CN102534170A - 开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，其控制方法步骤为：在热处理前，根据开式大齿圈的直径，开式齿轮大齿圈壁厚留量、直径、结合面均匀留量；用吊具将开式齿轮大齿圈吊入炉内进行正火热处理时，将开式齿轮大齿圈放置于若干根等高垫铁上，等高垫铁间隔均匀；开式齿轮大齿圈的腹板底部均匀布置有若干个支垫；开式齿轮大齿圈的轮缘壁上端面覆盖有保温棉；开式齿轮大齿圈正火后进行回火处理；开式齿轮大齿圈锥口变形量控制在10mm以内。本发明减少了因热处理造成齿圈变形而进行返工校形的工序，大齿圈热处理变形量很小，能够满足后续加工的精度，提高了开式齿轮大齿圈生产效率。
Description
技术领域
本发明属于齿轮热处理和机械加工技术领域，尤其是涉及一种开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法。
背景技术
近年来随着国民经济的迅速发展，我国建材、矿山、冶金等向着大型化、节能化发展的势头越来越猛，大型机械的市场占有率和需求量也逐年增加。开式齿轮大齿圈作为大型回转窑、磨机等建材、矿山、冶金、有色、电力等行业的机械设备中最关键的传动部件之一，其工作负荷较大，工作条件复杂，工作中承受极大的离心力，其尺寸精度直接关系到整套设备能否平稳高效运行。
目前，开式齿轮大齿圈的热处理工艺通常为正火处理，开式齿轮大齿圈一般为铸钢件，由于铸造冷却过程产生的内应力、热处理前粗加工时产生的加工应力、正火空冷时产生的组织应力和热应力的存在，导致开式齿轮大齿圈易产生变形。
发明内容
为解决现有技术中开式齿轮大齿圈正火处理后锥口变形量大的问题，本发明的目的是提供一种开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，其减少了因热处理造成齿圈变形而进行返工校形的工序，大齿圈热处理变形量很小，能够满足后续加工的精度，提高了开式齿轮大齿圈生产效率。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，其控制方法步骤如下：
（1）、在热处理前，根据开式大齿圈的直径，开式齿轮大齿圈壁厚留量为单边15~30mm，直径留量为30~60mm，结合面留量为单边6~10mm；
（2）、用吊具将开式齿轮大齿圈吊入炉内进行正火热处理时，将开式齿轮大齿圈放置于若干根等高垫铁上，等高垫铁间隔均匀；
（3）、开式齿轮大齿圈的腹板底部均匀布置有若干个支垫；
（4）、开式齿轮大齿圈的轮缘壁上端面覆盖有保温棉；
（5）、开式齿轮大齿圈正火后进行回火处理；
（6）、开式齿轮大齿圈锥口变形量控制在10mm以内。
上述的开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法中，根据开式大齿圈的直径，齿顶圆、结合面留量设置如表1所示。
表1. 开式齿轮大齿圈热处理前工序留量(mm)
上述的开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法中，其开式齿轮大齿圈正火热处理时，正火温度为860~880℃，正火保温时间根据轮缘厚度确定，不低于2h/100mm轮缘壁厚，均温时间为保温时间的一半，出炉进行空冷至≤200℃再进行装炉回火。
上述的开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法中，其开式齿轮大齿圈回火热处理时，回火温度为520~580℃，回火保温时间不少于3h/100mm轮缘壁厚，均温时间与保温时间相同，到温后总时间不小于12h，回火保温结束后炉冷至≤250℃出炉。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
一、该开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，其开式齿轮大齿圈正火热处理时，由于其变形在轮缘壁厚体现较为明显，若轮缘壁厚的留量不合理，往往会造成轮缘减薄或增厚而超差影响开式齿轮大齿圈的尺寸精度，因此，通过选择合理的齿厚留量及直径留量，能够有效保证开式齿轮大齿圈尺寸和加工精度。
二、该开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，其垫铁摆放方式及位置能够使开式齿轮大齿圈在加热过程中受热均匀，由于垫铁过多吸热量过大且造成炉内气氛循环不良，垫铁过少容易使开式齿轮大齿圈在加热过程中发生变形，因此，应合理选择垫铁数量。
三、该开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，其支垫能够防止开式齿轮大齿圈的腹板在加热过程中坍塌。
四、该开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，由于与开式齿轮大齿圈下端面接触的垫铁有一定的蓄热量，正常情况下，空冷时上端面冷速较下端面大，导致收缩较下端面快，容易产生喇叭形锥口，为了使上下端面冷速基本一致，在上端面均匀覆盖一层保温棉以降低其上端面的冷却速度，尽量使上下端面冷却速度保持一致，这样才能保证正火空冷时同步收缩，不会发生锥口变形。
五、该开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，其开式齿轮大齿圈正火后及时进行回火处理，能够消除内应力，稳定尺寸。
