中、大型零件淬火輔助設備的改造

紀同圣　王　玲　王　麗　楊彥宏　黃　海　范紅志　丁建軍　王宏利

摘要：文章通過對鞍山某機械設備制造廠齒輪淬火輔助設備的技術改造，克服了原有淬火輔助設備的各種弊端，增加了使用功能，從而大大提高生產效率，提高了工作時的安全性。

關鍵詞：淬火；輔助設備；技術改造

中圖分類號：TQ116.3文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）11-0156-02

一、概述

隨著現代科學技術的發展，各種機械設備替代了越來越多的人力，其安全性能也相應地增加了，創造了更多的價值。但是我們不難發現各種機械設備工作的同時，輔助設備的作用也是影響巨大的，主設備與輔助設備之間的關系是相互協調、相互合作、缺一不可的。所謂輔助設備，即對機械主設備功能的補充，為主設備服務，與機械主設備是相互依存的，沒有輔助設備的使用幫助，相應機械主設備的工作效率就會大大地降低，就得投入更多的人力、物力、財力。輔助設備的設計制造必須與相應的機械主設備的設計制造相互配套。在大多數情況之下是一一對應的。它的設計無須多么復雜，只要能完成相應的輔助功能即可。

二、輔助設備應用現狀

鞍山某機械制造廠，中型零件（如直徑在500～800mm的齒輪）進行淬火時，淬火輔助設備基本閑置，工人師傅往往是五六個人在淬火設備周圍忙的不可開交。一臺吊車，粗大的鋼繩垂吊著中型零件，在淬火設備前加熱。三位工人師傅，把零件左右旋轉，另外的師傅拖著水管在冷卻，可見其安全性非常的差，而且工作精度低，還投入了大量的人力、物力。大型零件進行淬火時，淬火輔助設備的利用，占據很大的空間，移動困難，操作受限，廢水噴濺橫流。所以改造淬火輔助設備的研究勢在必行。

（一）改造前工作原理示意圖（圖1）

（二）生產中存在的問題

在熱處理車間，我們不難看到，中、大型零件淬火過程中存在的一些弊端。如：老設備占用空間比較大,體積比較笨重，并且可移動性比較差，投入人力資源十分大，在齒輪淬火過程中，定位精度不高，在淬火過程中容易出現以下故障：整體結構受力不均衡，將會引起淬火設備局部承載能力過大，即“失穩”；淬火輔助設備本身沒有升降能力，導致人員工作困難度加大；老設備下部是由鋼軌固定，限制了活動空間，并且存在偏心現象，滑輪和滑軌之間產生打滑；在齒輪冷卻過程中水資源沒有得到有效回收；定位精度低。

（三）改造原則

總體規劃，分布實施，具有創新，改造后使工藝和設備均達到較高水平，符合國家產業政策。

三、改造內容及特點

輔助設備的改造，從以下幾個方面的內容研究：移動裝置改造，制動裝置改造，增加升降裝置，自鎖裝置設計，雙重定位裝置。

（一）改造后工作原理示意圖（圖2）

（二）改造內容

通過對老設備問題的分析提出改造措施：

1．設計一種大、中型零件熱處理淬火時的輔助設備，能實現旋轉、縱向升降和橫向移動和定位的淬火輔助設備。

2．為了克服現有的淬火輔助設備沒有升降功能和不能在水平面內的任意方向移動的不足，該淬火輔助設備，不僅能夠進行旋轉定位，還能夠方便地實現升降，在水平面內任意移動和制動。

3．在絕緣內殼中，設置液壓回路和杠桿裝置。當人手壓動杠桿時，機械能通過液壓系統轉變為壓力能，壓力能又通過液壓系統轉變為機械能，驅動負載，實現執行機構的升降和制動運動。

4．設置定位裝置，淬火件放在卡盤上，根據零件尺寸，調節拉伸桿和定位裝置，實現定位功能。通過旋轉推力軸承，使夾具裝置旋轉。支撐座下端，安裝萬向輪裝置，達到水平面內的移動和制動。

5．針對水資源浪費問題，從新設計設備外觀，形成一個V形槽，選擇不銹鋼材料，通過實踐證明回收水資源95%以上。

（三）改造后特點及創新性

改造后的淬火輔助設備具有較強的應用性和創新性：

1．引入液壓傳動設計，提高了穩定性，結構緊湊。

2．與以往設計相比，具有優越性，可以在夾具夾緊零件淬火過程中，按照需求旋轉的同時，還可以根據需求進行升降和移動，方便淬火工作。

3．添加了水回收系統，環保。

4．降低工人的勞動強度。

5．改造周期短，投資少，見效快。

四、投資估算及應用前景

（一）投資估算

改造中、大型淬火輔助設備，采用鑄鐵、不銹鋼為主要加工材料，其加工無特殊要求。液壓系統標準化，無特殊元件。總投資為4～5萬元，成本低，見效快，周期短。

（二）應用前景

改造淬火輔助設備，投資少，工作范圍廣，工作效率高，占地面積減少了，增加了提升功能。對于現在的鞍山某機械制造廠來說，只要取消原有淬火輔助設備的兩個方向的滑道及機體，安裝具有行走裝置、制動裝置、升降裝置的該設備，便可以投入使用。

目前，由于淬火工作的需求，國內許多中、小型機械加工廠和熱處理車間的興建和計劃籌建，包括現有淬火輔助設備的更新換代，其應用前景廣闊。

五、結語

經過了我們深入市場的調查及實踐證明，通過對舊設備的技術改造，新型的淬火輔助設備應用在熱處理車間，會取得非常好的效果。與老的淬火設備相比較具有多方面優點。系統運動靈活，穩定性能強，可以實現水平和豎直方向的任意移動和定位，將會解放大量的人力資源，創造更多的經濟價值。此設備無論是從生產效果還是從工藝角度都達到了國內較先進的水平。齒輪淬火輔助設備的改造無疑將成為國產化，使用范圍廣泛，可以說是輔助設備的典范。

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作者簡介：王玲，女，遼寧科技大學建筑藝術設計學院副教授，研究方向：工業設計和冶金機械。