CN113943854B - 一种齿轮加工用的余热回收热处理设备及齿轮加工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及齿轮加工的技术领域，尤其是涉及一种齿轮加工用的余热回收热处理设备及齿轮加工工艺，主要是一种齿轮加工用的余热回收热处理设备，包括炉体，所述炉体的外侧包裹有余热回收结构，所述余热回收结构包括套接在炉体外侧的外壳、设置在外壳内壁和炉体外壁之间的换热管，所述外壳内具有导热介质。本申请具有以下效果：水源在运动的过程中，能够通过导热介质将炉体散失出来的热量进行回收利用加热，从而将加热后的水源进行储存利用，或者能够利用这些热水提供给后续清洗需要，能够回收利用热能，节约能源。

Description

一种齿轮加工用的余热回收热处理设备及齿轮加工工艺

技术领域

本申请涉及齿轮加工的技术领域，尤其是涉及一种齿轮加工用的余热回收热处理设备及齿轮加工工艺。

背景技术

在齿轮加工的过程中，由于在从胚料加工后将会通过热处理的工艺，将本身的金属结晶状态进行调节，使得齿轮能够达到所需要的强度。一般的处理方式是需要通过加热、保温、冷却的步骤后，能够使得齿轮的到预期组织和性能。

冷却的阶段时，需要将热量散出，此时这部分热量都会直接散失到空气当中，造成能源的浪费。

发明内容

为了能够回收利用热量，节约能源，本申请提供一种齿轮加工用的余热回收热处理设备及齿轮加工工艺。

第一方面，本申请提供一种齿轮加工用的余热回收热处理设备，采用如下的技术方案：一种齿轮加工用的余热回收热处理设备，包括炉体，所述炉体的外侧包裹有余热回收结构，所述余热回收结构包括套接在炉体外侧的外壳、设置在外壳内壁和炉体外壁之间的换热管，所述外壳内具有导热介质。

通过采用上述技术方案，当炉体内处理完毕后，在冷却阶段时，通过在换热管内通入水源，当水源在运动的过程中，能够通过导热介质将炉体散失出来的热量进行回收利用加热，从而将加热后的水源进行储存利用，或者能够利用这些热水提供给后续清洗需要，能够回收利用热能，节约能源。

优选的，所述换热管上滑移连接有刮离件，所述刮离件包括套设在换热管上的刮离环、设置在刮离环上的驱动电机，所述刮离环的外圈至内圈直径渐大，所述刮离环的两侧形成与管道的中心轴线呈钝角的刮离面，所述驱动电机连接于所述换热管，用于驱使所述刮离环沿换热管延伸方向运动。

通过采用上述技术方案，换热管长时间在导热介质当中，例如导热水中，管热管的外壁将会产生水垢等杂质，这样就会大大影响导热的效率，故设置刮离件，能够通过驱动电机使得刮离环沿着换热管上进行运动，将位于换热管上的上的杂质刮除。

优选的，所述刮离件还包括导向环，所述导向环设置在所述刮离环的两端，所述导向环的内壁上具有不平行于所述换热管长度方向的刮片，所述导向环与所述刮离环之间具有供杂质通过的间隙。

通过采用上述技术方案，在刮离环运动的过程中，刮片将会随之运动，由于不平行设置，在运动的过程中，将会先将杂质刮离并松动，便于后续刮离环进行刮离操作。

优选的，所述导向环转动连接在刮离环上，所述刮片呈螺旋状，所述导向环的内壁与所述换热管的外壁之间具有间隙。

通过采用上述技术方案，在运动的过程中，杂质将会和呈螺旋状的刮片相接触，此时杂质对于刮片的反向作用力，使得导向环也进行转动，这样的过程中首先能够减小一部分刮片的阻力，也能够更好地松动杂质。

