CN106286602A - 一种四列圆柱滚子轴承及保持架的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种四列圆柱滚子轴承及保持架的处理方法，包括双滚道外圈、外挡圈、中挡圈、中隔圈、圆柱滚子、单列内圈和保持架组成；每个四列圆柱滚子轴承包括两个双滚道外圈和两个单列内圈，双滚道外圈两侧安装有外挡圈，两个双滚道外圈之间安放中挡圈，双滚道外圈的双滚道之间安装有中隔圈，每列双滚道外圈与单列内圈之间安装有保持架，每个保持架中安装有一列圆柱滚子；保持架的处理工艺原理简单，操作过程灵活，加工处理成本低，质量好，其产品的表面致密性和耐磨性好，环境友好。

Description

一种四列圆柱滚子轴承及保持架的处理方法
技术领域
本发明涉及轴承技术领域，具体的是涉及一种四列圆柱滚子轴承及保持架的处理方法。
背景技术
四列圆柱滚子轴承是一种可分离型轴承。其内、外圈与滚子是线性接触，摩擦系数小，承受径向载荷能力较大，轴承的清洗、检查和拆卸均很方便。此类轴承可获得较高的加工精度，加之轴承本身的磨擦较其它轴承为低，故四列圆柱滚子轴承特别适用于要求高速和高精度的轧辊，如线材轧机，型材轧机和薄板冷热轧机、开坯机等的支承。传统的四列圆柱滚子轴承的外圈结构设置固定中挡边和润滑油沟，这样容易导致轴承零件集中的产生，在轴承零件热处理淬火、磨削时，油沟成为可能产生裂纹的裂纹源；另外，轴承在运转过程中，轴承零件的边缘很容易产生应力，这些都使轴承零件易于损坏，降低轴承的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是要提供一种能降低轴承损坏风险并相对提高其寿命和径向载荷能力的无中挡边的四列圆柱滚子轴承。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种四列圆柱滚子轴承，包括双滚道外圈2、外挡圈8、中挡圈7、中隔圈3、圆柱滚子6、单列内圈1和保持架8组成；每个所述四列圆柱滚子轴承包括两个所述双滚道外圈2和两个所述单列内圈1，所述双滚道外圈2两侧安装有所述外挡圈8，两个所述双滚道外圈2之间安放所述中挡圈7，所述双滚道外圈2的双滚道之间安装有所述中隔圈3，每列所述双滚道外圈2与所述单列内圈1之间安装有所述保持架8，每个所述保持架8中安装有一列所述圆柱滚子6。
可选的，所述保持架8采用结构钢制成。
可选的，所述中挡圈7外表面中部设有油沟4，油沟4中设置有贯穿所述中挡圈7的油孔5。
所述保持架8的处理方法，包括下列步骤：
(1)、氮化处理：将钢制轴承保持架8在空气炉中预热，在400～430℃温度下其金属表面与空气中的氧发生氧化反应，生成铁的氧化物，氧化会促进后续处理中氮的渗入，有利于氮化物的形成；经过氧化处理的轴承保持架8表面比不经过处理的表面氮化渗层的深度更深；预热时间为60～70min，过长的预热时间会形成较厚的氧化层，对后续处理不利，预热还会使轴承保持架8外观均匀一致，不产生表面缺陷；然后将钢制轴承保持架8放入625～635℃的氮化基盐浴中停留125～135min，氮化基盐包括K2CO3的多种碳酸盐与尿素的混合物，高温下两者合成使其盐浴中形成25％-28％以上的氰酸根，在工作温度下氰酸根发生分解，产生活性氮原子渗入金属表面，形成化合物层和扩散层，其中化合物层为Fe3N或Fe4N，同时氰酸根分解产生的CO分解出碳原子渗入轴承保持架8表面，形成碳化物或固溶体；氮化基盐高温熔化存在的氰根通过补充调整盐方式，调整氮化基盐，其成分为有机缩合物，将CO32-转变为CNO-，使之恢复到原始的氰酸根状态，恢复活性，防止产生公害；轴承保持架8在盐浴中渗层的形成过程与通常的元素渗入规律一样，包括分解、吸附和扩散过程；首先是分解，氰酸根在氮化基盐的工作温度下，分解出活性的N原子和碳原子，活性氮原子浓度的高低取决于氮化基盐盐浴中氰酸根含量的高低和氮化温度的高低；其次是吸附，是活性氮原子和碳原子向金属表面吸附，金属表面氮的浓度逐渐升高，与金属表面形成浓度差，这种浓度差会促使氮原子和碳原子向金属内部扩散；最后是扩散，氮原子和碳原子的半径比铁原子的半径小，氮原子和碳原子在铁原子的点阵间隙中进行扩散；
