CN205011831U - 一种轴承内圈滚道强化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴承内圈滚道强化处理装置，它包括真空处理室、高压靶台、旋转机构、传动机构、等离子体产生器、大功率高压脉冲电源、供气系统和高真空抽气系统。通过本实用新型装置，形成一套完整的轴承内圈滚道离子注入处理设备。射频电源建立射频放电氮、碳、氩等离子体，大功率高压脉冲电源对被处理内圈滚道提供负高压脉冲偏压，以实施离子注入或薄膜沉积处理。冷却套上的轴承内圈在缓慢旋转，表面获得较均匀的注入剂量，使得轴承内圈滚道获得较均匀的注入剂量；强化处理效果更好。

Description

一种轴承内圈滚道强化处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种轴承内圈滚道强化处理装置，属于轴承内圈滚道表面强化处理生产设备及其制造领域。

背景技术

我国是轴承生产大国、轴承出口数量占世界首位，但国产轴承大多为中、低档轴承，附加值较低，加上企业之间的无序竞争，利润率非常低；然而我国军工企业、航空、航天等高新技术与科学研究、原子能发电站、高速列车等等行业急需要的长寿命高端轴承、特种轴承大多需要进口。

由于国产轴承钢冶金质量和国外轴承钢差距较大，以及由于国产轴承在设计、制造、润滑、装配等方面与国外的差距，使国产轴承与国外轴承相比，其抗磨损、抗腐蚀、抗疲劳性能较差，使用寿命较低。

等离子体浸泡式离子注入工艺不存在类似薄膜的剥落问题，可以精确控制注入离子数量，其控制方法是检测注入电荷的数量和能量，能保持试样表面粗糙度，不影响尺寸精度。

由于离子注入工艺特点很适用轴承的表面改性处理，它不用改变轴承的材料、设计和机械加工工艺就可达到轴承延长的目的。

等离子体浸泡式离子注入（PIII）是一种新颖离子注入技术，它消除了束线离子注入技术固有的直射性限制，设备较简单、投资费用较低、但只能小批量处理零件，得不到了迅速发展。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种可对轴承内圈进行等离子体注入的强化处理装置。

本实用新型的方案如下：一种轴承内圈滚道强化处理装置,包括真空处理室、高压靶台、旋转机构、传动机构、等离子体产生器、大功率高压脉冲电源、供气系统和高真空抽气系统；

所述的真空处理室包括钟罩、底板，所述的钟罩置于底板上方；

所述的高压靶台包括靶台圆盘和绝缘支座，所述的绝缘支座一端固定在底板上，另一端固定在靶台圆盘底部将其支撑固定；所述的靶台圆盘上设置冷却套，该冷却套一端穿过靶台圆盘；

所述的旋转机构包括传动轴和齿轮组；所述的传动轴一端穿过底板，另一端活动固定在高压靶台底壁上；所述的齿轮组包括转矩分配齿轮、内圈旋转齿轮和过渡齿轮，所述的转矩分配齿轮套接在传动轴，其周边配合四个被冷却套一端套接的内圈旋转齿轮；所述的过滤齿轮用于配合连接远处端的内圈旋转齿轮。

所述的等离子体产生器包括射频电源和条态弧形电极，射频电源一端与设置于真空处理室内的条态弧形电极连接，另一端与钟罩连接；

所述的高真空抽气系统包括涡轮分子泵和旋片式真空泵，所述的真空泵与涡轮分子泵连接，所述的涡轮分子泵吸入口穿过底板与真空处理室连通；

所述的供气系统包括钢瓶、气体质量流量计、电磁阀、混气室和布气管，所述的气体质量流量计两端分别连接电磁阀，两端的电磁阀分别与钢瓶、混气室连接；所述的混气室与真空处理室内的布气管连接；

