CN1236100C - 轴承用轮毂的喷镀膜制造方法 - Google Patents

Abstract

在轮毂基体件(23′)的端面(23B′)形成喷镀膜(28)时，先在轮毂基体件(23′)的预孔(23A′)安装内侧遮蔽构件(32)，将外侧遮蔽构件(33)安装到轮毂基体件(23′)的外周侧。接着，对轮毂基体件(23′)的端面(23B′)中的形成于内侧遮蔽构件(32)与外侧遮蔽构件(33)之间的环状的膜形成面(23B1′)上喷镀硬质材料，形成喷镀膜(28)。这样，可将轮毂基体件(23′)的端面(23B′)中的成为预孔(23A′)的加工余量的部位作为未形成喷镀膜(28)的非膜形成面(23B2′)留下。为此，当由车刀等加工轮毂基体件(23′)的预孔(23A′)时，可防止在喷镀膜(28)产生裂纹等损伤。

Description

轴承用轮毂的喷镀膜制造方法

技术领域

本发明涉及一种适合用于安装到例如建筑机械的作业装置的销接合部等的轴承用轮毂的喷镀膜制造方法。

背景技术

一般情况下，液压挖掘机等建筑机械具有进行土砂等挖掘作业的作业装置。该作业装置通过使用轴承装置可相互回转地连接动臂、斗柄、及铲斗等而构成。

即，在液压挖掘机的作业装置中，例如在成为一侧构件的斗柄的前端侧设置轮毂，在成为另一方构件的铲斗设置左右一对轴承架，在将斗柄侧的轮毂插入到在这些轴承架间的状态下使用连接销可回转地连接两者。另外，在成为轮毂的内周侧的销孔嵌装设置衬套，在该衬套的内周侧可滑动地插通连接销，从而由衬套可滑动地支承连接销。

另外，在现有技术中，使轮毂的端面可滑动地接触轴承架的端面，挖掘作业时作用于轴承架的轴向负荷由轮毂与轴承架的端面间承受。

可是，在该现有技术中，由于铲斗为处理大量的土砂的构成，所以，土砂等从外部频繁地进入到形成于轮毂与轴承架的端面间的微小间隙。当在该状态下使铲斗回转时，产生上述土砂使轮毂的端面等磨损快的问题。

作为另一现有技术的轴承装置，例如已知有日本特开平9-184518号公报记载的装置。该另一现有技术在与轴承架接触的轮毂的端面等形成例如使用碳化钨等硬质材料的喷镀膜，由该喷镀膜提高轮毂端面的耐磨性。

可是，在上述现有技术中，由于在成为轮毂内周侧的销孔中压入安装用于可滑动地支承承连接销的衬套，所以，轮毂的销孔要求相应于衬套的外径以高精度形成。

因此，在该现有技术中，为了提高轮毂的销孔的加工精度，在制造轮毂时，预先成形内周侧成为预孔的轮毂基体件，然后对该轮毂基体件的预孔进行作为精加工的切削加工。

然而，在如作为上述另一现有技术说明的轴承装置那样在轮毂的端面沿整个面形成由硬质材料制成的喷镀膜的场合，当对轮毂进行销加工时，产生如下那样的问题。

即，如在对轮毂基体件的端面实施喷镀处理后进行轮毂基体件的预孔加工，则在预孔加工时，需要按预孔的加工余量一起切削形成于轮毂基体件的端面的喷镀膜。这样部分地削去硬质的喷镀膜时，存在从该削去的部分起在喷镀膜上产生裂纹、剥离等损伤的问题。另外，由于用车刀切削硬质的喷镀膜，所以，还存在使车刀寿命明显下降的问题。

发明的公开

本发明就是鉴于上述现有技术的问题而作出的，其目的在于提供一种轴承用轮毂的喷镀膜制造方法，该喷镀膜制造方法可防止在加工轮毂基体件的预孔时在形成于轮毂基体件端面的喷镀膜产生裂纹等损伤，提高喷镀膜的质量。

