1.本发明属于加工机械技术领域，涉及一种大型齿轮加工装置，尤其是涉及一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备。
背景技术：2.大齿轮用于球磨机中，由于工作环境较差，并且大齿轮传动工作负荷大，开式传动的齿轮长期承载重负荷，工作面磨损严重，大齿轮工作表面在原淬硬层磨损后，需现场作强化处理延长大齿轮的使用寿命。而球磨机大齿轮与筒体连为一体，重量和体积巨大，整体进炉显然条件不具备，目前缺少一种在球磨机设备没有解体的情况下现场进行提高表面硬度热处理工作的加工设备。
技术实现要素：3.本技术的目的是针对上述问题，提供了一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备；
4.本发明创造性地提出了一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备，包括：
5.行走基座；
6.火焰加热水冷一体式喷嘴，设置在行走基座上，且具有前端相互分离形成齿部加工位的上支架和下支架，上支架和下支架均设置有火焰喷射部和水喷淋部，火焰喷射部的火焰喷嘴和水喷淋部的水喷淋孔均朝向齿部加工位；
7.焊炬，具有连接氧气储罐和乙炔储罐的输入端，和连接火焰喷射部的混合器输出端；
8.进水管，连接水喷淋部。
9.对每齿表面进行加热，同时利用冷却水以进行近于同步的冷却处理，可行、简单有效地进行淬火，满足在线状态下齿轮工作面达到热处理的目的，达到机械性能要求和延长使用寿命。
10.所述行走基座连接具有速度调节装置的直线驱动器，所述行走基座上设置有温度传感器，该温度传感器通过温控仪与直线驱动器的速度调节装置信号连接，以在温度传感器温度高于温控仪设定范围时控制直线驱动器加速，并在温度传感器温度低于温控仪设定范围时控制直线驱动器减速。
11.通过温度传感器保证每齿表面火焰精确加热至淬火温度。
12.所述火焰喷射部的侧部设置循环冷却水管，该循环冷却水管的入口端连接进水管，出口端连接出水管。
13.循环冷却水管用于对火焰喷射部进行冷却，确保不因喷嘴过热而无法正常工作。
14.所述进水管和出水管通过连接水箱构成水路循环。
15.所述所述上支架和下支架上的火焰喷射部各自呈一个u形，所述循环冷却水管设置在火焰喷射部的外侧，所述水喷淋部设置在循环冷却水管的外侧。
16.所述水喷淋部包括分别设置在火焰喷射部两侧的第一水喷淋支管和第二水喷淋
支管，第一水喷淋支管、第二水喷淋支管和进水管之间通过二位三通换向阀连接，行走基座驱动火焰加热水冷一体式喷嘴做侧向往复移动。
17.第一水喷淋支管和第二水喷淋支管下方设置接水盘，接水盘底部通过回水管连接至水箱，实现喷淋水循环，满足节能环保和清洁生产的要求。
18.能够通过两路同进水不同回水的喷淋支管，根据行走路径切换工作状态，从而保证两个方向运行状态下都能得到精准的冷却控温。
19.所述火焰喷嘴为错落排列成若干排的数个，每排火焰喷嘴沿火焰喷射部前后向排布，且每排火焰喷嘴中相邻火焰喷嘴的火焰部分重叠或连接。
20.两排火焰喷嘴错落排列，并且火焰重叠或连接，以覆盖大齿轮表面，满足齿型淬火表面能连续均匀加热的需要。
21.每排火焰喷嘴中相邻火焰喷嘴的间距从前至后逐渐增大。
22.相邻火焰喷嘴的间距从前至后逐渐增大使火焰能够均匀覆盖在渐开线曲面齿轮表面，使齿轮表面受热均匀。
23.所述火焰喷嘴的出口具有从内至外逐渐增大的过渡锥形通道。
24.改善出气不畅的问题，防止加热器因出气口小而失火，避免了“打炮”和污堵的现象发生。
25.所述上支架和下支架的后端铰接，上支架与下支架之间通过调节螺母和顶丝固定以调节上支架与下支架之间的夹角。
26.上、下支架角度可调节，使本装置可适用于不同尺寸的齿型加工中。
27.所述氧气储罐通过氧气汇流排连接多个氧气瓶，所述乙炔储罐通过乙炔汇流排连接多个乙炔瓶。
28.可实现轮流供气，轮流换瓶，保证储气出口压力稳定。
29.与现有技术相比，本技术的优点在于：
