柳燕

摘 要：鐵路軸承是每一輛鐵路客運機車和貨運機車不可缺少的零部件，客車質(zhì)量是關(guān)系到每一位客人是否安全到達目的地的重要因素，我們的鐵路軸承內(nèi)外圈淬火壓床就是用來控制鐵路客車和貨車軸承熱處理淬火過程中的硬度和變形量，從而保證鐵路軸承的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：淬火壓床;鐵路軸承;變形量

一、概述

該淬火壓床是鐵路高鐵軸承內(nèi)、外圈零件淬火的專用設(shè)備。在壓床內(nèi)被淬火零件的冷卻過程中，采用適合的淬火模具能有效地阻止零件收縮，減小變形，保證工件的熱處理質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定。該壓床配備有抓取工件的機械手，完成自上料—淬火—出料的全自動全封閉循環(huán)過程。設(shè)備具有自動化程度高、運動定位精度準確、工作可靠性好、淬火工件質(zhì)量穩(wěn)定、占地面積小等顯著特點。采用該設(shè)備可大大提高淬火工作效率，減輕勞動強度，降低廢品率，促進工廠熱處理工藝水平上臺階。

二、淬火壓床的技術(shù)性能及設(shè)備結(jié)構(gòu)

（一）整機性能

（1）全自動無人操作、無人干預(yù)。

（2）整機為封閉式成套集成結(jié)構(gòu)，整個淬火過程在全封閉的環(huán)境中進行，沒有明火，沒有油煙，工作環(huán)境干凈、整潔，符合環(huán)保要求。

（3）整機為兩個接口，進口為紅熱工件，出口為淬火后工件。

（4）內(nèi)外套淬火部分采用獨立的排油煙口。

（5）提高液壓系統(tǒng)工作壓力，保證工件可靠脫模。

（6）注重內(nèi)外套模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，節(jié)約模具更換時間。

（7）對淬火工件進行分班計數(shù)和累加計數(shù)處理。

（8）各主要運動機構(gòu)采用伺服驅(qū)動、伺服控制，各部分動作精確、安全、可靠、自動化程度高。

（9）具有外套工件脫模檢測功能。

（10）具有內(nèi)套工件異位矯正及探測功能。

（11）和加熱爐進行多點聯(lián)網(wǎng)通訊，具有物料跟蹤和故障自診斷及聲光報警功能。

（12）采用人機工程學(xué)理念進行整機設(shè)計，力求做到美觀大方、簡便實用。

（13）出廠前做連續(xù)運行試驗，保證各運動部件的運動精度和高可靠性。

（二）設(shè)備結(jié)構(gòu)

（1）壓床主體正立在爐體的一邊，工作臺移動中心線與爐門中心線垂直。移出式工作臺位于進料輥棒線的一側(cè)，便于機械手上下料。

（2）機床的控制箱配置在主機的外側(cè)，便于機床調(diào)整和調(diào)試操作。就地控制按鈕站安裝在便于操作的地方，機床在正常工作時用就地按鈕站操作。

（3）集煙罩位于設(shè)備的上方，和主機采用可拆卸式連接，便于整機的安裝和維修。

（4）在機床的主機身下部適當?shù)牡胤皆O(shè)計有人工孔，便于維修和排除故障等。

（5）外套淬火機組的工作臺上部和動橫梁下部安裝有二套帶有液壓脫模裝置的固定式淬火模具，在淬火過程中對工件施加保持力，以克服工件的應(yīng)力變形。

（6）外套淬火采用封閉式活動油罩、淬火油自下而上流過工件內(nèi)外表面直至浸沒工件的循環(huán)冷卻形式。

（7）內(nèi)圈淬火機組采用活動油罩，內(nèi)撐脹縮式模具、工件內(nèi)外表面噴淋加流動油液浸沒冷卻，自動進出工件結(jié)構(gòu)的工作方式。

