CN115772592B - 一种曲轴淬火设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及淬火技术领域，尤其是一种曲轴淬火设备，包括：机架、连接件以及驱动装置，机架上设有升降设备，以驱动感应线圈直线运动，感应线圈设有喷头以输出淬火液；连接件可拆卸的连接在曲轴上；驱动装置安装在机架上，驱动装置与连接件相连，以令曲轴发生运动，本发明在喷头移动至曲轴的不同位置时，通过驱动装置改变曲轴的位置，令曲轴的冷却部位始终位于两个喷头中间，以防止局部之间出现较大的温度差。

Description

一种曲轴淬火设备
技术领域
本发明涉及淬火技术领域，尤其涉及一种曲轴淬火设备。
背景技术
曲轴是发动机中最重要的部件，它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。
曲轴在精加工前需要进行热处理，热处理的方式通常为淬火处理先将产品加热到一定温度，预热一段时间，然后再加热到临界温度以上，保温一段时间，使产品全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。
如图4所示，为现有技术中的一种淬火设备，其利用感应线圈对曲轴进行加热及保温处理，待曲轴的金属材料奥氏体化后，将曲轴从感应线圈内移动至两喷头之间，曲轴绕轴线转动过程中喷头将淬火液喷射至曲轴表面，快冷降温后，即完成淬火。
然而，在实践过程中，申请人发现上述淬火设备具有下列缺点：
如图1-3所示，为一种双连杆错拐结构的曲轴，包括两个连杆(第一连杆及第二连杆)和一个主轴，两个连杆的轴线处于同一圆周上，两个连杆轴线之间的夹角为30度，在快冷处理时，由于第一连杆及第二连杆两者与主轴偏心，曲轴在绕主轴轴线转动过程中，连杆与两个喷头之间距离不一致，连杆与两个喷头的距离不同，导致两个喷头喷射出的淬火液移动距离不同，两喷头发射的淬火液与连杆接触时会产生时间差，造成连杆不同部位冷却速率不一，连杆的不同部位间可能会产生较大温度差，影响产品的淬火质量。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种曲轴淬火设备。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种曲轴淬火设备，包括：机架、连接件以及驱动装置，机架上设有升降设备，以驱动感应线圈直线运动，感应线圈设有喷头以输出淬火液；连接件可拆卸的连接在曲轴上；驱动装置安装在机架上，驱动装置与连接件相连，以令曲轴发生运动。
进一步地，所述驱动装置包括直线机构、转动机构及复位机构，其中，直线机构包括：底座、转动盘、不完全端面齿轮及螺母座，所述底座固接在机架上，底座上固接有环件，环件内壁上设有齿块；转动盘可转动的安装在环件内，转动盘上开设有第一安装槽，第一安装槽内可转动的安装有第一齿轮，第一齿轮与齿块相匹配；不完全端面齿轮与第一齿轮同轴线固接；
转动盘上开设有第二安装槽，第二安装槽内可转动的安装有往复螺杆，往复螺杆的轴线经过转动盘的圆心，往复螺杆一端固接有第二齿轮，第二齿轮与不完全端面齿轮相配合；
螺母座可滑动的配合在第二安装槽内，螺母座与往复螺杆螺纹配合，螺母座上固接有第一摩擦轮，第一摩擦轮与连接件相连。
进一步地，所述转动机构包括：不完全齿轮、连板及第二摩擦轮，不完全齿轮同轴线固接在端面齿轮上；连板固接在第一安装槽上，连板上可转动的安装有第一带轮，第一带轮上同轴线固接有第三齿轮，第三齿轮与不完全齿轮相配合；第二摩擦轮可转动的安装在转动盘上，第二摩擦轮上同轴线固接有第二带轮，第二带轮与第一带轮上配合安装有传动带；转动盘上同轴线固接有第三摩擦轮，第三摩擦轮与第二摩擦轮相匹配；转动盘上开设有第三安装槽，第二安装槽内可滑动的配合有第四摩擦轮，第三摩擦轮及第一摩擦轮两者均与第四摩擦轮相配合。
