[实用新型]可变水—空间歇频率端部淬火模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可变水—空间歇频率端部淬火模拟装置，属于热处理技术领域。

背景技术

旋转喷淬是一种常用的淬火技术，被广泛用于有对称轴的零件如支承辊、炮管、压力容器筒体等的淬火，具有淬火界面换热系数可调节，冷却均匀的特点。通常有两种方式可实现旋转喷淬：工件固定喷嘴围绕工件旋转和喷嘴固定工件绕自身对称轴旋转。通过工件或喷嘴的旋转使得淬火液在工件圆周方向均匀覆盖。实际生产过程中，无论是喷嘴旋转还是工件旋转，由于喷嘴在工件周向分布数量有限，任一时刻工件表面均会存在被淬火液覆盖的区域和空冷的区域，二者的比例称为旋转喷淬过程的水—空比，其值由工件圆周方向喷嘴数和工件直径的比值以及单个喷嘴喷出的淬火液到达工件表面时能覆盖的面积决定。另外，虽然通过工件或喷嘴的旋转，旋转喷淬可以在一个周期使工件圆周方向的每一点均被淬火液覆盖，但对于工件表面的任意一点其在一个旋转周期内仍然经历的是淬火液—空气—淬火液的淬火循环。其它条件相同的情况下，喷嘴或工件的转速越大，旋转喷淬的淬火液—空气间隔周期越短。由以上分析可知，虽然从一个时间段看旋转喷淬可以实现淬火液在工件表面的均匀覆盖，但由于喷嘴布置和转速的限制，在某一时刻工件表面各点的冷却仍是不均匀的，即各点的界面换热系数是不同的。旋转喷淬过程中工件表面的界面换热系数对喷淬工艺制定以及喷淬设备设计都是非常重要的参数，但喷淬设备通常非常复杂，难以按比例缩小做成实验装置用于研究；且实际工件的淬火通常是三维传热过程，影响因素较多，即使测温后用反算法反算界面换热系数也很难得到准确值，且实验测试成本高，周期长。

发明内容

为了研究旋转喷淬过程中水—空比、水—空间歇频率对旋转喷淬界面换热系数的影响，本实用新型提供了一种可变水—空间歇频率端部淬火模拟装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：可变水—空间歇频率端部淬火模拟装置，该装置由支撑架、转筒电机端转轮、轴、挡片、水箱、样品架、样品、转筒托轮、转筒托轮端转轮、流量计、进水管、阀门和水泵组成，在水箱上方设有一对支撑架，在支撑架的上方水平设有样品架，样品架可以在支撑架上上下和左右调节，在支撑架的中下部设有轴，轴的左端固定有转筒电机端转轮，转筒电机端转轮通过挡片与转筒托轮端转轮固定连接，转筒托轮端转轮外部设有转筒托轮；将样品置于样品架上垂直吊挂在进水管出口上方，进水管通过阀门与设在水箱中的水泵相连，在进水管出口与阀门中间设有流量计。

在进水管出口和样品之间设置有一个带挡片的转筒，由电机带动转筒旋转，挡片对出水口进行周期性遮挡实现间歇淬火。通过调节转筒上挡片和空隙的比例可以调节装置的水—空比；通过调节转筒的转速可以调节装置的水—空间歇频率。

本实用新型的有益效果是：将大型旋转喷淬设备淬火时的三维传热过程简化为一维传热过程，简化分析模型，可用于测试不同旋转喷淬条件下工件表面的界面换热系数，为大型旋转淬火装置喷嘴分布设计及工件喷淬工艺参数的制定提供数据支持。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2 是图1A-A剖面结构示意图。

图3 是图1B-B剖面结构示意图。

图中标号：

1、支撑架；2、转筒电机端转轮；3、轴；4、挡片；5、水箱；6、样品架；7、样品；8、转筒托轮；9、转筒托轮端转轮；10、流量计；11、进水管；12、阀门；13、水泵。

具体实施方式

如图1所示，一种可变水—空间歇频率端部淬火模拟装置，该装置由支撑架1、转筒电机端转轮2、轴3、挡片4、水箱5、样品架6、样品7、转筒托轮8、转筒托轮端转轮9、流量计10、进水管11、阀门12和水泵13组成，在水箱5上方设有一对支撑架1，在支撑架1的上方水平设有样品架6，样品架6可以在支撑架1上上下和左右调节，在支撑架1的中下部设有轴3，轴3的左端固定有转筒电机端转轮2，转筒电机端转轮2通过挡片4与转筒托轮端转轮9固定连接，转筒托轮端转轮9外部设有转筒托轮8；将样品7置于样品架6上垂直吊挂在进水管11出口上方，进水管11通过阀门12与设在水箱5中的水泵13相连，在进水管11出口与阀门12中间设有流量计10。

使用方法：将样品7放置在样品架6上，垂直吊挂在进水管11出水口上端，通过调节样品架6位置调节样品7和进水管11出口之间的距离以及两者的对中。通过连接在进水管11上的水泵13将水从水池5中抽出，通过阀门12来调节进水管11出水口的水流量，用流量计10读取水流量。用电机驱动转筒电机端转轮2旋转，通过挡片4将转动传递到转筒托轮端转轮9上，进而实现整个转筒绕轴3旋转。转筒电机端转轮2固定在轴3上，转筒托轮端转轮9依靠转筒托轮8支撑，并保持和转筒电机端转轮2以及轴3同轴。转轮旋转，挡片4对进水管11出口喷出的水柱进行周期性遮挡实现装置的间歇性喷淬功能。