六、该开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，其操作简单，易于实现，在热处理后只可能会发生整体收缩或涨大的变形，不会发生锥口变形，减少了因热处理变形而进行校形的工序，节约了生产成本，缩短了生产周期，提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明开式齿轮大齿圈一实施例的保温棉覆盖示意图；
图中：1－保温棉；2－腹板。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，但是，以下实施例仅仅是例证，本发明并不局限于这些实施例。
实施例一
结合图1，一开式齿轮大齿圈外圆尺寸为φ6079.72mm，壁厚152.75mm，法向模数为32，齿数188，法向齿形角为20°，材质ZG45CrMo，硬度要求为HB220-260。
上述开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，控制方法步骤如下：
（1）、开式齿轮大齿圈齿厚留量为单边15mm，直径留量为30mm；
（2）、用吊具将开式齿轮大齿圈吊入炉内进行正火热处理时，将开式齿轮大齿圈放置于6根等高垫铁上，等高垫铁沿大齿圈圆弧方向间隔均匀分布，相邻等高垫铁间隔距离为1~1.2m；
（3）、开式齿轮大齿圈的腹板2底部均匀布置有6~8个支垫，相邻支垫间隔距离为1~1.2m；
（4）、开式齿轮大齿圈的轮缘壁上端面覆盖有保温棉1；
（5）、开式齿轮大齿圈正火后进行回火处理，860℃保温5h后出炉空冷至＜200℃入炉回火，回火温度540~560℃，保温12h后炉冷至≤250℃出炉；
（6）、开式齿轮大齿圈锥口变形量控制在＜8mm内。
实施例二
结合图1，一开式齿轮大齿圈外圆尺寸为φ5150mm，壁厚140mm，材质ZG45CrMo，硬度要求为HB240-280。
上述开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，控制方法步骤如下：
（1）、开式齿轮大齿圈齿厚留量为单边15mm，直径留量为30mm；
（2）、用吊具将开式齿轮大齿圈吊入炉内进行正火热处理时，将开式齿轮大齿圈放置于5根等高垫铁上，等高垫铁沿大齿圈圆弧方向间隔均匀分布，相邻等高垫铁间隔距离为1~1.2m；
（3）、开式齿轮大齿圈的腹板2底部均匀布置有6~8个支垫，相邻支垫间隔距离为1~1.2m；
（4）、开式齿轮大齿圈的轮缘壁上端面覆盖有保温棉1；
（5）、开式齿轮大齿圈正火后进行回火处理，860℃保温4.5h后出炉空冷至＜200℃入炉回火，回火温度540~560℃，保温12h后炉冷至≤250℃出炉；
（6）、开式齿轮大齿圈锥口变形量控制在＜4mm内。
实施例三
结合图1，一开式齿轮大齿圈外圆尺寸为φ8229mm，壁厚185.75mm，材质ZG45CrMo，硬度要求为HB280-320。
上述开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，控制方法步骤如下：
（1）、开式齿轮大齿圈齿厚留量为单边25mm，直径留量为50mm；
（2）、用吊具将开式齿轮大齿圈吊入炉内进行正火热处理时，将开式齿轮大齿圈放置于8根等高垫铁上，等高垫铁沿大齿圈圆弧方向间隔均匀分布，相邻等高垫铁间隔距离为1~1.2m；
（3）、开式齿轮大齿圈的腹板2底部均匀布置有6~8个支垫，相邻支垫间隔距离为1~1.2m；
（4）、开式齿轮大齿圈的轮缘壁上端面覆盖有保温棉1；
（5）、开式齿轮大齿圈正火后进行回火处理，860℃保温4.5h后出炉空冷至＜200℃入炉回火，回火温度500~520℃，保温14h后炉冷至≤250℃出炉；
（6）、开式齿轮大齿圈锥口变形量控制在＜7mm内。
由上述三个实施例可以看出，本发明的开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，效果良好，锥口变形量小，在热处理留量之内，能够后续的加工尺寸，为大齿圈的整个生产工序缩短了生产周期；并消除了变形返工校正所带来的不必要浪费，在实际生产中有显著的经济效益。
Claims (3)
1.一种开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，其特征是：其控制方法步骤如下：
（1）、在热处理前，根据开式大齿圈的直径，开式齿轮大齿圈壁厚留量为单边15~30mm，直径留量为30~60mm，结合面留量为单边6~10mm；
（2）、用吊具将开式齿轮大齿圈吊入炉内进行正火热处理时，将开式齿轮大齿圈放置于若干根等高垫铁上，等高垫铁间隔均匀；
（3）、开式齿轮大齿圈的腹板底部均匀布置有若干个支垫；
（4）、开式齿轮大齿圈的轮缘壁上端面覆盖有保温棉；
（5）、开式齿轮大齿圈正火后进行回火处理；
（6）、开式齿轮大齿圈锥口变形量控制在10mm以内。
2.根据权利要求1所述的开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，其特征是：其开式齿轮大齿圈正火热处理时，正火温度为860~880℃，正火保温时间根据轮缘厚度确定，不低于2h/100mm轮缘壁厚，均温时间为保温时间的一半，出炉进行空冷至≤200℃再进行装炉回火。
3.根据权利要求1所述的开式齿轮大齿圈热处理锥口变形的控制方法，其特征是：其开式齿轮大齿圈回火热处理时，回火温度为520~580℃，回火保温时间不少于3h/100mm轮缘壁厚，均温时间与保温时间相同，到温后总时间不小于12h，回火保温结束后炉冷至≤250℃出炉。
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