CN110283985A - 轴承套圈靶向热处理方法及工装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴承套圈靶向热处理方法，轴承套圈在加热炉中达到预定温度，然后出炉通过吊装机构将轴承套圈吊放至旋转装置转盘上，匀速旋转，由安放在油池中的油泵，带动多个不同方向的冷却油喷淋装置对匀速旋转的轴承套圈滚道的表面进行压力喷淋降温，直至温度降至预定温度后，轴承套圈由红色变为灰色，轴承套圈进入油池中进行均匀冷却。本发明克服了现有技术中轴承套圈整体冷却的技术偏见，根据轴承套圈内径外径的不同工况要求，提出了靶向处理的方法，使轴承套圈滚道能够满足对精度和硬度的要求，同时使轴承套圈不带滚道的一面自然冷却，满足了柔韧性的要求，大大降低了轴承在使用过程中的裂纹和淬电现象，延长轴承的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于轴承套圈的热处理领域，具体涉及一种轴承套圈靶向热处理方法及热处理工装。
背景技术
轴承套圈在车制成型后，需要进行热处理工艺加工，确保轴承套圈的滚道端面外径的质量硬度要求，尤其是套圈滚道表面需要与滚动体高速旋转，必须保证表面硬度达到60-63HRC。现有通用在热处理加工的技术是电炉加热，淬火油冷却的淬火工艺技术，这种技术是能解决所有表面的淬火硬度保持一致，也就是套圈的全部表面硬度是一样的，这种工艺存在的问题是第一：滚道端面外径表面硬度都一样，在轴承使用中轴承外径韧性不足，在安装轴承过程中出现裂纹现象时有发生；在使用过程中，轴承外径遭受外力冲击，也易造成裂纹，严重影响轴承使用寿命；第二大型轴承外圈在淬火过程中由于冷却温度不一致，经常造成外径裂纹废品，增加轴承制造成本。第三，大型轴承套圈必须选用渗碳钢，更加增加轴承制造成本。
客户在长期使用轴承的过程中，急需一种外径有韧性，滚道有硬度的轴承，现有技术是进行局部高频淬火，但是这种方法对小型轴承还勉强可以使用，对大型轴承套圈在使用过程中，发现硬度不均匀，有软点出现，严重影响轴承回转质量。
鉴于大型轴承套圈的热处理存在的问题，急需对大型轴承套圈的热处理工艺进行改进创新，满足用户使用要求。
发明内容
根据现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种针对大型轧机轴承的套圈靶向热处理的方法，使套圈的内径、外径处于不同冷却状态的热处理条件下，实现不同硬度的的热处理目的，达到满足客户其不同的工况要求。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：轴承套圈靶向热处理方法，轴承套圈在加热炉中达到预定温度，然后出炉通过吊装机构将轴承套圈吊放至旋转装置转盘上，匀速旋转，由安放在油池中的油泵，带动多个不同方向的冷却油喷淋装置对匀速旋转的轴承套圈滚道的表面进行压力喷淋降温，直至温度降至预定温度后，轴承套圈由红色变为灰色，轴承套圈进入油池中进行均匀冷却。这样速冷的轴承套圈滚道可以达到60-62HRC ,外径可以达到50-55HRC 。
轴承套圈在加热炉中达到840℃，然后出炉通过吊装机构将轴承套圈吊放至旋转装置转盘上，匀速旋转，由安放在油池中的油泵，带动多个不同方向的冷却油喷淋装置对匀速旋转的轴承套圈滚道的表面进行压力喷淋降温，喷淋温度为油池常温，喷淋3-5分钟后，温度降至为500度，轴承套圈由红色变为灰色，轴承套圈进入油池中进行均匀冷却，旋转装置的转速根据工件外径不同，转速不同，直径大转速慢，直径小转速高。
