CN112096734B - 一种转盘轴承及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转盘轴承及其制造方法，其步骤包括：毛坯原材料的选择，要求无叠层、裂纹、夹杂缺陷；进行原材料的粗加工，使得毛坯具有焊接性能；进行加强网的裹附；进行耐磨层的堆焊，提高硬度；精加工，提高产品质量；进行轴承组装，完成产品的制造，轴承由外圈体、内圈体、滚动体、第一耐磨层、第二耐磨层第三耐磨层和加强网构成，滚动体嵌入外圈体和内圈体的中间，以滚动体的滚动实现外圈体与内圈体之间的转动，第三耐磨层裹附在滚动体的外表面，第三耐磨层与第一耐磨层以及与第二耐磨层之间形成滚动摩擦副，解决了轴承滚动存在软带的问题，获得提高了轴承稳定性的效果。

Description

一种转盘轴承及其制造方法
技术领域
本发明涉及机械零部件技术领域，尤其涉及一种转盘轴承及其制造方法。
背景技术
转盘轴承广泛应用于冶金、窑炉、玻璃、高炉、喷漆设备等作业机械。但现有的轴承存在不稳定的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转盘轴承及其制造方法，旨在解决现有技术中的的技术问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种转盘轴承，包括外圈体、内圈体、滚动体、第一耐磨层、第二耐磨层、第三耐磨层和加强网，所述外圈体的横截面为环形，所述内圈***于所述外圈体的内侧，所述滚动体与所述外圈体滚动连接，并与所述内圈体滚动连接，所述滚动***于所述外圈体与所述内圈体之间，所述第一耐磨层焊接在所述外圈体上，并位于所述外圈体朝向所述内圈体的一侧，所述第二耐磨层焊接在所述内圈体上，并位于所述内圈体朝向所述外圈体的一侧，所述第三耐磨层焊接在所述滚动体上，并位于所述滚动体的外侧，所述加强网与所述外圈体固定连接，并嵌入所述第一耐磨层内，所述加强网与所述内圈体固定连接，并嵌入所述第二耐磨层内。
为实现上述目的，第二方面，本发明提供了一种转盘轴承的制造方法，其步骤包括：毛坯原材料的选择，要求无叠层、裂纹、夹杂缺陷；进行原材料的粗加工，使得毛坯具有焊接性能；进行加强网的裹附，将加强网围合在毛坯的外表面上，所述加强网采用钛合金材质；进行耐磨层的堆焊，提高硬度，耐磨层将加强网固定在毛坯上；精加工，提高产品质量；进行轴承组装，完成产品的制造。
其中，所述毛坯原材料选用铁素体耐热钢。
其中，所述耐磨层采用高温耐磨合金。
其中，所述高温耐磨合金，以质量百分比计，其组分比为：C：0.5-0.55％、Mn：1.1-1.3％、Si：1.0-1.1％、Cr：5.5-8.5％、Mo：5.5-8.0％、Nb：3.0-5.0％、V：1.3-1.5％、W：1.3-2.5％、余量为Fe。
其中，所述耐磨层至少为两层。
其中，耐磨层的总厚度为3～10mm。
其中，所述粗加工包括外圈体毛坯的加工、内圈体毛坯的加工和滚动体的加工，所述耐磨层堆焊在所述外圈体毛坯朝向所述内圈体毛坯的外表面上，所述耐磨层堆焊在所述内圈体毛坯朝向所述外圈体毛坯的外表面上，所述耐磨层堆焊在所述滚动体的外表面上。
其中，在进行堆焊之前进行毛坯的预热。
其中，相邻耐磨层焊接时，层间温度为150～250℃。
