CN204251662U - 一种链轮淬火装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种链轮淬火装置，包括电源、淬火变压器、感应加热器和用于冷却所述链轮的冷却系统，所述淬火变压器的一端与所述电源电连接，另一端与所述感应加热器电连接，所述感应加热器包括由铜管多匝缠绕而成的轮齿状线圈壳体，并且相邻所述铜管之间设有可调节的空隙，所述线圈壳体内部具有供所述链轮的轮齿插入的空腔，所述铜管的横截面为矩形。本实用新型所提供的链轮淬火装置的感应加热器与链轮轮齿的仿形程度高，并通过改变铜管缠绕密度(使铜管排布密度不均匀)来调整控制工件表面的感应电流密度，使得链轮的轮齿齿面各处的加热效果均匀，进而有效的保证了后续链轮轮齿齿面各处淬火效果的均匀性。

Description

一种链轮淬火装置

技术领域

本实用新型涉及链轮的感应热处理装备技术领域，特别是涉及一种链轮淬火装置。

背景技术

在采矿工业技术领域，对矿用链轮的性能要求较高，对于大型矿用链轮的有效硬化层深度须大于8mm，对于实际工作区域链窝处的要求则更加严格。

现有技术中的链轮淬火装置包括电源、淬火变压器、感应加热器和用于冷却链轮的冷却装置，电源与淬火变压器电连接，电源能够为淬火变压器提供电流，淬火变压器与感应加热器电连接，淬火变压器能够为感应加热器提供中频交流电，冷却系统与感应加热器通过管线连接。

如图1所示，现有技术中所采用的感应加热器为框式感应加热器31，框式感应加热器31的两侧焊有铜片，固定在淬火变压器上。加热时，将链轮8的轮齿放入框式感应加热内腔中，进行链轮8的加热和淬火。

现有的框式感应加热器31为一个矩形框整体，框的各处在自感和互感的作用下，感应电流非常不均匀，且框式感应加热器31刚性太大，无法根据需要进行调整，在加热轮齿时，链轮8的轮齿齿面距离框式感应加热器31壳体较近部位温度高，而距离框式感应加热器31壳体较远的部位温度相对偏低，无法保证同一轮齿齿面各处加热的均匀性。当设计多个框式感应加热器31同时加热多轮齿时更加难以保证感应电流的均匀性，从而导致链轮8的不同轮齿之间的加热均匀性差，进而导致后续的淬火均匀性差。

另外，现有的链轮淬火装置，每次淬火都须重新调整各个定位处，效率低，而且定位不够准确，若采用全自动控制系统，成本太高，控制系统死板且复杂，除此之外，现有的链轮淬火装置的冷却系统的开始喷液时间及喷液持续时长，即淬火延迟时间和喷液时长，需要通过人工控制，不够准确，若采用全自动控制系统，成本过高。

因此，如何保证链轮的轮齿齿面各处淬火效果的均匀性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种链轮淬火装置，该装置可以保证链轮的轮齿齿面各处淬火效果的均匀性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种链轮淬火装置，包括电源、淬火变压器、感应加热器和用于冷却所述链轮的冷却系统，所述淬火变压器的一端与所述电源电连接，另一端与所述感应加热器电连接，所述感应加热器包括由铜管多匝缠绕而成的轮齿状线圈壳体，并且相邻所述铜管之间设有可调节的空隙，所述线圈壳体内部具有供所述链轮的轮齿插入的空腔，所述铜管的横截面为矩形。

优选的，所述冷却系统包括能够使淬火液流出所述冷却系统的淬火管、能够允许淬火液流入所述淬火管的电磁阀和两根冷却管，所述铜管的两端端口分别连接一根所述冷却管，所述铜管与所述冷却管连接形成循环通道。

优选的，所述感应加热器还设有淬火液进口和淬火液出口，所述淬火液进口与所述淬火管远离所述电磁阀的一端连接。

优选的，还包括用于固定所述链轮并能够带动所述链轮旋转的分度转盘和用于支撑所述分度转盘的旋转支撑座，所述分度转盘呈圆柱状，一端具有供所述链轮的内孔套接的圆柱凸台，另一端设有轴向盲孔，所述旋转支撑座的内部设有转轴，所述转轴与所述支撑座的外壳之间采用轴承连接，所述转轴靠近所述分度转盘的一端插入所述分度转盘的轴向盲孔中。

优选的，还包括用于锁止所述分度转盘旋转的销结构，所述分度转盘沿周向表面设有供所述销结构插入的周向盲孔，所述周向盲孔的个数与所述链轮沿周向的单层轮齿个数相同，并且所述周向盲孔沿所述分度转盘的周向表面均匀排列。

