CN113667812A - 一种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于中碳合金钢无软带大型轧机轴承加工技术领域,本发明提供一种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的加工方法,步骤一、中碳合金钢轧机轴承的加工;步骤二、中碳合金钢轧机轴承的无软带淬火;步骤三、中碳合金钢无软带大型轧机轴承的装配。本发明的有益效果:1、大大降低了加工过程中的污染,缩短了加工周期,提高了大型轧机轴承的表面强度和硬度,同时保证了内部的韧性,提高了使用寿命;2、提高对大型轧机工作特点的适用性;3、提高了在大型轧机轴承在工作过程中,中碳合金钢无软带大型轧机轴承承受径向可变冲击载荷的承受能力;4、减小了中碳合金钢无软带大型轧机轴承内圈和外圈的蠕动变形,提高了外圈与轴承座配合的紧固程度。
Description
技术领域
本发明属于中碳合金钢无软带大型轧机轴承加工技术领域,具体涉及一种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的加工方法。
背景技术
大型轧机是实现金属轧制过程的设备,大型轧机一般由辊筒、机架、辊距调节装置、辊温度调节装置、传动装置、润滑系统、控制系统和拆辊装置等组成。大型的轧机轴承用于支承轧辊并保持轧辊在机架中的固定位置。大型的轧机轴承在工作过程需要承受可变较大的冲击负荷,因此需要大型轧机轴承的摩擦系数小,轴承的本身具有足够的强度和刚度(硬度)。
目前大型轧机所使用的大型轧机轴承一般由有渗碳钢制成,渗碳钢材料制造大型轧机轴承的过程中污染大、制造周期长、成本高、质量差,同时渗碳钢大型轧机轴承存在使用寿命短的问题。之所以渗碳钢大型轧机轴承广泛被使用,是因为渗碳钢大型轧机轴承经过淬火后形成表面强度和刚度大,内部具有较高韧性,特别适合于大型轧机承受较大可变冲击载荷的需要(当大型轧机轴承处于轧碾钢板时,开始轧辊对钢板的轧碾力由小变大,当钢板快要轧碾成要求的厚度时,轧碾力是由大变变小的过程,同时钢板对大型轧轴承还有反向的抗轧碾力,因此大型轧机轴承承受的径向冲击载荷是可变的)。同时现有的大型轧机轴承在淬火过程中,由于有冷热交替区的存在会形成淬火裂纹缺陷,在技术上被称为淬火软带,有软带的大型圆锥轴承不能应用于大型轧机上,因为大型轧机在工作过程中,轴承的转速高,淬火软带会直接降低大型轧机轴承的使用寿命。现有技术中对于高速旋转的轴承为了提高其使用寿命,多数采用无软带轴承,避免了轴承内圈辊道和外圈辊道淬火缺陷带,从而提高了轴承的使用寿命。
现有技术中,大型轧机轴承主要的存在的技术问题是:1、渗碳钢大型轧机轴承存在污染大、制造周期长、成本高、质量差,使用寿命短;2、有淬火软带的大型渗碳钢轧机轴承,不能适用工作条件为高速、承受可变冲击力载荷的大型轧机上;3、现有技术中无软带轴承主要是对轴承的内圈辊道和外圈辊道进行无软带淬火处理,但是这种仅仅对内圈辊道和外圈辊道进行无软带淬火处理的轴承不能满足大型轧机轴承的需要;因为对于大型轧机轴承来说,驱动轴与轴承的内圈固定,驱动轴与轴承内圈接触面需要承受很大的径向冲击载荷,因此轴承的内圈表面需要具有足够的强度和硬度,同时轴承的外圈表面同样需要具有足够的强度和硬度;4、大型轧机轴承的内圈表面的强度和硬度不够,会导致驱动轴与内圈的接触面产生蠕动变形,使驱动轴和内圈的过盈配合量变小,产生内圈相对于驱动轴滑动;同时大型轧机轴承的外圈表面强度和硬度不够,会产生外圈蠕动变形,产生外圈相对于轴承座旋转现象。发明人基于现有技术中渗碳钢大型轧机轴承存在的上述缺陷,研发了一种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的加工方法,能够很好地解决现有技术存在的问题。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题,提供一种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的加工方法,本发明以中碳合金钢为材料,中碳合金钢具有表面强度和硬度大,内部韧性大的特点,适合应用于大型轧机轴承中,同时利用了中碳合金钢加工过程中污染小,加工周期短、表面强度和硬度大、使用寿命长的特点;提高了大型轧机轴承自身的质量。同时本发明将中碳合金钢大型轧机轴承的内圈表面、内圈辊道、外圈辊道和外圈表面全部采用热感应无软带淬火处理,大大提高了中碳合金钢大型轧机轴承的内圈表面、内圈辊道、外圈辊道和外圈表面的强度和硬度,能够满足大型轧机轴承较大的径向可变冲击载荷需要。
