CN113265525B - 钢球表面强化用强化机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢球生产应用技术领域，具体为一种钢球表面强化用强化机。包括水平转动设置的强化滚筒以及转动设置在强化滚筒内的中心转轴，所述强化滚筒的内壁上设置有滚筒叶片，所述滚筒叶片呈环形均匀分布在强化滚筒上，所述滚筒叶片呈弧形板状倾斜设置在强化滚筒上，所述强化滚筒内还套装有弹性内筒，所述弹性内筒包括呈筒状设置的内筒本体，所述内筒本体上设置有由于套装在滚筒叶片上的叶片槽，所述弹性内筒通过叶片槽套装在强化滚筒内，所述内筒本体的外壁与强化滚筒内壁之间间隔设置，所述内筒本体的材质为高弹性耐高温橡胶。本发明结构简单、加工方便且可以在现有的基础上进行改造，适合大规模推广使用。

Description

钢球表面强化用强化机

技术领域

本发明涉及钢球生产应用技术领域，具体为一种钢球表面强化用强化机。

背景技术

钢球是球轴承(包括轮毂单元轴承及球笼等)中一个重要而管件的零件，钢球经过热处理后，其组织相变为硬度较高的马氏体，但在钢球的表层，仍然存在残余奥氏体。根据马氏体与奥氏体的特点，奥氏体的硬度低于马氏体，在钢球的表面就出现软硬不均的现象。马氏体和奥氏体由于硬度不一样，在精研加工中微量切削的量也不一致，马氏体被切削的速度低于奥氏体，给钢球的表面性能带来影响。同时，接触疲劳和磨损都是发生在刚其与接触表面间的破坏形式，而且破坏机制也都是发生在钢球表面及亚表层里，因此，改善钢球表面及亚表层性能，对提高钢球寿命是非常重要和具有现实意义。

钢球强化实质就是通过钢球的相互撞击使钢球表层残余奥氏体在外力的作用下，诱发相变为马氏体。强化后钢球表层硬度提高HRC1-3，改善了钢球表面硬度不均的状况。因此在精研加工中，球表面各部位都得到相同程度的微量磨削，不但降低了钢球的波纹度，也有利于改善钢球精研后的表面质量。

钢球经过表面强化处理后，其表层的硬度提高了HRC1-3，表层硬度均匀又无微裂纹存在，这就增加了抗塑性变形能力和承载能力。这些对提高疲劳寿命起了很重要的作用。另外，由于表面强化处理使残余奥氏体诱发相变转变为马氏体，使钢球表面层的残余奥氏体含量降低了，从而使钢球表层应力由拉应力变为压应力，抵消了外来应力的有害作用，起到延缓疲劳裂纹产生的作用。经过多次试验结果证明，强化处理后的钢球额定寿命比普通热处理及保护气氛热处理提高0.5-1倍。

现有的钢球表面强化主要通过钢球表面强化机来完成，其强化过程是由圆柱滚筒旋转和滚筒内的叶片将钢球提升到最高处，再由钢球自重落到旋转的转子叶片上，将钢球撞击出去，以增加撞击的次数。在钢球相互撞击的过程中，钢球表面产生塑性形变，这种塑性形变使钢球表层的组织结构和应力状态发生很大变化，使得钢球最终达到表面强化的目的。

上述结构虽然实现了钢球表面的强化，但由于结构设计的问题，导致钢球在碰撞时往往反弹一两次碰撞力就大幅度降低，进而使表面处理需要较长的时间且由于长期的碰撞，圆柱滚筒内壁需要增加耐磨钢板，且耐磨钢板的造价较高，从而增加了企业的生产成本。

发明内容

本发明针对上述的钢球表面强化机所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、加工方便且能够有效提高钢球反弹效果、降低生产成本的钢球表面强化用强化机。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种钢球表面强化用强化机，包括水平转动设置的强化滚筒以及转动设置在强化滚筒内的中心转轴，所述中心转轴上设置有转子叶片，所述转子叶片呈环形均匀分布在中心转轴上，所述强化滚筒的内壁上设置有滚筒叶片，所述滚筒叶片呈环形均匀分布在强化滚筒上，所述滚筒叶片呈弧形板状倾斜设置在强化滚筒上，所述强化滚筒内还套装有弹性内筒，所述弹性内筒包括呈筒状设置的内筒本体，所述内筒本体上设置有由于套装在滚筒叶片上的叶片槽，所述弹性内筒通过叶片槽套装在强化滚筒内，所述内筒本体的外壁与强化滚筒内壁之间间隔设置，所述内筒本体的材质为高弹性耐高温橡胶。

作为优选，所述内筒本体的内壁上还设置有碰撞半球，所述碰撞半球呈陈列状均匀分布在内筒本体的内壁上。

作为优选，所述碰撞半球通过螺栓可拆卸的固定在内筒本体上。

作为优选，所述转子叶片包括呈长板状设置的叶片本体以及设置在叶片本体远离中心转轴一端的辅助叶片，所述辅助叶片可伸缩设置在叶片本体上。

作为优选，所述强化滚筒的前方还设置辅助拍打机构，所述辅助拍打机构包括用于伸入强化滚筒内的拍打板以及设置在拍打板上的拍打转轴，所述拍打转轴伸出强化滚筒外设置，所述拍打转轴远离拍打板的一端设置有固定座，所述拍打转轴转动设置在固定座上。

