CN109504964A - 一种轴承套圈复合强化智能生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴承套圈复合强化智能生产线，包括轴承套圈在线智能喷砂单元、轴承套圈在线智能涂层预制备单元、轴承套圈在线智能复合熔涂单元、轴承套圈在线热处理单元、各单元之间轴承套圈转送机械手单元以及集成式远程智能控制单元等六个部分组成。本发明将轴承表面智能熔涂强化与轴承钢基体的热处理相统一，通过各单元的组合与智能控制，既可实现各单元的独立运行，又可实现各单元的联动运行，依次实现轴承套圈的喷砂处理、涂层预制备、涂层熔涂、轴承套圈热处理工序，成为智能化自动化的轴承套圈复合强化生产线，以满足轴承对轴承套圈高速运行特性的需求和高速高效高质的生产需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴承套圈复合强化智能生产线，属于轴承强化设备技术领域。
背景技术
轴承行业是制造业的基础行业，是装备制造业中的关键性零部件，是国民经济建设必不可少的“关节”，机械装备的性能、质量和可靠性都取决于轴承的性能。对轴承本身材质进行热处理是现有轴承强化的常规手段，许多轴承研究者和生产者采用渗碳渗氮、碳氮共渗、镀膜等表面强化技术对轴承沟道或滚道部分进行强化，试图提高轴承的沟道或滚道的耐磨性能，以改善轴承特性，延长轴承使用寿命。专利申请号201510493669.3和201510493670.6分别提供了“一种轴承外圈滚道强化处理装置及处理方法”和“一种轴承外圈滚道强化处理装置及处理方法”，以实施离子注入或薄膜沉积处理，使轴承套圈的滚道获得均匀的注入剂量，形成沉积层，以确保强化处理效果。但是，现有的轴承热处理工艺及表面强化工艺不能将轴承套圈同时将高强高韧性、高刚度与轴承沟道和滚道的高耐磨性有效地统一起来，且表面强化层与轴承基体的界面结合强度低，在使用过程中易于产生剥落或脆裂失效，不能满足高速、重载等特殊工况的高端轴承的应用条件。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供了一种轴承套圈复合强化智能生产线，旨在将轴承的表面智能熔涂强化与轴承钢基体的热处理相统一，既可实现轴承套圈轴承钢基体的高强韧性，保持足够的硬度、刚度，实现轴承尺寸稳定性，又可使轴承套圈的智能熔涂层具有高致密性、高耐磨性、高防腐性、高的界面结合强度、低的摩擦系数、无磁性等性能，满足轴承对轴承套圈高速运行特性的需求。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种轴承套圈复合强化智能生产线，包括：轴承套圈在线智能喷砂单元、轴承套圈在线智能涂层预制备单元、轴承套圈在线智能复合熔涂单元、轴承套圈在线热处理单元、各单元之间轴承套圈转送机械手单元以及集成式远程智能控制单元六个部分组成；所述的轴承套圈在线智能喷砂单元主要用于对轴套套圈待强化部位的除油除锈和表面粗糙化处理，所述的轴承套圈在线智能涂层预制备单元主要用于对轴承套圈待强化部位的涂层预涂覆；轴承套圈在线智能复合熔涂单元主要用于对轴承套圈的感应预热及对已涂覆的涂层进行重熔处理，所述的轴承套圈在线热处理单元用于对已智能复合熔涂完的套圈按规定的工艺和参数进行淬火及回火热处理，各单元之间轴承套圈转送机械手单元用于实现轴承套圈按规定的路线、规定的速率到达规定的位置，并完成规定的装卸动作，所述的集成式远程智能控制单元用于实现对各单元的远程控制和一键式操作，确保整个套圈强化设备的智能化、自动化运作，以达到生产过程的智能性、可控性、强化工艺及设备运行的可重复性，从而使轴承套圈达到规定的质量标准和生产效率。