30.1)本发明采用每齿表面火焰加热利用冷却水同步冷却处理，能满足齿轮工作面达到热处理的目的，适合用于大型齿轮现场在线不解体时的齿面淬火，结构简单，成本低，并能达到机械性能要求和延长使用寿命。
31.2)火焰加热水冷一体式喷嘴与行走基座配合，达到行走过程中对加热面温度和冷却速度的控制，实现双向加工，提高齿面硬度，加工成本低。
附图说明
32.图1是本技术提供的一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备结构示意图。
33.图2是本技术提供的一种侧视方向局部结构示意图。
34.图3是本技术提供的一种俯视方向局部结构示意图。
35.图4是本技术提供的一种仰视方向局部结构示意图。
36.图5是本技术提供的一种火焰喷射部侧视方向结构示意图。
37.图6是本技术提供的一种火焰喷射部前视方向结构示意图。
38.图7是本技术提供的一种一体式快接气-水配流板的结构示意图。
39.图8是本技术提供的一种一体式快接气-水配流板的内部结构示意图。
40.图9是本技术提供的一种喷淋水分配管的结构示意图。
41.图10是本技术提供的一种冷却循环水分配管的结构示意图。
42.图11是本技术提供的一种气路分配管的结构示意图。
43.图12是本技术提供的电路结构示意框图。
44.图中：行走基座1、支架11、直线轨道12、直线驱动器13、火焰加热水冷一体式喷嘴2、上支架21、下支架22、火焰喷射部 23、火焰喷嘴231、过渡锥形通道232、水喷淋部24、第一水喷淋支管241、第二水喷淋支管242、水喷淋孔243、调节螺母25、顶丝26、循环冷却水管27、焊炬3、氧气储罐31、氧气汇流排 311、氧气瓶312、乙炔储罐32、乙炔汇流排321、乙炔瓶322、混合器输出端33、进水管4、水泵41、水箱42、出水管43、接水盘44、回水管45、控制阀46、温度传感器5、温控仪6、二位三通换向阀8、节流阀81、一体式快接气-水配流板9、喷淋水分配管91、冷却循环水分配管92、气路分配管93。
具体实施方式
45.通过以下具体实施例进一步阐述；
46.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
47.如图1所示，一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备，包括移动系统、火焰加热水冷一体式喷嘴2、加热系统和进水系统。
48.移动系统可以采用半自动气割机的行走速度调节控制装置，以提供沿齿面宽度方向行走的动力，例如，cg3-100型半自动气割机。
49.具体而言，移动系统包括行走基座1、支架11和直线驱动器 13，支架11具有沿竖直方向伸缩的支腿，支架11上设有直线轨道，行走基座1与直线轨道12配合，且通过直线驱动器13驱动进行行走。
50.如图1、图2、图3和图4所示，火焰加热水冷一体式喷嘴2 设置在行走基座1上，火焰加热水冷一体式喷嘴2的宽度方向与直线轨道平行。
51.火焰加热水冷一体式喷嘴2具有前端相互分离形成齿部加工位的上支架21和下支架22。
52.下支架22连接在一体式快接气-水配流板9上，上支架21通过铰接件与下支架22铰接。
53.进一步地，上支架21和下支架22的后端铰接可沿竖直平面进行开合转动，上支架21上沿竖直方向设置有调节螺母25，调节螺母25中螺纹连接有顶丝26，顶丝26的底端顶紧下支架22 上表面的凹槽中，通过调节螺母25和顶丝26固定达到调节上支架21与下支架22之间的夹角的目的。
54.上支架21和下支架22均设有火焰喷射部23、水喷淋部24 和循环冷却水管27。
55.上支架21及下支架22的火焰喷射部23、水喷淋部24和循环冷却水管27与一体式快接气-水配流板9通过耐高温软管或铜管连接，其中采用耐高温软管连接具有更大的可调节角度，铜管连接则具有更高的稳定性。
56.上支架21和下支架22上的火焰喷射部23均为u形管道，u 形管道的两端均连接加热系统，该火焰喷射部23上间隔设有若干火焰喷嘴231。循环冷却水管27也为u形管道，紧贴
