CN101629235A - 双滚道变桨轴承滚道淬火方法 - Google Patents

双滚道变桨轴承滚道淬火方法 Download PDF

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Abstract

双滚道变桨轴承滚道淬火方法，对变桨轴承环形双滚道的每一滚道逐一淬火，变桨轴承环形双滚道套圈在立式淬火机床上匀速转动，而进行淬火的中频淬火的淬火感应器相对固定，实现对旋转的环形双滚道变桨轴承滚道均匀淬火。对两个滚道逐一淬火。采用相邻的先后两只感应头，其中在先感应头用于辅助加热，在后感应头用于淬火加热，滚道在经过加热后，随即喷淋合成淬火剂淬火，控制旋转的环形双滚道变桨轴承滚道的转速，使滚道的淬火温度控制在900－950℃。在第二条轴承滚道淬火时，在已淬火滚道的适当部位设置多个冷却喷咀，使已淬火滚道温度控制在180℃以下。不影响第二滚道的淬硬，又不降低第一滚道的硬度。

Description

双滚道变桨轴承滚道淬火方法
技术领域
本发明涉及双滚道变桨轴承受力面的热处理方法，尤其是双滚道变桨轴承受力面的淬火方法。
背景技术
1-5MW左右的风电发电机采用的变桨轴承是由内、外套圈，加上钢球、隔离块等组装而成。由于变桨轴承是双滚道四点接触结构，其内、外套圈的两个滚道的表面需要进行淬火处理，还要保证其精度，因为滚道的硬度和精度对轴承的磨擦启动力矩等技术指标，都起到至关重要的作用。
变桨轴承内、外套圈的直径达到二米左右，而内、外套圈的两个滚道(在滚道内安装钢球)之间的间隔只有十余毫米，对每个套圈的表面(凹圆弧状)的淬火质量是变桨轴承工作寿命的保证。
虽然现有技术涉及如：CN200610024924一种大功率晶体管变频电源，由三相全桥整流电路、平波滤波电路、组合逆变桥电路以及控制保护电路等组成，与输出功率用负载电路相联接完成由三相工频交流电转换成直流电，再由直流电逆变成单相高频率的交流电的过程。CN200810036059.无软带淬火机床，可用于环形器件淬火的卧式淬火机床。采用了淬火机构围绕工件旋转淬火的新型淬火方式，使淬火更加灵活。该发明不仅可以对环形工件淬火，还可以对其他形状的工件，以及形状复杂的工件进行淬火。CN200510027426梯形轮边的导向轮仿形淬火感应器，包括有效导线、过渡导线、接触板、绝缘板、淬火水管、淬火水盒，由有效导线构成的若干个梯形加热体沿半圆周平均分布，梯形加热体依次首尾交替串联，梯形加热体的平面垂直于圆周，首尾梯形加热的一端接过渡导线。梯形加热体至少有六个。梯形加热体为一等腰梯形，其下底部为开口。对锻钢的轮圈可进行整体淬火处理，而且具有较深的淬火层。
但现有的淬火感应器如设计成同时对内、外套圈的双滚道进行淬火，则难以保证变桨轴承双滚道表面淬火的质量要求：高硬度(≥58HRC)、大深度(≥5.5毫米)和少变形(≤0.2/1000毫米)。此外，滚道软带的淬火宽度也难以保证，且两条软带的位置也难以错开(每条滚道只允许一条软带)。而对双滚道采用每条滚道逐一淬火的方法，两滚道之间的距离太近，当第二条滚道淬火时，将对已淬火的第一条滚道产生回火，大大影响第一条滚道的淬火质量，使已淬硬的邻近滚道硬度降低，达不到高硬度技术要求。
发明内容
本发明目的是：提出一种双滚道变桨轴承滚道淬火方法，尤其是对双滚道采用对每条滚道逐一淬火的方法，当第二条滚道淬火时不会对第一条滚道产生回火，保证两条滚道的淬火质量。
本发明的技术方案是：双滚道变桨轴承滚道淬火方法，对变桨轴承环形双滚道的每一滚道逐一淬火，变桨轴承环形双滚道套圈在立式淬火机床上匀速转动，而进行淬火的中频淬火的淬火感应器相对固定，实现对旋转的环形双滚道变桨轴承滚道均匀淬火。对每一滚道逐一淬火。淬火感应器采用先后两只感应头的双电源结构，其中在先感应头用于辅助加热，在后感应头用于淬火加热，匀速转动滚道在经过先后加热后，随即喷淋合成淬火剂淬火冷却。控制旋转的环形双滚道变桨轴承套圈的转速，可使每一条滚道淬火温度控制在900-950℃。前后两只感应头的尺寸、形状及其相互位置直接影响淬火质量。在进行第二条滚道淬火时，采用合成淬火剂对第一条已经淬火后的滚道喷冷却液进行防护冷却(在淬火相邻部位设置多个冷却喷咀，并喷淋适量合成淬火剂冷却)，使其温度控制在180℃以下。防护冷却喷咀的设置位置、冷却液的流量大小等因素直接影响到防护效果。
合成淬火剂采用水溶性淬火液，含有多种高分子化合物，本发明合成淬火剂为水溶性淬火液，起码含有二种化合物：二乙醇铵或三乙醇铵2-6％、聚亚烷基二醇5-20％(重量比)，余量为水。具有逆溶特性，不影响水的冷却能力，并具有防锈、防腐、润湿、杀菌、消泡等功能，并无污染物排放。
本发明有益效果是：变桨轴承滚道热处理表面淬火的方法，采用双中频感应器对滚道表面淬火，达到：①高硬度，洛氏硬度达到≥58HRC(一般来说，42CrMo合金结构钢的淬火硬度为≥53HRC)；②大深度，采用较高频率的相邻前后两只感应头中频淬火，并通过调整两台中频电源的电气参数，使表面淬火深度≥5.5毫米(一般来说，采用较低频率的中频淬火才能达到≥5.5毫米的深度要求)；③少变形，本发明达到≤0.2/1000毫米的淬火变形要求。对于直径大于2000毫米、壁厚不足100毫米的双滚道轴承套圈来说，要达到以上技术要求，难度很大。本淬火方法解决了这一技术难题。本发明的合成淬火剂是一种水性乳液，具有逆溶特性，并具有防锈、防腐、润湿、杀菌、消泡等功能，并无污染物排放。
具体实施方式
实现双滚道变桨轴承的高硬度、大深度、少变形的滚道表面淬火，采用了两台最新型节能晶闸管(IGBT)较高频率的中频电源，配有滚道弧面跟踪并附带磁性瓷导磁体感应器，通过分别调整两台中频电源功率、频率，控制淬火加热温度、加热层深度及滚道加热层形状，利用合成淬火剂调整冷却速度，进行扫描淬火。在对变桨轴承内、外圈第一滚道表面淬火后，在对第二滚道进行表面淬火时，为了防止影响已淬滚道的硬度，必须对已淬滚道加以保护。保护方法是：在淬火区的邻近滚道的合适位置设置多个冷却喷咀，并喷淋适量合成淬火剂进行冷却，使已淬火滚道温度控制在180℃以下。做到既淬硬第二滚道，又不降低已淬第一滚道的硬度，最终达到了变桨轴承的双滚道的表面淬火要求。