优选的，还包括推进机构和用于支撑所述旋转支撑座的滑动框座，所述推进机构能够带动所述滑动框座向靠近或远离所述感应加热器的方向移动。

优选的，所述推进机构包括摇把、导向柱和推进丝杠，所述推进丝杠与所述滑动框座的框体固定连接，所述摇把与所述导向柱连接，并且所述摇把能够带动所述导向柱旋转，所述推进丝杠呈圆筒状并且套接在所述导向柱上，所述推进丝杠与所述导向柱之间采用螺纹连接，并且所述推进丝杠与所述导向柱能够相对移动。

优选的，所述旋转支撑座与所述滑动框座之间还设有淬火液回收器，所述淬火液回收器靠近所述感应加热器的一端设有用于回收淬火液的漏斗。

优选的，还包括用于支撑所述滑动框座的工件底座，所述工件底座靠近所述滑动框座的一端安装有固定轨道，所述滑动框座与所述固定轨道连接，并且所述滑动框座能够沿所述固定轨道的长度方向滑动。

本实用新型所提供的链轮淬火装置，包括电源、淬火变压器、感应加热器和用于冷却所述链轮的冷却系统，该装置在现有技术的基础上改进了感应加热器，根据链轮的形状，采用铜管多匝缠绕成类似链轮轮齿形状的感应加热器，相邻铜管之间的缝隙能够调节。本实用新型所提供的链轮淬火装置的感应加热器与链轮轮齿的仿形程度高，并通过改变铜管缠绕密度(使铜管排布密度不均匀)来调整控制工件表面的感应电流密度，使得链轮的轮齿齿面各处的加热效果均匀，进而有效的保证了后续链轮轮齿齿面各处淬火效果的均匀性。

在一种优选实施方式中，该链轮淬火装置的所述线圈壳体可以包括不少于两个的内腔，能够同时加热所述链轮的多个轮齿，所述链轮的多个轮齿同一时间在同样的所述线圈壳体的内腔中加热，能够保证同一所述链轮的不同轮齿之间的加热效果相同，进而保证了同一所述链轮的不同轮齿之间的淬火效果的均匀性。

在另一种优选实施方式中，该链轮淬火装置还设有用于固定所述链轮并能够带动所述链轮旋转的分度转盘和销结构，所述分度转盘沿周向表面设有供所述销结构插入的周向盲孔，由于所述周向盲孔的个数与所述链轮沿周向的单层轮齿个数相同，并且所述周向盲孔沿所述分度转盘的周向表面均匀排列。当所述链轮一个位置的轮齿淬火完成后，只需要转动所述分度转盘，使所述销结构刚好能够插入下一个所述周向盲孔，即可保证所述链轮的下一位置的轮齿刚好放入所述感应加热器中。上述设置不仅能够保证所述链轮各轮齿位置的准确性，而且能够有效的节省调整链轮的时间，显著的提高了链轮淬火的效率。

附图说明

图1为现有技术中感应加热器的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的链轮淬火装置一种具体实施方式未工作状态时的结构示意图；

图3为本实用新型所提供的链轮淬火装置一种具体实施方式工作状态时的结构示意图；

图4为本实用新型所提供的感应加热器的主视图；

图5为本实用新型所提供的感应加热器的左视图；

图6为本实用新型所提供的感应加热器的府视图；

图7为图2所示冷却系统的结构示意图；

图8为图2所示旋转定位机构的结构示意图；

图9为图8中A-A的剖视图；

图10为图2所示分度转盘的结构示意图；

图11为图10中B-B方向的剖视图；

图12为图2所示推进机构的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种链轮淬火装置，该装置能够保证链轮的轮齿齿面各处淬火效果的均匀性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图2-图12所示，其中，图2本实用新型所提供的链轮淬火装置一种具体实施方式未工作状态时的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的链轮淬火装置包括电源1、淬火变压器2、感应加热器3和冷却系统7。淬火变压器2的一端与电源1电连接，另一端与感应加热器3电连接，感应加热器3与淬火变压器2之间采用螺钉连接。如图4至图6所示，感应加热器3为铜管多匝缠绕而成的线圈壳体，并且相邻铜管之间设有可调节的空隙，线圈壳体内部具有供链轮8的轮齿插入的空腔。铜管的横截面为矩形，具有矩形横截面的铜管能够保证铜管电流密度的均匀性。