本发明所采用的技术方案是:一种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的加工方法,包括以下步骤:
步骤一、中碳合金钢轧机轴承的加工:以中碳合金钢为原材料,通过现有的加工工艺,制造加工内圈、外圈、保持架、圆锥滚子;
步骤二、中碳合金钢轧机轴承的无软带淬火:1、将步骤一中制造加工好的内圈固定在中频热感应无软带淬火机的中心位置,将两个中频热感应加热器并列固定在内圈的某个点位,使中频热感应加热器完全包裹住内圈辊道和内圈表面,然后驱动中频热感应加热器的位移旋转装置,使中频热感应加热器围绕内圈相悖、缓慢匀速而行,同时利用喷水装置对中频感应加热器加热过的内圈进行急速冷却淬火,当两个中频热感应加热器位移到对接的点位时,实现了内圈表面和内圈辊道的无软带淬火;2、将步骤一中制造加工好的外圈固定在中频热感应无软带淬火机的中心位置,将两个中频热感应加热器并列固定在外圈的某个点位,使中频热感应加热器完全包裹住外圈辊道和外圈表面,然后驱动中频热感应加热器的位移旋转装置,使中频热感应加热器围绕内圈相悖、缓慢匀速而行,同时利用喷水装置对中频感应加热器加热过的外圈进行急速冷却淬火,当两个中频热感应加热器位移到对接的点位时,实现了外圈表面和外圈辊道的无软带淬火;
步骤三、中碳合金钢无软带大型轧机轴承的装配:将步骤二中经过无软带淬火的内圈、外圈与保持架和圆锥滚子,按照现有轴承装配工艺进行装配。
所述步骤一中,利用现有的加工工艺,对内圈的内圈辊道和外圈的外圈辊道进行加工,使内圈辊道和外圈辊道表面加工出符合大型轧机轴承装配工艺要求的光洁度。
所述步骤二中,中频热感应加热器高度与内圈的高度平齐,中频热感应加热器将内圈本体包裹在中心。
所述步骤二中,中频热感应加热器高度与外圈的高度平齐,中频热感应加热器将外圈本体包裹在中心。
所述步骤二中,喷水装置对准内圈本体的内圈表面和内圈辊道同时喷水;同样喷水装置对准外圈本体的外圈表面和外圈辊道同时喷水。
所述强度是指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力,或材料抵抗破坏的能力。刚度是指金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力,硬度是指金金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。
所述步骤一中,以中碳合金钢为原材料,通过现有的加工工艺,制造加工内圈、外圈、保持架、圆锥滚子;利用现有的加工工艺,对内圈的内圈辊道和外圈的外圈辊道进行加工,使内圈辊道和外圈辊道表面加工出符合大型轧机轴承装配工艺要求的光洁度。这样做的主要目的是:利用中碳合金钢为原材料,一方面,大大降低了大型轧机轴承加工过程中的污染,同时缩短了加工周期;另一方面,提高了大型轧机轴承的表面强度和硬度,同时保证了内部的韧性,提高了大型轧机轴承的使用寿命。
所述步骤二中,将步骤一中制造加工好的内圈固定在中频热感应无软带淬火机的中心位置,将两个中频热感应加热器并列固定在内圈的某个点位,使中频热感应加热器完全包裹住内圈辊道和内圈表面,然后驱动中频热感应加热器的位移旋转装置,使中频热感应加热器围绕内圈相悖、缓慢匀速而行,同时利用喷水装置对中频感应加热器加热过的内圈进行急速冷却淬火,当两个中频热感应加热器位移到对接的点位时,实现了内圈表面和内圈辊道的无软带淬火。这样做的主要目的是:第一方面,实现对中碳合金钢无软带大型轧机轴承的内圈表面和内圈辊道的无软带淬火处理,杜绝了外圈辊道和外圈表面冷热交替的淬火软带缺陷;第二方面,提高了内圈表面和内圈辊道的强度和硬度,以便满足这种中碳合金钢无软带大型轧机轴承对大型轧机工作特点的适应性;第三方面,利用无软带淬火处理的内圈表面,提高了在大型轧机轴承在工作过程中,中碳合金钢无软带大型轧机轴承承受径向可变冲击载荷的承受能力,延长使用寿命。第四方面,降低圆锥滚子与内圈辊道之间的摩擦力,降低了这种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的摩擦系数。