进一步，所述的轴承套圈在线智能喷砂单元，主要包括自动进料装置、箱式喷砂机、自动出料装置、空压机、气体净化装置、气体存储装置、除尘装置、智能喷砂控制装置；自动进料装置、箱式喷砂机、自动出料装置依次相连，自动出料装置末端设置有轴承套圈出料储存单元，以及用于轴承套圈转送机械手单元对已完成喷砂的轴承套圈夹取定位机构，空压机、气体净化装置、气体存储装置、通过箱式喷砂机依次通过气路相连接，用于实现对轴承套圈喷砂所需的气体压力和流量，除尘装置通过气体连接管道与箱式喷砂机连接，用于对喷砂所产生的气尘混合物进行净化处理，智能喷砂控制装置通过对自动进料装置、箱式喷砂机、自动出料装置的控制，实现轴承套圈进料、喷砂、出料的智能化操作。
进一步，所述的套轴承套圈在线智能涂层预制备单元，包括高能火焰喷涂枪、氧气及乙炔存储及输送单元、火焰喷涂枪运动单元、感应加热预热单元、已涂覆轴承套圈的传输单元及存储单元、智能喷涂控制单元；高能火焰喷涂枪置于火焰喷涂枪运动单元的固定平台之上，氧气及乙炔存储及输送单元通过气体管路与智能喷涂控制单元内的压力表及流量显示与调节器件入口端相连接，智能喷涂控制单元的压力表及流量显示与调节器件出口端通过气体管路与高能火焰喷涂枪连通，感应加热预热单元包括：感应加热机、感应线圈移动机构、红外测温及温控器件，以及位于智能喷涂控制单元的控制器件，传输单元至存储存储单元用于实现对已涂覆完的轴承套圈的传送、存储与定位，智能喷涂控制单元通过高能火焰喷涂枪，火焰喷涂枪运动单元、感应加热预热单元、传输单元的联动控制，以完成轴承套圈涂层的预涂覆功能。
进一步，所述的轴承套圈在线智能复合熔涂单元，包括感应加热单元、红外测温及温控单元、立式感应重熔行走机构、轴承套圈旋转机构以及智能熔涂控制系统。感应加热单元用于对轴承套圈的感应加热熔涂、红外测温及测控单元用于实现对轴承套圈熔涂过程的测温及PID温控，确保达到规定的熔涂质量。立式感应重熔行走机构用于实现对感应加热单元之感应线圈的运动，轴承套圈旋转机构用于实现轴承套圈的旋转运动，智能熔涂控制系统实现对感应熔涂整个系统的工艺参数设置和工艺过程的控制。
进一步，所述的轴承套圈在线热处理单元，主要包括：淬火处理单元、回火处理单元、轴承套圈转送单元和在线智能热处理控制单元；淬火处理单元和回火处理单元分别用于对已熔涂完的轴承套圈进行淬火处理和回火处理，轴承套圈转送模块位于淬火处理单元与回火处理单元之间，用于实现淬火处理单元和回火处理单元间的轴承套圈传输，在线智能热处理控制单元用于轴承套圈在线热处理单元的智能控制。
进一步，所述的各单元之间轴承套圈转送机械手单元，由相对独立的三个机械手组成，分别置于轴承套圈在线智能喷砂单元、轴承套圈在线智能涂层预制备单元、轴承套圈在线智能复合熔涂单元、轴承套圈在线热处理单元之间，实现对上工序处理完毕的轴承套圈的转送及到下一工序定位装夹功能，达到各工序之间的生产连续性。
进一步，所述的集成式智能控制单元，轴承套圈在线智能喷砂远程控制模块、轴承套圈在线智能涂层预制备远程控制模块、轴承套圈在线智能复合熔涂远程控制模块、轴承套圈在线热处理远程控制模块、各单元之间轴承套圈转送机械手远程控制模块，分别与对应单元相连接，并设置有一键操作控制模块，既可实现对各单元的独立操作控制，又可通过一键操作实现对各单元的智能流水作业控制。
