轉臂式大型軸承圈套類零件淬火設備 
 
摘要：分析了傳統淬火方式弊端，設計了轉臂式淬火設備與具有自體液壓漲縮功能的模具，將設備與模具結合為一體，滿足淬火工藝要求。介紹了設備的工作過程與優勢，得出用相對簡單的設備與模具，達到與淬火壓床相同的功能，實現模具保持淬火。本淬火設備是對傳統工藝的自動化提升，是目前國內較為先進的工藝裝備，獲得了國家專利授權。
關鍵詞：立柱轉臂式 大型軸承內外圈 自體液壓漲縮淬火模具 變頻供油冷卻 觸摸屏控制
  
Revolving Arm Style Large Bearing Rings Parts Quench Equipment
 
Abstract:This thesis analyses the shortcoming of traditional quench method, design revolving
arm style quench equipment and the quench tooling that with extension function by
self-hydraulic system, combine the equipment with the tooling to meet the quench technological
requirements. The thesis introduces the working process and superiority of the equipment, use
the relative simple equipment and tooling can achieve the same functions of a quench press,
and to complete the quenching process by the tooling keep pressure, it is an advanced
equipment in our country at present, and it has obtained the patent right of our country.
Key words:vertical column revolving arm style；large inner and outer bearing rings；the quench
tooling with extension function by self-hydraulic system ；converter control cooling oil supply；
the touch screen control
 
 
轉臂式淬火設備是專為大型軸承內套和外套淬火設計的專用設備，與模具配套，除工件入模、鎖模過程需人工外，實現了淬火過程的半自動化。
目前國內在大型軸承內套和外套淬火過程與此相似，即工件裝在有簡易模具加熱托架上，一起吊入井式爐加熱，到淬火溫度后用吊車從井式爐中吊出，將工件和模具（托架）一起吊入油池中，上下起吊淬火；對于尺寸較小的工件，多個工件疊放在托架上，加熱后吊出托架，再將單件分吊到模具上，吊入油池上下起吊淬火。
這樣的淬火過程存在熱損失大、模具損耗大、模具占地大、吊車故障率高、隨入油過程的長短造成淬火質量差異大等一系列弊端。
轉臂式淬火設備是對傳統工藝的自動化提升，將設備與模具結合為一體，設備實現模具的轉位、提升與下降、冷卻油液的循環、控制等淬火工藝要求、具有自體液壓漲縮功能的模具確保強制阻止工件淬火變形，與淬火壓床的功能一樣，實現模具保持淬火。
和該設備配套的加熱爐為井式爐、輥棒爐、多用爐及其他合適的加熱設備。 

設備包括主機、模具、冷卻系統、液壓系統、電控系統.等，限于篇幅，僅就主機、模具與冷卻系統做一簡述。
1主要結構及原理
設備的結構原理如圖一，
圖中：1、內油池 2、托盤 3、模具 4、提升油缸 5、浮動機構 6、轉臂 7、配重 8、立柱 9、淬火機構 10、外油池
工作過程如下：
機床處于原位時，轉臂連同提起的上模具，停留在轉離工作位置的某一角度（根據工件直徑的大小，角度可以設定），淬火機構托起下模具處于上位。加熱出爐的工件被吊車吊入機床的工作位置，由人工扶正，放在下模具上。啟動按鈕，定位銷拔出，轉臂回位，定位銷重新插入使轉臂的工作位置固定，提升油缸下行落下模具，到某一位置時，有人工點動按鈕，使上、下模具對中插入下模具并將契鐵旋轉一個角度，推入契孔，上下模具連接為一體，此時，模具油缸的高壓進油接通，油缸推動撐開模具到設定尺寸保持工件。同時，池內油液開始循環，淬火機構下行進入油池，同時，插板油缸動作拔出插板，提升油缸隨淬火機構浮動，即模具、工件、提升油缸于淬火機構一起下行進入油池，工件由模具保持在調定的冷卻狀態下淬火。淬火過程結束后，淬火機構換向，托起工件、模具及浮動的提升油缸，到位后，插板插入，結束提升油缸的浮動，同時模具液壓缸換向，模具松開。此時，人工操作轉回鎖桿角度，上下模具分離，按按鈕，提升油缸提起上模具，到位后，插銷油缸換向拔起插銷，轉臂回轉，將上模具轉離到設定的角度，插銷重新插入，轉臂被固定在初始位置。淬火后的工件留在下模具上，啟動吊車，吊走已淬火的工件，一個工作循環完成，原位等待下一個循環的開始。
2主要技術參數及適用范圍
被淬的外徑范圍是從 450 到 915mm。軸承圈的高度范圍是從 25 到 400mm。軸承圈的重量范圍是 50 到 300kg。
軸承圈的外形為單錐外圈、單錐內圈、雙錐外圈、雙錐內圈。設備的主要技術數據：
表 1 設備的主要技術參數
 