所述步骤二中,将步骤一中制造加工好的外圈固定在中频热感应无软带淬火机的中心位置,将两个中频热感应加热器并列固定在外圈的某个点位,使中频热感应加热器完全包裹住外圈辊道和外圈表面,然后驱动中频热感应加热器的位移旋转装置,使中频热感应加热器围绕内圈相悖、缓慢匀速而行,同时利用喷水装置对中频感应加热器加热过的外圈进行急速冷却淬火,当两个中频热感应加热器位移到对接的点位时,实现了外圈表面和外圈辊道的无软带淬火。这样做的主要目的是:第一方面,实现了外圈辊道和外圈表面无软带淬火处理,杜绝了外圈辊道和外圈表面冷热交替的淬火软带缺陷;第二方面,提高了外圈表面和外圈辊道的强度和硬度,以便满足这种中碳合金钢无软带大型轧机轴承对大型轧机工作特点的适应性;第三方面,利用无软带淬火处理缺陷的外圈表面,大大提高了外圈表面的强度和硬度,减少了外圈表面的蠕动变形,保持了内圈与轴承座的过盈配合量,提高了外圈与轴承座配合的紧固程度。第四方面,降低圆锥滚子与外圈辊道之间的摩擦力,降低了这种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的摩擦系数。
所述将步骤二中经过无软带淬火的内圈、外圈与保持架和圆锥滚子,按照现有轴承装配工艺进行装配。这样做的主要目的是:一方面,将中碳合金钢材料制成的无软带淬火的内圈、外圈、保持架和圆锥滚子装配形成用于大型轧机的圆锥滚子轴承,提高了承受大型轧机工作过程中较大的径向冲击力的能力,提高大型轧机轴承的使用寿命,同时保证了内部的韧性。另一方面,降低了内圈表面和外圈表面的蠕动变形,保证了内圈表面与驱动轴的过盈配合量,将少了驱动轴承松动现象;同时大大提高了外圈表面的强度和硬度,减少了外圈表面的蠕动变形,保持了内圈与轴承座的过盈配合量,提高了外圈与轴承座配合的紧固程度。
所述利用现有的加工工艺,对内圈的内圈辊道和外圈的外圈辊道进行加工,使内圈辊道和外圈辊道表面加工出符合大型轧机轴承装配工艺要求的光洁度。这样做得主要目的是:一方面,降低圆锥滚子与内圈辊道之间的摩擦力,降低了这种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的摩擦系数;另一方面,降低圆锥滚子与外圈辊道之间的摩擦力,降低了这种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的摩擦系数;综合提高了这种中碳合金钢无软带大型轧机轴承承受较大径向冲击载荷的能力。
所述中频热感应加热器高度与内圈和外圈的高度平齐,中频热感应加热器将内圈本体包裹在中心;这样做的主要目的是:保证了对内圈和外圈本体感应加热的均匀性,提高了对内圈的内圈表面和内圈辊道、外圈的外圈辊道和外圈表面无软带淬火处理质量,保证了其内圈表面和内圈辊道的强度和硬度。
所述喷水装置对准内圈本体的内圈表面和内圈辊道同时喷水;同样喷水装置对准外圈本体的外圈表面和外圈辊道同时喷水。这样做的主要目的是:提高了急速冷却介质冷却的均匀性,保证了无软带淬火质量。
本发明的有益效果:1、采用中碳合金钢为材料大大降低了大型轧机轴承加工过程中的污染,缩短了加工周期,提高了大型轧机轴承的表面强度和硬度,同时保证了内部的韧性,提高了大型轧机轴承的使用寿命;2、这种中碳合金钢无软带大型轧机轴承提高对大型轧机工作特点的适用性;3、提高了中碳合金钢无软带大型轧机轴承内圈表面、内圈辊道、外圈辊道和外圈表面的强度和硬度,提高了在大型轧机轴承在工作过程中,中碳合金钢无软带大型轧机轴承承受径向可变冲击载荷的承受能力,延长使用寿命;4、减小了中碳合金钢无软带大型轧机轴承内圈和外圈的蠕动变形,保持了内圈与驱动轴的过盈配合量,提高了外圈与轴承座配合的紧固程度。
附图说明
图1为本发明中碳合金钢无软带大型轧机轴承的结构示意图;
附图中标记:1、内圈,2、外圈,3、保持架,4、圆锥滚子,5、内圈表面,6、内圈辊道,7、外圈辊道,8、外圈表面。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
如图所示,本发明提供一种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的加工方法,包括以下步骤:
步骤一、中碳合金钢轧机轴承的加工:以中碳合金钢为原材料,通过现有的加工工艺,制造加工内圈1、外圈2、保持架3、圆锥滚子4;利用现有的加工工艺,对内圈1的内圈辊道6和外圈2的外圈辊道7进行加工,使内圈辊道6和外圈辊道7表面加工出符合大型轧机轴承装配工艺要求的光洁度;