本发明的有益效果：本发明提供的一种轴承套圈复合强化智能生产线，将轴承沟道(滚道)及沟道(滚道)两端部位的表面智能熔涂强化与轴承钢基体的热处理相统一，通过各单元的组合与智能控制，既可实现各单元的独立运行，又可实现各单元的联动运行，依次实现轴承套圈的喷砂处理、涂层预制备、涂层熔涂、轴承套圈热处理工序，成为智能化自动化的轴承套圈复合强化生产线，以满足轴承对轴承套圈高速运行特性的需求和高速高效高质的生产需求。
附图说明
图1：本发明的系统框图示意图；
图2：本发明的轴承套圈在线智能喷砂单元组成示意图；
图3：本发明的轴承套圈在线智能涂层预制备单元组成示意图；
图4：本发明的轴承套圈在线智能复合熔涂单元组成示意图；
图5：本发明的轴承套圈在线热处理单元组成示意图；
图6：本发明的集成式远程智能控制单元组成示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如附图1，所述的一种轴承套圈复合强化智能生产线包括：轴承套圈在线智能喷砂单元1、轴承套圈在线智能涂层预制备单元2、轴承套圈在线智能复合熔涂单元3、轴承套圈在线热处理单元4、各单元之间轴承套圈转送机械手单元5以及集成式远程智能控制单元6六个部分组成。所述的轴承套圈在线智能喷砂单元1主要用于对轴套套圈待强化部位的除油除锈和表面粗糙化处理，所述的轴承套圈在线智能涂层预制备单元2主要用于对轴承套圈待强化部位的涂层预涂覆。所述的轴承套圈在线智能复合熔涂单元3主要用于对轴承套圈的感应预热及对已涂覆的涂层进行重熔处理，所述的轴承套圈在线热处理单元4用于对已智能复合熔涂完的套圈按规定的工艺和参数进行淬火及回火热处理，各单元之间轴承套圈转送机械手单元5主要用于实现轴承套圈按规定的路线、规定的速率到达规定的位置，并完成规定的装卸动作，所述的集成式远程智能控制单元6用于实现对各单元的集成控制、参数显示和一键式操作，确保整个套圈强化设备的智能化、自动化运作，以达到生产过程的智能性、可控性、强化工艺及设备运行的可重复性，从而使轴承套圈达到规定的质量标准和生产效率。
如附图2，进一步，所述的轴承套圈在线智能喷砂单元(1)，主要包括自动进料装置1.1、箱式喷砂机1.2、自动出料装置1.3、空压机1.4、气体净化装置1.5、气体存储装置1.6、除尘装置1.7、智能喷砂控制装置1.8。自动进料装置1.1、箱式喷砂机1.2、自动出料装置1.3依次相连，自动出料装置1.3末端设置有轴承套圈出料储存单元1.3.1，以及用于轴承套圈转送机械手单元对已完成喷砂的轴承套圈夹取定位机构1.3.2，空压机1.4、气体净化装置1.5、气体存储装置1.6，依次通过气路相连接，而后进入箱式喷砂机1.2，用于实现对轴承套圈喷砂所需的气体压力和流量，除尘装置1.7通过气体连接管道与箱式喷砂机1.2连接，用于对喷砂所产生的气尘混合物进行净化处理，智能喷砂控制装置1.8通过对自动进料装置1.1、箱式喷砂机1.2、自动出料装置1.3的控制，实现轴承套圈进料、喷砂、出料的智能化操作。
如附图3，进一步，所述的套轴承套圈在线智能涂层预制备单元2，主要包括高能火焰喷涂枪2.1、氧气及乙炔存储及输送单元2.2、火焰喷涂枪运动单元2.3、感应加热预热单元2.4、已涂覆轴承套圈的传输单元2.5及存储单元2.6、智能喷涂控制单元2.8。高能火焰喷涂枪2.1置于火焰喷涂枪运动单元2.3的固定平台之上，氧气及乙炔存储及输送单元2.2通过气体管路与智能喷涂控制单元2.6内的压力表及流量显示与调节器件入口端相连接，智能喷涂控制单元2.7的压力表及流量显示与调节器件出口端通过气体管路与高能火焰喷涂枪2.1连通，感应加热预热单元2.4包括：感应加热机2.4.1、感应线圈移动机构2.4.2、红外测温及温控器件2.4.3，以及位于智能喷涂控制单元2.7的控制器件，传输单元2.5至存储存储单元2.6用于实现对已涂覆轴承套圈的传送、存储与定位，智能喷涂控制单元2.7通过高能火焰喷涂枪2.1，火焰喷涂枪运动单元2.3、感应加热预热单元2.4、传输单元2.5的联动控制，以完成轴承套圈涂层的预涂覆功能。