进一步地，所述复位结构包括：连接轴、发条及电机，连接轴可转动的安装在底座上，转动盘同轴线固接在连接轴上；发条，发条安装在底座上，发条一端固接在连接轴上；电机固接在机架上，电机的输出端与连接轴同轴线固接。
进一步地，所述不完全端面齿轮的弧度为4π/3。
进一步地，所述不完全齿轮的弧度为2π/3。
本发明提出的一种曲轴淬火设备，有益效果在于：该曲轴淬火设备在喷头移动至曲轴的不同位置时，通过驱动装置改变曲轴的位置，令曲轴的冷却部位始终位于两个喷头中间，以防止局部之间出现较大的温度差。
附图说明
图1为一种双连杆错拐结构的曲轴结构示意图。
图2为一种曲轴的主视图。
图3为图2的E-E向剖面图。
图4为一种淬火设备。
图5为本发明提出的一种曲轴淬火设备的结构示意图。
图6为本发明提出的一种曲轴淬火设备的驱动装置的结构示意图。
图7为本发明提出的一种曲轴淬火设备的驱动装置的主视图。
图8为本发明提出的一种曲轴淬火设备的图7中A-A向剖面图。
图9为本发明提出的一种曲轴淬火设备的图8中B处放大图。
图10为本发明提出的一种曲轴淬火设备的底座的后视结构示意图。
图11为本发明提出的一种曲轴淬火设备的驱动装置的放大图一。
图12为本发明提出的一种曲轴淬火设备的图11中C处放大图。
图13为本发明提出的一种曲轴淬火设备的驱动装置的放大图二。
图14为本发明提出的一种曲轴淬火设备的图13中D处放大图。
图15为本发明提出的一种曲轴淬火设备的不完全端面齿轮的结构示意图。
图16为本发明提出的一种曲轴淬火设备的转动盘的结构示意图一
图17为本发明提出的一种曲轴淬火设备的转动盘的结构示意图二。
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。
实施例1
参照图5，一种曲轴淬火设备，包括：机架1、连接件24以及驱动装置，机架1上设有升降设备2，以驱动感应线圈3直线运动，感应线圈3设有喷头4以输出淬火液；连接件24可拆卸的连接在曲轴上；驱动装置安装在机架1上，驱动装置与连接件24相连，以令曲轴发生运动。
本装置在使用时，将曲轴的主轴固定在连接件24上，然后启动升降设备2，升降设备2带动感应线圈3移动至包围在曲轴上，感应线圈3对曲轴进行加热机保温处理，曲轴加热处理完成后，再次启动升降设备2，升降设备2驱动喷头4对曲轴进行冷却处理，喷头4移动并依次对主轴、第一连杆及第二连杆进行冷却处理，在喷头4移动至曲轴的不同位置时，通过驱动装置改变曲轴的位置，令曲轴的冷却部位始终位于两个喷头中间，以防止局部之间出现较大的温度差。
实施例2
如图5-14，驱动装置包括直线机构、转动机构及复位机构，其中，直线机构包括：底座5、转动盘9、不完全端面齿轮11及螺母座22，不完全端面齿轮11的弧度为4π/3，底座5固接在机架1上，底座5上固接有环件10，环件10内壁上设有齿块；转动盘9可转动的安装在环件10内，转动盘9上开设有第一安装槽901，第一安装槽901内可转动的安装有第一齿轮29，第一齿轮29与齿块相匹配；不完全端面齿轮11与第一齿轮29同轴线固接；
升降设备2带动喷头4移动至曲轴的主轴部位，驱动转动盘9转动：
主轴初始状态下与转动盘9同轴线设置，转动盘9转动一周，主轴会在两喷头4之间转动一周并完成冷却；
转动盘9转动一周过程中，第一齿轮29会被环件10内壁上的齿块驱动进行一次转动，第一齿轮29的转动弧度为2π/3，第一齿轮29带动不完全端面齿轮11转动2π/3的弧度。
转动盘9上开设有第二安装槽902，第二安装槽902内可转动的安装有往复螺杆20，往复螺杆20的轴线经过转动盘9的圆心，往复螺杆20一端固接有第二齿轮21，第二齿轮21与不完全端面齿轮11相配合；
第二齿轮21初始状态下啮合在不完全端面齿轮11的中间处，不完全端面齿轮11转动2π/3的弧度过程中会驱动第二齿轮21转动，第二齿轮21转动将会带动往复螺杆20转动，设此次往复螺杆20转动圈数为a；