优选的，所述外壳底部与所述炉体底部之间具有存杂腔，所述外壳底部且位于所述存杂腔内设置有除杂组件，所述外壳底部具有用于留存杂质且呈漏斗状的存杂锥筒。

通过采用上述技术方案，当杂质被刮离后，将会掉落至外壳的底部，逐渐留存在存杂锥筒内，通过除杂组件将杂质进行排出。

优选的，所述除杂组件包括转动连接在存杂锥筒中心处的螺旋输送杆、设置在存杂锥筒且用于将杂质推送至中部的推送件，所述螺旋输送杆的转动轴线和所述存杂锥筒中心轴线重合。

通过采用上述技术方案，螺旋输送杆在转动的过程中，能够将位于周侧的杂质输送出存杂锥筒，而同步地，推送件能够将位于存杂锥筒内壁上的杂质不断朝中心处推送，持续不断地进行搬运。

优选的，所述存杂锥筒的内壁上具有导向轨道，所述推送件包括在存杂锥筒内壁上沿导向轨道运动的推板、设置在存杂锥筒上且用于使得推板运动的驱动件，当所述推板沿导向轨道运动时，将会沿存杂锥筒内壁上下来回运动，从而使得推板将杂质推向所述存杂锥筒中心处。

通过采用上述技术方案，驱动件使得推板进行运动的过程中，将会使得推板周期性地朝中心处进行运动，能够将杂质推向中心处，保持着一直不断的进行除杂。

优选的，所述导向轨道包括若干个首尾连接的导向单元，每个所述导向单元包括相连接的第一道和第二道，所述第一道用于导向所述推板朝内侧运动，所述第二道用于导向所述推板朝外侧运动。

通过采用上述技术方案，推板将会沿着导向轨道运动，且推板将会依次沿着第一道和第二道交替进行运动，从而间隔进行内外运动，在推板朝内时，将会杂质通过螺旋输送杆输送走，从而实现排杂。

优选的，所述驱动件包括固定连接在螺旋输送杆端部的驱动柱、套设在驱动柱上的驱动套、设置在驱动柱上且弹性卡接在驱动套内壁上的弹性卡头，所述驱动套的外壁上设有一端固定连接在推板上的刚性绳，所述存杂锥筒上具有连接于所述推板且使得推板始终具有远离驱动柱趋势的弹性件。

通过采用上述技术方案，在螺旋输送杆转动的过程中，将会带动驱动柱进行转动，在转动的过程中驱动套将会和转动柱同步转动，此时将会拉动刚性绳，推板将会在刚性绳的作用下进行运动，且弹性件将会拉伸，推板朝内运动的过程中，进行除杂，且当驱动套转动，刚性绳将会缠绕在驱动套上，当弹性件的拉力大于驱动柱和驱动套之间的弹性卡接的阻力时，驱动套将会相对于驱动柱进行转动，此时弹性件将会带动推板朝外侧沿第二道进行运动。

第二方面，本申请提供一种齿轮加工工艺，包括以下步骤：

S1：正火；

S2：精车；

S3：滚齿；

S4：倒棱清洗；

S5：剃齿；

S6：热处理，在热处理冷却阶段时，打开换热管，使得水源通过换热管运动时，与炉体进行热交换，可将换热后的水源进行保温存储；

S7：压套镗孔。

通过采用上述技术方案，能够在热处理过程中，将在冷却过程中所散失的热量，进行回收用于加热水源，可用于后续处理工艺，节约水资源。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、在炉体外侧加装外壳和换热管，能够在冷却的过程中，能够通过换热介质将热量传递至换热管内的水源，便能够将热量进行回收，节约能源；

