摘 要：铁路轴承是每一辆铁路客运机车和货运机车不可缺少的零部件，客车质量是关系到每一位客人是否安全到达目的地的重要因素，我们的铁路轴承内外圈淬火压床就是用来控制铁路客车和货车轴承热处理淬火过程中的硬度和变形量，从而保证铁路轴承的质量。
关键词：淬火压床;铁路轴承;变形量
一、概述
该淬火压床是铁路高铁轴承内、外圈零件淬火的专用设备。在压床内被淬火零件的冷却过程中，采用适合的淬火模具能有效地阻止零件收缩，减小变形，保证工件的热处理质量和尺寸稳定。该压床配备有抓取工件的机械手，完成自上料—淬火—出料的全自动全封闭循环过程。设备具有自动化程度高、运动定位精度准确、工作可靠性好、淬火工件质量稳定、占地面積小等显著特点。采用该设备可大大提高淬火工作效率，减轻劳动强度，降低废品率，促进工厂热处理工艺水平上台阶。
二、淬火压床的技术性能及设备结构
（一）整机性能
（1）全自动无人操作、无人干预。
（2）整机为封闭式成套集成结构，整个淬火过程在全封闭的环境中进行，没有明火，没有油烟，工作环境干净、整洁，符合环保要求。
（3）整机为两个接口，进口为红热工件，出口为淬火后工件。
（4）内外套淬火部分采用独立的排油烟口。
（5）提高液压系统工作压力，保证工件可靠脱模。
（6）注重内外套模具结构设计，节约模具更换时间。
（7）对淬火工件进行分班计数和累加计数处理。
（8）各主要运动机构采用伺服驱动、伺服控制，各部分动作精确、安全、可靠、自动化程度高。
（9）具有外套工件脱模检测功能。
（10）具有内套工件异位矫正及探测功能。
（11）和加热炉进行多点联网通讯，具有物料跟踪和故障自诊断及声光报警功能。
（12）采用人机工程学理念进行整机设计，力求做到美观大方、简便实用。
（13）出厂前做连续运行试验，保证各运动部件的运动精度和高可靠性。
（二）设备结构
（1）压床主体正立在炉体的一边，工作台移动中心线与炉门中心线垂直。移出式工作台位于进料辊棒线的一侧，便于机械手上下料。
（2）机床的控制箱配置在主机的外侧，便于机床调整和调试操作。就地控制按钮站安装在便于操作的地方，机床在正常工作时用就地按钮站操作。
（3）集烟罩位于设备的上方，和主机采用可拆卸式连接，便于整机的安装和维修。
（4）在机床的主机身下部适当的地方设计有人工孔，便于维修和排除故障等。
（5）外套淬火机组的工作台上部和动横梁下部安装有二套带有液压脱模装置的固定式淬火模具，在淬火过程中对工件施加保持力，以克服工件的应力变形。
（6）外套淬火采用封闭式活动油罩、淬火油自下而上流过工件内外表面直至浸没工件的循环冷却形式。
（7）内圈淬火机组采用活动油罩，内撑胀缩式模具、工件内外表面喷淋加流动油液浸没冷却，自动进出工件结构的工作方式。
（8）外套模具的更换：上模具的安装和更换采用快换接头，气动控制，只要按下夹紧或松开按钮就可以实现模具的安装和更换;下模具由于操作方便，采用人工安装和更换。该部分在以前的基础上进行了创新设计，省时、省力，方便可靠。
（9）内套淬火方式和模具结构进行改进设计，其主要特点是在工作台的上方进行模具的安装和更换（模具可上下移动），省时、省力，方便可靠。
（10）机床上下料机械手的移动导轨中心线和机床的中心线平行，导轨的两端分别固定在外套淬火系统的上横梁和主机架上，从而使机械手完成从内套箱上抓取红热外圈套入淬火模具的上方，再从模具上取出已淬火的工件放回内套箱上的出料过程。
（11）淬火后的工件由拉料装置、出料辊棒线送至机床的出口，经出料辊棒线和转料机械手将工件送至清洗机入口。
（12）液压系统采用一体式结构，即液压油泵机组与阀板为一体。液压油冷却采用风冷却器，保证工作时液压油温度保持在正常范围内。液压系统采用水冷，用独立的油泵对液压油进行冷却循环，并加大换热面积，冷却泵可根据设定温度自动启停。
（13）外套淬火和内套淬火采用独立的液压系统，避免淬火时模具保持力的相互干扰。液压元件选用名牌产品，保证产品质量。
（14）油缸的内密封圈采用耐热密封材料制作（耐热温度>100℃），确保液压系统工作的稳定性、耐高温性和可靠性。