（8）外套模具的更換：上模具的安裝和更換采用快換接頭，氣動控制，只要按下夾緊或松開按鈕就可以實現(xiàn)模具的安裝和更換;下模具由于操作方便，采用人工安裝和更換。該部分在以前的基礎(chǔ)上進行了創(chuàng)新設(shè)計，省時、省力，方便可靠。

（9）內(nèi)套淬火方式和模具結(jié)構(gòu)進行改進設(shè)計，其主要特點是在工作臺的上方進行模具的安裝和更換（模具可上下移動），省時、省力，方便可靠。

（10）機床上下料機械手的移動導(dǎo)軌中心線和機床的中心線平行，導(dǎo)軌的兩端分別固定在外套淬火系統(tǒng)的上橫梁和主機架上，從而使機械手完成從內(nèi)套箱上抓取紅熱外圈套入淬火模具的上方，再從模具上取出已淬火的工件放回內(nèi)套箱上的出料過程。

（11）淬火后的工件由拉料裝置、出料輥棒線送至機床的出口，經(jīng)出料輥棒線和轉(zhuǎn)料機械手將工件送至清洗機入口。

（12）液壓系統(tǒng)采用一體式結(jié)構(gòu)，即液壓油泵機組與閥板為一體。液壓油冷卻采用風冷卻器，保證工作時液壓油溫度保持在正常范圍內(nèi)。液壓系統(tǒng)采用水冷，用獨立的油泵對液壓油進行冷卻循環(huán)，并加大換熱面積，冷卻泵可根據(jù)設(shè)定溫度自動啟停。

（13）外套淬火和內(nèi)套淬火采用獨立的液壓系統(tǒng)，避免淬火時模具保持力的相互干擾。液壓元件選用名牌產(chǎn)品，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

（14）油缸的內(nèi)密封圈采用耐熱密封材料制作（耐熱溫度>100℃），確保液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、耐高溫性和可靠性。

（15）進出料機械手的平移采用滾珠絲杠加直線導(dǎo)軌傳動和導(dǎo)向，伺服驅(qū)動、伺服控制，夾緊和提升部分采用氣壓驅(qū)動。

（16）進出料機械手夾緊及提升部分采用封閉結(jié)構(gòu)，避免壓縮空氣管路及電纜電線在淬火過程中損壞。

（17）拉料裝置的平移采用滾珠絲杠加直線導(dǎo)軌傳動和導(dǎo)向，伺服驅(qū)動、伺服控制，提升部分采用氣壓驅(qū)動。

（18）冷卻系統(tǒng)由地下油池、熱油泵、離心泵、風冷式冷卻器及冷卻配流閥等組成。地下油池的冷卻油由離心油泵注入風冷卻器冷卻后再返回，實現(xiàn)自循環(huán)冷卻。工作時熱油泵將冷卻油泵入管道，再經(jīng)管道和配流氣動閥按設(shè)計好的程序向冷卻系統(tǒng)供油冷卻工件，完成淬火工作過程。循環(huán)溢出的冷卻油經(jīng)回流通道流回地下油池。

（19）電控系統(tǒng)由程控柜、加熱柜、機床控制箱和就地控制按鈕站組成。程控柜除裝有PLC主機及擴展、一次執(zhí)行器件外，柜門上還設(shè)有控制按鈕及觸摸屏等。機床控制箱上設(shè)計有操作、控制按鈕，可進行調(diào)整、調(diào)試、單動、自動等各項操作和控制。就地按鈕站設(shè)有待料就緒指示、急停等操作按鈕和一個指示燈。除此之外，在控制點設(shè)有單程點動“循環(huán)”和“急?！卑粹o，便于機床操作和調(diào)整。設(shè)備配有聲光報警系統(tǒng)，便于安全生產(chǎn)和故障排查。

