CN114277228A - 大型调心滚子轴承及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大型调心滚子轴承及其制造方法，包括：利用淬火感应器对中碳钢进行热感应处理，其中所述淬火感应器具有截面为弧形的滚道面；以及利用无软带淬火工艺对中碳钢进行淬火处理，以形成大型调心滚子轴承的内圈和/或外圈。

Description

大型调心滚子轴承及其制造方法

技术领域

本发明涉及风力发电机技术领域，特别涉及一种大型调心滚子轴承及其制造方法。

背景技术

大型调心滚子轴承的典型使用场景为风力发电机的主轴轴承，其配置方式有在主轴上布置单个主轴承和布置两个主轴承两种方式。另外，大型调心滚子轴承还可以用于其他场景、例如水泥行业、冶金行业和重工行业等重载荷或振动载荷应用工况。

在目前主流厂家采用的大型调心滚子轴承的制造方法中，材料和热处理方式分别为高碳钢结合贝氏体/马氏体，这种制造方法缺点是成本高。除此以外，一些厂家还采用成本更高的渗碳钢结合渗碳热处理方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型调心滚子轴承及其制造方法，以解决现有的大型调心滚子轴承的制造方法成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种大型调心滚子轴承的制造方法，包括：

利用淬火感应器对中碳钢进行热感应处理，其中所述淬火感应器具有截面为弧形的滚道面；以及

利用无软带淬火工艺对中碳钢进行淬火处理，以形成大型调心滚子轴承的内圈和/或外圈。

可选的，在所述的大型调心滚子轴承的制造方法中，还包括：

所述中碳钢的材料为42CrMo4，所述中碳钢的化学成分包括：

C元素0.40％-0.45％、Si元素max0.40％、Mn元素0.60％-0.90％、P元素最大量0.025％、S元素最大量0.035％、Cr元素0.90％-1.20％、Mo元素0.15％-0.30％、Ni元素0.40％-0.70％和Al元素0.20％-0.50％。

可选的，在所述的大型调心滚子轴承的制造方法中，还包括：

淬火感应器为扇形，该扇形的弧面与大型调心滚子轴承的内圈滚道面和外圈滚道面形状相配合，采用大弧形模具进行贴合加工。

在淬火过程中，采用测距传感器监测淬火感应器与大型调心滚子轴承的内圈滚道面和外圈滚道面的距离，使得该距离保持不变，以保证淬火深度的均匀性。

可选的，在所述的大型调心滚子轴承的制造方法中，还包括：

对内圈滚道面及外圈滚道面进行无软带淬火，包括：

将外圈滚道面分成对称第一外圈滚道面和第二外圈滚道面，淬火时将外圈平放使得外圈的第一侧边接触工位平台，对第一外圈滚道面进行淬火，完成第一外圈滚道面的淬火后将外圈进行翻面，使得外圈的第二侧边接触工位平台，对第二外圈滚道面进行淬火；

将内圈滚道面分成对称第一内圈滚道面和第二内圈滚道面，淬火时将内圈平放使得内圈的第一侧边接触工位平台，对第一内圈滚道面进行淬火，完成第一内圈滚道面的淬火后将内圈进行翻面，使得内圈的第二侧边接触工位平台，对第二内圈滚道面进行淬火。另外可选择整体双滚道面一起淬火的方案替代单滚动淬火再翻面，以节省翻面调整时间。