进一步地，所述轴承套圈的材质为轴承钢。
轴承套圈靶向热处理工装，包括由电机带动的旋转装置和由油泵带动的若干冷却油油喷淋装置，所述轴承套圈放置在旋转装置的转盘上，冷却油喷淋装置包括冷却油管和设置在冷却油管上的若干冷却喷头，所述冷却油管连通冷却油池，所述冷却油喷淋装置设置在轴承套圈带有滚道的一侧，冷却油喷淋装置的冷却喷头沿转盘径向设置。所述冷却油管为柔性管道。
基于上述技术方案，电机带动旋转装置的转盘，转速可以根据工件大小进行调速，启动按钮就可以使工件和旋转装置同时旋转，多个冷却喷头由油泵带动，冷却喷头连接在冷却油管上，可以将冷却油瞬时喷向外圈内滚道圆周各个方向，冷却油喷淋装置设置在冷却油池中，所述轴承套圈放置在旋转装置的转盘上，冷却油管可以根据产品大小增加数量，改变靶向外滚道，也可以靶向内滚道，根据内外滚道的位置，随时调整冷却油喷淋装置，保持设置在轴承套圈带有滚道的一侧，冷却油油喷淋装置的冷却喷头沿轴承套圈径向设置。
进一步地，所述转盘上沿周向均匀设置有若干限位螺栓，若干限位螺栓分别通过螺栓座径向设置在轴承套圈不带有滚道的一侧。
进一步地，所述若干限位螺栓与轴承套圈之间具有间隙。
进一步地，所述轴承套圈靶向热处理工装包括外圈靶向热处理工装和内圈靶向热处理工装。
进一步地，所述外圈靶向热处理工装包括外圈旋转装置、内滚道冷却油喷淋装置、电机和工作台架；所述外圈旋转装置包括外圈转盘、转轴和槽箱，轴承外圈放置在外圈转盘上，外圈转盘设置在工作台架上方，外圈转盘中部设置为空心结构，外圈转盘下方固定连接有槽箱，槽箱的底部连接转轴，所述电机固定在工作台架内，电机的输出轴通过皮带传动连接至转轴并带动转轴旋转；所述内滚道冷却油喷淋装置包括冷却油管和设置在冷却油管上与冷却油管相连通的若干冷却喷头，若干冷却喷头朝向轴承外圈内滚道并沿外圈转盘径向设置，所述冷却油管穿过外圈转盘的空心结构并与外圈转盘通过滚子轴承连接，所述槽箱内设置冷却油池，冷却油池与槽箱之间设置有回转支承球轴承，冷却油管底部延伸至冷却油池内并通过油泵传输冷却油。
进一步地，所述冷却油管沿周向连通设置有三组冷却喷头，每两组冷却喷头间隔120°，每组冷却喷头自下而上设置4列。
进一步地，所述内圈靶向热处理工装包括内圈旋转装置、若干外滚道冷却油喷淋装置、电机和工作台架；所述内圈旋转装置包括内圈转盘和转轴，轴承内圈放置在内圈转盘上，内圈转盘设置在工作台架的作业面上方，内圈转盘连接转轴，转轴穿过工作台架的作业面延伸至工作台架内部，所述电机固定在工作台架内，电机的输出轴通过皮带传动连接至转轴并带动转轴旋转，内圈转盘与工作台架的作业面之间通过回转支承球轴承支撑；所述轴承内圈外侧周向均匀设置有若干外滚道冷却油喷淋装置，若干外滚道冷却油喷淋装置设置在工作台架的作业面上，每个外滚道冷却油喷淋装置均包括一个冷却油管和设置在冷却油管上与冷却油管相连通的一组冷却喷头，冷却喷头朝向轴承内圈外滚道并沿内圈转盘径向设置，每个冷却油管分别通过输油管连接冷却油池并通过油泵传输冷却油。
本发明的有益效果为：本发明克服了现有技术中轴承套圈整体冷却的技术偏见，根据轴承套圈内径外径的不同工况要求，提出了靶向处理的方法，使轴承套圈滚道能够满足对精度和硬度的要求，同时使轴承套圈不带滚道的一面自然冷却，满足了柔韧性的要求，大大降低了轴承在使用过程中的裂纹和淬电现象，延长轴承的使用寿命。
附图说明
图1为外圈靶向热处理工装结构示意图；
图2为外圈靶向热处理工装结构俯视图；
图3为内圈靶向热处理工装结构示意图；
图4为内圈靶向热处理工装结构俯视图；
