CN110653566A - 路面破碎车激振梁制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种路面破碎车激振梁制备方法，包括以下步骤：S1、在模腔中将梁体铸造成型；S2、梁体热锻；S3、梁体回火；S4、梁体精加工至预设尺寸，所有折线位置倒圆加工；S5、梁体表面精研，确保表面粗糙度低于Ra1.6μm；通过以上步骤得到路面破碎车激振梁。通过采用以上的方案，能够大幅延长激振梁在振动工况下的使用寿命。在梁体上的转折线位置均为倒圆结构能够避免微裂口作为断裂源区产生。采用表面精研工艺使激振梁具有较低的表面粗糙度。能够避免在振动工况下的微裂口产生。

Description

路面破碎车激振梁制备方法
技术领域
本发明涉及用于水泥路面破碎施工设备领域，特别是一种路面破碎车激振梁制备方法。
背景技术
目前，水泥路面破碎使用的设备有单锤头式、门刀式和多锤头式等设备进行破碎，其破碎时对地面实施强力冲击、噪声大、难以达到破碎深度与破碎质量的要求，并且能耗高、效率低。
中国专利文献CN206052519U记载了一种水泥混凝土路面共振破碎机，通过采用共振的方式对路面进行破碎，噪音低，效率高。采用该激振方式对水泥混凝土路面进行破碎，其中传递激振的部件为激振梁，在交变应力的工况下，激振梁容易断裂。激振器安装不便，也容易损坏。如图6中所示，在振动工况下，疲劳应力导致源区从一个微裂缝开始，然后发育至整个断面，造成激振梁断裂。源区是指图中左上角的位置。中国专利文献CN109371794A记载了一种路面破碎车用激振梁，通过采用多层结构来克服激振梁的疲劳变形对强度的影响，存在的问题是加工难度过高，以及与其他部件的固定连接较为困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种路面破碎车激振梁制备方法，能够大幅延长激振梁的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种路面破碎车激振梁制备方法，包括以下步骤：
S1、在模腔中将梁体铸造成型；
S2、梁体热锻；
S3、梁体回火；
S4、梁体精加工至预设尺寸，所有折线位置倒圆加工；
S5、梁体表面精研，确保表面粗糙度低于Ra1.6μm；
通过以上步骤得到路面破碎车激振梁。
优选的方案中，梁体的材质为SRSS40特装、40CrNiMoV或60Si2CrVA。
优选的方案中，步骤S1中的模腔中设有用于成型铰销孔的芯轴；
或者模腔中设有用于成型铰销的孔。
优选的方案中，步骤S2采用自由锻或辊锻，加热温度800℃~850℃；
采用限制锻造压力和限制冲程的锻造方式，以减少每次锻造变形量。
优选的方案中，梁体回火温度在450 ℃～650 ℃之间；
加热后，快速冷却至420 ℃以下，然后在热油中大于8h冷却至室温。
优选的方案中，步骤S1中的模腔设有分别与激振梁第一收窄段、激振梁膨胀段和激振梁第二收窄段对应的腔室；
其中，激振梁膨胀段的腔室的高度大于激振梁第一收窄段和激振梁第二收窄段的腔室的高度1~10cm。
优选的方案中，激振梁膨胀段的腔室的高度大于激振梁第一收窄段和激振梁第二收窄段的腔室的高度1~5 cm。
优选的方案中，梁体的表面进行热浸锌工艺，浸锌层厚度不小于0.1mm。
优选的方案中，梁体的表面进行热浸铝工艺，浸铝层厚度不小于0.1mm。
优选的方案中，在步骤S4之后，在梁体的表面进行喷丸或喷砂处理。