本发明的一种转盘轴承，通过由外圈体、内圈体、滚动体、第一耐磨层、第二耐磨层、第三耐磨层和加强网构成，所述滚动体嵌入所述外圈体和所述内圈体的中间，以所述滚动体的滚动实现所述外圈体与所述内圈体之间的转动，所述第三耐磨层裹附在所述滚动体的外表面，所述第三耐磨层与所述第一耐磨层以及与所述第二耐磨层之间形成滚动摩擦副，提高了轴承运动接触面的硬度，并由所述加强网提高了轴承运动接触面的韧性，解决了轴承滚动存在软带的问题，获得提高了轴承稳定性的效果。
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是本发明的结构示意图；
图2图1的剖视图；
图3是图2的局部放大图；
图4是本发明的内部结构示意图；
图5是本发明的流程示意图；
图中：10-轴承、1-外圈体、2-第一耐磨层、3-第二耐磨层、4-内圈体、5-滚动体、6-第三耐磨层、7-加强网。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1至图4，本发明提供了一种转盘轴承10，所述轴承10包括外圈体1、内圈体4、滚动体5、第一耐磨层2、第二耐磨层3、第三耐磨层6和加强网7，所述外圈体1的横截面为环形，所述内圈体4位于所述外圈体1的内侧，所述滚动体5与所述外圈体1滚动连接，并与所述内圈体4滚动连接，所述滚动体5位于所述外圈体1与所述内圈体4之间，所述第一耐磨层2焊接在所述外圈体1上，并位于所述外圈体1朝向所述内圈体4的一侧，所述第二耐磨层3焊接在所述内圈体4上，并位于所述内圈体4朝向所述外圈体1的一侧，所述第三耐磨层6焊接在所述滚动体5上，并位于所述滚动体5的外侧，所述加强网7与所述外圈体1固定连接，并嵌入所述第一耐磨层2内，所述加强网7与所述内圈体4固定连接，并嵌入所述第二耐磨层3内。
在本实施方式中，所述外圈体1和所述内圈体4都是由T91材质制成，所述内圈体4和所述外圈体1上具有滚道，所述滚动体5也为T91材质制成，所述滚动体5为球体，所述滚动体5嵌入所述内圈体4和所述外圈体1之间，并与所述内圈体4上的滚道和所述外圈体1的滚道滚动连接，在所述外圈体1和所述内圈体4进行车削加工后，进行淬火时，淬火设备高频头开始淬火的起始点位置与结束点位置存在有一个盲区，这个区域因为没有淬火会因为没有经过淬火，形成了低硬度区域的软带问题，所述第一耐磨层2和所述第二耐磨层3以及所述第三耐磨层6的材质一样，都选用硬度为57-62HRC的耐磨合金，所述第三耐磨层6通过焊接的方式裹附在所述滚动体5的外表面上，所述第一耐磨层2和所述第二耐磨层3通过焊接的方式覆在滚道上，通过所述第三耐磨层6和所述第一耐磨层2以及和所述第二耐磨层3进行接触，提高了所述轴承10运动接触面的硬度，在提高硬度的同时，选用Beta型的钛合金材质制成的所述加强网7，嵌入所述第一耐磨层2和所述第二耐磨层3内，在提高硬度的同时提高接触面的韧性，避免因硬度高，脆性大导致破裂，使得解决了轴承10滚道淬火存在软带的问题，提高了轴承10的稳定性，获得了提高了轴承10的使用寿命的效果。
一种转盘轴承的制造方法，请参阅图5
实施例一
S100：毛坯原材料的选择，要求无叠加、裂纹、夹杂等缺陷；
S101：毛坯原材料种类的选择，选择铁素体耐热钢，如T9、H9M9M、T911，或者奥氏体耐热钢，如TP304H、Supper304H；
S102：工件毛坯的检查，避免瑕疵品流入生产线；
S200：进行原材料的粗加工，使得毛坯具有焊接性能；
S201：加工出圈体，使用碾环机加工毛坯，得到环形的内圈体和外圈体，并留有精加工的加工余量；