如附图4，进一步，所述的轴承套圈在线智能复合熔涂单元3，包括感应加热单元3.1、红外测温及温控单元3.2、立式感应重熔行走机构3.3、轴承套圈旋转机构3.4以及智能熔涂控制系统3.5。感应加热单元3.1用于对轴承套圈的感应加热熔涂，红外测温及测控单元3.2用于实现对轴承套圈熔涂过程的测温及PID温控，确保达到规定的熔涂质量。立式感应重熔行走机构3.3用于实现对感应加热单元3.1之感应线圈的运动，轴承套圈旋转机构3.4用于实现轴承套圈的旋转运动，智能熔涂控制系统3.5实现对感应熔涂整个系统的工艺参数设置和工艺过程的控制。
如附图5，进一步，所述的轴承套圈在线热处理单元4，包括：淬火处理单元4.1、回火处理单元4.2、轴承套圈转送单元4.3和在线智能热处理控制单元4.4。淬火处理单元4.1和回火处理单元4.2分别用于对已熔涂完的轴承套圈进行淬火处理和回火处理，轴承套圈转送模块4.3轴承套圈转送模块位于淬火处理单元4.1与回火处理单元4.2之间，用于实现淬火处理单元4.1和回火处理单元4.2间的轴承套圈传输，在线智能热处理控制单元4.4用于轴承套圈在线热处理单元4的智能控制。
结合附图1，进一步，所述的各单元之间轴承套圈转送机械手单元5，由相对独立的三个机械手(5.1、5.2、5.3)组成，分别置于轴承套圈在线智能喷砂单元1、轴承套圈在线智能涂层预制备单元2、轴承套圈在线智能复合熔涂单元3、轴承套圈在线热处理单元4之间，实现对上工序处理完毕的轴承套圈的转送及到下一工序定位装夹功能，达到各工序之间的生产连续性。
如附图6，进一步，所述的集成式智能控制单元6，轴承套圈在线智能喷砂远程控制模块6.1、轴承套圈在线智能涂层预制备远程控制模块6.2、轴承套圈在线智能复合熔涂远程控制模块6.3、轴承套圈在线热处理远程控制模块6.4、各单元之间轴承套圈转送机械手远程控制模块6.5，分别与对应单元相连接，并设置有一键操作控制模块6.6，既可实现对各单元的独立操作控制，又可通过一键操作实现对各单元的智能流水作业控制。
以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种轴承套圈复合强化智能生产线，其特征在于：包括轴承套圈在线智能喷砂单元、轴承套圈在线智能涂层预制备单元、轴承套圈在线智能复合熔涂单元、轴承套圈在线热处理单元、各单元之间轴承套圈转送机械手单元以及集成式远程智能控制单元六个部分组成；所述轴承套圈在线智能喷砂单元用于对轴套套圈待强化部位的除油除锈和表面粗糙化处理，所述轴承套圈在线智能涂层预制备单元用于对轴承套圈待强化部位的涂层预涂覆；轴承套圈在线智能复合熔涂单元用于对轴承套圈的感应预热及对已涂覆的涂层进行重熔处理，所述轴承套圈在线热处理单元用于对已智能复合熔涂完的套圈按规定的工艺和参数进行淬火及回火热处理，各单元之间轴承套圈转送机械手单元用于实现轴承套圈按规定的路线、规定的速率到达规定的位置，并完成规定的装卸动作，所述的集成式远程智能控制单元用于实现对各单元的远程控制和一键式操作，确保整个套圈强化设备的智能化、自动化运作，以达到生产过程的智能性、可控性、强化工艺及设备运行的可重复性，从而使轴承套圈达到规定的质量标准和生产效率。
