CN110656232B - 大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置，包括两个安装座，两个安装座的相背面上分别固定一感应体，一“U”形的感应线圈的两直臂端部分别与两个感应体固定连接，两直臂的上端面分别固定设置感应部，各感应部的上端分别设置圆弧面，感应线圈的两直臂上分别固定一“U”形的导磁体，各导磁体均包裹在对应直臂的感应部上，安装座、感应体、感应线圈、感应部均由金属材料制作而成，其中一安装座上固定支架，支架上端固定淬火剂喷射管，淬火剂喷射管上端的管壁有若干淬火剂喷射孔，淬火剂喷射管的开口端固定连接淬火剂输送管，感应线圈、两个感应体内均设置冷却水通道，两个感应体的冷却水通道分别与感应线圈的冷却水通道接通。

Description

大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置

技术领域

本发明涉及大型轴承座圈的热处理加工领域，特别涉及一种大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置。

背景技术

大型轴承在现代工业中应用广泛，其包括座圈及设于座圈内孔的内圈，座圈内孔壁设有与滚动体配合的环形凹槽，该凹槽的槽壁即为座圈的轨道面。座圈内孔壁的凹槽多为圆弧形槽，圆弧形槽的轨道面与滚动体能有效契合，提高了大型轴承工作的稳定性。因为轨道面在使用过程中会长期受到滚动体摩擦力的作用，所以需要对大型轴承座圈的轨道面进行表面淬火加工，以提高座圈轨道面的硬度及耐磨性，延长大型轴承的使用寿命。由于轨道面是圆弧形，目前的淬火装置对其表面淬火加工时存在受热不均匀的情况，尤其是圆弧形凹槽的槽底处难以达到热处理所需温度，使得该处的淬火硬化层浅，硬度不均匀，降低了耐磨性。所以在长期的使用过程中，座圈存在磨损严重的情况，大大缩短了大型轴承的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置，其可实现对轨道面的均匀加热，提高了座圈淬火的质量，延长了大型轴承的使用寿命。

本发明的技术方案是：一种大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置，包括对称设置的两个安装座，两个安装座的相背面上分别固定一感应体，各感应体均向上延伸，一“U”形的感应线圈的两直臂端部分别与两个感应体的上端固定连接，所述感应线圈的两直臂均与感应体垂直，两直臂的上端面分别固定设置一垂直向上延伸的感应部，两个感应部并排，各感应部的上端分别设置与大型轴承座圈的圆弧形轨道面对应的圆弧面，感应线圈的两直臂上分别固定一“U”形的导磁体，各导磁体均包裹在对应直臂的感应部上，所述安装座、感应体、感应线圈、感应部均由紫铜材料制作而成，两个安装座分别用于连接变压器，两个安装座通过绝缘板隔开，其中一安装座上固定一支架，所述支架与该安装座之间绝缘，所述支架上端固定在安装座一侧，端部焊接连接淬火剂喷射管，所述淬火剂喷射管上圆弧面正对要加工的零件，并均匀分布有若干淬火剂喷射孔，各淬火剂喷射孔均与座圈的轨道面对应，所述淬火剂喷射管的下部焊接连接淬火剂输送管，其内淬火剂由泵输送即可。所述感应线圈、两个感应体内均设置冷却水通道，两个感应体的冷却水通道分别与感应线圈的冷却水通道接通，其中，一感应体的冷却水通道与该感应体上设置的冷却水输入接头接通，另一感应体的冷却水通道与该感应体上设置的冷却水输出接头接通。

