CN218989331U - 一种淬火炉用夹取装置及包含其的一体式淬火炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于淬火炉辅助设备技术领域，公开了一种淬火炉用夹取装置，包括高度升降机构、转向机构和夹爪机构；高度升降机构包括液压主高度升降机构和辅助升降机构，通过液压系统完成主要高度的控制；转向机构位于升降机构与夹爪机构的连接处，通过电动机与转向杆的协同作用完成控制夹爪机构的转向工作；夹爪机构位于第二电动机的末端，可在齿轮齿条的啮合作用下带动左右夹爪张开、闭合，完成夹爪的夹取工作。通过设置升降机构的主、辅高度升降机构精确控制高度，设置齿轮齿条啮合的大范围移动夹爪的夹取工作和转向机构的转向工作，完成整个自动化夹取工作，减少实验人员的劳动强度，提高工作效率和使用安全性。

Description

一种淬火炉用夹取装置及包含其的一体式淬火炉

技术领域

本实用新型属于淬火炉辅助设备技术领域，具体涉及一种淬火炉用夹取装置及包含其的一体式淬火炉。

背景技术

热处理炉是指供炉料热处理加热用的电炉或燃料炉，按用途分为退火炉、回火炉、淬火炉、渗碳炉等。其中，淬火炉在机械制造业中应用十分广泛，如汽车零部件、飞机零部件、轴类、齿轮、链轮、螺栓和各种钢制零件等均需要淬火加热。

在实验室对金属进行淬火时，要先对其进行加热，随后在某温度保温一段时间后将其取出，接着进行水冷、炉冷、沙冷或油冷等。目前，传统实验淬火炉在使用过程中，多采用人工进行材料夹取，且由于机械结构较为沉重无法轻易移动等，因而存在使用不便、效率较低、安全系数不高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种淬火炉用夹取装置及包含其的一体式淬火炉，解决了淬火炉在进行热处理时夹取的安全系数低、热处理工艺中的使用缺陷较多的问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种淬火炉用夹取装置，包括高度升降机构、转向机构和夹爪机构；

高度升降机构包括液压主高度升降机构和辅助升降机构；

液压主高度升降机构包括第一液压缸筒、活塞杆和上支撑筒；第一液压缸筒经活塞杆与上支撑筒连接；

辅助升降机构包括支撑板、第二液压缸筒、多级活塞杆及长摆臂杆；支撑板连接在上支撑筒侧边，支撑板与第二液压缸筒连接，第二液压缸筒与多级活塞杆连接；多级活塞杆的顶端与长摆臂杆铰接；