（15）进出料机械手的平移采用滚珠丝杠加直线导轨传动和导向，伺服驱动、伺服控制，夹紧和提升部分采用气压驱动。
（16）进出料机械手夹紧及提升部分采用封闭结构，避免压缩空气管路及电缆电线在淬火过程中损坏。
（17）拉料装置的平移采用滚珠丝杠加直线导轨传动和导向，伺服驱动、伺服控制，提升部分采用气压驱动。
（18）冷却系统由地下油池、热油泵、离心泵、风冷式冷却器及冷却配流阀等组成。地下油池的冷却油由离心油泵注入风冷却器冷却后再返回，实现自循环冷却。工作时热油泵将冷却油泵入管道，再经管道和配流气动阀按设计好的程序向冷却系统供油冷却工件，完成淬火工作过程。循环溢出的冷却油经回流通道流回地下油池。
（19）电控系统由程控柜、加热柜、机床控制箱和就地控制按钮站组成。程控柜除装有PLC主机及扩展、一次执行器件外，柜门上还设有控制按钮及触摸屏等。机床控制箱上设计有操作、控制按钮，可进行调整、调试、单动、自动等各项操作和控制。就地按钮站设有待料就绪指示、急停等操作按钮和一个指示灯。除此之外，在控制点设有单程点动“循环”和“急停”按钮，便于机床操作和调整。设备配有声光报警系统，便于安全生产和故障排查。
（20）作为专用淬火机床，该设备可完成从上料到淬火完成后工件出料的全自动过程，保证淬火工件达到所期望的工艺要求和尺寸精度。淬火压床的电信号传输、机械连接等与淬火生产线完全配套，使生产线形成闭合的整体，全自动联锁控制。
（21）设备工作过程中产生的油烟经收集处理后排放到大气，符合环保要求。
（三）控制方式
（1）淬火介质温度采用电加热，风冷却，用高精度温度传感器和温度控制器进行温度的调节和控制，控制精度为±5%。
（2）内外套淬火机组淬火介质的流量可分别显示。每一种外套工件配备相应的流量通道，可根据不同型号的工件自动切换。每台油泵流量控制由流量监测开关和数显流量计组成。
（3）每一种内套工件的流量由手动进行调整。
（4）内外套工件的淬火保持力可手动调节，并在触摸屏和计算机上显示和报警。
（5）本淬火压床与轴承热处理生产线上的加热炉及清洗机等进行无缝对接，组成一条整体的淬火生产线，使整个淬火过程实现全自动程序控制。
（6）压床和加热炉进行多点联网通讯，双重安全连锁控制，具有故障自诊断及声光报警功能。
（7）各点的工作状态可显示、监测。
（8）压床的各项参数及数据可以记录、储存、传输到原有上位机。
（9）具有低气压、低流量、低压力报警功能。
（10）淬火油冷却泵根据工艺要求电机采用变频器控制。
（四）设备的主要用途
本设备是铁路高铁轴承淬火生产线的配套设备，配备相应的模具后，完全适用于重载和普通型铁路机车轴承内、外圈淬火。
（五）工作原理
加热到工艺要求温度的工件（每次2件外套、4件内套），由上料机构推至压床的进料辊棒线上，并由压床的进/出料机械手拉到内套淬火箱的正上方，此时，活动工作台上升将内套工件套入内套模具，活动油罩下降到位对内套工件进行压模淬火。外套工件由机械手抓取并放到外套淬火机组的移出工作台上，工作台回位，油罩下降，开始对外套工件进行压模淬火。淬火完成后，内套模具下降到位，内套工件位于工作台板上方，外套工件由机械手抓取套放在内套工件外，进/出料机械手将套放好的内外套工件推至出料辊棒线上，经出料辊棒线和转料机械手送至清洗机入口，完成一个循环的全自动淬火过程，之后，等待下一组工件的到來。
（六）压床工作图示
三、结语
该淬火压床适用于外套最大直径Φ310mm，高度200mm的铁路高铁轴承的冷却淬火，是全国最大、也是全国唯一能够实现高铁轴承淬火的专用设备，给高铁轴承生产企业提供了质量保障，赢得了经济效益，同时取得了不同凡响的社会效益，具有广阔的推广应用前景。
参考文献：
[1]Q/JYY059-2014《ZCY型铁路轴承淬火压床》企业标准.
[2]JB/T1255-2001高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件.
[3]JB/T7361-1994滚动轴承零件硬度试验方法.
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