两个安装座均呈“L”形，“L”形的一垂直臂固定感应体，另一水平臂用于连接变压器，两个安装座的垂直臂通过绝缘螺栓连接固定，两个安装座的垂直臂之间设置绝缘板。

所述感应部的最高点高于淬火剂喷射管的最高点。

所述感应部的圆弧面半径比大型轴承座圈圆弧形轨道面的半径小2mm。

所述导磁体的厚度为4~5mm，导磁体的下端通过螺栓与感应线圈固定，所述导磁体位于感应部两侧的直臂的上端面为圆弧面，该圆弧面的半径与感应部圆弧面的半径相同。

所述安装座由紫铜板制作而成，所述感应体、感应线圈由截面呈方形的紫铜管制作而成。

所述安装座与感应体之间，感应体与感应线圈之间，感应线圈与感应部之间分别通过焊接固定。

所述淬火剂喷射孔的宽度小于1mm。

采用上述技术方案：包括对称设置的两个安装座，两个安装座的相背面上分别固定一感应体，各感应体均向上延伸，一“U”形的感应线圈的两直臂端部分别与两个感应体的上端固定连接，所述感应线圈的两直臂均与感应体垂直，两直臂的上端面分别固定设置一垂直向上延伸的感应部，两个感应部并排，各感应部的上端分别设置与大型轴承座圈的圆弧形轨道面对应的圆弧面，感应线圈的两直臂上分别固定一“U”形的导磁体，各导磁体均包裹在对应直臂的感应部上，所述安装座、感应体、感应线圈、感应部均由金属材料制作而成，两个安装座分别用于连接变压器，两个安装座通过绝缘板隔开，其中一安装座上固定一支架，所述支架与该安装座之间绝缘，所述支架上端固定一与直臂上的感应部并排的淬火剂喷射管，所述淬火剂喷射管上端的管壁均匀分布有若干淬火剂喷射孔，各淬火剂喷射孔均与座圈的轨道面对应，所述淬火剂喷射管的开口端固定连接与泵连接的淬火剂输送管，所述感应线圈、两个感应体内均设置冷却水通道，两个感应体的冷却水通道分别与感应线圈的冷却水通道接通，其中，一感应体的冷却水通道与该感应体上设置的冷却水输入接头接通，另一感应体的冷却水通道与该感应体上设置的冷却水输出接头接通。该感应淬火装置的结构简单。装配时，先分别将两个安装座固定在淬火变压器上，其中设置的感应体、感应线圈、感应部便形成了一个电流通道。再分别将装置中的冷却水输入接头、冷却水输出接头与冷却水的输送管道上，然后再接通淬火剂输送管，让其与泵的管道接通即可，之后便可通过该感应淬火装置对半圆形轨道面进行淬火热处理加工。感应淬火时，先将待加工的大型轴承座圈固定在淬火加工设备的旋转装置上，并通过升降装置调节感应淬火装置的高度，使该装置的感应部伸入座圈内壁的半圆形凹槽中且不与座圈半圆形轨道面接触。此时淬火剂喷射管上的各淬火剂喷射孔也刚好位于座圈内壁的凹槽中与半圆形轨道面正对并有一定距离。启动设备电源座圈便开始转动，淬火的中频电流由变压器流至一安装座上，并经过该安装座上的感应体流至感应线圈，产生交变的中频电磁场，在导磁体与感应部的作用下，将磁力线均匀分布在座圈的半圆形轨道面上，出现“金属切割磁力线产生感应电流”的效应，实现对半圆形轨道面的均匀加热。加热后的半圆形轨道面随座圈的转动转至淬火剂喷射管处，从淬火剂喷射孔喷出的淬火剂便会对加热后的轨道面进行淬火。随着座圈的匀速转动，座圈的半圆形轨道面便会不断地被加热后淬火，直到座圈再次转至轨道面初始的淬火位置为至，由此便完成一个大型轴承座圈的感应淬火加工。半圆形轨道面不仅在加热时的受热均匀，在淬火时喷射在轨道面上的淬火剂也均匀。该装置对半圆形轨道面表面热处理加工的质量好，解决了圆弧形凹槽的槽底处难以达到热处理所需温度的问题，加工后的轨道面的淬火硬化层更加均匀，提高了轨道面的耐磨性，减缓了座圈的磨损，延长了大型轴承的使用寿命。同时，在淬火过程中，装置中冷却水通道中流经有冷却软水，加热时感应体、感应线圈、感应部的热量会被冷却软水带走，防止了过热情况的出现，对装置形成了保护。冷却软水及淬火剂的流量可以通过调节阀进行调节，使得该装置对轨道面加工的淬火硬化层的深度可调，增加了该装置的适应性，扩大了感应淬火装置的使用范围。

两个安装座均呈“L”形，“L”形的一垂直臂固定感应体，另一水平臂用于连接变压器，两个安装座的垂直臂通过绝缘螺栓连接固定，两个安装座的垂直臂之间设置绝缘板。“L”形的安装座加工简单，也方便了装置的安装。