火焰喷射部 23的外侧，每个循环冷却水管27的u形管道一端连接进水管4，另一端连接出水管43。水喷淋部24为两个支管，分别设置在循环冷却水管27的两侧，两个支管通过二位三通换向阀8并经节流阀连接进水管4。
57.如图4、图5和图6所示，火焰喷嘴231包含数个，沿u形管道排成两排成前后向排布，每排火焰喷嘴231中相邻火焰喷嘴 231的间距从前至后以梯级递增，初始间距根据齿间隙大小、喷嘴外形以及加热温升时长设定，并以齿根齿顶连线的正切值递增，且每排火焰喷嘴231中相邻火焰喷嘴231的火焰部分重叠或连接，两排火焰喷嘴231的火焰在正投影面上部分重叠或连接，从而保证加热的覆盖均匀分布。
58.火焰喷嘴231的出口具有从内至外逐渐增大的过渡锥形通道 232，火焰喷嘴231的直径为40.5丝，通过过渡锥形通道232能够避免在该直径下加热器的失火、“打炮”和污堵现象。
59.如图4所示，水喷淋部24包括分别设置在火焰喷射部23两侧的第一水喷淋支管241和第二水喷淋支管242，第一水喷淋支管241和第二水喷淋支管242平行于u形管道的两侧边，第一水喷淋支管241和第二水喷淋支管242上分别间隔设有若干水喷淋孔243。
60.若干水喷淋孔243呈排状与火焰喷嘴231平行排列。
61.如图1、图2和图4所示，第一水喷淋支管241、第二水喷淋支管242和进水管4之间通过二位三通换向阀8连接，行走基座1驱动火焰加热水冷一体式喷嘴2做侧向往复移动。
62.行走基座1在直线驱动器13的驱动下沿直线轨道12运动，直线驱动器13可以选用气缸、油缸或电机等，且具有速度调节装置，该具有速度调节装置的直线驱动器13为市售产品中的结构，是本领域技术人员已知的技术，在此不做赘述。直线驱动器13 控制行走基座1进行特定区间内的沿火焰加热水冷一体式喷嘴2 的宽度方向往复运动。
63.一体式快接气-水配流板9上方设置温度传感器5，该温度传感器5可以选用红外温度传感器，温度传感器5的感应端朝向齿部加工位，温度传感器5与温控仪6信号连接。
64.如图12所示，温度传感器5通过温控仪6与直线驱动器13 的速度调节装置信号连接，初始状态下，直线驱动器13驱动行走基座1以速度v0匀速运动，在温度高于温控仪6设定范围时直线驱动器13驱动行走基座1大于v0的速度v1移动，在温度低于温控仪6设定范围时直线驱动器13驱动行走基座1以小于v0的速度v2移动。
65.在其中一种实施方式中，二位三通换向阀8为手动阀。
66.在其中一种实施方式中，二位三通换向阀8为电动阀，二位三通换向阀8通过设置在直线驱动器13行程两端的光电传感器或接近传感器与直线驱动器13信号连接，使直线驱动器13驱动行走基座1到达第一水喷淋支管241侧位移极限时，二位三通换向阀8接通第一水喷淋支管241与进水管4；直线驱动器13驱动行走基座1到达第二水喷淋支管242侧位移极限时，二位三通换向阀8接通第二水喷淋支管242与进水管4。
67.如图1、图2和图4所示，火焰喷射部23的火焰喷嘴231和水喷淋部24的水喷淋孔243均朝向齿部加工位。即，上支架21 上的火焰喷嘴231和水喷淋孔243设置在上支架21下表面，下支架22上的火焰喷嘴231和水喷淋孔243设置在下支架22上表面。
68.加热系统包括焊炬3，焊炬3具有连接氧气储罐31和乙炔储罐32的输入端，和连接火焰喷射部23的混合器输出端33。
69.本实施例中焊炬3采用h01-20焊炬。
70.氧气储罐31通过氧气汇流排311连接多个氧气瓶312，各氧气瓶312单独安装开关阀，乙炔储罐32通过乙炔汇流排321连接多个乙炔瓶322，各乙炔瓶322单独安装开关阀。
71.轮流供气，轮流换瓶，保证氧气储罐出口压力稳定在1～ 1.1mpa、乙炔储罐32出口压力稳定在0.1～0.13mpa。
72.如图1和图2所示，焊炬3的混合器输出端33通过一体式快接气-水配流板9连接在行走基座1上。
73.如图1和图2所示，进水系统包括进水管4、水箱42、出水管43、接水盘44和回水管45。