上支撑筒顶端连接有左支撑架，长摆臂杆与左支撑架铰接，长摆臂杆的另一端铰接有右支撑架；

转向机构包括第一电动机、转向杆和第二电动机，转向杆一端与第一电动机连接，另一端与第二电动机连接；第一电动机固定在右支撑架上；

夹爪机构包括夹爪支架、齿条、第一齿轮和第二齿轮，齿条固定在夹爪支架上，夹爪支架固定在第二电动机下方，第一齿轮和第二齿轮均与齿条啮合。

进一步，辅助升降机构还包括短摆臂杆，短摆臂杆平行设置在长摆臂杆的下方，短摆臂杆一端与左支撑架铰接，另一端与右支撑架铰接。

进一步，第一齿轮和第二齿轮连接有第三电动机。

进一步，第二电动机的输出轴经连接杆与夹爪支架固定连接。

进一步，夹爪支架下方连接有左夹爪和右夹爪，左夹爪和右夹爪内壁上均设有夹爪上滚轮和夹爪下滚轮。

进一步，夹爪上滚轮和夹爪下滚轮的直径不同。

本实用新型还公开了一种包含所述淬火炉用夹取装置的一体式淬火炉，还包括小车和炉体，炉体和夹取装置放置在小车上；

第一液压缸筒下端连接有下支撑筒，下支撑筒固定连接在小车上。

进一步，在底板上设有扶手。

进一步，炉体内壁上预制有阶梯式台阶结构。

进一步，小车包括底板和设置在底板下的车轮。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开了一种淬火炉用夹取装置，由高度升降机构、转向机构和夹爪机构三部分组成，高度升降机构包括液压主高度升降机构和辅助升降机构，采用液压系统与活塞杆的协同运动完成支撑架的工作，再通过铰链完成对夹取杠杆的控制，高度升降机构分两次工作完成，夹取工作的安全系数高、精准度高、失误率低；转向机构由两电动机驱动完成转向工作，通过电动机与转向杆的协同作用完成控制夹爪机构的转向工作，工作效率高、操作难度低；夹爪机构的工作过程优化为齿条与齿轮的啮合方式，同时夹爪与齿条之间连接进行啮合完成夹爪的大范围移动，稳定性高、夹取适应性强。通过对夹取炉内承载金属的器皿的机械夹具进行结构优化，避免人工夹取，工作效率高、安全系数高，且该夹取装置使用方便。通过设置升降机构的主、辅高度升降机构精确控制高度，设置齿轮、齿条啮合的大范围移动夹爪的夹取工作和转向机构的转向工作，完成整个自动化夹取工作，不仅减少实验人员的劳动强度，而且提高了工作效率和使用安全性，具有自由度高、安全性能好、适应性强等特点。

进一步，辅助升降机构还设计了短摆臂杆，短摆臂杆与长摆臂杆的运动方式相同，在长摆臂杆进行工作时将起到支撑保护的作用。

本实用新型还公开了一种包含上述夹取装置的一体式淬火炉，在使用过程中，通过将机械夹具与炉体固定于同一小车底部平台，构建“一体式”井式淬火炉,使淬火炉具有使用安全、高效、便捷等特点。

进一步，改进了井式淬火炉的炉体内部构造，将原来炉子底部放置盛放金属的器皿的方式优化为阶梯式。

附图说明

图1为本实用新型的一种淬火炉用夹取装置及包含其的一体式淬火炉的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为高度升降机构的结构示意图；

图4为夹爪机构的结构示意图；

图5为小车平面图。

其中，A、高度升降机构；B、转向机构；C、夹爪机构；

1、扶手；2、下支撑筒；3、第一液压缸筒；4、活塞杆；5、支撑板；6、液压缸铰链；7、第二液压缸筒；8、一级活塞杆；9、二级活塞杆；10、长摆臂杆；11、摆臂杆铰链；12、左支撑架；13、上支撑筒；14、短摆臂杆；15、右支撑架；16、第一电动机；17、转向杆；18、熔炉盖；19、第二电动机；20、第一齿轮；21、齿条；22、夹爪支架；23、左夹爪；24、右夹爪；25、夹爪上滚轮；26、夹爪下滚轮；27、金属器皿；28、炉体；29、车轮；30、法兰螺母；31、法兰螺栓；32、加强筋；33、底板；34、第二齿轮；35、第三电动机。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅为本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。

本实用新型附图及实施例描述和示出的组件可以以各种不同的配置来布置和设计，因此，以下附图中提供的本实用新型实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而仅仅是表示本实用新型选定的一种实施例。基于本实用新型的附图及实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。

需要说明的是：术语“包含”、“包括”或者其他任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，使得包括一系列要素的过程、元素、方法、物品或者设备不仅仅只包括那些要素，还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括该其过程、元素、方法、物品或者设备所固有的要素。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能进一步详细说明。

如图1所示，该“一体式”井式淬火炉组合由炉体28、夹取装置和小车组成，炉体28和夹取装置放置在小车上。其中，夹取装置由高度升降机构、转向机构和夹爪机构三部分组成。此外，为了便于井式淬火炉组合的整体移动，在车身底部设置四个车轮29。

如图2和图3所示，高度升降机构包括液压主高度升降机构和辅助升降机构。

其中，液压主高度升降机构包括第一液压缸筒3、活塞杆4、上支撑筒13；活塞杆4设置在第一液压缸筒3的顶端，活塞杆4的自由端与上支撑筒13采用焊接连接，活塞杆4在第一液压缸筒3中做活塞运动，带动上支撑筒13完成升降运动。

辅助升降机构包括支撑板5、第二液压缸筒7、一级活塞杆8、二级活塞杆9、长摆臂杆10、短摆臂杆14。

在上支撑筒13处焊接支撑板5，并视支撑板5为辅助升降机构的基板；支撑板5与第二液压缸筒7通过液压缸铰链6进行连接，第二液压缸筒7与一级活塞杆8、一级活塞杆8与二级活塞杆9均通过活塞进行连接；二级活塞杆9的顶端通过铰链与长摆臂杆10进行铰接；

上支撑筒13的顶端焊接有左支撑架12，长摆臂杆10与左支撑架12通过摆臂杆铰链11进行铰接，长摆臂杆10的另一端与右支撑架15采用铰链进行铰接；

短摆臂杆14平行设置在长摆臂杆10的下方，短摆臂杆14设置在左支撑架12与右支撑架15之间，三者之间采用铰链进行连接。

运动方式：

夹取工件过程：第一液压筒缸3的液压系统带动活塞杆4与上支撑筒13进行向下工作，使得活塞杆4、支撑架做上升运动；长摆臂杆10与左支撑架12通过摆臂杆铰链11进行连接并旋转，发生杠杆运动，使夹爪机构下降，以控制夹取过程中的主要高度；