不完全端面齿轮11转动2π/3的弧度后，第二齿轮21会与不完全端面齿轮11分离。
螺母座22可滑动的配合在第二安装槽902内，螺母座22与往复螺杆20螺纹配合，螺母座22上固接有第一摩擦轮23，第一摩擦轮23与连接件24相连。
往复螺杆20转动会驱动螺母座22在第二安装槽902内滑动，由于往复螺杆20转动圈数为a，带动螺母座22会移动至最大距离b，螺母座22带动第一摩擦轮23移动距离b，第一摩擦轮23移动距离b，第一摩擦轮23带动连接件24移动距离b，曲轴也将移动距离b，令距离b为第一连杆轴线与主轴轴线的距离。
主轴移动距离b后，第一连杆也会移动距离b，由于距离b为第一连杆轴线与主轴轴线的距离，此时，第一连杆将会与转动盘9同轴线设置。
基于本实施例中的描述，可知：转动盘9转动一周后，主轴完成冷却，第一连杆与转动盘9同轴线。
实施例3
如图11-16，转动机构包括：不完全齿轮12、连板13及第二摩擦轮17，不完全齿轮12的弧度为2π/3，不完全齿轮12同轴线固接在端面齿轮11上；连板13固接在第一安装槽901上，连板13上可转动的安装有第一带轮14，第一带轮14上同轴线固接有第三齿轮15，第三齿轮15与不完全齿轮12相配合；第二摩擦轮17可转动的安装在转动盘9上，第二摩擦轮17上同轴线固接有第二带轮16，第二带轮16与第一带轮14上配合安装有传动带19；转动盘9上同轴线固接有第三摩擦轮18，第三摩擦轮18与第二摩擦轮17相匹配；转动盘9上开设有第三安装槽904，第二安装槽904内可滑动的配合有第四摩擦轮25，第三摩擦轮18及第一摩擦轮23两者均与第四摩擦轮25相配合。
基于上述实施例2中的描述，已知：主轴完成冷却，第一连杆与转动盘9同轴线。
第一摩擦轮23移动距离b后，将会抵靠在第四摩擦轮25上，且第四摩擦轮25抵靠在第三摩擦轮18上。
升降设备2带动喷头4移动曲轴的第一连杆处，再次驱动转动盘9转动一周：
转动盘9转动一周带动第一连杆转动一周，第一连杆完成冷却；
转动盘9转动一周会令第一齿轮29第二次转动2π/3弧度，不完全端面齿轮11第二次转动2π/3弧度，不完全端面齿轮11第二次转动2π/3弧度过程中，第二齿轮21与不完全端面齿轮11处于分离状态，不完全齿轮12与第三齿轮15处于啮合状态，在此过程中，第三齿轮15将被不完全齿轮12驱动进行转动：
第三齿轮15转动带动第一带轮14转动，第一带轮14通过传动带19带动第二带轮16转动，第二带轮16转动带动第二摩擦轮17转动，第二摩擦轮17转动带动第三摩擦轮18转动，第三摩擦轮18带动第四摩擦轮25转动，第四摩擦轮25带动第一摩擦轮23转动。
不完全齿轮12与第三齿轮15从啮合到分离过程中，驱动第一摩擦轮23转动角度为30度。
第一摩擦轮23转动30度则会带动曲轴以主轴为轴转动30度角，由于第一连杆与第二连杆轴线之间的夹角为30度，当曲轴转动30度角后，第二连杆移动至第一连杆所在的位置，此时，第二连杆将与转动盘9同轴。
基于本实施例描述，可知：转动盘9转动转动第二周后，第一连杆完成冷却，第二连杆与转动盘9同轴线；
升降设备2驱动喷头4移动至曲轴的第三连杆处，驱动转动盘9转动第三周，第二连杆转动一周完成冷却。
转动盘9转动第三周令第一齿轮29第三次转动2π/3弧度，不完全端面齿轮11第三次转动2π/3弧度，不完全端面齿轮11第三次转动2π/3弧度过程中，第二齿轮21与不完全端面齿轮11重新啮合状态，不完全齿轮12与第三齿轮15分离啮合状态，在此过程中，第二齿轮21将被不完全端面齿轮11驱动进行转动，令往复螺杆20再次转动圈数a，往复螺杆20再次转动圈数a后，会令螺母座22从最大距离b处进行复位。
实施例4