可选的，在所述的大型调心滚子轴承的制造方法中，还包括：

采用双机架结构进行扫描式感应淬火，所述双机架结构包括：

第一机架上安装第一感应器，第二机架上安装第二感应器；

第一感应器和第二感应器均包括预热感应器和主加热感应器；

淬火过程中，在控制程序的控制下，第一机架和第二机架分别带动第一感应器和第二感应器围绕内圈旋转运动，完成淬火；或

采用三机架结构进行扫描式感应淬火，所述三机架结构包括：

第一机架上安装第一感应器，第二机架上安装第二感应器，第三机架上安装第三感应器；

第一感应器和第二感应器均包括单加热感应器；

淬火过程中，在控制程序的控制下，第一机架、第二机架和第三机架分别带动第一感应器、第二感应器和第三感应器围绕内圈旋转运动，完成淬火；

内圈的外滚道面淬火时，感应器直接靠近内圈；

外圈的内滚道面淬火时，调整感应器方向，从外圈内侧接近淬火。

可选的，在所述的大型调心滚子轴承的制造方法中，采用双机架结构进行扫描式感应淬火包括：

第一感应器的预热感应器接近内圈第一位置开始加热；

第二感应器的预热感应器接近内圈第二位置开始加热；

内圈进行摆动，摆动的幅度为0°～30°之间，保证起始段加热的均匀性；

第一感应器的主加热感应器在第一位置到第三位置之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；

第二感应器的主加热感应器在第二位置到第四位置之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；

第一感应器停止到达第三位置，第二感应器停止到达第四位置，完成结束段淬火；

所述第一位置与内圈中心点的连线和第二位置与内圈中心点的连线之间的角度小于20°；

所述第一位置与第四位置的连线经过内圈中心点，所述第二位置与第三位置的连线经过内圈中心点。

可选的，在所述的大型调心滚子轴承的制造方法中，采用三机架结构进行扫描式感应淬火包括：

第一感应器的单加热感应器接近内圈第一位置开始加热；

第二感应器的单加热感应器接近内圈第二位置开始加热；

内圈进行摆动，摆动的幅度为0°～30°之间，保证起始段加热的均匀性；

第一感应器的单加热感应器在第一位置到第三位置之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；

第二感应器的单加热感应器在第二位置到第四位置之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；

第一感应器停止到达第三位置，第二感应器停止到达第四位置；

此时第三感应器接近内圈的第五位置启动预热，在预热过程中，第三感应器沿内圈圆周方向进行来回摆动，摆动的幅度为0°～30°之间，以预热结束段；

第三感应器结束加热，离开第五位置。

可选的，在所述的大型调心滚子轴承的制造方法中，采用三机架结构进行扫描式感应淬火还包括：

第一感应器的单加热感应器在第三位置到第六位置之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；

第二感应器的单加热感应器在第四位置到第七位置之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；

第一感应器停止到达第六位置，第二感应器停止到达第七位置，完成结束段淬火；

所述第一位置与内圈中心点的连线和第二位置与内圈中心点的连线之间的角度小于2°；

所述第一位置与第七位置的连线经过内圈中心点，所述第二位置与第六位置的连线经过内圈中心点；

所述第五位置位于第六位置和第七位置连线的中心；

所述第三位置与内圈中心点的连线和第五位置与内圈中心点的连线之间的角度为30°～60°；

所述第四位置与内圈中心点的连线和第五位置与内圈中心点的连线之间的角度为30°～60°。

可选的，在所述的大型调心滚子轴承的制造方法中，还包括：

下料锻造形成内圈和/或外圈，对内圈和/或外圈进行粗加工，对内圈和/或外圈进行热处理，对内圈和/或外圈进行精加工，对内圈和/或外圈进行装配；

下料锻造包括下料、锻造、碾环和调质，其中锻造包括加热至1200℃进行墩粗冲孔，采用仿形碾和仿形压辊进行碾环，以对外圈进行扩孔；

粗加工包括粗车和钻孔；

热处理包括热感应淬火和低温回火，进行感应淬火使得内圈和/或外圈表面获得58-62HRC硬度、淬硬层深不小于8mm以承担压力和提高耐磨性，进行低温回火以消除前序感应淬火的热应力减小后续变形。

精加工包括硬车各表面、磨削滚道和超精滚道，进行硬车各表面以去除磨削前加工留量，磨削滚道以保证滚道面的形位公差，保证轴承的游隙水平，超精滚道以获得Ra0.2的粗糙度并提高滚道面的耐载性和含油性。