2.根据权利要求1所述的一种轴承套圈复合强化智能生产线，其特征在于：所述轴承套圈在线智能喷砂单元，包括自动进料装置、箱式喷砂机、自动出料装置、空压机、气体净化装置、气体存储装置、除尘装置、智能喷砂控制装置；所述自动进料装置、箱式喷砂机、自动出料装置依次相连，自动出料装置末端设置有轴承套圈出料储存单元，以及用于轴承套圈转送机械手单元对已完成喷砂的轴承套圈夹取定位机构，空压机、气体净化装置、气体存储装置通过箱式喷砂机依次通过气路相连接，用于实现对轴承套圈喷砂所需的气体压力和流量，除尘装置通过气体连接管道与箱式喷砂机连接，用于对喷砂所产生的气尘混合物进行净化处理，智能喷砂控制装置通过对自动进料装置、箱式喷砂机、自动出料装置的控制，实现轴承套圈进料、喷砂、出料的智能化操作。
3.根据权利要求1所述的一种轴承套圈复合强化智能生产线，其特征在于：所述套轴承套圈在线智能涂层预制备单元，包括高能火焰喷涂枪、氧气及乙炔存储及输送单元、火焰喷涂枪运动单元、感应加热预热单元、已涂覆轴承套圈的传输单元及存储单元、智能喷涂控制单元；所述高能火焰喷涂枪置于火焰喷涂枪运动单元的固定平台之上，氧气及乙炔存储及输送单元通过气体管路与智能喷涂控制单元内的压力表及流量显示与调节器件入口端相连接，智能喷涂控制单元的压力表及流量显示与调节器件出口端通过气体管路与高能火焰喷涂枪连通，感应加热预热单元包括：感应加热机、感应线圈移动机构、红外测温及温控器件，以及位于智能喷涂控制单元的控制器件，传输单元至存储存储单元用于实现对已涂覆完的轴承套圈的传送、存储与定位，智能喷涂控制单元通过高能火焰喷涂枪，火焰喷涂枪运动单元、感应加热预热单元、传输单元的联动控制，以完成轴承套圈涂层的预涂覆功能。
4.根据权利要求1所述的一种轴承套圈复合强化智能生产线，其特征在于：所述轴承套圈在线智能复合熔涂单元，包括感应加热单元、红外测温及温控单元、立式感应重熔行走机构、轴承套圈旋转机构以及智能熔涂控制系统；感应加热单元用于对轴承套圈的感应加热熔涂、红外测温及测控单元用于对轴承套圈熔涂过程的测温及PID温控，确保达到规定的熔涂质量；立式感应重熔行走机构实现对感应加热单元之感应线圈的运动，轴承套圈旋转机构用于实现轴承套圈的旋转运动，智能熔涂控制系统实现对感应熔涂整个系统的工艺参数设置和工艺过程的控制。
5.根据权利要求1所述的一种轴承套圈复合强化智能生产线，其特征在于：所述轴承套圈在线热处理单元，包括：淬火处理单元、回火处理单元、轴承套圈转送单元和在线智能热处理控制单元；淬火处理单元和回火处理单元分别用于对已熔涂完的轴承套圈进行淬火处理和回火处理，轴承套圈转送模块位于淬火处理单元与回火处理单元之间，用于实现淬火处理单元和回火处理单元间的轴承套圈传输，在线智能热处理控制单元用于轴承套圈在线热处理单元的智能控制。
6.根据权利要求1所述的一种轴承套圈复合强化智能生产线，其特征在于：所述的各单元之间轴承套圈转送机械手单元，由相对独立的三个机械手组成，分别置于轴承套圈在线智能喷砂单元、轴承套圈在线智能涂层预制备单元、轴承套圈在线智能复合熔涂单元、轴承套圈在线热处理单元之间，实现对上工序处理完毕的轴承套圈的转送及到下一工序定位装夹功能，达到各工序之间的生产连续性。
7.根据权利要求1所述的一种轴承套圈复合强化智能生产线，其特征在于：所述的集成式智能控制单元，轴承套圈在线智能喷砂远程控制模块、轴承套圈在线智能涂层预制备远程控制模块、轴承套圈在线智能复合熔涂远程控制模块、轴承套圈在线热处理远程控制模块、各单元之间轴承套圈转送机械手远程控制模块，分别与对应单元相连接，并设置有一键操作控制模块，实现对各单元的独立操作控制，通过一键操作实现对各单元的智能流水作业控制。
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