如图8-10及图17所示，复位结构包括：连接轴6、发条7及电机8，连接轴6可转动的安装在底座5上，转动盘9同轴线固接在连接轴6上；发条7，发条7安装在底座5上，发条7一端固接在连接轴6上；电机8固接在机架1上，电机8的输出端与连接轴6同轴线固接。
电机8通过连接轴6驱动转动盘9转动，且电机8在断电后受外力作用可进行反向转动。
在上述实施例2-3工作过程中，由电机8驱动转动盘9转动三周，转动盘9转动三周后，电机8断电，在发条7的弹力作用下，转动盘9将反向转动三周，进行复位工作。
工作原理：
本装置在使用时，将曲轴的主轴固定在连接件24上，然后启动升降设备2，升降设备2带动感应线圈3移动至包围在曲轴上，感应线圈3对曲轴进行加热机保温处理，曲轴加热处理完成后，再次启动升降设备2，升降设备2驱动喷头4对曲轴进行冷却处理，喷头4移动并依次对主轴、第一连杆及第二连杆进行冷却处理，在喷头4移动至曲轴的不同位置时，通过驱动装置改变曲轴的位置，令曲轴的冷却部位始终位于两个喷头中间，以防止局部之间出现较大的温度差。
曲轴安装在连接件24上，主轴的轴线及第一连杆的轴线均垂直于往复螺杆20的轴线，且主轴与转动盘9同轴线设置。
驱动装置在工作时，启动电机6，电机6驱动转动盘9转动三周：
喷头4移动至主轴处，转动盘9转动第一周：
由于初始状态下主轴位于两喷头4中间，转动盘9转动带动主轴转动一周完成冷却；
转动盘9转动第一周过程中，第一齿轮29会被环件10内壁上的齿块驱动进行第一次转动，第一齿轮29的转动弧度为2π/3，第一齿轮29带动不完全端面齿轮11转动2π/3的弧度。
转动盘9上开设有第二安装槽902，第二安装槽902内可转动的安装有往复螺杆20，往复螺杆20的轴线经过转动盘9的圆心，往复螺杆20一端固接有第二齿轮21，第二齿轮21与不完全端面齿轮11相配合；
第二齿轮21初始状态下啮合在不完全端面齿轮11的中间处，不完全端面齿轮11转动2π/3的弧度过程中会驱动第二齿轮21转动，第二齿轮21转动将会带动往复螺杆20转动，设此次往复螺杆20转动圈数为a；
不完全端面齿轮11转动2π/3的弧度后，第二齿轮21会与不完全端面齿轮11分离。
螺母座22可滑动的配合在第二安装槽902内，螺母座22与往复螺杆20螺纹配合，螺母座22上固接有第一摩擦轮23，第一摩擦轮23与连接件24相连。
往复螺杆20转动会驱动螺母座22在第二安装槽902内滑动，由于往复螺杆20转动圈数为a，带动螺母座22会移动至最大距离b，螺母座22带动第一摩擦轮23移动距离b，第一摩擦轮23移动距离b，第一摩擦轮23带动连接件24移动距离b，曲轴也将移动距离b，令距离b为第一连杆轴线与主轴轴线的距离。
第一摩擦轮23移动距离b后，将会抵靠在第四摩擦轮25上，且第四摩擦轮25抵靠在第三摩擦轮18上。
主轴移动距离b后，第一连杆也会移动距离b，由于距离b为第一连杆轴线与主轴轴线的距离，此时，第一连杆将会与转动盘9同轴线设置。
喷头4移动至第一连杆处，转动盘9转动第二周：
转动盘9转动第二带动第一连杆转动第二，第一连杆完成冷却；
转动盘9转动第二会令第一齿轮29第二次转动2π/3弧度，不完全端面齿轮11第二次转动2π/3弧度，不完全端面齿轮11第二次转动2π/3弧度过程中，第二齿轮21与不完全端面齿轮11处于分离状态，不完全齿轮12与第三齿轮15处于啮合状态，在此过程中，第三齿轮15将被不完全齿轮12驱动进行转动：
第三齿轮15转动带动第一带轮14转动，第一带轮14通过传动带19带动第二带轮16转动，第二带轮16转动带动第二摩擦轮17转动，第二摩擦轮17转动带动第三摩擦轮18转动，第三摩擦轮18带动第四摩擦轮25转动，第四摩擦轮25带动第一摩擦轮23转动。
不完全齿轮12与第三齿轮15从啮合到分离过程中，驱动第一摩擦轮23转动角度为30度。
第一摩擦轮23转动30度则会带动曲轴以主轴为轴转动30度角，由于第一连杆与第二连杆轴线之间的夹角为30度，当曲轴转动30度角后，第二连杆移动至第一连杆所在的位置，此时，第二连杆将与转动盘9同轴。