Claims (5)

1、双滚道变桨轴承滚道淬火方法，对变桨轴承环形双滚道的每一滚道逐一淬火，变桨轴承环形双滚道套圈在立式淬火机床上匀速转动，而进行淬火的中频淬火的淬火感应器相对固定，实现对旋转的环形双滚道变桨轴承滚道均匀淬火；其特征是对两个滚道逐一淬火；淬火时，采用相邻的先后两只感应头，其中在先的感应头用于辅助加热，在后的感应头用于淬火加热，滚道在经过加热后，随即喷淋合成淬火剂淬火，控制旋转的环形双滚道变桨轴承滚道的转速，使滚道的淬火温度控制在900-950℃；在第二条轴承滚道淬火时，为了防止邻近已淬火的第一条滚道产生回火，即在已淬火滚道的淬火相邻部位设置多个冷却喷咀，并喷淋适量合成淬火剂冷却，使已淬火滚道温度控制在180℃以下。
2、由权利要求1所述的双滚道变桨轴承滚道淬火方法，其特征是合成淬火剂为水溶性淬火液，含有多种高分子化合物，具有逆溶特性，起到降低水的冷却能力，并具有防锈、防腐、润湿、杀菌、消泡等功能，并无污染物排放。
3、由权利要求1所述的双滚道变桨轴承滚道淬火方法，其特征是对正在淬火滚道的相邻已淬火滚道的合适部位设置多个冷却喷咀，并喷淋适量合成淬火剂进行冷却，使已淬火滚道温度控制在180℃以下，防止产生回火。
4、由权利要求1所述的双滚道变桨轴承滚道淬火方法，其特征是合成淬火剂为水溶性淬火液，起码含有二种化合物：二乙醇铵或三乙醇铵2-6％(重量比)、聚亚烷基二醇5-20％(重量比)，余量为水。
5、由权利要求1所述的双滚道变桨轴承滚道淬火方法，其特征是在正在淬火的相邻滚道处以少量喷淋合成淬火剂的方法控制此处温度，也可以接触式冷却环嵌入并接触相邻滚道。
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