在链轮淬火过程中(如图2所示)，将链轮8的轮齿放入感应加热器3的空腔中，接通电源1，感应加热器3通过淬火变压器2输出的交流电对链轮8齿面中频感应加热，测量链轮表面温度达到规定时，停止加热，轮齿加热完成后，冷却系统7能够提供淬火液，用于冷却加热后的链轮8的轮齿，完成轮齿的淬火过程。

由于感应加热器3的铜管之间的空隙可以调节，因此，为了保证轮齿齿面各处的受热均匀性，可以通过改变铜管缠绕密度(使铜管排布密度不均匀)来调整控制链轮轮齿表面的感应电流密度，使得链轮的轮齿齿面加热效果均匀。对于链轮8的轮齿有特殊要求的位置，如链轮8的链窝处，可以通过使部分铜管位于感应加热器3稍偏向内腔的位置，部分铜管位于感应加热器3线圈壳体稍远离内腔的位置，实现铜管错落排列，进而满足加热工件的局部淬火要求。

该装置还可以通过铜管一圈一圈仿形弯制，所述“仿形”是指根据加工工件的加工而成的形状，利用导线(即铜管)截面各处电流相等的特点，大大削弱了自感和与链轮8互感造成的感应密度不均匀的现象，各处电流密度分布比前者均匀度高很多，并可利用线圈缠绕密度控制加热密度。该装置通过一根铜管弯制成的感应器可以同时加热多个齿，实现多个轮齿同时淬火，不仅保证每一个轮齿齿面的淬火均匀性，还能够保证不同轮齿之间的淬火效果相近，实现不同轮齿的淬火均匀性。这里需要说明的是，上述多个轮齿通常是指同一个链轮8沿轴向排列的多个轮齿。

如图7所示，本实用新型所提供的冷却系统包括淬火管、电磁阀71和冷却管，淬火管与冷却管均与冷却系统7的水箱连接，电磁阀71位于淬火管与水箱之间。为了保证链轮8冷却的均匀性，每个线圈壳体一般设有对称的两个淬火液进口，如图5所示的感应加热器3包括两个线圈壳体，因此具有四个淬火液进口(A′、B′、C′、D′)，对应的，冷却系统7具有四个淬火管(A、B、C、D)，冷却系统的淬火管与感应加热器3的淬火液进口一一对应。感应加热器3上还设有用于使淬火液喷出的淬火液出口。

冷却系统7中设有高压循环淬火液和定时计时用的电磁阀71，停止加热后，该装置的简易电控系统可控制喷淬火液的开始时间和喷液时长，各齿喷淬火液时间应一致，以保证各齿淬火效果均匀。冷却系统7内选用的淬火液和冷却液可以为液态水，两根冷却管(E、F)分别连接在铜管的两端端口，铜管与两根冷却管连接形成循环水流通道，电源开启后，冷却系统7中球阀72打开，冷却水通过冷却管在铜管内腔中循环流动，实现对铜管的冷却。另外，由于电磁阀71能够控制水流流入淬火管的开始时间以及持续时间，因此，当链轮8的轮齿加热完成后，电磁阀71便根据预先设定的时间开启，使得淬火液流入淬火管，到达设定的持续时间后，电磁阀71关闭，淬火液不再流出，链轮8的轮齿利用余热完成自回火，淬火完成。

该装置中的感应加热器3，采用矩形铜管按照工件仿形弯制成多匝串联线圈，设计间距根据淬火深度进行选择，一般为3-5mm；按照实际感应效果调整铜管密度(缠绕密度不再均匀)；对局部形状复杂处，减小铜管与加工工件之间的间隙；在过渡明显处设置导磁体，以保证加热效果；感应加热器3自带淬火液喷口，且可同时感应加热多齿。

为了更好的实现链轮8的旋转定位，该装置还设有旋转定位机构。如图8所示，旋转定位机构包括分度转盘9和旋转支撑座11，分度转盘9用于固定链轮8并能够带动链轮8旋转，旋转支撑座11用于支撑分度转盘9。

分度转盘9呈圆柱状，一端设有圆柱凸台，另一端设有轴向盲孔，链轮8的内孔与分度转盘9的圆柱凸台套接，分度转盘9的圆柱凸台的横截面直径略大于链轮8的内孔直径，实现链轮8与分度转盘9的过渡配合。

旋转支撑座11的内部设有转轴17，转轴17呈圆柱状，一端插入分度转盘9的轴向盲孔中，转轴17与旋转支撑座11的外壳之间采用轴承连接，转轴17能够带动分度转盘9旋转，分度转盘9能够带动链轮8旋转。