(2)、氧化处理：在氮化处理结束后将轴承保持架8放入330～345℃的氧化盐盐浴中停留25～30min，然后进行冷水冲洗；氧化盐与轴承保持架8上微量的氮化基盐中的氰根发生氧化反应，生成氰酸根，然后使用冷水进行冲洗，冲洗后水中氰根含量低于排放标准要求，不会对环境造成污染，轴承保持架8经过流水清洗后自然干燥或吹干；轴承保持架8在经过氮化工序处理后在氧化盐盐浴中保温时会在表面形成氧化膜，氧化膜为铁的氧化物Fe3O4，是一种致密的黑色氧化物，能有效提高钢铁材料的耐腐蚀性；
(3)、光饰或抛光处理：氮化和氧化处理后，将轴承保持架8放入光饰或抛光设备中，与磨料或光饰材料混合后，在振动或旋转状态下对轴承保持架8表面进行抛光处理，消除疏松层对保持架8表面质量的影响；将轴承保持架8水平放入装有加工介质的容器中，通过主轴的回转运动和容器的往复运动，使磨块与保持架8表面之间产生一定的相对运动和相互作用力，游离的磨块对工件表面产生碰撞、滚压、滑擦和刻划的微量磨削作用，实现对轴承保持架8的去毛刺和表面光整加工，提高表面质量，改善物理力学性能；在磨块和保持架8之间添加由羟基硅酸盐组分构成的纳米级的矿石粉体组合物的ART粉体材料，该粉体材料是多种天然矿石超细粉体添加催化剂的混合物，无毒副作用，在常温下化学成份稳定；通过油、油脂、水、气体和化学转化膜多种载体将微量的ART粉体输送到金属摩擦表面，在摩擦力的作用下，清理摩擦表面的同时进行超精细研磨，利用摩擦产生的瞬时高温高压及超细的金属磨粒发生微冶金过程；在金属摩擦表面形成类金属陶瓷孕育层，随磨斑的不断扩大，最终形成类金属微晶陶瓷保护层；整个过程是在金属摩擦表面动态地、自调节地、不断地、有选择性地修复和补偿金属表面的摩擦磨损；随着类金属微晶陶瓷层的不断形成，磨损不断得到补偿，摩擦表面粗糙度值降低，使摩擦释放的能量降低，最终在失去热动力学条件下自修复停止，此时的金属摩擦副已由金属—金属的摩擦，改变成类金属微晶陶瓷层—类金属微晶陶瓷层的摩擦；
(4)、再次氧化处理：再次将抛光处理后的轴承保持架8放入330～345℃的与步骤(2)相同的氧化盐盐浴中，停留55～60min，然后进行冷水冲洗，轴承保持架8经过流水清洗后自然干燥或吹干；再次氧化处理后的轴承保持架8表面形成致密的氧化层，氧化层为铁的氧化物Fe3O4，是一种致密的黑色氧化物，能有效提高钢铁材料的耐腐蚀性；再次氧化处理不仅在工件的表面形成氧化层，而且还有一部分氧原子以间隙形式溶入化合物晶格中，使表面钝化，改善表面的耐蚀性。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
1、设计新结构的轴承外圈，没有中挡边，因此也无须加工润滑油沟，这就避免了轴承零件应力集中的产生，降低了轴承损坏风险，同时避免了其承受轴向载荷，因此相对提高其刚性及承受径向载荷能力；2、新结构外圈滚道上没有油沟，避免了零件热处理淬回火时、磨削时可能产生裂纹的裂纹源，相对提高了轴承寿命；3、新结构的外圈，加长了滚道母线长度及滚子长度，使得成品轴承的额定动负荷提高了8.62％，额定静负荷提高了9.01％；4、轴承中挡圈两个端面及外挡边圈的内端面设计成特殊结构，降低其与滚子端面发生滑动摩擦生产的摩擦热，降低了轴承零件损坏概率；5、保持架的处理工艺原理简单，操作过程灵活，加工处理成本低，质量好，其产品的表面致密性和耐磨性好，环境友好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明结构示意图；
