，13的顶端固定连接有软气管15，第一导轨3的上侧放置有钢球14，第一导轨3包括转轴31，转轴31的正面固定连接有导轨杆32，其中一个导轨杆32的中间固定连接有冷却管33，导轨杆32的一端固定连接有延长杆34，延长杆34的一侧固定连接有活塞35，导轨气室33的一端固定安装有活塞弹簧36，活塞弹簧36的另一端与活塞35固定连接，冷却管33的外侧注入有热胀冷缩液311，冷却管33的内侧为冷却通道312。

导轨杆32相互平行时两者的间距大于钢球14的直径，活塞35位于导轨杆32的最远端时，导轨杆32中间位置的间距等于钢球14的直径，使得在导轨杆32上的钢球14温度不足以使导轨内热胀冷缩液321膨胀，顶动弹簧使活塞35位于导轨杆32最远端时，钢球14不会从第一导轨3上掉落，而是沿着导轨杆32滚动至废气区7，若钢球14的温度足以使导轨杆32分开，此时钢球14可以由两导轨杆32的中间掉落至第二导轨8进行下一步的检测。

开口门板4的顶端为封闭挡板，开口门板4的底端设有直径大于钢球14直径的开口，当有钢球14位于第一导轨3的上方时，钢球14压动门板弹簧6压缩，使得开口门板4上方的封闭挡板正对钢球分拣口1一侧的开口，而当导轨杆32上的钢球14滚至废气区7内或者落至第二导轨8上时，门板弹簧6顶动开口门板4上升，将开口重新打开，使得导轨杆32在对其上方的钢球14进行测温时，不会有其他钢球14落入影响其测温结果，实现了一次仅对一个钢球14单独进行测温，避免了钢球14聚在一起进行测温引起的误差，使得测温结果更加准确。

其中，第一导轨3在制造时设定使导轨内热胀冷缩液321膨胀顶动活塞弹簧36使两个导轨杆32分开的温度为800℃，使得大于800℃的钢球14落至第二导轨8上，而低于800℃的钢球14则滚动至废气区7等待再次升温或作废，第二导轨8和第三导轨9的顶开温度为850℃，使得第二导轨8上的钢球14若低于850℃则进入淬火池进行淬火处理，若仍高于850℃则落至第三导轨9上再次检测，若仍高于850℃，则落至重检区11内等待再次检测。

第一导轨3、第二导轨8和第三导轨9均设有一定坡度，且均为右侧为坡顶、左侧为坡底使得落至导轨上的钢球14可以依靠自重进行滚动，使得钢球14在测温以及等待的过程中处于不停运动的状态，从而避免钢球14长时间静止与底面接触，造成钢球14表面温度不均匀的现象。

吹气孔13连通至三个导轨一端开口，且通过开口与冷却通道322相连通，可活动的第一导轨3内的冷却通道322经软气管15与吹气孔13相连通，使导轨内的热胀冷缩液321进行加速降温，从而使导轨32快速达到低于检测温度的温度范围，将温度的变化进行放大，使得降温效率更高，温度检测结构更加准确。

其中，延长杆34与导轨杆32底端横向部分呈弧度一致的弧形，且导轨杆32横向部分的直径小于竖向部分的直径，使得在热胀冷缩液321受热膨胀时，两导轨杆32的一端可以沿弧形更顺利地移动，同时由于导轨杆32横向部分的直径较小，使得在极小的温度变化范围之内，延长杆34也可进行较大的伸缩变化。

一种精密轴承钢球热处理工艺，包括以下操作步骤：

S1、将待测温的钢球14放入钢球分拣口1，钢球14受自重滚至第一导轨3上方；

S2、第一导轨3受钢球14的压动下移，开口门板4的上侧封闭挡板将出口封闭；

S3、导轨内的热胀冷缩液321受钢球14的温度影响发生膨胀，若钢球14的温度低于800℃，钢球14滚动至废气区7处，若钢球14的温度高于800℃，两导轨杆32分开使得钢球14落至第二导轨8上；