1 淬火零件數量 1 件 2 淬火時間設定范圍 0～9999 秒連續可調 3 中心冷卻循環泵 流量：520m3/h，用變頻器可調節流量 4 被淬火工件尺寸 直徑：φ450～φ915mm，高度：25～400mm 設 備主參 數 動力部分 液壓系統從 6～10MPa, 可調整 主要工作尺寸 工作面離地高度 1150mm 模具安裝空間 ≤φ1100mm 外形尺寸 2800×3100×3880mm（L×W×H）

 
 
 
 
模具油缸 4 通入高壓油，推動模具內錐撐開模具到設定尺寸，保持工件淬火。淬火后，油缸釋壓，斜契返回，上下模具分離，提升油缸提起上模具到起始位置。
4冷卻系統
淬火冷卻系統由主機油池、管道、循環泵、中心噴油機構等組成。冷卻油池內、外分開，外油池與內油池有高低差，油庫的冷卻油通過管、閥進入內油箱，高出內油箱液面的溢
流至外油箱，過濾后經管路流回油庫，油庫與設備油池的油液不停交換以保證冷卻油液的溫度。進油管道裝有流量計、壓力變送器、閥門等以調節和檢測進油管道的流量和壓力；回油管道中含有溫度變送器，以檢測油池中冷卻油的溫度。

淬火時工件和模具浸入冷卻油池中，噴油機構將冷卻油從外油池吸入，用調定的壓力和流量輸回到中心噴油裝置，通過分配，分別流經工件外周及模具外周的油道，使工件內、外表面同步冷卻。內、外油池中的外循環保證了淬火油液的溫度，內循環保證了急冷時的流量和流向要求。
內循環泵由變頻器控制，減小了頻繁啟動對泵的損害，而且通過控制泵轉速，既保證使工件內、外同時冷卻淬火的油量，又不使冷卻油噴射出油池，淬火完成后，泵低速運轉，具有節能效果且為下一循環做好準備。
如此，設備與模具配套保證了模壓淬火流程的運行，油池的自循環系統提供所需的冷卻條件，除需人工鎖緊模具外，其余模具保持的淬火過程實現了半自動化。
5設備特點
本設備對淬火的工作部分進行了創新設計，具有以下功能和特點：
1）立柱轉臂結構，可將模具提升后轉開，便于吊車將加熱的工件吊入或將已淬工件吊出淬火位置； 2）提升油缸與模具可以成浮動狀態，使工件入油淬火和出油提升過程中模具不與提升裝置分離，使操作簡單，節省時間；3）采用托盤支承模具與工件，托盤油缸可拖動托盤連同模具完成入油池或出油池的淬火過程，有效的利用了設備的空間，降低了設備的空間高度； 4）冷卻油池配備有循環供油管路和自循環油泵，油液的溫升小，工件的淬透性高；5）除手動鎖模外，各動作可執行程序自動控制，提升了大型軸承淬火的自動化程度，保證淬火工件的質量。
電氣控制部分采用了觸摸屏控制，每一步驟均可通過觸摸屏進行調整和設置，方便直觀，主要電氣元件采用進口產品；程控柜上設有手動淬火時間設定，具有調整和自動程序控制兩種控制模式，設有調整、循環轉換開關。在調整位置，設有上升、下降按鈕，啟動按鈕，模具可以在任意位置停留，便于更換模具；在循環位置，只要啟動循環按鈕，壓機會按照設定的程序自動循環工作；需要中途停止運行時，按下急停按鈕，一切運行停止。PLC 內有若干時間延時，可按給定的淬火工藝要求實現自動程序控制。
6結束語
本設備集裝件、鎖緊、模具保持、內外強制循環油液冷卻、模具提升旋轉等動作程序為一體，在滿足工件淬火工藝的同時，減小淬火產生的形變，達到降低材料損耗和返工率，縮短磨削工時，提高工效，降低勞動強度，實現連續化生產的目的。本設備適合與各種加熱和回火、清洗設備連線使用。
根據用戶的需要，可以為該淬火設備配備比吊車更為方便、省力的工件轉運和傳輸設備。