为了实现分度转盘9与转轴17的旋转固定，分度转盘9沿轴线方向可以设有通孔(如图10和图11所示)，转轴17靠近分度转盘9的一端可以设有盲孔，转轴17的盲孔位置与分度转盘9的通孔位置相对应，采用内置螺钉91插入分度转盘9的通孔，并且内置螺钉91的一部分插入转轴17的盲孔中，实现分度转盘9与转轴17的旋转固定。每一个分度转盘9对应一个型号的链轮8，当链轮8的型号改变时，取下位于转轴17的盲孔以及分度转盘9的通孔中的内置螺钉91，便可以更换分度转盘9，上述设置在更换链轮8时，也只需要更换分度转盘9即可，既能够提高效率，还能避免浪费。

上述旋转定位机构还可以设有销结构10，销结构10固定在旋转支撑座11的外壳上，销结构10用于锁止分度转盘9旋转。分度转盘9沿周向表面设有供销结构10插入的周向盲孔，周向盲孔的个数与链轮8沿周向的单层轮齿个数相同，并且周向盲孔沿分度转盘9的周向表面均匀排列。当链轮的一个或一排轮齿淬火完成后，旋转分度转盘9，使得销结构10刚好插入下一个周向盲孔中即可，由于周向盲孔的位置是根据链轮8的轮齿位置设定的，因此，在销结构10刚好插入分度转盘9的下一个周向盲孔时，链轮8的下一个或下一排轮齿便刚好能够与感应加热器3的内腔位置对齐。上述设置不仅能够保证链轮8旋转位置的准确性，而且能够有效的节省调整链轮8位置的时间，显著的提高了链轮8淬火的效率。旋转定位机构的精度可达±1°，节圆直径φ500mm的链轮，旋转误差仅0.15mm。

为了更好的实现链轮8向靠近或远离感应加热器3方向移动的准确性，该装置可以设有推进机构14和滑动框座13。

滑动框座13用于支撑旋转支撑座11，并且滑动框座13移动时，能够带动旋转支撑座11移动，滑动框座13的移动通过推进机构14实现。

如图12所示，推进机构14包括摇把141、导向柱142和推进丝杠143。推进丝杠143与滑动框座13的框体固定连接，摇把141与导向柱142连接，摇把141转动带动导向柱142旋转，导向柱142与推进丝杠143之间采用螺纹连接，导向柱142旋转时，推进丝杠143会在螺纹的作用下移动。推进丝杠143呈圆筒状，推进丝杠143与滑动框座13远离感应加热器3的一端固定连接，摇把141转动带动导向柱142旋转，导向柱142旋转使得推进丝杠143沿靠近或远离感应加热器3的方向移动，进而带动旋转支撑座11移动，旋转支撑座11的移动进一步通过分度转盘9带动链轮8移动，最终实现链轮8沿靠近或远离感应加热器3的方向移动。上述设计充分的利用了机械传动原理，使得链轮8的移动最终依靠摇把141的转动实现，能够有效地保证链轮8移动位置的准确性，并且有效的节省了调整链轮8位置的时间，推进机构14可保证推进位置误差不大于0.3mm。

旋转支撑座11与滑动框座13之间还可以设有淬火液回收器12，淬火液回收器12靠近感应加热器3的一端设有用于回收淬火液的漏斗。当链轮8的轮齿淬火完成后，淬火液会流落到淬火液回收器12上，并沿淬火液回收器12的漏斗流出该链轮淬火装置。

该链轮淬火装置还可以设有工件底座16，工件底座16靠近滑动框座13的一端安装有固定轨道15，滑动框座13与固定轨道15连接，滑动框座13靠近固定轨道15的一端设有两处小滑块，小滑块沿固定轨道15的长度方向滑动，带动滑动框座13沿靠近或远离感应加热器3的方向滑动。

该装置还可以包括用于支撑淬火变压器2的变压器座4、用于调整变压器座4高度的高度调整转盘5以及用于支撑变压器座4的支撑架6，高度调整转盘5的一端与变压器座4采用螺纹连接，另一端与支撑座6连接。当感应加热器3与链轮8的高度出现偏差时，可以通过转动高度调整转盘5的转盘，实现变压器座4的高度调整，由于淬火变压器2固定安装在变压器座4上，感应加热器又与淬火变压器2连接，因此，通过转动高度调整转盘5的转盘，便能够实现感应加热器3的高度调整，高度调整转盘5可保证高度误差不大于0.3mm。

该装置的感应加热器3与加工工件仿形程度高，即感应加热器3的壳体形状与加工工件的形状相似程度高，并通过改变铜管缠绕密度(有意使铜管排布密度不均匀)来调整控制工件表面的感应电流密度；适当调整推进行程还可让链轮与感应器之间从等距变为各处不等距，得到不同的加热效果，便于工艺摸索；感应加热器3可同时加热多齿，减少了调整次数，避免了高度位调整，故加热效率和工作效率明显提升，同一排齿加热效果均匀无差异，利于实现良好的淬火效果。