本发明还提供一种大型调心滚子轴承，包括：

如上述的制造方法进行制造的内圈、以及外圈；

滚动体，被配置为使得内圈和外圈能够相对滚动；以及

保持架，被配置为使得滚动体能够保持在内圈和外圈之间。

本发明的发明人经研究发现，对于成本较低的感应热处理方案，目前行业内未有应用于大型调心滚子轴承(OD>320)的先例。

发明人对上述现象的原因进行了分析，发现将感应热处理应用于大型调心滚子轴承的难点如下：

首先目前感应热处理方案收到设备的局限，该设备主要适用于偏航变桨轴承，为“有软带”的热处理方式；例如图1为采用典型的有软带的热处理方式，其设置为单个感应器结构，如图1所示，感应器不动，t1时刻，工件从位置A开始进行加热及淬火，工件转一圈，t2时刻，位置B回到出发位置，此时，AB段无法实现硬化区闭合，称之为软带。软带区域为承载薄弱区，极易造成早期磨损失效。因而有软带的产品无法应用于风电主轴工况。

其次，目前的热处理设备的局限性还在于，感应器结构普遍针对直径>2000mm以上的轴承，若轴承直径小于2000mm则热处理过程中，轴承表面各点到感应器的距离不等，热处理精度和效果受到影响；

最后大型调心滚子轴承为双列弧面宽滚道，该种结构采用热感应处理的难度较大，目前并无相应的解决方案。

综上所述，现在的大型调心滚子轴承的制造方法成本较高，无法满足国家提倡的平价风电批量设备的快速落地。

在本发明提供的大型调心滚子轴承及其制造方法中，通过使用截面为大弧形滚道面的淬火感应器，结合无软带淬火工艺对内圈和/或外圈进行热感应处理，以制造大型调心滚子轴承，实现了针对大型调心滚子轴承(OD>320)创新性地热处理方案，这是因为，且热感应处理成本低于贝氏体/马氏体和渗碳热处理，因此在不损失产品使用性能的基础上，如可以大幅降低产品批量成本，有效提高产品批量的交付速度；本创新性方案可以有效降低产品成本，助力平价风电批量设备的快速落地，推进碳中和的宏伟蓝图进程。

进一步的，本发明的发明人创造性的将中碳钢配合热感应处理工艺制造内圈和/或外圈，可以实现多种有益效果之间意想不到的结合，效果一，中碳钢更加适合热感应工艺，效果二，中碳钢的成本远远低于高碳钢和渗碳钢，因此进一步降低成本。

具体而言，本发明的有益效果体现为三个方面：

一、采用中碳钢+感应热处理的技术方案，大大降低了成本；

二、采用截面为大弧形滚道面的淬火感应器，使得淬火感应器能够很好的配合大型调心滚子轴承的双列弧面宽滚道，避免轴承表面各点到感应器的距离不等，热处理精度和效果受到影响的缺陷，降低成本的同时不损失产品使用性能；

三、采用无软带淬火方案，避免了软带区域为承载薄弱区，极易造成早期磨损失效，因而有软带的产品无法应用于风电主轴工况的缺陷，降低成本的同时不损失产品使用性能；

综上所述，针对大型调心滚子轴承(OD>320)，本发明可以有效降低产品批量成本，助力平价风电及碳中和的宏伟蓝图。

附图说明

图1是现有的有软带的热处理方式示意图；

图2是本发明一实施例中的大型调心滚子轴承的制造方法双机架扫描示意图；

图3是本发明一实施例中的大型调心滚子轴承的制造方法三机架扫描示意图；

图4是本发明一实施例中的大型调心滚子轴承的制造方法三机架扫描示意图；

图5是本发明一实施例中的大型调心滚子轴承整体结构示意图；

图6是本发明一实施例中的大型调心滚子轴承外圈示意图；以及

图7是本发明一实施例中的大型调心滚子轴承内圈示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。

应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。

在本发明中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。

在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。

在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。

在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本申请的公开范围或记载范围。

在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本发明中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。