为了解决上述问题，本发明的轴承用轮毂的喷镀膜制造方法由轮毂基体件成形工序、遮蔽工序、及喷镀膜形成工序组成，在该轮毂基体件成形工序中成形在内周侧具有预孔的筒状的轮毂基体件，在该遮蔽工序中对上述轮毂基体件的端面中的成为上述预孔的加工余量的部位进行遮蔽，在该喷镀膜形成工序中在实施了遮蔽的轮毂基体件的端面喷镀硬质材料形成喷镀膜。

通过这样地构成，当在轴承用轮毂的端面喷镀硬质材料时，可预先在轮毂基体件的端面中的成为预孔的加工余量的部位进行遮蔽，所以，可将成为该加工余量的部位作为喷镀膜的非形成面留下来。因此，在进行轮毂基体件的预孔加工时，不需要与预孔一起切削形成于该轮毂基体件的端面的硬质的喷镀膜，可容易地对该预孔进行加工。

另外，本发明在遮蔽工序中将内侧遮蔽构件安装于轮毂基体件的预孔，在喷镀膜工序中对形成于比上述内侧遮蔽构件更外侧的环状端面形成喷镀膜。

在该场合，将内侧遮蔽构件安装到轮毂基体件的预孔，在该状态下对轮毂基体件的端面喷镀硬质材料，从而可仅在轮毂基体件的端面中的形成于比内侧遮蔽构件更外侧的环状端面上形成喷镀膜。

另外，本发明在遮蔽工序中将内侧遮蔽构件安装到轮毂基体件的预孔，在轮毂基体件的外周侧安装外侧遮蔽构件，在喷镀膜工序中对形成于内侧遮蔽构件与外侧遮蔽构件之间的环状端面形成喷镀膜。

在该场合，将内侧遮蔽构件安装到轮毂基体件的预孔，同时，在轮毂基体件的外周侧安装外侧遮蔽构件，在该状态下对轮毂基体件的端面喷镀硬质材料。这样，可仅在轮毂基体件的端面中的形成于内侧遮蔽构件与外侧遮蔽构件之间的环状端面上形成喷镀膜。

另外，本发明将安装于轮毂基体件的预孔的内侧遮蔽构件的外径设定为比加工预孔而成形销孔后的该销孔的孔径大的值。

另外，也可如本发明那样，将安装于轮毂基体件的预孔的内侧遮蔽构件的外径设定为比加工预孔而成形销孔后的该销孔的加工余量大的值。

这样，在销孔形成工序中，没有必要与预孔一起切削比轮毂基体件更硬的喷镀膜，可使用车刀等容易地仅对轮毂基体件的预孔进行加工。

附图的简单说明

图1为示出使用本发明的实施形式的轴承装置的液压挖掘机的外观图。

图2为从图1中的II-II方向放大地观察轴承装置的纵断面图。

图3为放大示出图2中的斗柄轮毂、轴承架、及喷镀膜等的要部放大断面图。

图4为以单体示出图2中的轮毂部的放大透视图。

图5为从图4中的V-V方向观察轮毂部的左侧面图。

图6为示出由轮毂基体件成形工序成形轮毂基体件的状态的断面图。

图7为示出由遮蔽工序在轮毂基体件安装内侧遮蔽构件、外侧遮蔽构件的状态的断面图。

图8为示出由喷镀膜形成工序在轮毂基体件上形成喷镀膜的状态的断面图。

图9为示出由第1焊接工序焊接轮毂基体件与连接筒的断面图。

图10为示出由第2焊接工序将斗柄轮毂焊接于斗柄的状态的侧面图。

图11为从与图2同样的位置观察本发明的第1变型例的轴承装置的断面图。

图12为示出本发明的第2变型例的遮蔽工序的与图7同样的断面图。

实施发明的最佳形式

下面以将本发明的实施形式的轴承装置用于液压挖掘机的销接合部的场合为例，参照图1-图10的附图进行详细说明。

图中，符号1为液压挖掘机的下部行走体，符号2为可回转地搭载于该下部行走体上的上部回转体，该上部回转体2具有转台3，在该转台3上设置有围成驾驶室的驾驶室罩4和平衡重5等。