本装置利用全面完备的感应淬火理论和工艺技术，仿形，缠绕，能加热链轮多齿的新型感应器(加热线圈)，高精度的定位装置，精准时间控制的高压水冷系统，保证了链轮齿面淬火的均匀性，费用不高，缺得到了极为良好的链轮齿面感应淬火效果。

本实用新型所提供的链轮淬火装置具体可以为刮板机链轮淬火装置。

以上对本实用新型所提供的链轮淬火装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种链轮淬火装置，包括电源(1)、淬火变压器(2)、感应加热器(3)和用于冷却所述链轮(8)的冷却系统(7)，所述淬火变压器(2)的一端与所述电源(1)电连接，另一端与所述感应加热器(3)电连接，其特征在于，所述感应加热器(3)包括由铜管多匝缠绕而成的轮齿状线圈壳体，并且相邻所述铜管之间设有可调节的空隙，所述线圈壳体内部具有供所述链轮(8)的轮齿插入的空腔，所述铜管的横截面为矩形。

2.根据权利要求1所述的链轮淬火装置，其特征在于，所述冷却系统(7)包括能够使淬火液流出所述冷却系统(7)的淬火管、能够允许淬火液流入所述淬火管的电磁阀(71)和两根冷却管，所述淬火管与所述冷却管均与所述冷却系统(7)的水箱连接，所述电磁阀(71)位于所述淬火管与所述水箱之间，所述铜管的两端端口分别连接一根所述冷却管，所述铜管与所述冷却管连接形成循环通道。

3.根据权利要求2所述的链轮淬火装置，其特征在于，所述感应加热器(3)还设有淬火液进口和淬火液出口，所述淬火液进口与所述淬火管远离所述电磁阀(71)的一端连接。

4.根据权利要求1所述的链轮淬火装置，其特征在于，还包括用于固定所述链轮(8)并能够带动所述链轮(8)旋转的分度转盘(9)和用于支撑所述分度转盘(9)的旋转支撑座(11)，所述分度转盘(9)呈圆柱状，一端具有供所述链轮(8)的内孔套接的圆柱凸台，另一端设有轴向盲孔，所述旋转支撑座(11)的内部设有转轴(17)，所述转轴(17)与所述支撑座(11)的外壳之间采用轴承连接，所述转轴(17)靠近所述分度转盘(9)的一端插入所述分度转盘(9)的轴向盲孔中。

5.根据权利要求4所述的链轮淬火装置，其特征在于，还包括用于锁止所述分度转盘(9)旋转的销结构(10)，所述分度转盘(9)沿周向表面设有供所述销结构(10)插入的周向盲孔，所述周向盲孔的个数与所述链轮(8)沿周向的单层轮齿个数相同，并且所述周向盲孔沿所述分度转盘(9)的周向表面均匀排列。

6.根据权利要求4所述的链轮淬火装置，其特征在于，还包括推进机构(14)和用于支撑所述旋转支撑座(11)的滑动框座(13)，所述推进机构(14)能够带动所述滑动框座(13)向靠近或远离所述感应加热器(3)的方向移动。

7.根据权利要求6所述的链轮淬火装置，其特征在于，所述推进机构(14)包括摇把(141)、导向柱(142)和推进丝杠(143)，所述推进丝杠(143)与所述滑动框座(13)的框体固定连接，所述摇把(141)与所述导向柱(142)连接，并且所述摇把(141)能够带动所述导向柱(142)旋转，所述推进丝杠(143)呈圆筒状并且套接在所述导向柱(142)上，所述推进丝杠(143)与所述导向柱(142)之间采用螺纹连接，并且所述推进丝杠(143)与所述导向柱(142)能够相对移动。

8.根据权利要求6所述的链轮淬火装置，其特征在于，所述旋转支撑座(11)与所述滑动框座(13)之间还设有淬火液回收器(12)，所述淬火液回收器(12)靠近所述感应加热器(3)的一端设有用于回收淬火液的漏斗。

9.根据权利要求8所述的链轮淬火装置，其特征在于，还包括用于支撑所述滑动框座(13)的工件底座(16)，所述工件底座(16)靠近所述滑动框座(13)的一端安装有固定轨道(15)，所述滑动框座(13)与所述固定轨道(15)连接，并且所述滑动框座(13)能够沿所述固定轨道(15)的长度方向滑动。