所述的大功率高压脉冲电源负极与靶台圆盘连接，正极与底板连接并接地。

进一步，所述的传动机构包括减速电机、主动齿轮和被动齿轮，减速电机与主动齿轮连接，主动齿轮与被动齿轮配合，所述的被动齿轮套接在传动轴上。

进一步，所述的真空处理室还包括视窗和铅皮罩，所述的铅皮罩置于钟罩外且将钟罩包围；所述的视窗穿过铅皮罩及钟罩。

进一步，所述的钟罩外设置半幅式水道冷却管。

进一步，所述的的布气管一端封闭，管壁上分布若干个通孔。

本实用新新型的真空处理室、高压靶台、旋转机构、传动机构、等离子体产生器、大功率高压脉冲电源、供气系统和高真空抽气系统，形成一套完整的轴承内圈滚道离子注入处理设备。射频电源建立射频放电氮、碳、氩等离子体，大功率高压脉冲电源对被处理轴承内圈滚道提供负高压脉冲偏压，以实施离子注入或薄膜沉积处理。冷却套上的轴承内圈在缓慢旋转，表面获得较均匀的注入剂量，使得轴承内圈滚道获得较均匀的注入剂量；强化处理效果更好。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型冷却套与轴承内圈的连接结构示意图。

图3为本实用新型冷却套的结构示意图。

图4为本实用新型齿轮组的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

一种轴承内圈强化处理装置,包括真空处理室、高压靶台、旋转机构、传动机构、等离子体产生器、大功率高压脉冲电源、供气系统和高真空抽气系统。

真空处理室包括钟罩1、底板2，钟罩1置于底板2上方；本实用新型设置有铅皮罩30置于钟罩外且将钟罩包围；视窗31穿过铅皮罩及钟罩。在设备运行过程中同时会产生软X射线及RF电磁辐射，他们均对人体有损伤作用，必需适当防护。在设备中，由于注入电压不太高，仅为20-35kV，因此由离子轰击零件表面所撞击出的二次电子能量不是很高，器壁产生的软X射线也不会太强，但仍然可能伤害工作人员的健康。用3mm厚的高纯防护铅皮严密包裹真空处理处理室外表面，可有效地屏蔽所产生的软X射线，使真空处理室外泄漏的软X射线剂量远低于非放射性工作者允许的最低剂量。

高压靶台包括靶台圆盘8和绝缘支座6，绝缘支座6一端固定在底板上，另一端固定在靶台圆盘3底部将其支撑固定；靶台圆盘8上设置冷却套5，该冷却套5一端穿过靶台圆盘8。冷却套由套体51、套座52和伸出端53构成；套体中空，通入冷却液；套座用于支撑轴承内圈；伸出端穿过靶台圆盘，伸出端与靶台圆盘间设置滑动轴承，使得冷却套可以在靶台圆盘上旋转。冷却套内穿过输油管，输油管底端设置有旋转接头9，旋转接头上设置进油口35和出油口36，进、出油口35、36连接进、出油管道，进、出油管道通过穿壁器穿过底板与外部输出油装置连接。

旋转机构包括传动轴13和齿轮组；传动轴13一端穿过底板2，两者之间设置高真空磁密封件37；另一端设置绝缘层38并活动固定在高压靶台8底壁上；齿轮组包括转矩分配齿轮39、内圈旋转齿轮40和过渡齿轮41，转矩分配齿轮39套接在传动轴上，其周边配合四个被冷却套伸出端53套接的内圈旋转齿轮40；过滤齿轮41用于配合连接远处端的内圈旋转齿轮。同时，还有部分远处端内圈旋转齿轮直接与转矩分配齿轮四周的内圈旋转齿轮配合连接。

等离子体产生器包括射频电源32和条态弧形电极3，射频电源有两个输出端，一端通过射频电缆经过射频电缆穿壁器39穿过底板连接条态弧形电极（射频天线）3，另一端通过线缆连接钟罩1并接地形成射频放电回路。条态弧形电极3通过电极绝缘柱34固定在钟罩内壁顶端。