2、能够通过刮离件沿着换热管的延伸方向进行运动，运动过程中能够将杂质进行刮除，从而能够使得换热管的表面上减少附着物，提升热交换的效果；

3、在螺旋输送杆的转动过程中，能够使得推板沿着存杂锥筒的内壁进行内外的周期性运动，将杂质汇集至底部，较好的进行除杂。

附图说明

图1是本申请的结构示意图；

图2是本申请的局部结构示意图；

图3是刮离件的剖视图；

图4是本申请的内部结构示意图；

图5是推板和导向轨道的连接关系示意图；

图6是推板的结构示意图；

图7是隐藏了刚性绳后的驱动件的结构示意图。

附图标记说明：100、炉体；110、余热回收结构；111、外壳；112、换热管；120、刮离件；121、刮离环；122、驱动电机；123、导向环；124、驱动齿轮；125、传动齿槽；126、刮离面；127、底座；128、刮片；130、存杂腔；131、存杂锥筒；132、螺旋输送杆；140、推送件；141、推板；142、驱动件；143、驱动柱；144、驱动套；145、弹性卡头；146、卡槽；147、卡接弹簧；148、抵块；149、限位槽；150、导向轨道；151、第一道；152、第二道；153、滑块；154、刚性绳；160、弹性件；161、联动块；162、回弹弹簧；170、环形槽；180、限位片。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开了一种齿轮加工用的余热回收热处理设备，参照图1，包括炉体100，炉体100的外侧包裹有余热回收结构110，余热回收结构110包括套接并固定在炉体100外侧的外壳111、设置在外壳111内壁和炉体100外壁之间的换热管112，换热管112的两端均穿出外壳111，同时外壳111内具有导热介质。通过导热介质能够将炉体100内外散的热量交换给换热管112内的水源，从而进行利用多余的热量。

本实施例中换热管112呈螺旋状，缠绕在炉体100外侧，且换热管112与炉体100外壁不接触，也不与外壳111内壁接触，换热管112的一端从外壳111上侧穿出，另一端从外壳111下侧穿出，其中通入有水源，本实施例中在换热管112上还安装有水泵，用于驱使水源运动。且在本实施例中，为了更好的进行换热，水源从上侧进入，从下侧排出，这样水源能够先通过温度较低的上侧进行预热，然后逐渐朝下升温加热。

参照图1、图2，本实施例中导热介质为水，也就是在外壳111中充满导热水，在长期以往的使用过程中，附着在换热管112上的杂质将会影响换热效果。故在本实施例中，换热管112上滑移连接有刮离件120，刮离件120包括套设在换热管112上的刮离环121、设置在刮离环121上的驱动电机122，驱动电机122安装在刮离环121上，且输出轴上安装有驱动齿轮124，驱动齿轮124的齿穿出刮离环121的内壁，同时在换热管112的外壁上沿其延伸方向具有传动齿槽125，驱动齿轮124啮合于传动齿槽125，当驱动电机122工作时，就会使得整体沿着换热管112的长度方向进行运动。

参照图2、图3，在本实施例中刮离件120还包括导向环123，首先刮离环121的外圈至内圈直径渐大，此时刮离环121的两侧形成与管道的中心轴线呈钝角的刮离面126，当刮离环121在驱动电机122的带动下，能够通过刮离面126将杂质刮起。而导向环123设置在刮离环121的两端，在刮离环121的两端通过支杆同轴固定有底座127，导向环123转动连接在底座127上，且导向环123与刮离环121之间具有间隙，用于供杂质通过。导向环123的内壁与换热管112外壁之间均有间隙，同时在导向环123的内壁上具有刮片128，刮片128的延伸方向不平行于换热管112的长度，本实施例中刮片128的呈螺旋状，当导向环123在沿换热管112的长度方向进行运动时，能够在刮片128的作用下，进行转动，也能够将杂质散开，便于后续刮离环121的作用。刮离件120来回运动后，能够将附着在换热管112表面的杂质进行刮离。

参照图4、图5，外壳111底部与炉体100底部之间具有存杂腔130，外壳111底部且位于存杂腔130内设置有除杂组件，外壳111底部具有用于留存杂质且呈漏斗状的存杂锥筒131。除杂组件包括转动连接在存杂锥筒131中心处的螺旋输送杆132、设置在存杂锥筒131且用于将杂质推送至中部的推送件140，螺旋输送杆132的转动轴线和存杂锥筒131中心轴线重合，本实施例中螺旋输送杆132通过支架固定在存杂锥筒131底部，且通过电机进行驱动，在螺旋输送杆132转动时，能够使得杂质朝下方输出。且为了不影响外壳111内原本的导热水，在另外的实施例中，还能够沿水平方向安装封闭板（图中未示出），当底部的杂质存留较多后，将封闭板水平移动后，将上侧进行封闭，然后再通过螺旋输送杆132进行排杂工作。