图中，1、单列内圈 2、双滚道外圈 3、中隔圈 4、油沟 5、油孔 6、圆柱滚子 7、中挡圈 8、外挡圈 9、保持架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种四列圆柱滚子轴承及保持架的处理方法，包括双滚道外圈2、外挡圈8、中挡圈7、中隔圈3、圆柱滚子6、单列内圈1和保持架8组成；每个所述四列圆柱滚子轴承包括两个所述双滚道外圈2和两个所述单列内圈1，所述双滚道外圈2两侧安装有所述外挡圈8，两个所述双滚道外圈2之间安放所述中挡圈7，所述双滚道外圈2的双滚道之间安装有所述中隔圈3，每列所述双滚道外圈2与所述单列内圈1之间安装有所述保持架8，每个所述保持架8中安装有一列所述圆柱滚子6。
所述保持架8采用结构钢制成。
所述中挡圈7外表面中部设有油沟4，油沟4中设置有贯穿所述中挡圈7的油孔5，所述油孔5可以是一个或多个。
所述保持架8的处理方法，包括下列步骤：
(1)、氮化处理：将钢制轴承保持架8在空气炉中预热，在400～430℃温度下其金属表面与空气中的氧发生氧化反应，生成铁的氧化物，氧化会促进后续处理中氮的渗入，有利于氮化物的形成；经过氧化处理的轴承保持架8表面比不经过处理的表面氮化渗层的深度更深；预热时间为60～70min，过长的预热时间会形成较厚的氧化层，对后续处理不利，预热还会使轴承保持架8外观均匀一致，不产生表面缺陷；然后将钢制轴承保持架8放入625～635℃的氮化基盐浴中停留125～135min，氮化基盐包括K2CO3的多种碳酸盐与尿素的混合物，高温下两者合成使其盐浴中形成25％-28％以上的氰酸根，在工作温度下氰酸根发生分解，产生活性氮原子渗入金属表面，形成化合物层和扩散层，其中化合物层为Fe3N或Fe4N，同时氰酸根分解产生的CO分解出碳原子渗入轴承保持架8表面，形成碳化物或固溶体；氮化基盐高温熔化存在的氰根通过补充调整盐方式，调整氮化基盐，其成分为有机缩合物，将CO32-转变为CNO-，使之恢复到原始的氰酸根状态，恢复活性，防止产生公害；轴承保持架8在盐浴中渗层的形成过程与通常的元素渗入规律一样，包括分解、吸附和扩散过程；首先是分解，氰酸根在氮化基盐的工作温度下，分解出活性的N原子和碳原子，活性氮原子浓度的高低取决于氮化基盐盐浴中氰酸根含量的高低和氮化温度的高低；其次是吸附，是活性氮原子和碳原子向金属表面吸附，金属表面氮的浓度逐渐升高，与金属表面形成浓度差，这种浓度差会促使氮原子和碳原子向金属内部扩散；最后是扩散，氮原子和碳原子的半径比铁原子的半径小，氮原子和碳原子在铁原子的点阵间隙中进行扩散；
(2)、氧化处理：在氮化处理结束后将轴承保持架8放入330～345℃的氧化盐盐浴中停留25～30min，然后进行冷水冲洗；氧化盐与轴承保持架8上微量的氮化基盐中的氰根发生氧化反应，生成氰酸根，然后使用冷水进行冲洗，冲洗后水中氰根含量低于排放标准要求，不会对环境造成污染，轴承保持架8经过流水清洗后自然干燥或吹干；轴承保持架8在经过氮化工序处理后在氧化盐盐浴中保温时会在表面形成氧化膜，氧化膜为铁的氧化物Fe3O4，是一种致密的黑色氧化物，能有效提高钢铁材料的耐腐蚀性；