所述感应部的最高点高于淬火剂喷射管的最高点。因为加工时，座圈需要旋转，使感应部高出淬火剂喷射管可避免淬火机喷射管与座圈干涉的情况，保证了淬火的正常进行。

所述感应部的圆弧面半径比大型轴承座圈圆弧形轨道面的半径小2mm。淬火调节该装置的高度时，使感应部接近轨道面，直到感应部圆弧面的圆心与圆弧形轨道面的圆心重合为止，此时轨道面至感应部圆弧面的距离便为2mm。该距离可使得半圆形轨道面处于磁力线中最佳的位置，更有利与座圈轨道面的加热。

所述导磁体的厚度为4~5mm，导磁体的下端通过螺栓与感应线圈固定，所述导磁体位于感应部两侧的直臂的上端面为圆弧面，该圆弧面的半径与感应部圆弧面的半径相同。导磁体上端圆弧面的半径与感应部圆弧面的半径相同，可让导磁体充分包裹感应部，有利于产生更均匀的磁力线。

所述安装座由紫铜板制作而成，所述感应体、感应线圈分别由截面呈方形的紫铜管制作而成。因为从变压器流至安装座的电流很大，由紫铜板制作的安装座的宽度足够，可减小安装座的发热量，保证安装座良好的导电及传热效果。

所述安装座与感应体之间，感应体与感应线圈之间，感应线圈与感应部之间分别通过焊接固定。焊接固定更加稳定，保证了其相互之间良好的接触，更有利于其相互之间电流的导通。

所述淬火剂喷射孔的直径小于1mm，该尺寸的喷射孔可保证淬火剂流出时有足够大的压力，使得淬火剂呈散状喷出，保证了轨道面淬火剂的均匀化。

本大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置的结构简单，其对半圆形轨道面表面热处理加工的质量好。加工后的轨道面的淬火硬化层均匀，提高了轨道面的耐磨性，减缓了座圈的磨损，延长了大型轴承的使用寿命。同时，其通过冷却水防止了因过热而导致紫铜熔化的情况，对装置形成了保护。该装置的适应性也好，感应淬火装置的使用范围广。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为安装座、感应体、感应线圈、感应部配合的示意图；

图4为图3的B-B剖视图；

图5为图3的俯视图

图6为导磁体的结构示意图；

图7为图6的A-A剖视图；

图8为本感应淬火装置使用时与变压器配合的示意图。

附图中，1为安装座，2为感应体，3为导磁体，4为感应线圈，4-1为直臂，5为感应部，5-1为圆弧面，6为淬火剂喷射管，6-1为淬火剂喷射孔，7为淬火剂输送管，8为支架，9为冷却水输入接头，10为座圈，11为绝缘板，12为驱动电机， 13为旋转装置，14为升降装置，15为变压器，16为电缆，17为中频电源，18为冷却水通道，19为冷却水输出接头。