符号6为可仰俯移动地设置于上部回转体2前部侧的作业装置，该作业装置6大体由以销接合于上部回转体2的转台3上的动臂7、以销接合于该动臂7前端侧的斗柄8、及以销接合于该斗柄8前端侧的铲斗9构成。作业装置6的动臂7由动臂油缸10朝上下仰俯移动，斗柄8由斗柄油缸11相对动臂7进行仰俯移动，铲斗9由铲斗油缸12相对斗柄8回转。

符号21为构成斗柄8与铲斗9之间的销接合部的轴承装置，该轴承装置21大体由后述的斗柄轮毂22、轴承架26、及连接销27构成。

符号22为设于斗柄8前端侧的轴承用轮毂的斗柄轮毂，该斗柄轮毂22焊接于斗柄8的上下凸缘8A的前端和左右轮辐8B前端(参照图10)。在这里，斗柄轮毂22如图2、图3所示那样由沿轴向隔开间隔配置的左右轮毂部23、23和相互连接该各轮毂部23的连接筒24构成。

轮毂部23如图3-图5所示那样用铸铁等金属材料大体形成为圆筒状，嵌合焊接于连接筒24的两端侧。另外，轮毂部23的内周侧成为具有例如95mm左右的孔径的销孔23A。另外，如图3所示那样，轮毂部23的与轴承架26沿轴向相对的相对面侧成为端面23B，在该端面23B的外周缘侧形成环状的锥形部23C。

另外，该轮毂部23的端面23B的形成后述的喷镀膜28的部分成为环状的膜形成面23B1，该膜形成面23B1的径向内侧部位成为不形成喷镀膜28的非膜形成面23B2。轮毂部23的端面23B在液压挖掘机进行挖掘作业时等通过后述的喷镀膜28、29在与轴承架26的端面26C之间承受施加于铲斗9的轴向载荷。

符号25、25为嵌装设置于斗柄轮毂22的各销孔23A内的一对衬套，该衬套25由烧结合金等形成为筒状，压入安装到轮毂部23的各销孔23A。

符号26、26为隔开设置于铲斗9的左右轴承架，该轴承架26由钢板等金属材料形成为平板状，与斗柄轮毂22的轴向两侧相对地配置。另外，在轴承架26上与轮毂部23的销孔23A同轴地穿设销孔26A。

另外，在该轴承架26的内侧面将环状的加强构件26B焊接于与斗柄轮毂22之间。该加强构件26B的如图3所那样沿轴向与轮毂部23相对的相向面侧成为端面26C，在该端面26C的外周缘侧形成环状的锥形部26D。

符号27示出将斗柄轮毂22可回转地连接于各轴承架26之间的连接销，该连接销27的轴向中间部分可滑动地插通于衬套25内，轴向两端侧嵌插于轴承架26的销孔26A、26A内。连接销27的左端侧在利用回转防止装置(图中未示出)防止回转的状态下固定于左侧的轴承架26上。另外，在连接销27与斗柄轮毂22的连接筒24之间封入油脂等润滑剂，由该油脂将衬套25与连接销27的滑动面间保持为润滑状态。

符号28、28为斗柄轮毂22的左右端面23B中的通过在膜形成面23B1喷镀硬质材料形成的轮毂侧的喷镀膜，该喷镀膜28利用具有刚性而且具有耐热性的硬质的超硬合金材料形成。在该场合下，超硬合金材料通过利用等离子喷镀法、高能喷镀法等手段对例如在碳化钨等材料中含有镍和铬的粉末材料进行喷镀处理而形成。超硬合金材料使用例如由70-90重量％碳化钨与10-30重量％的镍和铬组成的粉末材料。

符号29、29为通过在各轴承架26的左右端面26C喷镀硬质材料形成的轴承架侧的喷镀膜，该喷镀膜29也与喷镀膜28大体同样地由硬质的超硬合金形成。

喷镀膜28、29构成耐磨层，该耐磨层防止在使铲斗9回转时斗柄轮毂22与轴承架26的端面23B、26C相互直接滑动接触而在这些端面23B、26C产生磨损和损伤等。

符号30、30为在斗柄轮毂22的轴向两端侧嵌装于销孔23A内的防尘密封件，该防尘密封件30防止土砂等杂质从外部侵入到衬套25与连接销27的滑动面间，同时，将供给到两者的滑动面间的油脂的一部分补充到斗柄轮毂22侧的喷镀膜28与轴承架26侧的喷镀膜29之间。