另外，本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的大型调心滚子轴承及其制造方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的目的在于提供一种大型调心滚子轴承及其制造方法，以解决现有的大型调心滚子轴承的制造方法成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种大型调心滚子轴承及其制造方法，包括：利用淬火感应器对中碳钢进行热感应处理，其中所述淬火感应器具有截面为弧形的滚道面；以及利用无软带淬火工艺对中碳钢进行淬火处理，以形成大型调心滚子轴承的内圈和/或外圈。

本发明的实施例提供了一种大型调心滚子轴承，如图5所示，包括内圈2、以及外圈1；滚动体3，被配置为使得内圈2和外圈1能够相对滚动；保持架4，被配置为使得滚动体3能够保持在内圈2和外圈1之间。其中内圈2和外圈1均能够采用如下所述的制造方法进行制造：采用截面为大弧形滚道面的淬火感应器，对中碳钢进行热感应处理；以及采用无软带淬火工艺对中碳钢进行处理，形成大型调心滚子轴承的内圈2和外圈1。

在本发明的一个实施例中，对于该结构该尺寸的调心滚子轴承，主要技术方案涉及以下几个方面。采用中碳钢+感应热处理的技术方案；典型的中碳钢材料为42CrMo4，本实施例在42CrMo4的基础上适当提高C含量，并混入少量Ni和Al，材料的化学成分经调整之后，可有效提高其热处理之后的淬火硬度及淬火深度，满足使用的高承载高寿命的需求。另外，实际过程中，需要对杂质含量进行较为严格的管控，从而避免夹杂物对材料性能的影响。本实施例中中碳钢的化学成分包括C为0.40％-0.45％，Si为max0.40％，Mn为0.60％-0.90％，P为max 0.025％，S为max0.035％，Cr为0.90％-1.20％，Mo为0.15％-0.30％，Ni为0.40％-0.70％，Al为0.20％-0.50％等等。

在本发明的一个实施例中，淬火感应器为扇形，该扇形的弧面与大型调心滚子轴承的内圈滚道面和外圈滚道面形状相配合，采用大弧形模具进行贴合加工。在淬火过程中，采用测距传感器监测淬火感应器与大型调心滚子轴承的内圈滚道面和外圈滚道面的距离，使得该距离保持不变，以保证淬火深度的均匀性。

在本发明的一个实施例中，如图2～4所示，感应热处理特别之处在于，采用大弧形滚道面的淬火感应器，并采用无软带淬火方案。采用截面为大弧形滚道面的淬火感应器；不同于常规的圆锥滚子轴承或三排柱轴承直线滚道，该淬火感应器主结构为大弧形。其结构仿形于产品内外圈滚道面形状，需要采用大弧形模具进行贴合加工。另外，零件(内圈和/或外圈)在淬火过程中，结合测距传感器的使用，能够保持感应器与零部件的距离的稳定，从而能够较好得保证淬火深度的均匀性。详细产品结构见图5～7所示。

在本发明的一个实施例中，第一机架上安装第一感应器，第二机架上安装第二感应器；第一感应器和第二感应器均包括预热感应器和主加热感应器；淬火过程中，在控制程序的控制下，第一机架和第二机架分别带动第一感应器和第二感应器围绕内圈旋转运动，完成淬火；或采用三机架结构进行扫描式感应淬火，所述三机架结构包括：第一机架上安装第一感应器，第二机架上安装第二感应器，第三机架上安装第三感应器；第一感应器和第二感应器均包括单加热感应器；淬火过程中，在控制程序的控制下，第一机架、第二机架和第三机架分别带动第一感应器、第二感应器和第三感应器围绕内圈旋转运动，完成淬火；内圈的外滚道面淬火时，感应器直接靠近内圈；外圈的内滚道面淬火时，调整感应器方向，从外圈内侧接近淬火。