(3)、光饰或抛光处理：氮化和氧化处理后，将轴承保持架8放入光饰或抛光设备中，与磨料或光饰材料混合后，在振动或旋转状态下对轴承保持架8表面进行抛光处理，消除疏松层对保持架8表面质量的影响；将轴承保持架8水平放入装有加工介质的容器中，通过主轴的回转运动和容器的往复运动，使磨块与保持架8表面之间产生一定的相对运动和相互作用力，游离的磨块对工件表面产生碰撞、滚压、滑擦和刻划的微量磨削作用，实现对轴承保持架8的去毛刺和表面光整加工，提高表面质量，改善物理力学性能；在磨块和保持架8之间添加由羟基硅酸盐组分构成的纳米级的矿石粉体组合物的ART粉体材料，该粉体材料是多种天然矿石超细粉体添加催化剂的混合物，无毒副作用，在常温下化学成份稳定；通过油、油脂、水、气体和化学转化膜多种载体将微量的ART粉体输送到金属摩擦表面，在摩擦力的作用下，清理摩擦表面的同时进行超精细研磨，利用摩擦产生的瞬时高温高压及超细的金属磨粒发生微冶金过程；在金属摩擦表面形成类金属陶瓷孕育层，随磨斑的不断扩大，最终形成类金属微晶陶瓷保护层；整个过程是在金属摩擦表面动态地、自调节地、不断地、有选择性地修复和补偿金属表面的摩擦磨损；随着类金属微晶陶瓷层的不断形成，磨损不断得到补偿，摩擦表面粗糙度值降低，使摩擦释放的能量降低，最终在失去热动力学条件下自修复停止，此时的金属摩擦副已由金属—金属的摩擦，改变成类金属微晶陶瓷层—类金属微晶陶瓷层的摩擦；
(4)、再次氧化处理：再次将抛光处理后的轴承保持架8放入330～345℃的与步骤(2)相同的氧化盐盐浴中，停留55～60min，然后进行冷水冲洗，轴承保持架8经过流水清洗后自然干燥或吹干；再次氧化处理后的轴承保持架8表面形成致密的氧化层，氧化层为铁的氧化物Fe3O4，是一种致密的黑色氧化物，能有效提高钢铁材料的耐腐蚀性；再次氧化处理不仅在工件的表面形成氧化层，而且还有一部分氧原子以间隙形式溶入化合物晶格中，使表面钝化，改善表面的耐蚀性。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种四列圆柱滚子轴承及保持架的处理方法，其特征在于：包括双滚道外圈(2)、外挡圈(8)、中挡圈(7)、中隔圈(3)、圆柱滚子(6)、单列内圈(1)和保持架(8)组成；每个所述四列圆柱滚子轴承包括两个所述双滚道外圈(2)和两个所述单列内圈(1)，所述双滚道外圈(2)两侧安装有所述外挡圈(8)，两个所述双滚道外圈(2)之间安放所述中挡圈(7)，所述双滚道外圈(2)的双滚道之间安装有所述中隔圈(3)，每列所述双滚道外圈(2)与所述单列内圈(1)之间安装有所述保持架(8)，每个所述保持架(8)中安装有一列所述圆柱滚子(6)。
2.根据权利要求1所述的四列圆柱滚子轴承，其特征在于：所述保持架(8)采用结构钢制成。
3.根据权利要求1所述的四列圆柱滚子轴承，其特征在于：所述中挡圈(7)外表面中部设有油沟，油沟中设置有贯穿所述中挡圈(7)的油孔。
4.一种四列圆柱滚子轴承及保持架的处理方法中保持架的处理方法，其特征在于：所述保持架为权利要求1或2或3所述的保持架(8)，所述方法包括下列步骤：
(1)、氮化处理：将钢制轴承保持架(8)在空气炉中预热，在400～430℃温度下其金属表面与空气中的氧发生氧化反应，生成铁的氧化物，氧化会促进后续处理中氮的渗入，有利于氮化物的形成；经过氧化处理的轴承保持架(8)表面比不经过处理的表面氮化渗层的深度更深；预热时间为60～70min，过长的预热时间会形成较厚的氧化层，对后续处理不利，预热还会使轴承保持架(8)外观均匀一致，不产生表面缺陷；然后将钢制轴承保持架(8)放入625～635℃的氮化基盐浴中停留125～135min，氮化基盐包括K2CO3的多种碳酸盐与尿素的混合物，高温下两者合成使其盐浴中形成25％-28％以上的氰酸根，在工作温度下氰酸根发生分解，产生活性氮原子渗入金属表面，形成化合物层和扩散层，其中化合物层为Fe3N或Fe4N，同时氰酸根分解产生的CO分解出碳原子渗入轴承保持架(8)表面，形成碳化物或固溶体；氮化基盐