步骤二、中碳合金钢轧机轴承的无软带淬火:1、将步骤一中制造加工好的内圈1固定在中频热感应无软带淬火机的中心位置,将两个中频热感应加热器并列固定在内圈1的某个点位,使中频热感应加热器高度与内圈1的高度平齐,中频热感应加热器将内圈1本体包裹在中心,同时包裹住内圈辊道6和内圈表面5,然后驱动中频热感应加热器的位移旋转装置,使中频热感应加热器围绕内圈1相悖、缓慢匀速而行,同时利用喷水装置对中频感应加热器加热过的内圈1进行急速冷却淬火,当两个中频热感应加热器位移到对接的点位时,实现了内圈表面5和内圈辊道6的无软带淬火;2、将步骤一中制造加工好的外圈2固定在中频热感应无软带淬火机的中心位置,将两个中频热感应加热器并列固定在外圈2的某个点位,使中频热感应加热器高度与外圈2的高度平齐,中频热感应加热器将外圈本体2包裹在中心,同时使中频热感应加热器完全包裹住外圈辊道7和外圈表面8,然后驱动中频热感应加热器的位移旋转装置,使中频热感应加热器围绕内圈2相悖、缓慢匀速而行,同时利用喷水装置对中频感应加热器加热过的外圈2进行急速冷却淬火,当两个中频热感应加热器位移到对接的点位时,实现了外圈表面8和外圈辊道7的无软带淬火;
步骤三、中碳合金钢无软带大型轧机轴承的装配:将步骤二中经过无软带淬火的内圈1、外圈2与保持架3和圆锥滚子4,按照现有轴承装配工艺进行装配。
所述步骤二中,喷水装置对准内圈1本体的内圈表面5和内圈辊道6同时喷水;同样喷水装置对准外圈2本体的外圈表面8和外圈辊道7同时喷水。
对所公开的实施例的上述说明,是本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的加工方法,其特征在于:步骤一、中碳合金钢轧机轴承的加工:以中碳合金钢为原材料,通过现有的加工工艺,制造加工内圈、外圈、保持架、圆锥滚子;步骤二、中碳合金钢轧机轴承的无软带淬火:(1)、将步骤一中制造加工好的内圈固定在中频热感应无软带淬火机的中心位置,将两个中频热感应加热器并列固定在内圈的某个点位,使中频热感应加热器完全包裹住内圈辊道和内圈表面,然后驱动中频热感应加热器的位移旋转装置,使中频热感应加热器围绕内圈相悖、缓慢匀速而行,同时利用喷水装置对中频感应加热器加热过的内圈进行急速冷却淬火,当两个中频热感应加热器位移到对接的点位时,实现了内圈表面和内圈辊道的无软带淬火;(2)、将步骤一中制造加工好的外圈固定在中频热感应无软带淬火机的中心位置,将两个中频热感应加热器并列固定在外圈的某个点位,使中频热感应加热器完全包裹住外圈辊道和外圈表面,然后驱动中频热感应加热器的位移旋转装置,使中频热感应加热器围绕内圈相悖、缓慢匀速而行,同时利用喷水装置对中频感应加热器加热过的外圈进行急速冷却淬火,当两个中频热感应加热器位移到对接的点位时,实现了外圈表面和外圈辊道的无软带淬火;步骤三、中碳合金钢无软带大型轧机轴承的装配:将步骤二中经过无软带淬火的内圈、外圈与保持架和圆锥滚子,按照现有轴承装配工艺进行装配。
2.根据权利要求1所述的一种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的加工方法,其特征在于:所述步骤一中,利用现有的加工工艺,对内圈的内圈辊道和外圈的外圈辊道进行加工,使内圈辊道和外圈辊道表面加工出符合大型轧机轴承装配工艺要求的光洁度。
3.根据权利要求1所述的一种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的加工方法,其特征在于:所述步骤二中,中频热感应加热器高度与内圈的高度平齐,中频热感应加热器将内圈本体包裹在中心。
4.根据权利要求1所述的一种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的加工方法,其特征在于:所述步骤二中,中频热感应加热器高度与外圈的高度平齐,中频热感应加热器将外圈本体包裹在中心。
5.根据权利要求1所述的一种中碳合金钢无软带大型轧机轴承的加工方法,其特征在于:所述步骤二中,喷水装置对准内圈本体的内圈表面和内圈辊道同时喷水;同样喷水装置对准外圈本体的外圈表面和外圈辊道同时喷水。
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