本实用新型公开了用于大车行走车轮的热处理加工装置，包括机厢主体，机厢主体的顶部开设有冷却空腔，冷却空腔的底部设置有输送机构，冷却空腔的两侧内壁均设置有冷却喷淋机构，冷却喷淋机构包括喷淋管，喷淋管的外壁对称设置有两组水冷喷头，每组水冷喷头为多个且等平行间隔设置，两组水冷喷头呈中心对称设置，且喷淋管的一端设置有抽水机构。本实用新型通过车厢主体内设置的输送机构以及喷淋机构，不仅能够实现对车轮的连续喷淋冷却作业，同时配合喷淋机构中喷淋管外壁两组呈中心对称设置的水冷喷头，能够使车轮外壁得到充分的喷水冷却，降低了车轮冷却用时，提高了工作效率，从而提高了装置的实用性。