74.进水管4分别连接水喷淋部24和循环冷却水管27，进水管4 通过水泵41连接水箱42，水泵41与节流阀81共同作用调节水压，将水压维持在0.12～0.2mpa之间，保证水的稳定性，从而保证淬火硬度的稳定性。进水管4和出水管43通过连接水箱42 构成水路循环。
75.接水盘44设于行走基座1前端，且位于第一水喷淋支管241 和第二水喷淋支管242的下方，接水盘44底部通过回水管45连接至水箱42，实现喷淋水循环。
76.如图7、图8、图9、图10和图11所示，一体式快接气-水配流板9中具体地包括两组喷淋水分配管91、两组冷却循环水分配管92和两组气路分配管93。
77.结合图1、图7、图8和图9，两组喷淋水分配管91的入口通过二位三通换向阀8和节流阀81连接进水管4，出口分别连接上、下支架的第一水喷淋支管24和上、下支架的第二水喷淋支管 242。
78.结合图3、图8和图10，两组冷却循环水分配管92中一组冷却循环水分配管92的入口通过控制阀46连接进水管4，出口连接上、下支架的循环冷却水管27一端，另一组冷却循环水分配管 92的入口连接出水管43，出口连接上、下支架的循环冷却水管 27另一端。
79.如图2、图8和图11所示，两组气路分配管93的入口均连接焊炬3，出口分别连接上、下支架的火焰喷射部23两端。
80.通过该一体式快接气-水配流板9实现了各管路的快速连接，有效避免了管路的连接混乱，节约了空间和安装时间。
81.本发明的工作原理如下：
82.温控仪6提前设置好最高和最低临界温度。将火焰加热水冷一体式喷嘴2移动至齿轮的待加工齿的位置，分别使上支架21 和下支架22分别位于待加工齿的上下两侧，启动焊炬3进行加热，同时启动循环冷却水管27的控制阀46进行循环水冷却，行走基座1从该待加工齿的一端沿齿宽方向向另一端移动，火焰喷射部23背离行走方向一侧的水喷淋部24启动进行喷水淬火，换向时，二位三通换向阀8换向，启动另一侧水喷淋部24进行喷水淬火，从而达到提高表面硬度的效果。
83.使用上述技术方案进行热处理，现场工作中未出现过失火、“打炮”的问题。既安全又迅速地对球磨(磨煤)机大齿轮进行了现场在线齿表面淬火强化处理，经过检测，用火焰将工件表层加热到淬火温度，随后通过冷却水快速冷却加热进行淬火获得高硬度的表层和有利的内应力分布，提高工件的耐磨性和疲劳强度，效益可观，效果良好。
84.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
85.尽管本文较多地使用了行走基座1、支架11、直线轨道12、直线驱动器13、火焰加热水冷一体式喷嘴2、上支架21、下支架22、火焰喷射部23、火焰喷嘴231、过渡锥形通道232、水喷淋部24、第一水喷淋支管241、第二水喷淋支管242、水喷淋孔243、调节螺母25、顶丝26、循环冷却水管27、焊炬3、氧气储罐31、氧气汇流排311、氧气瓶312、乙炔储罐32、乙炔汇流排321、乙炔瓶322、混合器输出端33、进水管4、水泵41、水箱42、出水管43、接水盘44、回水管45、控制阀46、温度传感器5、温控仪6、二位三通换向阀8、一体式快接气-水配流板9、喷淋水分配管91、冷却循环水分配管92、气路分配管93等术语。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
技术特征：1.一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备，其特征在于，包括：行走基座(1)；火焰加热水冷一体式喷嘴(2)，设置在行走基座(1)上，且具有前端相互分离形成齿部加工位的上支架(21)和下支架(22)，上支架(21)和下支架(22)均设置有火焰喷射部(23)和水喷淋部(24)，火焰喷射部(23)的火焰喷嘴(231)和水喷淋部(24)的水喷淋孔(243)均朝向齿部加工位；焊炬(3)，具有连接氧气储罐(31)和乙炔储罐(32)的输入端，和连接火焰喷射部(23)的混合器输出端(33)；进水管(4)，连接水喷淋部(24)。2.