本发明提供的一种路面破碎车激振梁制备方法，通过采用以上的方案，能够大幅延长激振梁在振动工况下的使用寿命。针对激振梁的使用寿命，申请人进行了大量的研究，发现最佳的材质并非高强度高弹性的高碳合金钢，经过反复筛选，得出了SRSS40特装、40CrNiMoV或60Si2CrVA三种较佳的材质，有淬透性良好，缺口敏感性低，回火脆性极低，脱碳倾向低的优点。在梁体上的转折线位置均为倒圆结构能够避免微裂口作为断裂源区产生。所述的转折线位置包括梁体的棱线位置，也包括表面凸起，例如铰销孔外围的凸起转折位置。采用表面精研工艺使激振梁具有较低的表面粗糙度。即更加光滑的表面能够避免在振动工况下的微裂口产生，从而在微裂口的基础上进一步发育成断裂源区。采用热浸锌或热浸铝工艺具有以下的效果，1是防锈，避免氧化产生微裂口，2是能够提高表面导热能力，从而降低激振梁表面因为弹性变形而产生的热量。3是能够随着梁体的表面变形，并对梁体表面形成约束，避免微裂口的产生。4、能够保护梁体的表面，避免因机械碰撞形成微裂口。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明破碎车的整体结构示意图。
图2为本发明的激振梁总结结构示意图。
图3为本发明的激振梁结构示意图。
图4为图3的A-A横截面示意图。
图5为本发明的激振梁优选方案的结构示意图。
图6为激振梁试样在疲劳应力实验中断裂的横截面示意图。
图7为现有技术中激振梁在仿真实验中的交变应力集中示意图。
图8为本发明中采用优化后的方案在仿真实验中的交变应力示意图。
图中：激振梁1，激振梁第一收窄段101，激振梁膨胀段102，激振梁第二收窄段103，梁体104，第一铰销2，破碎锤3，连杆4，配重5，车体6，提升油缸7，托板8，轮胎铰9，激振源10，第二铰销11。
具体实施方式
如图1~3中，水泥路面破碎车的具体结构为：激振梁1一端与破碎锤3连接，激振梁1的另一端与激振源10连接；
靠近激振源10的第二铰销11通过轮胎铰9与车体6铰接；
靠近破碎锤3的第一铰销2通过连杆4与托板8铰接，托板8远离连杆4的一端与车体6铰接；
托板8中间的位置与提升油缸7的一端铰接，提升油缸7的另一端与车体6铰接。优选的方案如图2中，托板8上还设有配重5，配重5的中线与连杆4平齐。通过激振源10的振动，使激振梁1以第一铰销2和第二铰销11为支点做弧形振动，轮胎铰9用于补偿第一铰销2和第二铰销11之间的长度差。如图5中所示，现有技术中的激振梁1试样，在模拟的工作环境下，仅能坚持30分钟即会断裂，通过端面分析主要为疲劳应力集中引起。为克服该缺陷，申请人采用了以下的方案。
一种路面破碎车激振梁制备方法，包括以下步骤：
S1、在模腔中将梁体104铸造成型；优选的方案中，梁体104的材质为SRSS40特装、40CrNiMoV或60Si2CrVA。未经过优化处理的SRSS40特装试样的塑性延伸强度为RP0.2≥1375MPa，拉伸强度Rm≥1570MPa，伸长率A≥5%。40CrNiMoV试样的塑性延伸强度为RP0.2≥1495MPa，拉伸强度Rm≥1795MPa，伸长率A≥5~15%。60Si2CrVA试样的塑性延伸强度为RP0.2≥1665MPa，拉伸强度Rm≥1860MPa，伸长率A≥6%。
优选的方案中，步骤S1中的模腔中设有用于成型铰销孔的芯轴；在该方案中，是将铰销孔浇铸成型，减少后继的加工量。
或者模腔中设有用于成型铰销的孔。由此方案，直接将铰销与梁体104一体成型，该方案的加工难度较高，但是能够减小甚至去除梁体104在铰销位置的凸起高度。
优选的方案中，步骤S1中的模腔设有分别与激振梁第一收窄段101、激振梁膨胀段102和激振梁第二收窄段103对应的腔室；
其中，激振梁膨胀段102的腔室的高度大于激振梁第一收窄段101和激振梁第二收窄段103的腔室的高度1~10cm。优选的方案中，激振梁膨胀段102的腔室的高度大于激振梁第一收窄段101和激振梁第二收窄段103的腔室的高度1~5 cm。本例中优选为2.5~3cm。经过仿真对比，如图7、8中所示，采用该方案能够有效延展交变应力集中的区域，使变形范围扩大，有效减少交变应力的集中。
S2、梁体104热锻；优选的方案中，步骤S2采用自由锻或辊锻，加热温度800℃~850℃；