（20）作為專用淬火機床，該設(shè)備可完成從上料到淬火完成后工件出料的全自動過程，保證淬火工件達到所期望的工藝要求和尺寸精度。淬火壓床的電信號傳輸、機械連接等與淬火生產(chǎn)線完全配套，使生產(chǎn)線形成閉合的整體，全自動聯(lián)鎖控制。

（21）設(shè)備工作過程中產(chǎn)生的油煙經(jīng)收集處理后排放到大氣，符合環(huán)保要求。

（三）控制方式

（1）淬火介質(zhì)溫度采用電加熱，風冷卻，用高精度溫度傳感器和溫度控制器進行溫度的調(diào)節(jié)和控制，控制精度為±5%。

（2）內(nèi)外套淬火機組淬火介質(zhì)的流量可分別顯示。每一種外套工件配備相應(yīng)的流量通道，可根據(jù)不同型號的工件自動切換。每臺油泵流量控制由流量監(jiān)測開關(guān)和數(shù)顯流量計組成。

（3）每一種內(nèi)套工件的流量由手動進行調(diào)整。

（4）內(nèi)外套工件的淬火保持力可手動調(diào)節(jié)，并在觸摸屏和計算機上顯示和報警。

（5）本淬火壓床與軸承熱處理生產(chǎn)線上的加熱爐及清洗機等進行無縫對接，組成一條整體的淬火生產(chǎn)線，使整個淬火過程實現(xiàn)全自動程序控制。

（6）壓床和加熱爐進行多點聯(lián)網(wǎng)通訊，雙重安全連鎖控制，具有故障自診斷及聲光報警功能。

（7）各點的工作狀態(tài)可顯示、監(jiān)測。

（8）壓床的各項參數(shù)及數(shù)據(jù)可以記錄、儲存、傳輸?shù)皆猩衔粰C。

（9）具有低氣壓、低流量、低壓力報警功能。

（10）淬火油冷卻泵根據(jù)工藝要求電機采用變頻器控制。

（四）設(shè)備的主要用途

本設(shè)備是鐵路高鐵軸承淬火生產(chǎn)線的配套設(shè)備，配備相應(yīng)的模具后，完全適用于重載和普通型鐵路機車軸承內(nèi)、外圈淬火。

（五）工作原理

加熱到工藝要求溫度的工件（每次2件外套、4件內(nèi)套），由上料機構(gòu)推至壓床的進料輥棒線上，并由壓床的進/出料機械手拉到內(nèi)套淬火箱的正上方，此時，活動工作臺上升將內(nèi)套工件套入內(nèi)套模具，活動油罩下降到位對內(nèi)套工件進行壓模淬火。外套工件由機械手抓取并放到外套淬火機組的移出工作臺上，工作臺回位，油罩下降，開始對外套工件進行壓模淬火。淬火完成后，內(nèi)套模具下降到位，內(nèi)套工件位于工作臺板上方，外套工件由機械手抓取套放在內(nèi)套工件外，進/出料機械手將套放好的內(nèi)外套工件推至出料輥棒線上，經(jīng)出料輥棒線和轉(zhuǎn)料機械手送至清洗機入口，完成一個循環(huán)的全自動淬火過程，之后，等待下一組工件的到來。

（六）壓床工作圖示

三、結(jié)語

該淬火壓床適用于外套最大直徑Φ310mm，高度200mm的鐵路高鐵軸承的冷卻淬火，是全國最大、也是全國唯一能夠?qū)崿F(xiàn)高鐵軸承淬火的專用設(shè)備，給高鐵軸承生產(chǎn)企業(yè)提供了質(zhì)量保障，贏得了經(jīng)濟效益，同時取得了不同凡響的社會效益，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

參考文獻：

[1]Q/JYY059-2014《ZCY型鐵路軸承淬火壓床》企業(yè)標準.

[2]JB/T1255-2001高碳鉻軸承鋼滾動軸承零件熱處理技術(shù)條件.

[3]JB/T7361-1994滾動軸承零件硬度試驗方法.