高真空抽气系统包括涡轮分子泵10和旋片式真空泵11，真空泵11与涡轮分子泵10连接，涡轮分子泵10吸入口穿过底板2与真空处理室连通。

供气系统包括钢瓶20、24、28，气体质量流量计18、22、26、电磁阀17、19、21、23、25、27和混气室16，气体质量流量计两端分别连接电磁阀，两端的电磁阀分别与钢瓶、混气室连接；混气室与真空处理室内的布气管连接。混气室连接输气管通过穿壁器穿过底板与真空处理室内的布气管42连通。布气管一端封闭，管壁上分布若干个通孔。

大功率高压脉冲电源33负极通过线缆经过穿壁器穿过底板与靶台圆盘连接，正极与底板2连接并接地形成离子加速回路。由高压直流电源和脉冲调制器组成的脉冲调制器是高压脉冲电源的核心，用于对被处理零件提供负高压脉冲偏压，以对零件实施离子注入或薄膜沉积处理。

传动机构包括减速电机14、主动齿轮15和被动齿轮12，减速电机14与主动齿轮15连接，主动齿轮15与被动齿轮12配合，被动齿轮12套接在传动轴13上。

脉冲高压电源部分能量消耗在被处理轴承内圈上，引起它们的温度升高，轴承内圈最大温升大约150℃左右，因此，对被处理轴承内圈通过轴承内圈冷却套5内通变压器油作冷却媒，冷却媒流入轴承内圈冷却套腔内，吸热后流出。在离子注入处理过程中，脉冲高压电源的大部分高压脉冲电源的能量沉积在真空室壁上，引起真空室壁温度升高，因此冷却水通过半幅式水道冷却管29，对真空处理室壁进行强迫水冷。

尽管上文对本实用新型的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本实用新型的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种轴承内圈滚道强化处理装置,其特征在于，包括真空处理室、高压靶台、旋转机构、传动机构、等离子体产生器、大功率高压脉冲电源、供气系统和高真空抽气系统；

所述的真空处理室包括钟罩、底板，所述的钟罩置于底板上方；

所述的高压靶台包括靶台圆盘和绝缘支座，所述的绝缘支座一端固定在底板上，另一端固定在靶台圆盘底部将其支撑固定；所述的靶台圆盘上设置冷却套，该冷却套一端穿过靶台圆盘；

所述的旋转机构包括传动轴和齿轮组；所述的传动轴一端穿过底板，另一端活动固定在高压靶台底壁上；所述的齿轮组包括转矩分配齿轮、内圈旋转齿轮和过渡齿轮，所述的转矩分配齿轮套接在传动轴上，其周边配合四个被冷却套一端套接的内圈旋转齿轮；所述的过渡齿轮用于配合连接远处端的内圈旋转齿轮；

所述的等离子体产生器包括射频电源和条态弧形电极，射频电源一端与设置于真空处理室内的条态弧形电极连接，另一端与钟罩连接；

所述的高真空抽气系统包括涡轮分子泵和旋片式真空泵，所述的真空泵与涡轮分子泵连接，所述的涡轮分子泵吸入口穿过底板与真空处理室连通；

所述的供气系统包括钢瓶、气体质量流量计、电磁阀、混气室和布气管，所述的气体质量流量计两端分别连接电磁阀，两端的电磁阀分别与钢瓶、混气室连接；所述的混气室与真空处理室内的布气管连接；

所述的大功率高压脉冲电源负极与靶台圆盘连接，正极与底板连接并接地。

2.根据权利要求1所述的一种轴承内圈滚道强化处理装置，其特征是所述的传动机构包括减速电机、主动齿轮和被动齿轮，减速电机与主动齿轮连接，主动齿轮与被动齿轮配合，所述的被动齿轮套接在传动轴上。

3.根据权利要求2所述的一种轴承内圈滚道强化处理装置，其特征是所述的真空处理室还包括视窗和铅皮罩，所述的铅皮罩置于钟罩外且将钟罩包围；所述的视窗穿过铅皮罩及钟罩。

4.根据权利要求1所述的一种轴承内圈滚道强化处理装置，其特征是所述的钟罩外设置半幅式水道冷却管。

5.根据权利要求1所述的一种轴承内圈滚道强化处理装置，其特征是所述的的布气管一端封闭，管壁上分布若干个通孔。