如权利要求1所述的一种大型齿齿部表面现场淬火设备，其特征在于：所述行走基座(1)连接具有速度调节装置的直线驱动器(13)，所述行走基座(1)上设置有温度传感器(5)，该温度传感器(5)通过温控仪(6)与直线驱动器(13)的速度调节装置信号连接，以在温度传感器(5)温度高于温控仪(6)设定范围时控制直线驱动器(13)加速，并在温度传感器(5)温度低于温控仪(6)设定范围时控制直线驱动器(13)减速。3.如权利要求1所述的一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备，其特征在于：所述火焰喷射部(23)的侧部设置循环冷却水管(27)，该循环冷却水管(27)的入口端连接进水管(4)，出口端连接出水管(43)。4.如权利要求3所述的一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备，其特征在于：所述所述上支架(21)和下支架(22)上的火焰喷射部(23)各自呈一个u形，所述循环冷却水管(27)设置在火焰喷射部(23)的外侧，所述水喷淋部(24)设置在循环冷却水管(27)的外侧。5.如权利要求1所述的一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备，其特征在于：所述水喷淋部(24)包括分别设置在火焰喷射部(23)两侧的第一水喷淋支管(241)和第二水喷淋支管(242)，第一水喷淋支管(241)、第二水喷淋支管(242)和进水管(4)之间通过二位三通换向阀(8)连接，行走基座(1)驱动火焰加热水冷一体式喷嘴(2)做侧向往复移动。6.如权利要求1所述的一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备，其特征在于：所述火焰喷嘴(231)为错落排列成若干排的数个，每排火焰喷嘴(231)沿火焰喷射部(23)前后向排布，且每排火焰喷嘴(231)中相邻火焰喷嘴(231)的火焰部分重叠或连接。7.如权利要求1或6所述的一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备，其特征在于：每排火焰喷嘴(231)中相邻火焰喷嘴(231)的间距从前至后逐渐增大。8.如权利要求1所述的一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备，其特征在于：所述火焰喷嘴(231)的出口具有从内至外逐渐增大的过渡锥形通道(232)。9.如权利要求1所述的一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备，其特征在于：所述上支架(21)和下支架(22)的后端铰接，上支架(21)与下支架(22)之间通过调节螺母(25)和顶丝(26)固定以调节上支架(21)与下支架(22)之间的夹角。10.如权利要求1所述的一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备，其特征在于：所述氧气储罐(31)通过氧气汇流排(311)连接多个氧气瓶(312)，所述乙炔储罐(32)通过乙炔汇流排(321)连接多个乙炔瓶(322)。
技术总结本发明属于一种大型齿轮齿部表面现场淬火设备，包括行走基座；火焰加热水冷一体式喷嘴，设置在行走基座上，且具有前端相互分离形成齿部加工位的上支架和下支架，上支架和下支架均设置有火焰喷射部和水喷淋部，火焰喷射部的火焰喷嘴和水喷淋部的水喷淋孔均朝向齿部加工位；焊炬，具有连接氧气储罐和乙炔储罐的输入端，和连接火焰喷射部的混合器输出端；进水管，连接水喷淋部。本发明采用每齿表面火焰加热利用冷却水同步冷却处理，能满足齿轮工作面达到热处理的目的，适合用于大型齿轮现场在线不解体时的齿面淬火。线不解体时的齿面淬火。线不解体时的齿面淬火。
技术研发人员：龙伟华 王泽 陈耀 唐建华 汪哲飞 周龙
受保护的技术使用者：浙江浙能电力工程技术有限公司
技术研发日：2022.04.26
技术公布日：2022/11/1