具体实施方式

参见图1至图8，一种大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置，包括对称设置的两个安装座1，两个安装座1的相背面上分别固定一感应体2，各感应体2均向上延伸。一“U”形的感应线圈4的两直臂4-1端部分别与两个感应体2的上端固定连接，所述感应线圈4的两直臂4-1均与感应体2垂直。两直臂4-1的上端面分别固定设置一垂直向上延伸的感应部5，两个感应部5并排，各感应部5的上端分别设置与大型轴承座圈的圆弧形轨道面对应的圆弧面5-1，所述感应部5的圆弧面5-1半径比大型轴承座圈圆弧形轨道面的半径小2mm。淬火调节该装置的高度时，使感应部5接近轨道面，直到感应部5圆弧面5-1的圆心与圆弧形轨道面的圆心重合为止，此时轨道面至感应部5圆弧面5-1的距离便为2mm。该距离可使得半圆形轨道面处于磁力线中最佳的位置，更有利与座圈10轨道面的加热。感应线圈4的两直臂4-1上分别固定一“U”形的导磁体3，各导磁体3均包裹在对应直臂的感应部5上。所述导磁体3的厚度为4~5mm，导磁体3的下端通过螺栓与感应线圈4固定，所述导磁体3位于感应部5两侧的直臂的上端面为圆弧面，该圆弧面的半径与感应部5圆弧面5-1的半径相同。导磁体3上端圆弧面的半径与感应部5圆弧面5-1的半径相同，可让导磁体3充分包裹感应部5，有利于产生更均匀的磁力线。两个安装座1均呈“L”形，“L”形的一垂直臂固定感应体2，另一水平臂用于连接变压器15，两个安装座1的垂直臂通过绝缘螺栓连接固定，两个安装座1的垂直臂之间设置绝缘板11使两个安装座1之间不导电，变压器15通过电缆16连接中频电源17。两个“L”形的安装座1由均由两块紫铜板焊接而成，所述感应体2、感应线圈4、感应部5分别由一根截面呈10×10mm、壁厚1mm的方形紫铜管弯制而成。两个安装座1分别用于连接变压器15，因为从变压器15流至安装座1的电流很大，由紫铜板制作的安装座1的宽度足够，可减小安装座1的发热量，保证安装座1好的导电及传热效果。“L”形的安装座1加工简单，也方便了装置的安装。所述安装座1与感应体2之间，感应体2与感应线圈4之间，感应线圈4与感应部5之间分别通过焊接固定。焊接固定更加稳定，保证了其相互之间良好的接触，更有利于其相互之间电流的导通。其中一安装座1上固定一支架8，所述支架8与该安装座1之间绝缘，所述支架8上端固定一与两直臂4-1上的感应部5并排的淬火剂喷射管6，所述淬火剂喷射管6上端的管壁均匀分布有若干淬火剂喷射孔6-1，各淬火剂喷射孔6-1均与座圈的轨道面对应，各淬火剂喷射孔6-1的宽度均小于1mm。该尺寸的淬火剂喷射孔6-1可保证淬火剂流出时有足够大的压力，使得淬火剂呈散状喷出，保证了落在轨道面上的淬火剂的均匀化。所述淬火剂喷射管6的开口端固定连接用于与泵连接的淬火剂输送管7。所述感应部5的最高点高于淬火剂喷射管6的最高点，因为加工时，座圈10需要旋转，使感应部5高出淬火剂喷射管6可避免淬火剂喷射管6与座圈10干涉的情况，保证了淬火的正常进行。所述感应线圈4、两个感应体内均设置冷却水通道18，两个感应体的冷却水通道分别与感应线圈4的冷却水通道接通。其中，一感应体的冷却水通道与该感应体上设置的冷却水输入接头9接通，另一感应体的冷却水通道与该感应体上设置的冷却水输出接头19接通，冷却水输入接头9与冷却水输出接头19分别通过管道与泵连接。

装配时，先分别将两个安装座1固定在淬火变压器15上，其中设置的感应体2、感应线圈4、感应部5便形成了一个电流通道。再分别将装置中的冷却水输入接头9、冷却水输出接头19与冷却水的输送管道接通，并在淬火剂输送管7上接好泵的管道即可，之后便可通过该感应淬火装置对半圆形轨道面进行淬火热处理加工。感应淬火时，先将变压器15固定在淬火加工设备的升降装置14上，再将待加工的大型轴承座圈10固定在淬火加工设备的旋转装置13上，旋转装置13由驱动电机12驱动。通过升降装置14调节感应淬火装置的高度，使该装置的感应部5伸入座圈10内壁的半圆形凹槽中且不与座圈10半圆形轨道面接触。此时淬火剂喷射管6上的各淬火剂喷射孔6-1也刚好位于座圈10内壁的凹槽中与半圆形轨道面对好，淬火剂喷射管6不与半圆形轨道面接触。启动设备电源座圈10便开始转动，淬火的中频电流由变压器15流至一安装座1上，并经过该安装座1上的感应体2流至感应线圈4，由此产生交变的中频电磁场，在导磁体3与感应部5的作用下，将磁力线均匀分布在座圈10的半圆形轨道面上，由此产生中频感应电流，出现“金属切割磁力线产生感应电流”的效应，实现对半圆形轨道面的均匀加热。加热后的半圆形轨道面随座圈10的转动转至淬火剂喷射管6处，从淬火剂喷射孔6-1喷出的淬火剂便会对加热后的轨道面进行淬火。随着座圈10的匀速转动，座圈10的半圆形轨道面便会不断地被加热后淬火，直到座圈10再次转至轨道面初始的淬火位置为至，由此便完成一个大型轴承座圈10的感应淬火加工。半圆形轨道面不仅在加热时的受热均匀，在淬火时喷射在轨道面上的淬火剂也均匀。该装置对半圆形轨道面表面热处理加工的质量好，解决了圆弧形凹槽的槽底处难以达到热处理所需温度的问题，加工后的轨道面的淬火硬化层更加均匀，提高了轨道面的耐磨性，减缓了座圈10的磨损，延长了大型轴承的使用寿命。同时，在淬火过程中，装置中冷却水通道18中流经有冷却软水，加热时感应体2、感应线圈4、感应部5的热量会被冷却软水带走，防止了过热情况的出现，对装置形成了保护。冷却软水及淬火剂的流量可以通过调节阀进行调节，使得该装置对轨道面加工的淬火硬化层的深度可调，增加了该装置的适应性，扩大了感应淬火装置的使用范围。