辅助升降机构的第二液压缸筒7的液压系统带动一级活塞杆8、二级活塞杆9进行工作，带动长摆臂杆10进行杠杆运动；液压主高度升降机构和辅助升降机构向上运动，长摆臂杆10右侧的右支撑架15等部件下降，造成相反的运动结果。

短摆臂杆14与长摆臂杆10的运动方式相同，在长摆臂杆10进行工作时将起到支撑保护的作用。

如图3所示，转向机构包含左侧转向机构和右侧转向机构两部分，右支撑架15下方通过螺钉螺母进行连接有第一电动机16，第一电动机16通过平键连接有转向杆17，第一电动机16和转向杆17两者共同组成左侧转向机构；转向杆17的右端通过平键连接第二电动机19，两者组成右侧转向机构。转向机构工作时，左侧转向机构起主要作用，右侧转向机构起辅助作用。

运动原理：转向杆17位于右支撑架15下方且平行于地面，转向杆17一侧设有第一电动机16，在第一电动机16的驱动下使转向杆17做圆形运动；在转向杆17与夹爪机构的连接处设有第二电动机19。两个电动机协同完成转向杆17的动作，带动夹爪机构做水平平移运动。

当第一电动机16驱动转向杆17进行顺时针旋转时，第二电动机19给予与转向杆17转动方向相同的力，帮助转向杆17进行顺时针旋转，且当夹爪机构夹取盛放金属的器皿过重时，第二电动机19提供的驱动力可帮助第一电动机16驱动转向杆17的旋转工作稳定完成。

如图4所示，夹爪机构是由第一齿轮20、齿条21、夹爪支架22、左夹爪23、右夹爪24、夹爪上滚轮25、夹爪下滚轮26、第二齿轮34、第三电动机35组成的可伸缩式夹爪机构。夹爪支架22与第二电动机19的连接杆采用焊接进行连接，夹爪支架22上半部分与第三电动机35也采用焊接进行连接；第三电动机35两端分别设有第一齿轮20、第二齿轮34，第一齿轮20与第二齿轮34配备有与之啮合的齿条21，两齿轮分别各配备一条齿条；齿条21与齿轮运动方向一致，分别悬挂于夹爪支架22前后两侧。左夹爪23、右夹爪24悬挂于夹爪支架22的部分与齿条21采用焊接进行连接，齿轮与齿条的啮合运动时带动夹爪进行同向运动。左夹爪23和右夹爪24通过螺钉螺母连接夹爪上滚轮25与夹爪下滚轮26，完成夹爪的夹取动作。

运动方式：如图4所示，两齿轮在第三电动机35的带动下旋转，带动啮合的齿条21带动进行内向运动；齿条21工作时带动悬挂于夹爪支架22上的左夹爪23、右夹爪24进行同向运动，使得左夹爪23和右夹爪24进行工作。齿轮进行顺时针或逆时针工作，完成左夹爪23与右夹爪24的张开与闭合；夹爪上滚轮25与夹爪下滚轮26两者相互配合，完成对不同尺寸承载金属的器皿的夹取工作。

此外，第一液压缸筒3下端连接有下支撑筒2，具体采用螺钉连接，下支撑筒2的下部设有多个加强筋32，下支撑筒2通过法兰螺栓31、法兰螺母30与底板33连接为一体，从而将将升降机构、夹爪机构和转向机构固定在小车上。

如图5所示，将淬火炉炉体28与底板33通过焊接进行连接，与小车固定为一体；炉体28内壁上预制有阶梯式台阶结构，夹取机构工作时可将承载金属器皿27放置于淬火炉的阶梯台处；淬火炉炉内结构设计为三层阶梯式，可对材料同时进行同温度不同时间的淬火；在底板33底部采用螺丝螺母与车轮29进行连接。炉体28上方铰接有熔炉盖18。

更优地，在底板33上还设有扶手1，扶手1与小车通过焊接进行连接以增加小车使用时的便捷性。

一体式淬火炉的工作原理：

夹取工件过程：第一液压筒缸3的液压系统带动活塞杆4与上支撑筒13进行工作，使得活塞杆4、支撑架做上升运动；长摆臂杆10与左支撑架12通过摆臂杆铰链11进行连接并旋转，发生杠杆运动，使得夹爪机构下降，控制夹取过程中的主要高度；辅助升降机构的四连杆液压筒7的液压系统带动一级活塞杆8、二级活塞杆9进行工作，四连杆辅助机构的上升带动二级活塞杆9和长摆臂杆10进行杠杆运动，在短摆臂杆14的配合下，夹爪机构位于目标位置处；夹取不同尺寸规格的金属器皿27时，齿轮在第三电动机35的带动下使齿轮进行旋转运动，两齿轮带动齿条21做内向运动，同时带动夹爪支架22所连接的左夹爪23、右夹爪24同时向内运动，使左夹爪23、右夹爪24进行闭合运动，完成夹取金属器皿27的工作。