图中：1、外圈转盘， 2、内滚道冷却油喷淋装置， 3、电机， 4、工作台架， 5、槽箱， 6、转轴， 7、轴承外圈， 8、皮带， 9、冷却油管， 10、冷却喷头， 11、滚子轴承， 12、输油管， 13、冷却油池， 14、回转支承球轴承， 15、限位螺栓， 16、内圈转盘， 17、外滚道冷却油喷淋装置， 18、轴承内圈， 19、工作台架的作业面。
具体实施方式
为了使本发明的结构和功能更加清晰，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。
实施例1
参见附图1-2，外圈靶向热处理工装包括外圈旋转装置、内滚道冷却油喷淋装置2、电机3和工作台架4；所述外圈旋转装置包括外圈转盘1、转轴6和槽箱5，轴承外圈7放置在外圈转盘1上，外圈转盘1设置在工作台架4上方，外圈转盘1中部设置为空心结构，外圈转盘1下方固定连接有槽箱5，槽箱5的底部连接有转轴6，所述电机3固定在工作台架4内，电机3的输出轴通过皮带8传动连接至转轴6并带动转轴6旋转；所述内滚道冷却油喷淋装置2包括冷却油管9和设置在冷却油管上与冷却油管相连通的若干冷却喷头10，若干冷却喷头10朝向轴承外圈内滚道并沿外圈转盘1径向设置，所述冷却油管9穿过外圈转盘1的空心结构并与外圈转盘1通过滚子轴承11连接，所述槽箱5内设置冷却油池13，冷却油池13与槽箱5之间设置有回转支承球轴承14，回转支承球轴承14起到支撑外圈转盘1的作用，冷却油管9底部延伸至冷却油池13内并通过油泵传输冷却油。
进一步地，所述冷却油管9设置在轴承外圈7的中心，冷却油管9沿周向连通设置有三组冷却喷头10，每两组冷却喷头间隔120°，每组冷却喷头10自下而上设置4列。每组冷却喷头的高度与轴承外圈7的轴向宽度相配合。
进一步地，所述外圈转盘1上沿周向均匀设置有四组限位螺栓15，四组限位螺栓15分别通过螺栓座径向设置在轴承外圈7的外侧。限位螺栓7设置在不需要喷淋冷却油的一侧，防止轴承外圈7的内滚道在进行喷淋冷却时，由于限位螺栓的存在造成软点。
进一步地，所述若干限位螺栓15与轴承外圈7之间具有间隙。限位螺栓的作用是防止轴承外圈在旋转过程中进行大的位移，导致轴承外圈与冷却喷头之间的距离差异过大，影响冷却质量，或轴承外圈旋转过程中直接与冷却喷头撞击，损坏冷却喷头或套圈，因此限位螺栓不需与轴承套圈接触，轴承套圈的小范围挪动不影响内滚道的冷却质量，轴承外圈也不会因为限位螺栓的接触而影响自然冷却的质量，并且有利于吊装机构将轴承外圈7放置在外圈转盘1上。同时限位螺栓15可以防止轴承套圈移出预定位置烫伤或撞伤工作人员，保证作业安全。
进一步地，本发明的热处理方法及热处理工装适用于大型轧机轴承的套圈。
工作过程：轴承外圈7在加热炉中达到840℃，然后出炉通过吊装机构将轴承外圈7吊放至外圈转盘1上，外圈转盘1带动轴承外圈7匀速旋转，由安放在油池中的油泵，带动内滚道冷却油喷淋装置2上的多个不同方向的冷却喷头10对匀速旋转的轴承外圈内滚道的表面进行压力喷淋降温，此时轴承外圈外径自然冷却，3-5分钟后，温度为500℃时，轴承外圈7由红色变灰色，将轴承外圈7放入油池中进行均匀冷却。这样速冷的轴承外圈内滚道可以达到60-62HRC ,外径可以达到50-55HRC 。
所述轴承套圈的材质为轴承钢。一般大型轧机轴承套圈采用的为渗碳钢，套圈通过整体淬火冷却，使滚道达到硬度要求，但是轴承钢在淬火时经常发生淬裂。由于本申请需要满足轴承外圈外径的柔韧性要求，因此选用轴承钢，满足轴承套圈内径外径不同硬度要求。
实施例2