S202：加工出滚道，使用碾环机加工出内圈体上的滚道和外圈体上的滚道；
S203：加工出滚动体，使用模锻机加工毛坯，得到球形形状的滚动体，并留有精加工的加工余量；
S204：进行调质处理，将内圈体和外圈体，以及滚动体进行淬火后在550～650℃的温度下进行回火；
S205：进行粗加工检验，采用超声波探伤或者磁粉探伤，将在粗加工过程中造成缺陷的半成品剔除；
S300：进行预热，使用火焰对内圈体和外圈体，以及滚动体进行预热，预热温度为150～250℃，减小了焊接接头的冷却速度，避免产生淬硬组织和减小焊接应力与变形；
S400：进行加强网的裹附，选用Bate型的钛合金网，裹附在内圈体和外圈体的外表面上，加强网的厚度小于5mm；
S500：进行耐磨层堆焊，使用双脉冲熔化极惰性气体保护堆焊或者激光熔覆堆焊的手段，将粉径规格为5～15微米的焊粉或者直径为1.2mm的药芯焊丝，分两次焊接在内外圈体的滚道上和滚动体的外表面上，并将加强网覆盖，总厚度为8mm，所述焊粉或者焊丝选用高温耐磨合金材料，以质量百分比计，其组分比为：C：0.5-0.55％、Mn：1.1-1.3％、Si：1.0-1.1％、Cr：5.5-8.5％、Mo：5.5-8.0％、Nb：3.0-5.0％、V：1.3-1.5％、W：1.3-2.5％、余量为Fe，堆焊后保温缓冷至室温；
S600：进行精加工，提高产品质量；
S601：进行消应力处理，堆焊后，采用超声波冲击消除焊缝的焊接应力；
S602：进行表面加工，实用磨削机床，对内圈体和外圈体，以及滚动体进行磨削加工，提高表面精度；
S700：进行轴承的组装，完成产品的制造，先将滚动体安装到内圈体和外圈体之间，然后进行消磁，可选用通电、高温或者敲打的方式进行消磁，再进行清洗，采用高压气体将产品上附着的残渣吹掉，再然后进行检验，采用人工或者扫描仪的方式对产品进行挑选，避免不合格产品投入使用，最后进行包装，采用塑料模具盒将轴承装好，便有运输和存放。
进一步地，所述毛坯原材料选用铁素体耐热钢。在本实施方式中，采用了双金属复合工艺，替代了整体耐热钢制造工艺，大幅度降低了耐热钢用量，降低了制造轴承的材料成本，实用铁素体耐热钢的毛坯，具备高的屈服极限与良好的塑性和韧性，有良好的弯曲加工性及成形性，降低了制造成本，铁素体耐热钢的毛坯在长期实用后的强度及韧性变化较少，轴承整体的变形较少，提高了轴承的稳定性。
进一步地，所述耐磨层采用高温耐磨合金；所述高温耐磨合金，以质量百分比计，其组分比为：C：0.5-0.55％、Mn：1.1-1.3％、Si：1.0-1.1％、Cr：5.5-8.5％、Mo：5.5-8.0％、Nb：3.0-5.0％、V：1.3-1.5％、W：1.3-2.5％、余量为Fe。在本实施方式中，耐磨层的硬度为47-62HRC，耐磨层复合在轴承内圈体、外圈体与转体的运动接触面上，解决了管道淬火存在软带的问题，提高了轴承的使用寿命。
进一步地，所述耐磨层至少为两层。在本实施方式中，采用多层焊的方式，获得减小焊接变形，减少焊接应力的效果。
进一步地，耐磨层的总厚度为3～10mm。在本实施方式的实施例中，所述耐磨层的总厚度为7mm，在保持耐磨层的抗摩擦的基础上，避免所述耐磨层导致轴承卡死。
进一步地，所述粗加工包括外圈体毛坯的加工、内圈体毛坯的加工和滚动体的加工，所述耐磨层堆焊在所述外圈体毛坯朝向所述内圈体毛坯的外表面上，所述耐磨层堆焊在所述内圈体毛坯朝向所述外圈体毛坯的外表面上，所述耐磨层堆焊在所述滚动体的外表面上。在本实施方式的实施例中，只在外圈体毛坯、内圈体毛坯和滚动体的运动接触面堆焊耐磨层，起到节省材料的效果。