具体的，采用无软带淬火方案的其中之一的典型热处理方式如图2所示，为采用双机架结构的扫描式感应淬火，每个机架安装一组感应器，一个感应器由两部分组成，即预热和主加热感应器。淬火过程中，在控制程序的控制下，机架带动感应器围绕工件(内圈和/或外圈)旋转运动，完成淬火。具体而言，步骤一(图2中的①)，感应器接近工件至A0及B0位置开始加热；步骤二(图2中的②)，工件小幅度做摆动，保证起始段加热的均匀性；步骤三(图2中的③)，感应器围绕工件进行旋转扫描淬火；步骤四(图2中的④)，感应器到达A1及B1位置，完成结束段淬火。

换而言之，如图2所示，①第一感应器的预热感应器接近内圈第一位置A0开始加热；第二感应器的预热感应器接近内圈第二位置B0开始加热；②内圈进行摆动，摆动的幅度为0°～30°之间，保证起始段加热的均匀性；③第一感应器的主加热感应器在第一位置A0到第三位置A1之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；第二感应器的主加热感应器在第二位置B0到第四位置B1之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；④第一感应器停止到达第三位置A1，第二感应器停止到达第四位置B1，完成结束段淬火；其中所述第一位置A0与内圈中心点的连线和第二位置B0与内圈中心点的连线之间的角度小于2°；所述第一位置A0与第四位置B1的连线经过内圈中心点，所述第二位置B0与第三位置A1的连线经过内圈中心点。

在本发明的一个实施例中，采用无软带淬火方案的另一种典型的热处理方式如图3～4所示，也为扫描式感应淬火，但采用3个机架结构，每个机架安装一个感应器，一个感应器由一个单独的感应器组成。淬火过程中，在控制程序的控制下，机架带动感应器围绕工件旋转运动，完成淬火。需要指出的是，内圈的外滚道面淬火时，感应器直接靠近工件即可。而对于外圈的内滚道，则感应器需要调整方向，从内侧接近工件淬火，离开时亦然。具体而言，步骤一(图3中的①)，感应器接近工件至A0及B0位置开始加热；步骤二(图3中的②)，工件小幅度做摆动，保证起始段加热的均匀性；步骤三(图3中的③)，感应器围绕工件进行旋转扫描淬火；步骤四(图3中的④)，当感应器A和B分别到达A1及B1位置时，此时感应器C贴近工件启动预热，在预热过程中，感应器C沿工件圆周方向进行来回摆动，以达到预热结束段片区的目的；步骤五(图4中的⑤)，感应器C结束加热，离开工件；步骤六(图4中的⑥)，感应器A和B到达A2及B2位置之后，结束加热并离开工件。

换而言之，如图3所示，①第一感应器的单加热感应器接近内圈第一位置A0开始加热；第二感应器的单加热感应器接近内圈第二位置B0开始加热；②内圈进行摆动，摆动的幅度为0°～30°之间，保证起始段加热的均匀性；③第一感应器的单加热感应器在第一位置A0到第三位置A1之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；第二感应器的单加热感应器在第二位置B0到第四位置B1之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；④第一感应器停止到达第三位置A1，第二感应器停止到达第四位置B1；此时第三感应器接近内圈的第五位置C0启动预热，在预热过程中，第三感应器沿内圈圆周方向进行来回摆动，摆动的幅度为0°～30°之间，以预热结束段；

如图4所示，⑤第三感应器结束加热，离开第五位置C0。⑥第一感应器的单加热感应器在第三位置A1到第六位置A2之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；第二感应器的单加热感应器在第四位置B1到第七位置B2之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；最终第一感应器停止到达第六位置A2，第二感应器停止到达第七位置B2，完成结束段淬火；