参见附图3-4，内圈靶向热处理工装包括内圈旋转装置、若干外滚道冷却油喷淋装置17、电机3和工作台架4；所述内圈旋转装置包括内圈转盘16和转轴6，轴承内圈18放置在内圈转盘16上，内圈转盘16设置在工作台架的作业面19上方，内圈转盘16连接转轴6，转轴6穿过工作台架的作业面19延伸至工作台架4内部，所述电机3固定在工作台架4内，电机3的输出轴通过皮带8传动连接至转轴6并带动转轴6旋转，内圈转盘16与工作台架的作业面19之间通过回转支承球轴承14支撑；所述轴承内圈18外侧周向均匀设置有若干外滚道冷却油喷淋装置17，若干外滚道冷却油喷淋装置17设置在工作台架的作业面19上，每个外滚道冷却油喷淋装置17均包括一个冷却油管9和设置在冷却油管上与冷却油管相连通的一组冷却喷头10，冷却喷头朝向轴承内圈外滚道并沿内圈转盘16径向设置，每个冷却油管9分别通过输油管12连接冷却油池13并通过油泵传输冷却油。
所述外滚道冷却油喷淋装置17为三个，每两个之间间隔120°设置，每个冷却油管9上设置一组冷却喷头10，每组冷却喷头10自下而上设置4列。每组冷却喷头的高度与轴承内圈18的轴向宽度相配合。
进一步地，所述内圈转盘16上沿周向均匀设置有四组限位螺栓15，四组限位螺栓15分别通过螺栓座径向设置在轴承内圈18的内侧。限位螺栓7设置在不需要喷淋冷却油的一侧，防止轴承内圈18的外滚道在进行喷淋冷却时，由于限位螺栓的存在造成软点。
进一步地，所述若干限位螺栓15与轴承内圈18之间具有间隙。限位螺栓的作用是防止轴承内圈18在旋转过程中进行大的位移，导致轴承内圈18与冷却喷头10之间的距离差异过大，影响冷却质量，或轴承内圈旋转过程中直接与冷却喷头撞击，损坏冷却喷头或套圈，因此限位螺栓不需与轴承内圈接触，轴承内圈18的小范围挪动不影响外滚道的冷却质量，轴承内圈18内径也不会因为限位螺栓15的接触而影响自然冷却的质量，并且有利于吊装机构将轴承内圈18放置在内圈转盘16上。同时限位螺栓15可以防止轴承套圈移出预定位置烫伤或撞伤工作人员，保证作业安全。
进一步地，转轴6与工作台架的作业面19之间具有间隙或通过滚子轴承连接，使转轴6与作业面19之间没有摩擦。
进一步地，本发明的热处理方法及热处理工装适用于大型轧机轴承的套圈。
工作过程：轴承内圈18在淬火炉中达到840℃，然后出炉通过吊装机构将轴承内圈18吊放至内圈转盘16上，内圈转盘16带动轴承内圈18匀速旋转，由安放在油池中的油泵，带动外滚道冷却油喷淋装置17上的多个不同方向的冷却喷头10对匀速旋转的轴承内圈外滚道的表面进行压力喷淋降温，此时轴承内圈内径自然冷却，3-5分钟后，温度为500℃时，轴承内圈18由红色变灰色，将轴轴承内圈18放入油池中进行均匀冷却。这样速冷的轴承内圈外滚道可以达到60-62HRC ,内径可以达到50-55HRC 。
所述轴承套圈的材质为轴承钢。一般大型轧机轴承套圈采用的为渗碳钢，套圈通过整体淬火冷却，使滚道达到硬度要求。由于本申请需要满足轴承外圈外径的柔韧性要求，因此选用轴承钢，满足轴承套圈内径外径不同硬度要求。
以上列举的仅是本发明的最佳实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (10)
1.轴承套圈靶向热处理方法，其特征在于：轴承套圈在加热炉中达到预定温度，然后出炉通过吊装机构将轴承套圈吊放至旋转装置转盘上，匀速旋转，由安放在油池中的油泵，带动多个不同方向的冷却油喷淋装置对匀速旋转的轴承套圈滚道的表面进行压力喷淋降温，直至温度降至预定温度后，轴承套圈由红色变为灰色，轴承套圈进入油池中进行均匀冷却。
