一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构及传输方法 |
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| 申请号 | CN202311544264.9 | 申请日 | 2023-11-18 | 公开(公告)号 | CN117965865A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 山东建筑大学; 山东联美弹簧有限公司; | 发明人 | 冯以盛; 许荣福; 张云山; 张志宁; 齐鹏; 初振美; 马驿皓; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种用于回火炉 工件 传输的连续拨动传输机构，包括 热处理 炉炉体和炉体 支架 ，所述炉体支架固定所述热处理炉炉体，所述热处理炉炉体包括炉体 外壳 、保温 隔热 系统和加热系统，所述加热系统为所述热处理炉炉体供热，所述加热系统为电加热系统，其特征是，还包括驱动机构和连续拨动转辊组件，所述炉体支架还对所述驱动机构和连续拨动转棍组件进行 支撑 。本发明要解决的技术问题是提供一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构，可解决金属工件在回火热处理过程中不均匀加热、提高热量利用率等问题，本发明提供的传输方法及机构对场地没有特殊要求，不需要挖地坑，可解决车间工艺调整时的搬运困难等问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构，包括热处理炉炉体(4)和炉体支架(41)，所述炉体支架(41)固定所述热处理炉炉体(4)，所述热处理炉炉体(4)包括炉体外壳、保温隔热系统和加热系统，所述加热系统为所述热处理炉炉体(4)供热，所述加热系统为电加热系统，其特征是，还包括驱动机构(2)和连续拨动转辊组件(3)，所述炉体支架(41)还对所述驱动机构(2)和连续拨动转棍组件(3)进行支撑； |
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| 说明书全文 | 一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构及传输方法技术领域背景技术[0002] 热处理是一种重要的热加工工艺，在机械制造业被广泛应用。热处理作为提高机械零件性能和延长使用寿命的关键工艺，能够充分发挥金属材料的潜力，是节约材料、节能降耗的有效途径。任何一种热处理工艺，均需要严格控制热处理过程中的温度参数，热处理温度的控制只有通过相应的设备才能得以实现。热处理炉是实现金属热处理工艺的主要设备，没有先进的热处理炉就不能实现先进的热处理工艺，热处理炉的先进与否、设计是否合理更是决定热处理工艺的非常重要的因素。 [0003] 回火热处理是金属材料工件性能提升的关键工序，是将已经淬火的金属材料工件加热到Ac1以下适当温度(低于727℃)保温一定时间，然后用符合工艺要求的方法进行冷却的热处理工艺。回火的主要目的是：消除金属材料工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂；调整金属材料工件的硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能要求；稳定组织与尺寸，保证精度。回火热处理炉一般分为连续式回火热处理炉、真空回火热处理炉、全纤维台车式回火热处理炉以及全纤维井式回火热处理炉等。针对金属工件等大批量金属工件的回火热处理，生产中常用连续式回火热处理炉，该类型回火热处理炉的主要优势是采用智能化温度控制仪及自动控制系统，在500℃炉温内，可控温精度±3℃，设备还配有热风搅拌装置，炉温精确均衡，回火金属工件质量稳定可靠。现有生产中使用的连续式回火热处理炉主要存在设备占地面积大、一次性投资大，工艺调整困难；特别是由于炉体结构设计原因，为安装加热炉需要在车间挖地坑以备炉体外链条的循环输送，同时若遇到工艺提升、车间生产线调整时，该类型回火热处理炉工艺调整及搬运困难。