符号31、31为对斗柄轮毂22与轴承架26之间进行密封的O形密封圈，该O形密封圈31带有过盈量地安装于斗柄轮毂22与轴承架26的锥形部23C、26D之间，防止杂质从外部侵入到斗柄轮毂22与轴承架26之间。

本实施例的轴承装置21由于具有上述那样的构成，所以，在进行液压挖掘机的挖掘作业时等，驱动作业装置6的铲斗9，使铲斗油缸12伸缩，从而通过连接销27使铲斗9侧的轴承架26相对斗柄轮毂22回转。这样，在斗柄8的前端侧使铲斗9回转进行土砂等的挖掘。

在本实施形式中，在斗柄轮毂22与轴承架26的端面23B、26C上形成由硬质材料构成喷镀膜28、29，所以，在进行挖掘作业的过程中，当土砂等冲击铲斗9而施加轴向载荷时，该轴向载荷可在斗柄轮毂22侧的喷镀膜28与轴承架26侧的喷镀膜29之间受到支承，从而可防止在端面23B、26C产生磨损和损伤等。另外，在进行挖掘作业的过程中，当土砂侵入到斗柄轮毂22的端面23B与轴承架26的26C之间时，可在喷镀膜28、29间将土砂滑动压碎，由此也可防止端面23B、26C的磨损等。

下面，参照图6-图10说明包含本实施例的斗柄轮毂22的喷镀膜制造方法的斗柄轮毂22全体的制造方法。

首先，在图6所示的轮毂基体件成形工序中，由铸铁等成形作为轮毂部23的基体件的圆筒状的轮毂基体件23′。轮毂基体件23′构成轮毂部23的原形，具有预孔23A′、端面23B′、锥面23C′。

在这里，轮毂基体件23′的内周侧成为销孔23A用的预孔23A′，该预孔23A′设定为例如85mm左右的孔径D。因此，预孔23A′相对具有约95mm的孔径D′的销孔23A朝径向具有约5mm左右的加工余量ΔD(其中ΔD＝(D′-D)/2)。

接下来，在图7所示遮蔽工序中，使用具有凸缘部的台阶圆柱状的内侧遮蔽构件32和具有环状底部的筒状外侧遮蔽构件33，遮蔽轮毂基体件23′的端面23B′中的膜形成面23B1′以外的部位。为此，先在轮毂基体件23′的预孔23A′安装带台阶圆柱状的内侧遮蔽构件32，该内侧遮蔽构件32的凸缘部具有比销孔23A的孔径D′大的外径d1(例如d1＝105mm左右)。这样，对轮毂基体件23′的端面23B′中的成为预孔23A′的加工余量ΔD的部位和该加工余量ΔD的外周缘部位进行遮蔽。

另外，在轮毂基体件23′的外周侧安装环状底部具有与端面23B′对应的内径d2(例如d2＝152mm左右)的筒状的外侧遮蔽构件33。其中，轮毂基体件23′的内径d2为直到端面23B′与锥面23C′的边界的尺寸。在包含锥面23C′的轮毂基体件23′的外周侧进行遮蔽。这样，将内侧遮蔽构件32的外径d1与外侧遮蔽构件33的内径d2之间作为膜形成面23B1露出。

接着，在图8所示喷镀膜形成工序中，对进行了遮蔽的轮毂基体件23′的端面23B′中的形成于内侧遮蔽构件32与外侧遮蔽构件33之间的环状的膜形成面23B1′如图8中所示箭头那样喷镀以碳化钨等为主要成分的超硬合金材料，在该膜形成面23B1′上形成喷镀膜28。结果，轮毂基体件23′的端面23B′中的膜形成面23B1′的径向内侧部位作为未形成喷镀膜28的非膜形成面23B2′而留下。

接着，在图9所示第1焊接工序中，将形成喷镀膜28的轮毂基体件23′、23′焊接到连接筒24的两端侧，相互连接该各轮毂基体件23′，形成斗柄轮毂22′。接着，在图10所示第2焊接工序中，将斗柄轮毂22′焊接于构成斗柄8的上下凸缘8A、8A和左右轮辐8B的前端侧。