2.根据权利要求1所述的轴承套圈靶向热处理方法，其特征在于：轴承套圈在加热炉中达到预定840℃温度，然后出炉通过吊装机构将轴承套圈吊放至旋转装置转盘上，匀速旋转，由安放在油池中的油泵，带动多个不同方向的冷却油喷淋装置对匀速旋转的轴承套圈滚道的表面进行压力喷淋降温，喷淋温度为油池常温，喷淋3-5分钟后，温度降至为500度，轴承套圈由红色变为灰色，轴承套圈进入油池中进行均匀冷却。
3.根据权利要求1所述的轴承套圈靶向热处理方法，其特征在于：所述轴承套圈的材质为轴承钢。
4.轴承套圈靶向热处理工装，其特征在于：包括由电机带动的旋转装置和由油泵带动的若干冷却油油喷淋装置，所述轴承套圈放置在旋转装置的转盘上，冷却油喷淋装置包括冷却油管和设置在冷却油管上的若干冷却喷头，所述冷却油管连通冷却油池，所述冷却油喷淋装置设置在轴承套圈带有滚道的一侧，冷却油喷淋装置的冷却喷头沿转盘径向设置。
5.根据权利要求4所述的轴承套圈靶向热处理工装，其特征在于：所述转盘上沿周向均匀设置有若干限位螺栓，若干限位螺栓分别通过螺栓座径向设置在轴承套圈不带有滚道的一侧。
6.根据权利要求5所述的轴承套圈靶向热处理工装，其特征在于：所述若干限位螺栓与轴承套圈之间具有间隙。
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的轴承套圈靶向热处理工装，其特征在于：所述轴承套圈靶向热处理工装包括外圈靶向热处理工装和内圈靶向热处理工装。
8.根据权利要求7所述的轴承套圈靶向热处理工装，其特征在于：所述外圈靶向热处理工装包括外圈旋转装置、内滚道冷却油喷淋装置、电机和工作台架；所述外圈旋转装置包括外圈转盘、转轴和槽箱，轴承外圈放置在外圈转盘上，外圈转盘设置在工作台架上方，外圈转盘中部设置为空心结构，外圈转盘下方固定连接有槽箱，槽箱的底部连接转轴，所述电机固定在工作台架内，电机的输出轴通过皮带传动连接至转轴并带动转轴旋转；所述内滚道冷却油喷淋装置包括冷却油管和设置在冷却油管上与冷却油管相连通的若干冷却喷头，若干冷却喷头朝向轴承外圈内滚道并沿外圈转盘径向设置，所述冷却油管穿过外圈转盘的空心结构并与外圈转盘通过滚子轴承连接，所述槽箱内设置冷却油池，冷却油池与槽箱之间设置有回转支承球轴承，冷却油管底部延伸至冷却油池内并通过油泵传输冷却油。
9.根据权利要求8所述的轴承套圈靶向热处理工装，其特征在于：所述冷却油管沿周向连通设置有三组冷却喷头，每两组冷却喷头间隔120°，每组冷却喷头自下而上设置4列。
10.根据权利要求7所述的轴承套圈靶向热处理工装，其特征在于：所述内圈靶向热处理工装包括内圈旋转装置、若干外滚道冷却油喷淋装置、电机和工作台架；所述内圈旋转装置包括内圈转盘和转轴，轴承内圈放置在内圈转盘上，内圈转盘设置在工作台架的作业面上方，内圈转盘连接转轴，转轴穿过工作台架的作业面延伸至工作台架内部，所述电机固定在工作台架内，电机的输出轴通过皮带传动连接至转轴并带动转轴旋转，内圈转盘与工作台架的作业面之间通过回转支承球轴承支撑；所述轴承内圈外侧周向均匀设置有若干外滚道冷却油喷淋装置，若干外滚道冷却油喷淋装置设置在工作台架的作业面上，每个外滚道冷却油喷淋装置均包括一个冷却油管和设置在冷却油管上与冷却油管相连通的一组冷却喷头，冷却喷头朝向轴承内圈外滚道并沿内圈转盘径向设置，每个冷却油管分别通过输油管连接冷却油池并通过油泵传输冷却油。
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