采用限制锻造压力和限制冲程的锻造方式，以减少每次锻造变形量。通过采用小变形量的热锻工艺，尽量减少梁体104的位错缺陷，减小微裂缝的产生几率。
S3、梁体104回火；优选的方案中，梁体104回火温度在450 ℃～650 ℃之间；
加热后，快速冷却至420 ℃以下，然后在热油中大于8h冷却至室温。由此方案，防止出现回火脆性。
S4、梁体104精加工至预设尺寸，所有折线位置倒圆加工；倒圆半径为1-5cm。
S5、梁体104表面精研，确保表面粗糙度低于Ra1.6μm；
通过以上步骤得到路面破碎车激振梁。
优选的方案中，梁体104的表面进行热浸锌工艺，浸锌层厚度不小于0.1mm。热浸锌工艺为现有技术，例如TWI324188B无铅热浸锌方法及其成品中记载的方法，以及该记载中的背景技术中的方案。
优选的方案中，梁体104的表面进行热浸铝工艺，浸铝层厚度不小于0.1mm。例如CN103320745B一种渗铝钢及制备方法中记载的方案，以及该背景技术中记载的技术方案。经过测试，通过在梁体101的表面渗入锌或铝，能够有效避免微裂口的产生，并能提高交变应力集中位置的导热能力。
优选的方案中，在步骤S4之后，在梁体104的表面进行喷丸或喷砂处理。喷丸和喷砂工艺为现有技术中的方法，例如中国专利文献CN102443686A记载的钢板弹簧的表面喷丸强化方法。或者中国专利文献106312830A中记载的风力叶片表面喷砂处理装置及其喷砂处理方法。在喷丸层或喷砂层的表面进一步研磨，以使表面光滑。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种路面破碎车激振梁制备方法，其特征是包括以下步骤：
S1、在模腔中将梁体（104）铸造成型；
S2、梁体（104）热锻；
S3、梁体（104）回火；
S4、梁体（104）精加工至预设尺寸，所有折线位置倒圆加工；
S5、梁体（104）表面精研，确保表面粗糙度低于Ra1.6μm；
通过以上步骤得到路面破碎车激振梁。
2.根据权利要求1所述的一种路面破碎车激振梁制备方法，其特征是：梁体（104）的材质为SRSS40特装、40CrNiMoV或60Si2CrVA。
3.根据权利要求1所述的一种路面破碎车激振梁制备方法，其特征是：步骤S1中的模腔中设有用于成型铰销孔的芯轴；
或者模腔中设有用于成型铰销的孔。
4.根据权利要求1所述的一种路面破碎车激振梁制备方法，其特征是：步骤S2采用自由锻或辊锻，加热温度800℃~850℃；
采用限制锻造压力和限制冲程的锻造方式，以减少每次锻造变形量。
5.根据权利要求1所述的一种路面破碎车激振梁制备方法，其特征是：梁体（104）回火温度在450 ℃～650 ℃之间；
加热后，快速冷却至420 ℃以下，然后在热油中大于8h冷却至室温。
6.根据权利要求1所述的一种路面破碎车激振梁制备方法，其特征是：步骤S1中的模腔设有分别与激振梁第一收窄段（101）、激振梁膨胀段（102）和激振梁第二收窄段（103）对应的腔室；
其中，激振梁膨胀段（102）的腔室的高度大于激振梁第一收窄段（101）和激振梁第二收窄段（103）的腔室的高度1~10cm。
7.根据权利要求6述的一种路面破碎车激振梁制备方法，其特征是：激振梁膨胀段（102）的腔室的高度大于激振梁第一收窄段（101）和激振梁第二收窄段（103）的腔室的高度1~5 cm。
8.根据权利要求1~7任一项所述的一种路面破碎车激振梁制备方法，其特征是：梁体（104）的表面进行热浸锌工艺，浸锌层厚度不小于0.1mm。
9.根据权利要求1~7任一项所述的一种路面破碎车激振梁制备方法，其特征是：梁体（104）的表面进行热浸铝工艺，浸铝层厚度不小于0.1mm。
10.根据权利要求1所述的种路面破碎车激振梁制备方法，其特征是：在步骤S4之后，在梁体（104）的表面进行喷丸或喷砂处理。
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