最后，进行图10所示销孔形成工序。在该销孔形成工序中，使用车刀等工具按加工余量ΔD对焊接于斗柄8的轮毂基体件23′的预孔23A′进行切削，形成如在图10中由1点划线示出的销孔23A。因此，对销孔23A进行了加工的斗柄轮毂在图2中为去除了衬套25、轴承架26、连接销27等的状态。

在这里，轮毂基体件23′的端面23B′可将如上述那样与加工余量ΔD对应的部分作为喷镀膜28的非膜形成面23B2′留下。为此，当在该销孔形成工序中切削预孔23A′加工销孔23A时，没有必要与预孔23A′一起切削比轮毂基体件23′更硬的喷镀膜28，可使用车刀等容易地仅对轮毂基体件23′的预孔23A′进行加工。

这样，对轮毂基体件23′的预孔23A′进行加工时，不会产生现有技术中所述那样在喷镀膜28产生裂纹和剥离等问题，可提高作为耐磨层的喷镀膜28的性能和可靠性等。另外，由于没有必要使用车刀等切削硬质的喷镀膜28，所以，可延长车刀的寿命。

另外，在本实施形式中，轮毂基体件23′的端面23B在成为加工余量ΔD的部位的外周缘部也构成非膜形成面23B2，所以，即使在将预孔23A′的加工公差设定得较大的场合，对预孔23A′进行加工时喷镀膜28也与不会与预孔23A′一起被切削，可防止喷镀膜28的裂纹。

另外，在制造斗柄轮毂22时，预先将轮毂基体件23′焊接于连接筒24、斗柄8，在该状态下加工预孔23A′，所以，在焊接轮毂基体件23′时即使不慎使轮毂基体件23′落下使预孔23A′受伤，也可在预孔23A′的加工时除去这样的伤，光滑地加工成销孔23A的加工面。

另外，在遮蔽工序中，分别将内侧遮蔽构件32、外侧遮蔽构件33安装到轮毂基体件23′的内周侧、外周侧，所以，将该2个遮蔽构件32、33安装到轮毂基体件23′即可在轮毂基体件23′的端面23B′中的除了膜形成面23B1′的其它部位容易地进行遮蔽，与例如使用带等进行遮蔽的场合相比可提高作业性等。

在实施形式中，以使用2个轮毂部23、23和1个连接筒24构成轴承装置21的斗柄轮毂22的场合为例进行了说明，但本发明不限于此，也可如图11中所示的第1变型例那样，由1个圆筒构件形成轴承装置41的斗柄轮毂42，在该斗柄轮毂42的端面形成喷镀膜28。

在这里，用于该变型例的斗柄轮毂42大体与在实施形式中说明的轮毂部23同样地具有销孔42A、42A和锥形部42B、42B等。

另外，在实施形式中，以在遮蔽工序中分别将内侧遮蔽构件32、外侧遮蔽构件33安装到轮毂基体件23′的内周侧、外周侧的构成的场合为例进行了说明。但也可作为其替代，如图12中示出的第2变型例那样构成取消内侧遮蔽构件32和外侧遮蔽构件33中的外侧遮蔽构件33的构成。在该场合，也可在形成于轮毂基体件23′的端面23B′中的比内侧遮蔽构件32更外侧的环状膜形成面23B1′形成喷镀膜28′。然而，在该场合，端面23B的膜形成面23B1′中的锥面23C′也形成喷镀膜28′。

另外，在实施形式中，以喷镀膜28、29使用将例如碳化钨等为主要成分的超硬合金材料的场合为例进行了说明，但也可作为其替代，使用以例如钼为主要成分的其它超硬合金材料，也可使用以碳化硅、碳化钛、氧化铝、及氧化铬等为主要成分的陶瓷材料形成。

另外，在实施形式，以将轴承装置用于斗柄8与铲斗9的销接合部的构成的场合为例进行了说明，但本发明不限于此，例如也可用于连接动臂7与斗柄8之间的销接合部、连接转台3与动臂7之间的销接合部等，也可适用于设置在液压起重机等建筑机械、农用和产业用作业机械等的销接合部。