具体而言，其中所述第一位置A0与内圈中心点的连线和第二位置B0与内圈中心点的连线之间的角度小于2°；所述第一位置A0与第七位置B2的连线经过内圈中心点，所述第二位置B0与第六位置A2的连线经过内圈中心点；所述第五位置位于第六位置A2和第七位置B2连线的中心；所述第三位置A1与内圈中心点的连线和第五位置C0与内圈中心点的连线之间的角度为30°～60°；所述第四位置B1与内圈中心点的连线和第五位置C0与内圈中心点的连线之间的角度为30°～60°。

本发明涉及到的典型工艺路线。对于套圈(内圈和/或外圈)来说，典型路线为1下料锻造2粗加工3热处理4精加工5装配。对于1下料锻造，典型的工艺路线为11下料12锻造13碾环14调质，其中12锻造主要过程为加热至约1200℃，进行墩粗冲孔；13碾环可以采用仿形碾，可降本增效，主要特点为，采用仿形压辊，对套圈进行扩孔，仿形碾可有效节省下料重量，亦可节约后续加工余量；14调质主要目的是获得较好的机械性能；2粗加工，典型的工艺路线为，21粗车，22钻孔；3热处理典型的工艺路线为31感应淬火32低温回火；其中，31感应淬火的目的，主要是工件表面获得58-62HRC硬度，淬硬层深不小于8mm，由此可承担较大的压力，并且具有良好的耐磨性；32低温回火的目的，主要是消除前序感应淬火的热应力，减小后续变形。4精加工，典型工艺路线为，41硬车各表面42磨削滚道43超精滚道，其中41硬车各表面的主要目的，是去除磨削前加工留量；42磨削滚道的主要目的，是保证滚道面的形位公差，保证轴承的游隙水平；43超精滚道主要的目的，是获得约Ra0.2的粗糙度，以便使得滚道面具有良好的耐载性和含油性。

本发明涉及的产品结构如图5所示，主要部件为内圈2，外圈1，滚动体3和保持架4。本发明主要针对内圈及外圈滚道面，进行无软带淬火。按如下次序，可保证良好的淬火冷却效果。如图6所示，外圈滚道面分成对称两部分，淬火时，套圈平放，先淬火区域D，再进行翻面，淬火区域D’；如图7所示，内圈滚道面分成对称两部分，套圈平放，先淬火区域A+B+C，再进行翻面，淬火区域A’+B’+C’；该技术方案中，采用中碳钢+感应热处理的技术方案；其中，中碳钢相比于对于传统的高碳钢和渗碳钢，可大幅降低成本至40％左右。感应热处理相比于传统的高碳钢和渗碳钢，亦可大幅缩短热处理时间，减少设备人员投入和热能损耗。另外可选择整体双滚道面一起淬火的方案替代单滚动淬火再翻面，以节省翻面调整时间。

换言之，对内圈滚道面及外圈滚道面进行无软带淬火，包括：将外圈滚道面分成对称第一外圈滚道面和第二外圈滚道面，淬火时将外圈平放使得外圈的第一侧边接触工位平台，对第一外圈滚道面进行淬火，完成第一外圈滚道面的淬火后将外圈进行翻面，使得外圈的第二侧边接触工位平台，对第二外圈滚道面进行淬火；将内圈滚道面分成对称第一内圈滚道面和第二内圈滚道面，淬火时将内圈平放使得内圈的第一侧边接触工位平台，对第一内圈滚道面进行淬火，完成第一内圈滚道面的淬火后将内圈进行翻面，使得内圈的第二侧边接触工位平台，对第二内圈滚道面进行淬火。

需要说明的是，对于调心滚子轴承，其工作主要受力为径向力及轴向力，从产品结构上来看，主要为滚道面受力，包括内、外圈滚道面及滚子滚道面，以及部分挡边面，本发明针对内、外圈滚道面及部分挡边面进行无软带感应淬火，保证滚道面一定淬火深度SHD，此时，轴承可承担径向及轴向受力，保证轴承按预期寿命运行。

