CN109680139A - 一种回转支承外圈滚道的热处理装置 - Google Patents

一种回转支承外圈滚道的热处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种回转支承外圈滚道的热处理装置，包括冷却筒，所述冷却筒的上端对称设置有两个支撑柱，两个所述支撑柱上通过横梁设置有能够上下升降的加热单元；所述冷却筒分为上下两层，所述冷却筒的上层含有冷却液，所述冷却筒的上层内还设置有能够上下移动且能够转动的定位单元。本发明利用定位单元，能放置多种尺寸的回转支承外圈，并同时对这些回转支承外圈进行热处理，大大提高了回转支承外圈滚道热处理的效率；此外本发明将加热、保温以及冷却集中在一个设备上，使得三个热处理的工艺具有较好的连续性，保证了热处理的效果。

Description

一种回转支承外圈滚道的热处理装置
技术领域
本发明涉及回转支承加工技术领域，具体涉及一种回转支承外圈滚道的热处理装置。
背景技术
回转支承是新型机械零部件，它有内外圈、滚动体等构成，回转支承是一种能够承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩，其具有多种型号，但是其都需要进行滚动的热处理，回转支承的滚道都是经过表面感应淬火处理的，并且淬火硬度确保在HRC55～62，能达到足够的淬硬层深度。而淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺；因此可以看出，淬火分为加热、保温、冷却三个连续的工艺，因此在加工时要保证连续性，才能够保证制造强度；此外现有的热处理装置一般只能进行单独一个部件的热处理，不能进行多种尺寸外圈的同时热处理，这样在处理效率上会打折扣。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种回转支承外圈滚道的热处理装置，能够实现保证其加热、保温以及冷却工艺的连续性，提高加工效率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种回转支承外圈滚道的热处理装置，包括冷却筒，所述冷却筒的上端对称设置有两个支撑柱，两个所述支撑柱上通过横梁设置有能够上下升降的加热单元；所述冷却筒分为上下两层，所述冷却筒的上层含有冷却液，所述冷却筒的上层内还设置有能够上下移动且能够转动的定位单元，所述定位单元位于所述加热单元的正下方。
优选地，所述定位单元包括底板和定位板，所述底板上开设有若干个均匀分布的通孔，所述定位板呈变径涡状线的螺旋方向固定在所述底板上；所述定位板上设置有若干个长度不同且能够拆卸的定位杆，待热处理的回转支承外圈放置在所述底板上并贴紧在所述定位板上对应的相邻两圈位置处，所述回转支承外圈通过定位板和定位杆在所述底板上形成三点定位。
优选地，所述定位杆上开设有腰型槽，所述定位杆通过T型锁紧柱和锁紧螺母固定在所述定位板上，所述定位板上开设有供所述T型锁紧柱滑动的第一T型滑槽。
优选地，所述加热单元包括固定在所述横梁上的滑道、设置在所述滑道上的若干个吊杆以及固定在所述吊杆上的淬火感应加热器，所述滑道上开设有供所述吊杆滑动的第二T型滑槽；所述滑道呈变径涡状线的螺旋方向固定在所述横梁上、定位单元正上方，且与定位单元上的定位板形成的变径涡状线相对应。
优选地，所述支撑柱内设置有能够转动的丝杠，所述支撑柱的顶部固定设置有用于驱动所述丝杠转动的步进电机，所述横梁的两端分别与两个所述支撑柱内的丝杠螺纹装配。
优选地，所述冷却筒内设置有隔板，所述隔板将冷却筒分成上下两层所述定位单元的底部固定设置有驱动轴，所述驱动轴穿过所述隔板延伸至所述冷却筒的下层，所述冷却筒的下层设置有用于驱动所述驱动轴上下移动的升降柱，所述驱动轴与所述隔板动密封；所述冷却筒的下层内还设置有电机，所述电机的输出轴延伸至所述冷却筒的上层并设置有主动齿轮，所述电机的输出轴与所述隔板动密封；所述驱动轴位于所述冷却筒的上层的外周壁上设置有与所述主动齿轮相啮合的从动齿，所述从动齿的长度大于所述主动齿轮上的主动齿的长度。
优选地，所述升降柱为液压缸，所述液压缸的伸缩轴通过轴承与所述驱动轴相连接。
本发明的有益效果在于：本发明利用定位单元，能同时放置多种尺寸的回转支承外圈，并同时对这些回转支承外圈进行热处理，大大提高了回转支承外圈滚道热处理的效率；此外本发明将加热、保温以及冷却集中在一个设备上，使得三个热处理的工艺具有较好的连续性，保证了热处理的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种回转支承外圈滚道的热处理装置的结构示意图；
图2为定位单元的结构示意图；