产业上利用的可能性

如以详细说明的那样，按照本发明，当在轴承用轮毂的端面形成喷镀膜时，在轮毂基体件的端面中的成为预孔的加工余量的部位预进行遮蔽，在该状态下对进行了遮蔽的轮毂基体件的端面喷镀硬质材料，所以，可将轮毂基体件的端面中的成为预孔加工余量的部位作为喷镀膜的非形成面留下。

这样，当进行轮毂基体件的预孔加工时，不需要与预孔一起切削形成于该轮毂基体件的端面的硬质喷镀膜，可使用车刀等工具容易地仅对预孔进行加工，不会如现有技术中说明的那样在喷镀膜产生裂纹、剥离等损伤，可提高喷镀膜的质量。另外，没有必要使用车刀等切削硬质的喷镀膜，从而可延长车刀的寿命。

另外，本发明在形成喷镀膜时，将内侧遮蔽构件预先安装于轮毂基体件的预孔，在该状态下对轮毂基体件的端面中的形成于内侧遮蔽构件的外侧的环状端面形成喷镀膜，所以，将1个内侧遮蔽构件安装到轮毂基体件，即可容易地对轮毂基体件的端面进行遮蔽，可提高遮蔽构件安装时的作业性等。

另外，本发明在形成喷镀膜时预先在轮毂基体件的预孔安装内侧遮蔽构件，在轮毂基体件的外周侧安装外侧遮蔽构件，在该状态下对轮毂基体件的端面中的形成于内侧遮蔽构件与外侧遮蔽构件之间的环状端面形成喷镀膜，所以，即使在该场合，只要将2个内侧、外侧遮蔽构件安装到轮毂基体件上，就可容易地在轮毂基体件的端面进行遮蔽，通过使用这些内侧、外侧遮蔽构件，可容易地进行遮蔽。

另外，按照本发明，安装于轮毂基体件的预孔的内侧遮蔽构件的外径设定为比加工预孔而成形销孔后的该销孔的孔径大的值，或设定为比加工余量大的值，所以，可将轮毂基体件的端面中的与加工余量对应的部位作为喷镀膜的非膜形成面留下。为此，当在该销形成工序中切削预孔从而加工销孔时，没有必要与预孔一起切削比轮毂基体件更硬的喷镀膜，可使用车刀等容易地仅对轮毂基体件的预孔进行加工。

Claims (3)

1.一种轴承用轮毂的喷镀膜制造方法，由轮毂基体件成形工序、遮蔽工序、及喷镀膜形成工序组成；在该轮毂基体件成形工序中形成在内周侧具有用于嵌插连接销的销孔的预孔的筒状的轮毂基体件；在该遮蔽工序中对上述轮毂基体件的端面中的成为上述预孔的加工余量的部位进行遮蔽，从而将内侧遮蔽构件安装于上述轮毂基体件的预孔；在该喷镀膜形成工序中，在实施了遮蔽的上述轮毂基体件的端面喷镀硬质材料而形成喷镀膜；将安装于上述遮蔽构件的外径设定为比加工上述预孔而成形上述销孔后的该销孔的孔径大的值。

2.根据权利要求1所述的轴承用轮毂的喷镀膜制造方法，在上述喷镀膜形成工序中对形成于上述内侧遮蔽构件的外侧的环状端面上形成喷镀膜。

3.一种轴承用轮毂的喷镀膜制造方法，由轮毂基体件成形工序、遮蔽工序、及喷镀膜形成工序组成；在该轮毂基体件成形工序中形成在内周侧具有用于嵌插连接销的销孔的预孔的筒状的轮毂基体件；在该遮蔽工序中，将内侧遮蔽构件安装到上述轮毂基体件的预孔，从而对上述轮毂基体件的端面中的成为上述预孔的加工余量的部位进行遮蔽，在上述轮毂基体件的外周侧安装外侧遮蔽构件；在该喷镀膜形成工序中，在通过上述内侧遮蔽构件和外侧遮蔽构件而实施了遮蔽的上述轮毂基体件的端面喷镀硬质材料，从而形成环状的喷镀膜。

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