本发明具有如下有益效果：

优点一：针对大型调心滚子轴承(OD>320)产品，采用中碳钢+感应热处理的技术方案，可有效降低生产成本；

优点二：针对该种产品结构，实现滚道大弧形轮廓面感应淬火；

优点三：针对该种产品结构，实现无软带感应淬火；

结合图6～7所示的热处理实现方式，另一种典型案例为，感应器为整体式，即两个滚道面一起加热，可以同时实现两个滚道面的淬火。优点为省去翻面工序，直接淬火时间缩短一半。

综上，上述实施例对大型调心滚子轴承及其制造方法的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种大型调心滚子轴承，其特征在于，包括：

内圈和外圈；

滚动体，被配置为使得内圈和外圈能够相对滚动；以及

保持架，被配置为使得滚动体能够保持在内圈和外圈之间；

其中内圈和/或外圈能够通过以下方法进行制造：

利用淬火感应器对内圈和/或外圈进行热感应处理，其中所述淬火感应器具有截面为弧形的滚道面；以及

利用无软带淬火工艺对内圈和/或外圈进行淬火处理。

2.如权利要求1所述的大型调心滚子轴承，其特征在于，还包括：

淬火感应器为扇形，该扇形的弧面与大型调心滚子轴承的内圈滚道面和外圈滚道面形状相配合，采用大弧形模具进行贴合加工；

在淬火过程中，采用测距传感器监测淬火感应器与大型调心滚子轴承的内圈滚道面和外圈滚道面的距离，使得该距离保持不变，以保证淬火深度的均匀性。

3.如权利要求2所述的大型调心滚子轴承，其特征在于，还包括：

对内圈滚道面及外圈滚道面进行无软带淬火，包括：

将外圈滚道面分成对称第一外圈滚道面和第二外圈滚道面，淬火时将外圈平放使得外圈的第一侧边接触工位平台，对第一外圈滚道面进行淬火，完成第一外圈滚道面的淬火后将外圈进行翻面，使得外圈的第二侧边接触工位平台，对第二外圈滚道面进行淬火；

将内圈滚道面分成对称第一内圈滚道面和第二内圈滚道面，淬火时将内圈平放使得内圈的第一侧边接触工位平台，对第一内圈滚道面进行淬火，完成第一内圈滚道面的淬火后将内圈进行翻面，使得内圈的第二侧边接触工位平台，对第二内圈滚道面进行淬火。