取出工件过程与夹取工件过程相反：第一液压筒缸3的液压系统带动活塞杆4与上支撑筒13进行工作，使得活塞杆4、支撑架下降；长摆臂杆10与左支撑架12通过摆臂杆铰链11进行连接并旋转，发生杠杆运动，使夹爪机构上升；同时四连杆辅助完成升降工作致使夹爪机构位于目标位置处；第一电动机16带动转向杆17进行逆时针旋转，将夹取的金属器皿27旋转至目标位置处；第三电动机35带动两齿轮做外向运动，致使啮合的齿条21进行运动，带动连接的左夹爪23、右夹爪24进行外向运动，完成松开夹取放置金属得器皿的工作。

夹取的过程中，夹爪机构设有尺寸不同的夹爪上滚轮25、夹爪下滚轮26，二者互相作用防止其脱落，保证自动化和安全性。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种淬火炉用夹取装置，其特征在于，包括高度升降机构、转向机构和夹爪机构；

高度升降机构包括液压主高度升降机构和辅助升降机构；

液压主高度升降机构包括第一液压缸筒(3)、活塞杆(4)、上支撑筒(13)；第一液压缸筒(3)经活塞杆(4)与上支撑筒(13)连接；

辅助升降机构包括支撑板(5)、第二液压缸筒(7)、多级活塞杆及长摆臂杆(10)；支撑板(5)连接在上支撑筒(13)侧边，支撑板(5)与第二液压缸筒(7)连接，第二液压缸筒(7)和多级活塞杆连接；多级活塞杆的顶端与长摆臂杆(10)铰接；

上支撑筒(13)顶端连接有左支撑架(12)，长摆臂杆(10)与左支撑架(12)铰接，长摆臂杆(10)的另一端铰接有右支撑架(15)；

转向机构包括第一电动机(16)、转向杆(17)和第二电动机(19)，转向杆(17)一端与第一电动机(16)连接，另一端与第二电动机(19)连接；第一电动机(16)固定在右支撑架(15)上；

夹爪机构包括夹爪支架(22)、齿条(21)、第一齿轮(20)和第二齿轮(34)，齿条(21)固定在夹爪支架(22)上，夹爪支架(22)固定在第二电动机(19)下方，第一齿轮(20)和第二齿轮(34)均与齿条(21)啮合。

2.根据权利要求1所述的一种淬火炉用夹取装置，其特征在于，辅助升降机构还包括短摆臂杆(14)，短摆臂杆(14)平行设置在长摆臂杆(10)的下方，短摆臂杆(14)一端与左支撑架(12)铰接，另一端与右支撑架(15)铰接。

3.根据权利要求1所述的一种淬火炉用夹取装置，其特征在于，第一齿轮(20)和第二齿轮(34)连接有第三电动机(35)。

4.根据权利要求1所述的一种淬火炉用夹取装置，其特征在于，第二电动机(19)的输出轴经连接杆与夹爪支架(22)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种淬火炉用夹取装置，其特征在于，夹爪支架(22)下方连接有左夹爪(23)和右夹爪(24)，左夹爪(23)和右夹爪(24)内壁上均设有夹爪上滚轮(25)和夹爪下滚轮(26)。

6.根据权利要求5所述的一种淬火炉用夹取装置，其特征在于，夹爪上滚轮(25)和夹爪下滚轮(26)的直径不同。

7.一种包含权利要求1-6任意一项所述淬火炉用夹取装置的一体式淬火炉，其特征在于，还包括小车和炉体(28)，炉体(28)和夹取装置放置在小车上；

第一液压缸筒(3)下端连接有下支撑筒(2)，下支撑筒(2)固定连接在小车上。

8.根据权利要求7所述的一体式淬火炉，其特征在于，在底板(33)上设有扶手(1)。

9.根据权利要求7所述的一体式淬火炉，其特征在于，炉体(28)内壁上预制有阶梯式台阶结构。

10.根据权利要求7所述的一体式淬火炉，其特征在于，小车包括底板(33)和设置在底板(33)下的车轮(29)。

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