图3为图2中A部的放大图；
图4为对定位单元和滑道沿图1中箭头a方向的投影；
图5为定位杆与定位板的连接示意图；
图6为加热单元的结构示意图；
图7为支撑柱与横梁的连接示意图。
附图标记说明：1-冷却筒、11-升降柱、12-驱动轴、121-从动齿、13-电机、131-主动齿轮、14-轴承、15-隔板、2-定位单元、21-定位板、211-第一T型滑槽、212-T型锁紧柱、213-锁紧螺母、22-底板、23-定位杆、3-加热单元、31-滑道、32-吊杆、33-淬火感应加热器、4-支撑柱、41-步进电机、42-横梁、43-丝杠、5-回转支承外圈、6-液位线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1所示，本发明提供了一种回转支承外圈滚道的热处理装置，包括冷却筒1，冷却筒1的上端对称设置有两个支撑柱4，两个支撑柱4之间设置有能够上下升降的横梁42，横梁42上固定有加热单元3；结合图7，支撑柱4内设置有能够转动的丝杠43，支撑柱4的顶部固定设置有用于驱动丝杠43转动的步进电机41，横梁42的两端分别与两个支撑柱4内的丝杠43螺纹装配，通过两个步进电机41带动电热单元3进行上下移动；冷却筒1内设置有隔板15，隔板15将冷却筒1分为上下两层，其中上层用于盛放冷却液，另外冷却筒1的上层内还设置有能够上下移动且能够转动的定位单元2，定位单元2位于加热单元3的正下方。
进一步的结合图1，定位单元2的上下移动和转动分别通过升降柱11(在本实施例中，升降柱11为液压缸)和电机13实现；在冷却筒1的下层内，分别固定有一个升降柱11和一个电机13，定位单元2的底部中心固定一个驱动轴12，驱动轴12通过双列圆锥滚子轴承14与液压缸伸缩轴转动连接(例如驱动轴12与该轴承的外圈固定，液压缸的伸缩轴与该轴承的内圈固定)；电机13的输出轴穿过隔板15并安装有主动齿轮131，驱动轴12位于冷却筒1上层的部分设置有从动齿121，电机13通过齿轮传动带动驱动轴12转动，其中轴承14需采用能够承受双向轴向力的双列圆锥滚子轴承，一方面承载双向的轴向力实现驱动轴12的上下移动，另一方面使得驱动轴12相对于液压缸转动，避免驱动轴12对液压缸产生扭矩；此外需要注意的是，图1的状态是定位单元2上升至最高处的位置，此时定位单元2位于液位线6的上方，主动齿轮131与从动齿啮合121，当定位单元2下降到最低处时，定位单元2和其上的回转支承外圈5浸没在冷却液内，此时主动齿轮131与从动齿121依旧啮合，并且主动齿轮131不与定位单元2相接触、从动齿121不与隔板15相接触，因此在实际设计时，从动齿121和主动齿轮131上的主动齿的长度要合理设置，需要求从动齿121的长度大于主动齿轮131上的主动齿的长度。
如图2、图4以及图6所示，定位单元2包括底板22和定位板21，加热单元3包括固定在横梁42上的滑道31、设置在滑道31上的若干个吊杆32以及固定在吊杆32上的淬火感应加热器33(淬火感应加热器33为现有技术，用来给外圈的滚道加热)，定位板21和滑道31均呈变径涡状线的螺旋状并且圈数相同，滑道31上开设有供吊杆32滑动的第二T型滑槽，第二T型滑槽的走向沿着滑道31也呈变径涡状线状；其中图4是图1中沿着箭头a的投影方向，只对定位单元2和加热单元3进行投影后的示意图，为保证加热单元3上的淬火感应加热器33能够准确的放置在回转支承外圈5内，当定位单元2内放置定位后的多个回转支承外圈5时，这些回转支撑外圈5所对应的圆心的连线位于滑道31的正下方，即这些圆心的连线也构成一个与滑道31相同的变径涡状线；
结合附图3，定位板21上设置有若干个长度不同且能够拆卸的定位杆23，底板22用于承载回转支承外圈5并开设有若干个均匀分布的通孔，以供冷却液通入，当回转支承外圈5放入后，推动回转支承外圈5使得其贴紧在定位板21上并形成两个定位点(例如图2中c、d两点)，然后安装上定位杆23使其抵紧在回转支承外圈5上形成第三个定位点(图2中b点)，最终使得回转支承外圈5在定位单元2上形成三点定位(利用三点确定一个圆，图2中b、c、d三点)，进而使得回转支承外圈5稳定在定位单元2上；
进一步的，定位杆23上开设有腰型槽，定位杆23通过T型锁紧柱212和锁紧螺母213固定在定位板21上，T型锁紧柱212和锁紧螺母213螺纹装配，定位板21上开设有供T型锁紧柱212滑动的第一T型滑槽211，第一T型滑槽211沿着定位板21也呈变径涡状线状
在本实施例中，由于涉及到冷却，即冷却筒1的上层装有冷却液，因此驱动轴12和电机13的输出轴都需要与隔板15动密封，以防止冷却液泄露到冷却筒1的下层内，例如可采用机械上常见的填料密封或者其他现有的密封方式。