参照图4、图5，存杂锥筒131的内壁上具有导向轨道150，导向轨道150包括若干个首尾连接的导向单元，每个导向单元包括相连接第一道151和第二道152。推送件140包括在存杂锥筒131内壁上沿导向轨道150运动的推板141、设置在存杂锥筒131上且用于使得推板141运动的驱动件142，当推板141沿导向轨道150运动时，将会沿存杂锥筒131内壁上下来回运动，从而使得推板141将杂质推向存杂锥筒131中心处。本实施例中第一道151倾斜设置，在推板141下侧具有嵌入至导向轨道150内的滑块153（如图6所示），滑块153在第一道151内运动时，能够导向推板141朝内侧运动，第二道152也为倾斜设置，但斜率大于第一道151，第二道152用于导向推板141朝外侧运动，这样能够使得推板141较快地往外侧复位运动。

参照5、图7，驱动件142包括固定连接在螺旋输送杆132端部的驱动柱143、套设在驱动柱143上的驱动套144、设置在驱动柱143上且弹性卡接在驱动套144内壁上的弹性卡头145，弹性卡头145的端部为圆球状，在驱动柱143上沿径向开设有供弹性卡头145嵌入的卡槽146，在卡槽146内具有卡接弹簧147，卡接弹簧147的一端抵接在弹性卡头145上，而在卡槽146远离弹性卡头145的一端螺纹连接有抵块148，抵块148抵接在卡接弹簧147远离弹性卡头145一端上，同时在驱动套144内壁上开设有供弹性卡头145嵌入的限位槽149。当驱动柱143随着螺旋输送杆132进行转动时，驱动套144由于弹性卡头145，将会随之进行运动。

在驱动套144的外壁上设有刚性绳154，刚性绳154的一端固定连接在驱动套144上，另一端固定连接在推板141上，且本实施例中对称设有两根刚性绳154，当驱动套144在进行转动时，能够使得刚性绳154缠绕在驱动套144上，且两根刚性绳154与驱动套144的连接点不在同一高度，在缠绕的过程中，能够使得推板141沿着第一道151朝存杂锥筒131中心处进行运动。

参照图5、图6，为了实现推板141复位，在推板141与存杂锥筒131之间设有弹性件160，弹性件160使得推板141始终具有远离驱动柱143趋势。在存杂锥筒131的内壁上，且位于导向轨道150的上方具有环状的环形槽170，弹性件160包括滑移连接在环形槽170内的联动块161、一端固定在联动块161上且另一端固定在推板141上的回弹弹簧162。当驱动套144进行转动时，回弹弹簧162将会拉伸变长，当回弹力大到一定的程度时，弹性卡头145的端部将会脱离限位槽149，此时驱动套144将会相对于驱动柱143进行转动，此时推板141将会在回弹弹簧162的作用下在第二道152内朝上运动进行复位。而当此时，弹性卡头145会再次嵌入至限位槽149内，此时驱动柱143便能再次带动驱动套144进行转动。

参照图6，而为了使得驱动套144在自由转动后，还能使得弹性卡头145嵌入至限位槽149内，在驱动柱143上且位于驱动套144上下两端面上具有限位片180，用于固定驱动套144在沿驱动柱143轴向上的位置。

本申请实施例的实施原理为：在炉体100进行冷却的过程中，将水源不断通入至换热管112内，此时炉体100外散的热量能够通过导热水传导至换热管112内的水源，这样便能利用热处理时的余热对水源进行加热，可进行储存也可用于齿轮后续加工中的清洗，节约资源。

而当换热管112外壁上的杂质过多时，通过驱动电机122，使得刮离件120进行运动，导向环123上的刮片128能够使得杂质散开，同时刮离环121能够将杂质从间隙中刮除。在刮除后，杂质将会存储在存杂锥筒131中。

在杂质较多后，可关闭封闭板或者将水排出后，启动螺旋输送杆132，此时推板141将会不断的朝存杂锥筒131内部进行运动，从而将杂质输送至中部，且在推板141运动至第一道151末端时，将会在回弹弹簧162的作用下从第二道152复位，这样往复便能形成较好的清除效果。