S4、第二导轨8内的热胀冷缩液321受钢球14的温度影响发生膨胀，若钢球14的温度低于850℃，钢球14滚动至淬火池10内，若钢球14的温度高于850℃，两导轨杆32分开使得钢球14落至第三导轨9上；

S5、在完成一次钢球14的分拣后，扇片5的进行一次下压煽动，使降温气腔12内的冷气自吹气孔13处吹入冷却通道322内，对导轨内的热胀冷缩液321进行加速降温，使其快速达到低于检测温度的温度范围；

S6、由操作人员处理废气区7和重检区11处的钢球14。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种精密轴承钢球热处理设备，包括钢球分拣口（1），其特征在于：所述钢球分拣口（1）的底端固定连接有挡板（2），所述钢球分拣口（1）的一侧开设有出口，所述钢球分拣口（1）靠近出口的一侧活动连接有第一导轨（3），所述第一导轨（3）的一端固定连接有开口门板（4），所述开口门板（4）的一侧固定连接有扇片（5），所述开口门板（4）的底端固定安装有门板弹簧（6），所述第一导轨（3）的另一端设有废球区（7），所述第一导轨（3）的底端活动连接有第二导轨（8），所述第二导轨（8）的底端活动连接有第三导轨（9），所述废球区（7）的底端固定连接有淬火池（10），所述第三导轨（9）的底端设有重检区（11），所述钢球分拣口（1）的底端固定连接有降温气腔（12），所述降温气腔（12）的一侧开设有吹气孔（13），所述吹气孔（13）的顶端固定连接有软气管（15），所述第一导轨（3）的上侧放置有钢球（14），所述第一导轨（3）包括转轴（31），所述转轴（31）的正面固定连接有导轨杆（32），其中一个所述导轨杆（32）的中间固定连接有冷却管（33），所述导轨杆（32）的一端固定连接有延长杆（34），所述延长杆（34）的一侧固定连接有活塞（35），所述冷却管（33）的一端固定安装有活塞弹簧（36），所述活塞弹簧（36）的另一端与活塞（35）固定连接，所述冷却管（33）的外侧注入有热胀冷缩液（321），所述冷却管（33）的内侧为冷却通道（322）。

2.根据权利要求1所述的一种精密轴承钢球热处理设备，其特征在于：所述导轨杆（32）相互平行时两者的间距小于钢球（14）的直径，所述活塞（35）位于导轨杆（32）的最远端时，所述导轨杆（32）中间位置的间距等于钢球（14）的直径。

3.根据权利要求1所述的一种精密轴承钢球热处理设备，其特征在于：所述开口门板（4）的顶端为封闭挡板，所述开口门板（4）的底端设有直径大于钢球（14）直径的开口。

4.根据权利要求1所述的一种精密轴承钢球热处理设备，其特征在于：所述第一导轨（3）、第二导轨（8）和第三导轨（9）均设有一定坡度，且均为右侧为坡顶、左侧为坡底。

5.根据权利要求1所述的一种精密轴承钢球热处理设备，其特征在于：所述吹气孔（13）连通至三个导轨一端开口，且通过开口与冷却通道（322）相连通，可活动的第一导轨（3）内的冷却通道（322）经软气管（15）与吹气孔（13）相连通。

6.根据权利要求1所述的一种精密轴承钢球热处理设备，其特征在于：所述第一导轨（3）在制造时设定使导轨内热胀冷缩液（321）膨胀顶动活塞弹簧（36）使两个导轨杆（32）分开的温度为800℃，所述第二导轨（8）和第三导轨（9）的顶开温度为850℃。

7.根据权利要求1所述的一种精密轴承钢球热处理设备，其特征在于：所述延长杆（34）与导轨杆（32）底端横向部分呈弧度一致的弧形，且导轨杆（32）横向部分的直径小于竖向部分的直径。