喷头4移动至第二连杆处，转动盘9转动第三周：
转动盘9带动第二连杆转动第三周，第二连杆转动一周完成冷却。
转动盘9转动第三周令第一齿轮29第三次转动2π/3弧度，不完全端面齿轮11第三次转动2π/3弧度，不完全端面齿轮11第三次转动2π/3弧度过程中，第二齿轮21与不完全端面齿轮11重新啮合状态，不完全齿轮12与第三齿轮15分离啮合状态，在此过程中，第二齿轮21将被不完全端面齿轮11驱动进行转动，令往复螺杆20再次转动圈数a，往复螺杆20再次转动圈数a后，会令螺母座22从最大距离b处进行复位。
电机8驱动转动盘9转动三周后，电机8断电，在发条7的弹力作用下，转动盘9将反向转动三周，进行复位工作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种曲轴淬火设备，其特征在于，包括：
机架(1)，机架(1)上设有升降设备(2)，以驱动感应线圈(3)直线运动，感应线圈(3)设有喷头(4)以输出淬火液；
连接件(24)，可拆卸的连接在曲轴上；
以及安装在机架(1)上的驱动装置，驱动装置与连接件(24)相连，以令曲轴发生运动；
所述驱动装置包括直线机构、转动机构及复位机构，其中，直线机构包括：
底座(5)，所述底座(5)固接在机架(1)上，底座(5)上固接有环件(10)，环件(10)内壁上设有齿块；
转动盘(9)，转动盘(9)可转动的安装在环件(10)内，转动盘(9)上开设有第一安装槽(901)，第一安装槽(901)内可转动的安装有第一齿轮(29)，第一齿轮(29)与齿块相匹配；
不完全端面齿轮(11)，不完全端面齿轮(11)与第一齿轮(29)同轴线固接；
转动盘(9)上开设有第二安装槽(902)，第二安装槽(902)内可转动的安装有往复螺杆(20)，往复螺杆(20)的轴线经过转动盘(9)的圆心，往复螺杆(20)一端固接有第二齿轮(21)，第二齿轮(21)与不完全端面齿轮(11)相配合；
螺母座(22)，可滑动的配合在第二安装槽(902)内，螺母座(22)与往复螺杆(20)螺纹配合，螺母座(22)上固接有第一摩擦轮(23)，第一摩擦轮(23)与连接件(24)相连。
2.根据权利要求1所述的曲轴淬火设备，其特征在于，所述转动机构包括：
不完全齿轮(12)，不完全齿轮(12)同轴线固接在端面齿轮(11)上；
连板(13)，固接在第一安装槽(901)上，连板(13)上可转动的安装有第一带轮(14)，第一带轮(14)上同轴线固接有第三齿轮(15)，第三齿轮(15)与不完全齿轮(12)相配合；
第二摩擦轮(17)，第二摩擦轮(17)可转动的安装在转动盘(9)上，第二摩擦轮(17)上同轴线固接有第二带轮(16)，第二带轮(16)与第一带轮(14)上配合安装有传动带(19)；
转动盘(9)上同轴线固接有第三摩擦轮(18)，第三摩擦轮(18)与第二摩擦轮(17)相匹配；
转动盘(9)上开设有第三安装槽(904)，第二安装槽(904)内可滑动的配合有第四摩擦轮(25)，第三摩擦轮(18)及第一摩擦轮(23)两者均与第四摩擦轮(25)相配合。
3.根据权利要求2所述的曲轴淬火设备，其特征在于，所述复位结构包括：
连接轴(6)，连接轴(6)可转动的安装在底座(5)上，转动盘(9)同轴线固接在连接轴(6)上；
发条(7)，发条(7)安装在底座(5)上，发条(7)一端固接在连接轴(6)上；
电机(8)，电机(8)固接在机架(1)上，电机(8)的输出端与连接轴(6)同轴线固接。
4.根据权利要求1所述的曲轴淬火设备，其特征在于，所述不完全端面齿轮(11)的弧度为4π/3。
5.根据权利要求2所述的曲轴淬火设备，其特征在于，所述不完全齿轮(12)的弧度为2π/3。
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