中、大型零件淬火辅助设备的改造

纪同圣　王　玲　王　丽　杨彦宏　黄　海　范红志　丁建军　王宏利

摘要：文章通过对鞍山某机械设备制造厂齿轮淬火辅助设备的技术改造，克服了原有淬火辅助设备的各种弊端，增加了使用功能，从而大大提高生产效率，提高了工作时的安全性。

关键词：淬火；辅助设备；技术改造

中图分类号：TQ116.3文献标识码：A

文章编号：1674-1145（2009）11-0156-02

一、概述

随着现代科学技术的发展，各种机械设备替代了越来越多的人力，其安全性能也相应地增加了，创造了更多的价值。但是我们不难发现各种机械设备工作的同时，辅助设备的作用也是影响巨大的，主设备与辅助设备之间的关系是相互协调、相互合作、缺一不可的。所谓辅助设备，即对机械主设备功能的补充，为主设备服务，与机械主设备是相互依存的，没有辅助设备的使用帮助，相应机械主设备的工作效率就会大大地降低，就得投入更多的人力、物力、财力。辅助设备的设计制造必须与相应的机械主设备的设计制造相互配套。在大多数情况之下是一一对应的。它的设计无须多么复杂，只要能完成相应的辅助功能即可。

二、辅助设备应用现状

鞍山某机械制造厂，中型零件（如直径在500～800mm的齿轮）进行淬火时，淬火辅助设备基本闲置，工人师傅往往是五六个人在淬火设备周围忙的不可开交。一台吊车，粗大的钢绳垂吊着中型零件，在淬火设备前加热。三位工人师傅，把零件左右旋转，另外的师傅拖着水管在冷却，可见其安全性非常的差，而且工作精度低，还投入了大量的人力、物力。大型零件进行淬火时，淬火辅助设备的利用，占据很大的空间，移动困难，操作受限，废水喷溅横流。所以改造淬火辅助设备的研究势在必行。

（一）改造前工作原理示意图（图1）

（二）生产中存在的问题

在热处理车间，我们不难看到，中、大型零件淬火过程中存在的一些弊端。如：老设备占用空间比较大,体积比较笨重，并且可移动性比较差，投入人力资源十分大，在齿轮淬火过程中，定位精度不高，在淬火过程中容易出现以下故障：整体结构受力不均衡，将会引起淬火设备局部承载能力过大，即“失稳”；淬火辅助设备本身没有升降能力，导致人员工作困难度加大；老设备下部是由钢轨固定，限制了活动空间，并且存在偏心现象，滑轮和滑轨之间产生打滑；在齿轮冷却过程中水资源没有得到有效回收；定位精度低。

（三）改造原则

总体规划，分布实施，具有创新，改造后使工艺和设备均达到较高水平，符合国家产业政策。

三、改造内容及特点

辅助设备的改造，从以下几个方面的内容研究：移动装置改造，制动装置改造，增加升降装置，自锁装置设计，双重定位装置。

（一）改造后工作原理示意图（图2）

（二）改造内容

通过对老设备问题的分析提出改造措施：

1．设计一种大、中型零件热处理淬火时的辅助设备，能实现旋转、纵向升降和横向移动和定位的淬火辅助设备。

2．为了克服现有的淬火辅助设备没有升降功能和不能在水平面内的任意方向移动的不足，该淬火辅助设备，不仅能够进行旋转定位，还能够方便地实现升降，在水平面内任意移动和制动。

3．在绝缘内壳中，设置液压回路和杠杆装置。当人手压动杠杆时，机械能通过液压系统转变为压力能，压力能又通过液压系统转变为机械能，驱动负载，实现执行机构的升降和制动运动。

4．设置定位装置，淬火件放在卡盘上，根据零件尺寸，调节拉伸杆和定位装置，实现定位功能。通过旋转推力轴承，使夹具装置旋转。支撑座下端，安装万向轮装置，达到水平面内的移动和制动。

5．针对水资源浪费问题，从新设计设备外观，形成一个V形槽，选择不锈钢材料，通过实践证明回收水资源95%以上。

（三）改造后特点及创新性

改造后的淬火辅助设备具有较强的应用性和创新性：

1．引入液压传动设计，提高了稳定性，结构紧凑。

2．与以往设计相比，具有优越性，可以在夹具夹紧零件淬火过程中，按照需求旋转的同时，还可以根据需求进行升降和移动，方便淬火工作。

3．添加了水回收系统，环保。

4．降低工人的劳动强度。

5．改造周期短，投资少，见效快。

四、投资估算及应用前景

（一）投资估算

改造中、大型淬火辅助设备，采用铸铁、不锈钢为主要加工材料，其加工无特殊要求。液压系统标准化，无特殊元件。总投资为4～5万元，成本低，见效快，周期短。

（二）应用前景

改造淬火辅助设备，投资少，工作范围广，工作效率高，占地面积减少了，增加了提升功能。对于现在的鞍山某机械制造厂来说，只要取消原有淬火辅助设备的两个方向的滑道及机体，安装具有行走装置、制动装置、升降装置的该设备，便可以投入使用。

目前，由于淬火工作的需求，国内许多中、小型机械加工厂和热处理车间的兴建和计划筹建，包括现有淬火辅助设备的更新换代，其应用前景广阔。

五、结语

经过了我们深入市场的调查及实践证明，通过对旧设备的技术改造，新型的淬火辅助设备应用在热处理车间，会取得非常好的效果。与老的淬火设备相比较具有多方面优点。系统运动灵活，稳定性能强，可以实现水平和竖直方向的任意移动和定位，将会解放大量的人力资源，创造更多的经济价值。此设备无论是从生产效果还是从工艺角度都达到了国内较先进的水平。齿轮淬火辅助设备的改造无疑将成为国产化，使用范围广泛，可以说是辅助设备的典范。

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作者简介：王玲，女，辽宁科技大学建筑艺术设计学院副教授，研究方向：工业设计和冶金机械。