使用时，将多种不同尺寸的回转支承外圈5放置在定位单元2内(此时定位单元2位于液位线6之上)，并利用不同长度的定位杆23将回转支承外圈5定位住，然后通过拉动吊杆32将淬火感应加热器33移动到相应的回转支承外圈5的正上方，待所有的淬火感应加热器33移动到位后，通过步进电机41控制整个加热单元3整体下降，使得淬火感应加热器33位移到回转支承外圈5需要加热的的滚道处，然后启动淬火感应加热器33对滚道进行加热，并根据热处理工艺，控制保温时间，待保温结束后，通过升降柱11控制定位单元2下降，待全部进入冷却液内后，启动电机13带动定位单元2转动，以保证冷却的效果。
本发明通过变径涡状线状的定位板和滑道，使得定位单元内能够同时放入不同尺寸的回转支承外圈，使得滑道上能同时放置多种尺寸的淬火感应加热器，并通过定位杆灵活的安装实现回转支承外圈的三点定位，实现对不同尺寸的回转支承外圈同时进行加热，大大提高了加工效率；另外本发明将加热、保温以及冷却集中在一个设备上，使得三个热处理的工艺具有较好的连续性，保证了热处理的效果，在加热完成后进行保温，然后通过升降柱控制回转支承外圈下降进行冷却，并利用电机带动定位单元转动，使得回转支承外圈在冷却液内转动，提高了冷却效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种回转支承外圈滚道的热处理装置，其特征在于，包括冷却筒(1)，所述冷却筒(1)的上端对称设置有两个支撑柱(4)，两个所述支撑柱(4)上通过横梁(42)设置有能够上下升降的加热单元(3)；所述冷却筒(1)分为上下两层，所述冷却筒(1)的上层含有冷却液，所述冷却筒(1)的上层内还设置有能够上下移动且能够转动的定位单元(2)，所述定位单元(2)位于所述加热单元(3)的正下方。
2.如权利要求1所述的一种回转支承外圈滚道的热处理装置，其特征在于，所述定位单元(2)包括底板(22)和定位板(21)，所述底板(22)上开设有若干个均匀分布的通孔，所述定位板(21)呈变径涡状线的螺旋方向固定在所述底板(22)上；所述定位板(21)上设置有若干个长度不同且能够拆卸的定位杆(23)，待热处理的回转支承外圈(5)放置在所述底板(22)上并贴紧在所述定位板(21)上对应的相邻两圈位置处，所述回转支承外圈(5)通过定位板(21)和定位杆(23)在所述底板(22)上形成三点定位。
3.如权利要求2所述的一种回转支承外圈滚道的热处理装置，其特征在于，所述定位杆(23)上开设有腰型槽，所述定位杆(23)通过T型锁紧柱(212)和锁紧螺母(213)固定在所述定位板(21)上，所述定位板(21)上开设有供所述T型锁紧柱(212)滑动的第一T型滑槽(211)。
4.如权利要求2所述的一种回转支承外圈滚道的热处理装置，其特征在于，所述加热单元(3)包括滑道(31)、设置在所述滑道(31)上的若干个吊杆(32)以及固定在所述吊杆(32)上的淬火感应加热器(33)，所述滑道(31)上开设有供所述吊杆(32)滑动的第二T型滑槽；所述滑道(31)呈变径涡状线的螺旋方向固定在所述横梁(42)上、定位单元(2)正上方，且与定位单元(2)上的定位板(21)形成的变径涡状线相对应。
5.如权利要求2-4任一项所述的一种回转支承外圈滚道的热处理装置，其特征在于，所述支撑柱(4)内设置有能够转动的丝杠(43)，所述支撑柱(4)的顶部固定设置有用于驱动所述丝杠(43)转动的步进电机(41)，所述横梁(42)的两端分别与两个所述支撑柱(4)内的丝杠(43)螺纹装配。
6.如权利要求5述的一种回转支承外圈滚道的热处理装置，其特征在于，所述冷却筒(1)内设置有隔板(15)，所述隔板(15)将冷却筒(1)分成上下两层，所述定位单元(2)的底部固定设置有驱动轴(12)，所述驱动轴(12)穿过所述隔板(15)延伸至所述冷却筒(1)的下层，所述冷却筒(1)的下层设置有用于驱动所述驱动轴(12)上下移动的升降柱(11)，所述驱动轴(12)与所述隔板(15)动密封；所述冷却筒(1)的下层内还设置有电机(13)，所述电机(13)的输出轴延伸至所述冷却筒(1)的上层并设置有主动齿轮(131)，所述电机(13)的输出轴与所述隔板(15)动密封；所述驱动轴(12)位于所述冷却筒(1)的上层的外周壁上设置有与所述主动齿轮(131)相啮合的从动齿(121)，所述从动齿(121)的长度大于所述主动齿轮(131)上的主动齿的长度。
7.如权利要求6所述的一种回转支承外圈滚道的热处理装置，其特征在于，所述升降柱(11)为液压缸，所述液压缸的伸缩轴通过轴承(14)与所述驱动轴(12)相连接。
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