4.如权利要求3所述的大型调心滚子轴承，其特征在于，还包括：

采用双机架结构进行扫描式感应淬火，所述双机架结构包括：

第一机架上安装第一感应器，第二机架上安装第二感应器；

第一感应器和第二感应器均包括预热感应器和主加热感应器；

淬火过程中，在控制程序的控制下，第一机架和第二机架分别带动第一感应器和第二感应器围绕内圈旋转运动，完成淬火；或

采用三机架结构进行扫描式感应淬火，所述三机架结构包括：

第一机架上安装第一感应器，第二机架上安装第二感应器，第三机架上安装第三感应器；

第一感应器和第二感应器均包括单加热感应器；

淬火过程中，在控制程序的控制下，第一机架、第二机架和第三机架分别带动第一感应器、第二感应器和第三感应器围绕内圈旋转运动，完成淬火；

内圈的外滚道面淬火时，感应器直接靠近内圈；

外圈的内滚道面淬火时，调整感应器方向，从外圈内侧接近淬火。

5.如权利要求4所述的大型调心滚子轴承，其特征在于，采用双机架结构进行扫描式感应淬火包括：

第一感应器的预热感应器接近内圈第一位置开始加热；

第二感应器的预热感应器接近内圈第二位置开始加热；

内圈进行摆动，摆动的幅度为0°～30°之间，保证起始段加热的均匀性；

第一感应器的主加热感应器在第一位置到第三位置之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；

第二感应器的主加热感应器在第二位置到第四位置之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；

第一感应器停止到达第三位置，第二感应器停止到达第四位置，完成结束段淬火；

所述第一位置与内圈中心点的连线和第二位置与内圈中心点的连线之间的角度小于20°；

所述第一位置与第四位置的连线经过内圈中心点，所述第二位置与第三位置的连线经过内圈中心点。

6.如权利要求4所述的大型调心滚子轴承，其特征在于，采用三机架结构进行扫描式感应淬火包括：

第一感应器的单加热感应器接近内圈第一位置开始加热；

第二感应器的单加热感应器接近内圈第二位置开始加热；

内圈进行摆动，摆动的幅度为0°～30°之间，保证起始段加热的均匀性；

第一感应器的单加热感应器在第一位置到第三位置之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；

第二感应器的单加热感应器在第二位置到第四位置之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；

第一感应器停止到达第三位置，第二感应器停止到达第四位置；

此时第三感应器接近内圈的第五位置启动预热，在预热过程中，第三感应器沿内圈圆周方向进行来回摆动，摆动的幅度为0°～30°之间，以预热结束段；

第三感应器结束加热，离开第五位置。

7.如权利要求6所述的大型调心滚子轴承，其特征在于，采用三机架结构进行扫描式感应淬火还包括：

第一感应器的单加热感应器在第三位置到第六位置之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；

第二感应器的单加热感应器在第四位置到第七位置之间移动，以围绕内圈进行旋转扫描淬火；

第一感应器停止到达第六位置，第二感应器停止到达第七位置，完成结束段淬火；

所述第一位置与内圈中心点的连线和第二位置与内圈中心点的连线之间的角度小于2°；

所述第一位置与第七位置的连线经过内圈中心点，所述第二位置与第六位置的连线经过内圈中心点；

所述第五位置位于第六位置和第七位置连线的中心；

所述第三位置与内圈中心点的连线和第五位置与内圈中心点的连线之间的角度为30°～60°；

所述第四位置与内圈中心点的连线和第五位置与内圈中心点的连线之间的角度为30°～60°。

8.如权利要求1所述的大型调心滚子轴承，其特征在于，还包括：

下料锻造形成内圈和/或外圈，对内圈和/或外圈进行粗加工，对内圈和/或外圈进行热处理，对内圈和/或外圈进行精加工，对内圈和/或外圈进行装配；

下料锻造包括下料、锻造、碾环和调质，其中锻造包括加热至1200℃进行墩粗冲孔，采用仿形碾和仿形压辊进行碾环，以对外圈进行扩孔；

粗加工包括粗车和钻孔；

热处理包括热感应淬火和低温回火，进行感应淬火使得内圈和/或外圈表面获得58-62HRC硬度、淬硬层深不小于8mm以承担压力和提高耐磨性，进行低温回火以消除前序感应淬火的热应力减小后续变形。

精加工包括硬车各表面、磨削滚道和超精滚道，进行硬车各表面以去除磨削前加工留量，磨削滚道以保证滚道面的形位公差，保证轴承的游隙水平，超精滚道以获得Ra0.2的粗糙度并提高滚道面的耐载性和含油性。

9.如权利要求1所述的大型调心滚子轴承，其特征在于，所述内圈和/或外圈的材料为中碳钢；

所述中碳钢的材料为42CrMo4，所述中碳钢的C元素占比为0.40％-0.45％；

所述中碳钢中还包含Ni元素和Al元素。

10.一种大型调心滚子轴承的制造方法，其特征在于，包括：

利用淬火感应器对中碳钢进行热感应处理，其中所述淬火感应器具有截面为弧形的滚道面；以及

利用无软带淬火工艺对中碳钢进行淬火处理，以形成大型调心滚子轴承的内圈和/或外圈。

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