进一步地，在进行堆焊之前进行毛坯的预热。在本实施方式中，进行预热的温度为150～250℃，可选用加热炉进行加热，获得减小焊接接头的冷却速度，避免产生淬硬组织和减小焊接应力与变形，防止产生焊接裂缝。
进一步地，相邻耐磨层之间焊接时，层间温度为150～250℃。在本实施方式的实施例中，起到在多层焊接时进行预热的作用，获得减小焊接接头的冷却速度，避免产生淬硬组织和减小焊接应力与变形，防止产生焊接裂缝。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种转盘轴承，其特征在于，
包括外圈体、内圈体、滚动体、第一耐磨层、第二耐磨层、第三耐磨层和加强网，所述外圈体的横截面为环形，所述内圈***于所述外圈体的内侧，所述滚动体与所述外圈体滚动连接，并与所述内圈体滚动连接，所述滚动***于所述外圈体与所述内圈体之间，所述第一耐磨层焊接在所述外圈体上，并位于所述外圈体朝向所述内圈体的一侧，所述第二耐磨层焊接在所述内圈体上，并位于所述内圈体朝向所述外圈体的一侧，所述第三耐磨层焊接在所述滚动体上，并位于所述滚动体的外侧，通过所述第三耐磨层和所述第一耐磨层以及和所述第二耐磨层进行接触，以提高所述轴承运动接触面的硬度；所述加强网与所述外圈体固定连接，并嵌入所述第一耐磨层内，所述加强网与所述内圈体固定连接，并嵌入所述第二耐磨层内，所述加强网用于提高轴承运动接触面的韧性；所述外圈体和所述内圈体车削加工后，进行高频淬火处理。
2.如权利要求1所述的转盘轴承，其特征在于，所述转盘轴承的制造方法包括如下步骤：
毛坯原材料的选择，要求无叠层、裂纹、夹杂缺陷；
进行原材料的粗加工，使得毛坯具有焊接性能；
进行加强网的裹附，将加强网围合在毛坯的外表面上，所述加强网采用钛合金材质；
进行耐磨层的堆焊，提高硬度，耐磨层将加强网固定在毛坯上；
精加工，提高产品质量；
进行轴承组装，完成产品的制造。
3.如权利要求2所述的转盘轴承，其特征在于，所述毛坯原材料选用铁素体耐热钢。
4.如权利要求3所述的转盘轴承，其特征在于，所述耐磨层采用高温耐磨合金。
5.如权利要求4所述的转盘轴承，其特征在于，所述高温耐磨合金，以质量百分比计，其组分比为：C：0.5-0.55％、Mn：1.1-1.3％、Si：1.0-1.1％、Cr：5.5-8.5％、Mo：5.5-8.0％、Nb：3.0-5.0％、V：1.3-1.5％、W：1.3-2.5％、余量为Fe。
6.如权利要求2所述的转盘轴承，其特征在于，所述耐磨层至少为两层。
7.如权利要求6所述的转盘轴承，其特征在于，耐磨层的总厚度为3～10mm。
8.如权利要求7所述的转盘轴承，其特征在于，所述粗加工包括外圈体毛坯的加工、内圈体毛坯的加工和滚动体的加工，所述耐磨层堆焊在所述外圈体毛坯朝向所述内圈体毛坯的外表面上，所述耐磨层堆焊在所述内圈体毛坯朝向所述外圈体毛坯的外表面上，所述耐磨层堆焊在所述滚动体的外表面上。
9.如权利要求8所述的转盘轴承，其特征在于，在进行堆焊之前进行毛坯的预热。
10.如权利要求6所述的转盘轴承，其特征在于，相邻耐磨层之间焊接时，层间温度为150～250℃。
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