很多厂家由于生产成本方面的考虑，实际生产中仍然采用老式回火热处理炉。已经公开的专利CN202210292531.7、CN202210576064.0等均考虑解决传统连续回火热处理炉连续输送金属工件的技术难点，但仍未解决以下三个主要问题：一是金属工件加热不均匀的问题。由于金属工件与角钢的接触，致使紧贴角钢位置的这部分工件加热速度慢，与角钢不接触的工件加热速度快，导致金属工件局部的温度不均匀，进而出现金属工件性能不均匀的现象，影响金属工件的质量品质。二是占地面积较大、工艺调整难等问题。现有连续式回火热处理炉需要挖地坑等，以备回火热处理炉连续传动时链条的循环运行，且遇到工艺提升改进、车间重新布置时，搬运困难。三是节能问题。现有连续式回火炉的传输机构均封装在炉体内，且连续输送机构上的链条链板、链板上的V型角钢等部件与待输运的工件是相对静止的，即链条链板等部件会随着炉膛内工件的传输而不断前进，链条链板等部件在炉膛传输过程中内会吸收大量热量；链条链板会随着工件的连续输送而转移至炉体外，炉体外的链条链板会损失大量热量，往复循环，已经降温的链条链板等又重新进入炉膛而吸收热量，这种输送方式会导致大量的热量被链条链板及V字型角钢等部件吸收，真正被工件有效利用的热量较少，造成极大的能源浪费。为解决和克服上述提及的连续式回火炉存在的缺点和问题，本发明提出了一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构及工作方法。 发明内容[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构，具有以下特点：一是结构简单、操作便捷；二是工作过程中，待传输的工件与该机构的转辊是相对运动的状态，即该机构的转辊是固定的、且处于旋转状态，而工件是波浪滚动输送的状态，在实现金属工件连续传输的同时，可解决金属工件在回火热处理过程中不均匀加热、提高热量利用率等问题；三是本发明提供的传输方法及机构对场地没有特殊要求，不需要挖地坑，可解决车间工艺调整时的搬运困难等问题。 [0005] 本发明采用如下技术方案实现发明目的： [0006] 一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构，包括热处理炉炉体和炉体支架，所述炉体支架固定所述热处理炉炉体，所述热处理炉炉体包括炉体外壳、保温隔热系统和加热系统，所述加热系统为所述热处理炉炉体供热，所述加热系统为电加热系统，其特征是，还包括驱动机构和连续拨动转辊组件，所述炉体支架还对所述驱动机构和连续拨动转棍组件进行支撑； [0007] 所述连续拨动转辊组件和所述驱动机构连接，所述连续拨动转辊组件包括一组转棍一、一组转棍二和所述固定轴承，每个所述转棍一和转棍二交替排布，所述转棍一和转棍二相互平行设置，每个所述转棍一和转棍二的两端分别轴承连接所述固定轴承，每个所述固定轴承均固定在所述支架上部两侧，所述连续拨动转辊组件通过固定轴承安装在所述支架上； [0009] 所述转轴包括一个外伸段、两个轴颈段、一个工作段和两个退刀槽，所述外伸段设置在所述转轴的一端，所述外伸段连接所述驱动机构，所述轴颈段设置在所述转轴的两侧，所述轴径段连接所述固定轴承，所述工作段设置在所述转轴的中间位置，所述工作段用于安装布置所述叶片组件； [0010] 所述叶片组件为多个，每个所述叶片组件是由沿着所述转轴圆周方向上两个及以上个叶片构成，相邻的所述叶片组件在所述转轴圆周方向上的间隔角度为 其中，n为叶片个数，所述转棍一连接奇数个所述叶片组件，所述转辊二连接偶数个所述叶片组件，所述转棍一连接的所述叶片组件和转棍二连接的所述叶片组件的个数差值为。 [0011] 作为本技术方案的进一步限定，所述驱动装置包括齿轮，每个所述转轴的外伸端分别固定一个所述齿轮，相邻的所述齿轮通过中间齿轮相互啮合，所述中间齿轮的中心轴轴承连接齿轮支架，所述齿轮支架固定所述支架，所有所述齿轮均设置在同一直线上，一端的一个所述齿轮啮合主动齿轮，所述主动齿轮的中心固定所述驱动电机的输出端。 [0012] 作为本技术方案的进一步限定，所述驱动装置包括齿轮，每个所述转轴的外伸端分别固定一个所述齿轮，相邻的所述齿轮相互啮合，所有所述齿轮均设置在同一直线上，一端的一个所述齿轮啮合主动齿轮，所述主动齿轮的中心固定所述驱动电机的输出端。 [0013] 作为本技术方案的进一步限定，所述驱动装置包括从动链轮和主动链轮，每个所述转轴的外伸端分别固定一个所述从动链轮，所述主动链轮固定连接所述驱动装置的动力输出端，所述主动链轮和所有所述从动链轮均通过闭合的链条耦合连接，所有所述链轮均设置在同一直线上。 [0014] 作为本技术方案的进一步限定，所述连续拨动转棍组件具有多个所述转辊一和所述转辊二，所述连续拨动转辊组件按照“转辊一+转辊二+转辊一+转辊二+……”交叉布置的方式固定安装在所述支架上，所述转辊一和所述转辊二安装的轴间距是所述叶片组件上叶片的长度+1mm‑50mm，所述转辊一或转辊二上所述叶片组件间隔距离为叶片宽度+1mm‑50mm。 [0015] 与相关技术相比较，本发明提供的一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构具有如下有益效果： [0016] (1)本技术方案中所公开的用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构及工作方法，受热的金属工件在该类型机构传输过程中，金属工件会不断翻转前行，金属工件的受热部位随着金属工件的翻转输送不断变化位置，金属工件在传输过程中可以实现金属工件整体的均匀受热，解决了现有连续式回火热处理炉金属工件受热不均的问题，提高了金属工件的机械性能； [0017] (2)本技术方案中连续拨动推进传输机构的驱动机构安装在支架上，且设置安装在回火炉炉体外部，不需要在车间中开挖地坑，解决了现有连续式回火热处理炉传输方式占地面积大、工艺调整难等问题。 [0019] 图1为本发明的第二实施例立体结构示意图。 [0020] 图2为本发明的第一实施例局部立体结构示意图。 [0021] 图3为本发明的转轴和叶片组件的立体结构示意图。图4为本发明的转轴的立体结构示意图。 具体实施方式[0022] 下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。 [0023] 第一实施例 [0024] 请结合参阅图1‑图4，其中，图1为本发明提供的一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构的第二实施例的立体结构示意图，图2为本发明的第一实施例的局部立体结构示意图，图3为本发明的转轴的立体示意图。 [0025] 包括热处理炉炉体4和炉体支架41，所述炉体支架41固定所述热处理炉炉体4，所述热处理炉炉体4包括炉体外壳、保温隔热系统5和加热系统6，所述加热系统6为所述热处理炉炉体4供热，所述加热系统为电加热系统，其特征是，还包括驱动机构2和连续拨动转辊组件3，所述炉体支架41还对所述驱动机构2和连续拨动转棍组件3进行支撑； [0026] 所述连续拨动转辊组件3和所述驱动机构2连接，所述连续拨动转辊组件3包括一组转棍一31、一组转棍二32和所述固定轴承33，每个所述转棍一31和转棍二32交替排布，所述转棍一31和转棍二32相互平行设置，每个所述转棍一31和转棍二32的两端分别轴承连接所述固定轴承33，每个所述固定轴承33均固定在所述支架1上部两侧，所述连续拨动转辊组件3通过固定轴承33安装在所述支架1上； [0027] 所述每个所述转棍一31和转棍二32分别包括转轴35和沿所述转轴圆周方向上均匀排布的叶片组件36组成，所述叶片组件36固定连接所述转轴35，所述叶片组件36安装的空间位向保持一致、不允许错位； [0028] 参阅图3，所述转轴35包括一个外伸段351、两个轴颈段352、一个工作段353和两个退刀槽354，所述外伸段351设置在所述转轴35的一端，所述外伸段351连接所述驱动机构2，所述轴颈段352设置在所述转轴35的两侧，所述轴径段352连接所述固定轴承33，所述工作段353设置在所述转轴35的中间位置，所述工作段353用于安装布置所述叶片组件36； [0029] 所述叶片组件36为多个，每个所述叶片组件36是由沿着所述转轴35圆周方向上两个及以上个叶片构成，相邻的所述叶片组件36在所述转轴35圆周方向上的间隔角度为其中，n为叶片个数，所述转棍一31连接奇数个所述叶片组件36，所述转辊二32连接偶数个所述叶片组件36，所述转棍一31连接的所述叶片组件36和转棍二32连接的所述叶片组件36的个数差值为1。 [0030] 进一步的，所述转轴35上的所述叶片要错位交叉安装、不允许干涉，所述叶片组件36的叶片在转轴35轴向方向上设置的安装位向保持一致。 [0031] 进一步的，所述转辊一31或所述转辊二32的转轴35按照如下步骤设计： [0032] 步骤1：轴径计算：根据扭转强度条件确定转轴35的最小轴径，参照公式(一)计算： [0033] 式中：p为轴所传递的功率(KW)； [0034] n为轴的转速(r/min)； [0035] A0为计算系数； [0036] dmin为最小轴径； [0037] T为轴所传递的扭矩，T＝9.55×106P/n； [0038] τ为需用扭转切应力。 [0039] 步骤2：转轴35的结构设计： [0040] 在本发明中，所述转轴35采用阶梯轴结构设计，包括一个外伸段351、两个轴颈段352、一个工作段353和两个退刀槽354，所述外伸段351设置在所述转轴35的一端，所述外伸段351连接所述驱动机构2，外伸段351开有键槽，用于和所述驱动机构2的稳定连接，所述轴颈段352设置在所述转轴35的两侧，所述轴径段352连接所述固定轴承33，所述工作段353设置在所述转轴35的中间位置，所述工作段353用于安装布置所述叶片组件36，所述轴颈段 352设置在所述转轴35的两侧，并与固定轴承33配合，采用过度配合方式，实现径向定位； [0041] 为保证加工精度、保证装配时相邻零部件的端面靠紧，在所述工作段353两端轴颈处设置所述退刀槽354，所述工作段353上将设置安装多组叶片组件36，所述工作段353是所述转轴35的主要工作部位，其中，参见图4，将所述工作段353分为两段及其以上部分形成工作段分区，在每段所述工作段分区的两端设置为斜面，逐渐向所述工作段分区的中间过渡且与中部圆轴区域连接，此设计的目的是为了防止螺旋簧从进口进入到出口出来出现跑偏现象； [0042] 进一步的，所述叶片组件36的叶片的具体参数如下：所述叶片的厚度控制在3mm‑50mm、所述叶片的宽度控制在100mm‑500mm、所述叶片的长度控制在100mm‑800mm，所述叶片的具体尺寸需要根据传输工件材质及传输要求综合考虑确定。 [0043] 所述驱动机构2包括驱动电机21和驱动装置22，所述驱动电机21的输出端一侧通过所述驱动装置22连接所述连续拨动转棍组件3中一个所述转轴35的外伸端351的一侧。 [0044] 所述驱动装置22包括齿轮221，每个所述转轴35的外伸端351分别固定一个所述齿轮221，相邻的所述齿轮221通过中间齿轮223相互啮合，所述中间齿轮223的中心轴轴承连接齿轮支架224，所述齿轮支架224固定所述支架1，所有所述齿轮221均设置在同一直线上，一端的一个所述齿轮221啮合主动齿轮222，所述主动齿轮222的中心固定所述驱动电机21的输出端。 [0045] 所述连续拨动转棍组件3具有多个所述转辊一31和所述转辊二32，所述连续拨动转辊组件3按照“转辊一31+转辊二32+转辊一31+转辊二32+……”交叉布置的方式固定安装在所述支架1上，所述转辊一31和所述转辊二32安装的轴间距是所述叶片组件36上叶片的长度+1mm‑50mm，所述转辊一31或转辊二32上所述叶片组件间隔距离为叶片宽度+1mm‑50mm。 [0046] 本发明提供的一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构的工作原理如下：工作开始前，分别确认所述驱动机构2与所述连续拨动传输转辊组件3的连接、待传输工件的传输方向，确认无误后，开启所述驱动电机21，所述驱动电机21的输出动力通过所述驱动装置22带动所述连续拨动传输转辊组件3同步转动运行；将需要进行回火热处理的金属工件置于所述连续拨动传输转辊组件3的叶片组件36上，伴随着所述转辊一31和所述转辊二32的同步转动，叶片组件36转动，待运输的金属工件便由所述连续拨动传输转辊组件3上的叶片拨动滑落至下一转轴35的叶片上，如此往复循环，在此过程中，叶片组件36的叶片在转动金属工件即可实现连续拨动传输的目的，金属工件在拨动滑落过程中具有滚动的特征，滑落滚动过程中，金属工件与叶片接触的部位随着拨动滑落不断变换位置，即金属工件在回火炉中传输的受热面在传输过程中不断发生变化，以此达到金属工件均匀受热的目的和效果。 [0047] 本发明提供的一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构具有如下优点：本技术方案中所公开的用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构及工作方法，受热的金属工件在该类型机构传输过程中，金属工件会不断翻转前行，金属工件的受热部位随着金属工件的翻转输送不断变化位置，金属工件在传输过程中可以实现金属工件整体的均匀受热，解决了现有连续式回火热处理炉金属工件受热不均的问题，提高了金属工件的机械性能； [0048] 本技术方案中连续拨动推进传输机构的驱动机构安装在支架上，且设置安装在回火炉炉体外部，不需要在车间中开挖地坑，解决了现有连续式回火热处理炉传输方式占地面积大、工艺调整难等问题。 [0050] 转辊圆周方向上的叶片为4片，即圆周方向上相邻叶片间夹角为90°； [0051] 所述叶片选用5mm厚的钢板，叶片尺寸确定为200mm×100mm×5mm； [0052] 参阅图3：转辊一31和转辊二32的转轴35圆周方向上通过焊接方式设置有4个叶片，每4个所述叶片形成所述叶片组件36，所述叶片组件36在圆周方向上相邻叶片的夹角为90°，相邻安装的转辊一31和转辊二32上的叶片交叉错位安装，且叶片的空间安装位向保持一致； [0053] 本实施例中转辊一31确定为11组叶片组件36，转辊二32确定为10组叶片组件，并行安装相邻的转辊一31和转辊二32的轴间距确定为210mm，转辊一31或转辊二32上相邻叶片组件36的间隔距离为110mm； [0054] 工作时，开启驱动电机21，驱动电机21通过主动齿轮22、齿轮221和中间齿轮223形成的齿轮组带动转棍一31和转棍二32形成的连续拨动传输转辊组件同步转动运行，将需要进行回火热处理的螺旋弹簧置于转棍一31和转棍二32连接的叶片组件36上，伴随着转辊一31和转辊二32的同步转动，螺旋弹簧工件便由转轴35上的叶片拨动滑落至下一转轴35的叶片上，如此往复循环，螺旋弹簧工件即可实现连续传输的目的，螺旋弹簧工件在拨动滑落过程中具有滚动的特征，滑落滚动过程中，螺旋弹簧与叶片接触的部位随着拨动滑落不断变换位置，即螺旋弹簧在回火炉中传输的受热面在传输过程中不断变化，以此达到螺旋弹簧均匀受热的目的和效果，且传输平稳。 [0055] 第二实施例 [0056] 本实施例是基于本申请的第一实施例提供的一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构，本申请的第二实施例提出另一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构。第二实施例仅仅是第一实施例优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。 [0057] 具体的，在本实施例中，以实现φ50mm×200mm棒状工件的传输为例进行阐述，本申请的第二实施例提供的一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构的不同之处在于，一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构：所述驱动装置22包括从动链轮225和主动链轮226，每个所述转轴35的外伸端351分别固定一个所述从动链轮225，所述主动链轮226固定连接所述驱动装置22的动力输出端，所述主动链轮226和所有所述从动链轮22均通过闭合的链条227耦合连接，所有所述链轮222均设置在同一直线上。 [0058] 所述驱动装置22采用电机驱动，每个所述叶片组件36在圆周方向上的叶片为3片，即圆周方向上相邻叶片间夹角为120°；叶片选用3mm厚的钢板，叶片尺寸为500mm×300mm×3mm。 [0059] 所述叶片组件36的叶片交叉错位安装，且叶片的空间安装位向保持一致。 [0060] 本发明提供的一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构的工作原理如下： [0061] 工作时，驱动装置的电机驱动主动链轮226转动，主动链轮226通过链条227带动从动链轮225转动，从动链轮225带动转轴35转动，转轴35带动转棍一31和转棍二32转动，转棍一31和转棍二32组成的转棍组件同步转动运行，将需要进行回火热处理的φ50mm×200mm棒状金属材料置于转辊组件的叶片组件36的叶片上，伴随着转辊一31和转辊二32的同步转动，棒状金属材料便由转辊一31上的叶片拨动滑落至下一转辊二32的叶片上，如此往复循环，棒状金属材料即可实现连续传输的目的。 [0062] 与相关技术相比较，本发明提供的一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构具有如下有益效果： [0063] 棒状金属材料在拨动滑落过程中具有滚动的特征，滑落滚动过程中，棒状金属材料与叶片接触的部位随着拨动滑落不断变换位置，即棒状金属材料在回火炉中传输的受热面在传输过程中不断变化，以此达到棒状金属材料均匀受热的目的和效果，传输平稳。 [0064] 第三实施例： [0065] 本实施例是基于本申请的第一实施例或第二实施例提供的一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构，本申请的第三实施例提出另一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构。第三实施例仅仅是第一实施例或第二实施例优选的方式，第三实施例的实施对第一实施例或第二实施例的单独实施不会造成影响，具体的，本实施例中，在所述热处理炉炉体4内从上至下设置若干组连续拨动转辊组件3，每组所述连续拨动转辊组件3分别连接实施例一或实施例二中的驱动机构2，实现批量对工件的热处理传输。 [0066] 本发明还提供了一种用于回火炉工件传输的连续拨动传输机构的传输方法，其特征在于： [0067] 包括以下步骤： [0068] 步骤1：将驱动机构2与连续拨动转辊组件3的外伸段351连接，使驱动机构2能够驱动连续拨动转辊组件3旋转。 [0069] 步骤2：将连续拨动转辊组件3的轴颈段352轴承连接固定轴承33，将固定轴承33固定在支架1的上部两侧，使连续拨动转辊组件3能够稳定地安装在支架1上。 [0070] 步骤3：在连续拨动转辊组件3的工作段353上，沿转轴35的圆周方向上均匀排布叶片组件36，并将叶片组件36固定连接转轴35。 [0071] 其中，叶片组件36由两个及以上个叶片构成，相邻的叶片组件36在转轴35圆周方向上的间隔角度为 其中，n为叶片个数； [0072] 转棍一31连接奇数个叶片组件36，转棍二32连接偶数个叶片组件36，转棍一31连接的叶片组件36和转棍二32连接的叶片组件36的个数差值为1； [0073] 叶片组件36的叶片在转轴35轴向方向上设置的安装位向保持一致。 [0074] 步骤4：使驱动机构2启动，驱动连续拨动转辊组件3旋转。 [0075] 其中，由于叶片组件36的错位交叉安装，当连续拨动转辊组件3旋转时，叶片组件36会产生交替变化的推力和拉力，转棍一31连接的叶片组件36会向左推动物料，转棍二32连接的叶片组件36会向右拉动物料，从而实现对物料的连续拨动作用，从而实现对物料的连续拨动作用。 [0076] 步骤5：根据需要，调节驱动机构2的速度，以控制连续拨动转辊组件3的旋转速度，从而改变物料的拨动速度。 [0077] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。 |
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