Claims (8)

1.一种大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置，其特征在于：包括对称设置的两个安装座（1），两个安装座（1）的相背面上分别固定一感应体（2），各感应体（2）均向上延伸，一“U”形的感应线圈（4）的两直臂（4-1）端部分别与两个感应体（2）的上端固定连接，所述感应线圈（4）的两直臂（4-1）均与感应体（2）垂直，两直臂（4-1）的上端面分别固定设置一垂直向上延伸的感应部（5），两个感应部（5）并排，各感应部（5）的上端分别设置与大型轴承座圈的圆弧形轨道面对应的圆弧面（5-1），感应线圈（4）的两直臂（4-1）上分别固定一“U”形的导磁体（3），各导磁体（3）均包裹在对应直臂的感应部（5）上，所述安装座（1）、感应体（2）、感应线圈（4）、感应部（5）均由金属材料制作而成，两个安装座（1）分别用于连接变压器，两个安装座（1）通过绝缘板（11）隔开，其中一安装座（1）上固定一支架（8），所述支架（8）与该安装座（1）之间绝缘，所述支架（8）上端固定一与两直臂（4-1）上的感应部（5）并排的淬火剂喷射管（6），所述淬火剂喷射管（6）上端的管壁均匀分布有若干淬火剂喷射孔（6-1），各淬火剂喷射孔（6-1）均与座圈的轨道面对应，所述淬火剂喷射管（6）的开口端固定连接用于与泵连接的淬火剂输送管（7），所述感应线圈（4）、两个感应体内均设置冷却水通道（18），两个感应体的冷却水通道分别与感应线圈（4）的冷却水通道接通，其中，一感应体的冷却水通道与该感应体上设置的冷却水输入接头（9）接通，另一感应体的冷却水通道与该感应体上设置的冷却水输出接头（19）接通。

2.根据权利要求1所述的大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置，其特征在于：两个安装座（1）均呈“L”形，“L”形的一垂直臂固定感应体（2），另一水平臂用于连接变压器，两个安装座（1）的垂直臂通过绝缘螺栓连接固定，两个安装座（1）的垂直臂之间设置绝缘板（11）。

3.根据权利要求1所述的大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置，其特征在于：所述感应部（5）的最高点高于淬火剂喷射管（6）的最高点。

4.根据权利要求1所述的大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置，其特征在于：所述感应部（5）的圆弧面（5-1）半径比大型轴承座圈圆弧形轨道面的半径小2mm。

5.根据权利要求1所述的大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置，其特征在于：所述导磁体（3）的厚度为4~5mm，导磁体（3）的下端通过螺栓与感应线圈（4）固定，所述导磁体（3）位于感应部（5）两侧的直臂的上端面为圆弧面，该圆弧面的半径与感应部（5）圆弧面（5-1）的半径相同。

6.根据权利要求1所述的大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置，其特征在于：所述安装座（1）由紫铜板制作而成，所述感应体（2）、感应线圈（4）分别由截面呈方形的紫铜管制作而成。

7.根据权利要求1所述的大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置，其特征在于：所述安装座（1）与感应体（2）之间，感应体（2）与感应线圈（4）之间，感应线圈（4）与感应部（5）之间分别通过焊接固定。

8.根据权利要求1所述的大型轴承座圈轨道面的感应淬火装置，其特征在于：所述淬火剂喷射孔（6-1）的直径小于1mm。

Images