基于上述的齿轮加工用的余热回收热处理设备，本申请实施例还供公开了一种齿轮加工工艺，包括以下步骤：

S1：正火；

S2：精车；

S3：滚齿；

S4：倒棱清洗；

S5：剃齿；

S6：热处理，在热处理冷却阶段时，打开换热管112，使得水源通过换热管112运动时，与炉体100进行热交换，可将换热后的水源进行保温存储；

S7：压套镗孔。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种齿轮加工用的余热回收热处理设备，其特征在于：包括炉体（100），所述炉体（100）的外侧包裹有余热回收结构（110），所述余热回收结构（110）包括套接在炉体（100）外侧的外壳（111）、设置在外壳（111）内壁和炉体（100）外壁之间的换热管（112），所述外壳（111）内具有导热介质；换热管112呈螺旋状，缠绕在炉体100外侧；

所述外壳（111）底部与所述炉体（100）底部之间具有存杂腔（130），所述外壳（111）底部且位于所述存杂腔（130）内设置有除杂组件，所述外壳（111）底部具有用于留存杂质且呈漏斗状的存杂锥筒（131）；所述除杂组件包括转动连接在存杂锥筒（131）中心处的螺旋输送杆（132）、设置在存杂锥筒（131）且用于将杂质推送至中部的推送件（140）；

所述存杂锥筒（131）的内壁上具有导向轨道（150），所述推送件（140）包括在存杂锥筒（131）内壁上沿导向轨道（150）运动的推板（141）、设置在存杂锥筒（131）上且用于使得推板（141）运动的驱动件（142），当所述推板（141）沿导向轨道（150）运动时，将会沿存杂锥筒（131）内壁上下来回运动，从而使得推板（141）将杂质推向所述存杂锥筒（131）中心处；所述导向轨道（150）包括若干个首尾连接的导向单元，每个所述导向单元包括相连接的第一道（151）和第二道（152），所述第一道（151）用于导向所述推板（141）朝内侧运动，所述第二道（152）用于导向所述推板（141）朝外侧运动；第一道倾斜设置，第二道也为倾斜设置，但斜率大于第一道；

所述驱动件（142）包括固定连接在螺旋输送杆（132）端部的驱动柱（143）、套设在驱动柱（143）上的驱动套（144）、设置在驱动柱（143）上且弹性卡接在驱动套（144）内壁上的弹性卡头（145），所述驱动套（144）的外壁上设有一端固定连接在推板（141）上的刚性绳（154），所述存杂锥筒（131）上具有连接于所述推板（141）且使得推板（141）始终具有远离驱动柱（143）趋势的弹性件（160）；

存杂锥筒的内壁上，且位于导向轨道的上方具有环状的环形槽，弹性件包括滑移连接在环形槽内的联动块、一端固定在联动块上且另一端固定在推板上的回弹弹簧；

所述换热管（112）上滑移连接有刮离件（120），所述刮离件（120）包括套设在换热管（112）上的刮离环（121）、设置在刮离环（121）上的驱动电机（122），所述刮离环（121）的外圈至内圈直径渐大，所述刮离环（121）的两侧形成与管道的中心轴线呈钝角的刮离面（126），所述驱动电机（122）连接于所述换热管（112），用于驱使所述刮离环（121）沿换热管（112）延伸方向运动；

所述刮离件（120）还包括导向环（123），所述导向环（123）设置在所述刮离环（121）的两端，所述导向环（123）的内壁上具有不平行于所述换热管（112）长度方向的刮片（128），所述导向环（123）与所述刮离环（121）之间具有供杂质通过的间隙；

所述导向环（123）转动连接在刮离环（121）上，所述刮片（128）呈螺旋状，所述导向环（123）的内壁与所述换热管（112）的外壁之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮加工用的余热回收热处理设备，其特征在于：所述螺旋输送杆（132）的转动轴线和所述存杂锥筒（131）中心轴线重合。

3.一种基于权利要求1所述齿轮加工用的余热回收热处理设备的齿轮加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1：正火；

S2：精车；

S3：滚齿；

S4：倒棱清洗；

S5：剃齿；

S6：热处理，在热处理冷却阶段时，打开换热管（112），使得水源通过换热管（112）运动时，与炉体（100）进行热交换，将换热后的水源进行保温存储；

S7：压套镗孔。

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