高温熔化存在的氰根通过补充调整盐方式，调整氮化基盐，其成分为有机缩合物，将CO32-转变为CNO-，使之恢复到原始的氰酸根状态，恢复活性，防止产生公害；轴承保持架(8)在盐浴中渗层的形成过程与通常的元素渗入规律一样，包括分解、吸附和扩散过程；首先是分解，氰酸根在氮化基盐的工作温度下，分解出活性的N原子和碳原子，活性氮原子浓度的高低取决于氮化基盐盐浴中氰酸根含量的高低和氮化温度的高低；其次是吸附，是活性氮原子和碳原子向金属表面吸附，金属表面氮的浓度逐渐升高，与金属表面形成浓度差，这种浓度差会促使氮原子和碳原子向金属内部扩散；最后是扩散，氮原子和碳原子的半径比铁原子的半径小，氮原子和碳原子在铁原子的点阵间隙中进行扩散；
(2)、氧化处理：在氮化处理结束后将轴承保持架(8)放入330～345℃的氧化盐盐浴中停留25～30min，然后进行冷水冲洗；氧化盐与轴承保持架(8)上微量的氮化基盐中的氰根发生氧化反应，生成氰酸根，然后使用冷水进行冲洗，冲洗后水中氰根含量低于排放标准要求，不会对环境造成污染，轴承保持架(8)经过流水清洗后自然干燥或吹干；轴承保持架(8)在经过氮化工序处理后在氧化盐盐浴中保温时会在表面形成氧化膜，氧化膜为铁的氧化物Fe3O4，是一种致密的黑色氧化物，能有效提高钢铁材料的耐腐蚀性；
(3)、光饰或抛光处理：氮化和氧化处理后，将轴承保持架(8)放入光饰或抛光设备中，与磨料或光饰材料混合后，在振动或旋转状态下对轴承保持架(8)表面进行抛光处理，消除疏松层对保持架(8)表面质量的影响；将轴承保持架(8)水平放入装有加工介质的容器中，通过主轴的回转运动和容器的往复运动，使磨块与保持架(8)表面之间产生一定的相对运动和相互作用力，游离的磨块对工件表面产生碰撞、滚压、滑擦和刻划的微量磨削作用，实现对轴承保持架(8)的去毛刺和表面光整加工，提高表面质量，改善物理力学性能；在磨块和保持架(8)之间添加由羟基硅酸盐组分构成的纳米级的矿石粉体组合物的ART粉体材料，该粉体材料是多种天然矿石超细粉体添加催化剂的混合物，无毒副作用，在常温下化学成份稳定；通过油、油脂、水、气体和化学转化膜多种载体将微量的ART粉体输送到金属摩擦表面，在摩擦力的作用下，清理摩擦表面的同时进行超精细研磨，利用摩擦产生的瞬时高温高压及超细的金属磨粒发生微冶金过程；在金属摩擦表面形成类金属陶瓷孕育层，随磨斑的不断扩大，最终形成类金属微晶陶瓷保护层；整个过程是在金属摩擦表面动态地、自调节地、不断地、有选择性地修复和补偿金属表面的摩擦磨损；随着类金属微晶陶瓷层的不断形成，磨损不断得到补偿，摩擦表面粗糙度值降低，使摩擦释放的能量降低，最终在失去热动力学条件下自修复停止，此时的金属摩擦副已由金属—金属的摩擦，改变成类金属微晶陶瓷层—类金属微晶陶瓷层的摩擦；
(4)、再次氧化处理：再次将抛光处理后的轴承保持架(8)放入330～345℃的与步骤(2)相同的氧化盐盐浴中，停留55～60min，然后进行冷水冲洗，轴承保持架(8)经过流水清洗后自然干燥或吹干；再次氧化处理后的轴承保持架(8)表面形成致密的氧化层，氧化层为铁的氧化物Fe3O4，是一种致密的黑色氧化物，能有效提高钢铁材料的耐腐蚀性；再次氧化处理不仅在工件的表面形成氧化层，而且还有一部分氧原子以间隙形式溶入化合物晶格中，使表面钝化，改善表面的耐蚀性。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108916237A (zh) * 2017-01-06 2018-11-30 宁波高新区起兴机电有限公司 一种具有多级减震的超耐磨高速洗衣机轴承

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