作为优选，所述拍打板对称设置在固定座上，所述拍打板靠近强化滚筒的下方设置。

作为优选，所述拍打转轴上套装有驱动齿轮，所述固定座上设置有与驱动齿轮啮合设置的驱动齿条，所述驱动齿条的一端设置有驱动气缸，所述驱动气缸固定在固定座上。

作为优选，所述强化滚筒外套装有齿环，所述强化滚筒的一侧设置有驱动电机，所述驱动电机的动力端套装有与齿环啮合的齿轮，所述中心转轴贯穿强化滚筒的一端设置有转动电机。

作为优选，所述强化滚筒的底部设置有支撑辊轮，所述支撑辊轮设置在强化滚筒的两侧。

作为优选，所述支撑辊轮前后设置在强化滚筒的两侧。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

1、本发明提供一种钢球表面强化用强化机，利用套装在强化滚筒内的弹性内筒，使钢球在碰撞时不直接与强化滚筒的内壁接触，进而避免碰撞导致的强化滚筒使用寿命的强敌，同时，利用弹性内筒高弹性的特点，使钢球能够多次在强化滚筒的回弹，进而增加碰撞次数，提高碰撞效率，同时，本发明结构简单、加工方便且可以在现有的基础上进行改造，适合大规模推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1提供的钢球表面强化用强化机的结构示意图；

图2为实施例1提供的钢球表面强化用强化机的主视图；

图3为实施例1提供的实施例1提供的钢球表面强化用强化机去除固定座的主视图；

图4为实施例1提供的弹性内筒的结构示意图；

图5为实施例1提供的辅助拍打机构的结构示意图；

以上各图中，1、强化滚筒；11、滚筒叶片；12、齿环；13、驱动电机；14、齿轮；15、支撑辊轮；2、中心转轴；21、转子叶片；211、叶片本体；212、辅助叶片；22、转动电机；3、弹性内筒；31、内筒本体；32、叶片槽；33、碰撞半球；34、螺栓；4、辅助拍打机构；41、拍打板；42、拍打转轴；43、固定座；44、驱动齿轮；45、驱动齿条；46、驱动气缸。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，如图1～图5所示，本实施例旨在解决现有钢球表面强化机钢球每次下落时碰撞次数少且碰撞力度小的技术问题，为此，本实施例提供的钢球表面强化用强化机，包括水平转动设置的强化滚筒1以及转动设置在强化滚筒1内的中心转轴2，在中心转轴2上设置有转子叶片21，转子叶片21呈环形均匀分布在中心转轴2上，和现有的强化机一样，在本实施例中，也设置了四个转子叶片21，相邻转子叶片21之间的夹角为90°，在强化滚筒1的内壁上设置有滚筒叶片11，滚筒叶片11呈环形均匀分布在强化滚筒1上，以上结构为现有的常见结构设置，故在本实施例中，不加详细描述。

为了方便将钢球带至滚筒的最高处，在本实施例中，滚筒叶片11呈弧形板状倾斜设置在强化滚筒1上，这样，滚筒叶片11所形成的槽方便兜住钢球，从而将钢球带至滚筒的最高处。

为了提高钢球的碰撞次数，在本实施例中，在强化滚筒1内还套装有弹性内筒3，弹性内筒3包括呈筒状设置的内筒本体31，在内筒本体31上设置有由于套装在滚筒叶片11上的叶片槽32，叶片槽32用于滚筒叶片11的***，从而避免内筒本体31从其上方掉落，为此，弹性内筒3通过叶片槽32套装在强化滚筒1内，当然，为此进一步固定，可以采用铆钉将弹性内筒3固定在滚筒叶片11上，同时，滚筒叶片11的倾斜设置，也方便将弹性内筒3***，为了达到提高碰撞次数的目的，内筒本体31的外壁与强化滚筒1内壁之间间隔设置且内筒本体31的材质为高弹性耐高温橡胶，具体的说，高弹性耐高温橡胶为硅橡胶，而间隔设置的目的，主要是为了内筒本体31发挥其弹性所预留的空间，这样，经转子叶片21甩出钢球碰撞到内筒本体31后，由于内筒本体31本身处于一定的拉紧状态，其弹性较大，这样，钢球会弹，从而继续触碰到转子叶片21，这样往返的运动，进而达到多次碰撞的目的，同时，由于弹性内筒3的保护，是强化滚筒1采用普通的钢材即可，降低了生产和使用成本，而弹性内筒3的更换的价格要远远低于耐磨钢板的更换价格且弹性内筒3的使用寿命并不低于耐磨钢板。

为了起到更好的碰撞效果，在本实施例中，在内筒本体31的内壁上还设置有碰撞半球33，碰撞半球33呈陈列状均匀分布在内筒本体31的内壁上。这样，钢球在接触内筒本体31时也产生碰撞，进而提高其碰撞效果，使其强化效率提高。同时，碰撞半球33也能够对内筒本体31起到一定的保护作用，进而进一步提高内筒本体31的使用寿命。

考虑到钢球在碰撞时，可能导致碰撞半球33损坏，为此，在本实施例中，碰撞半球33通过螺栓34可拆卸的固定在内筒本体31上。螺栓34贯穿内筒本体31与碰撞半球33实现螺纹连接，进而使其固定在内筒本体31上，当碰撞半球33破损时，对碰撞半球33进行更换即可。

考虑到钢球在触碰到内筒本体31时，其弹性可能无法满足触碰到转子叶片21，而转子叶片21的加长则在强化机钢球放置时影响钢球的放入量，为此，在本实施例中，转子叶片21包括呈长板状设置的叶片本体211以及设置在叶片本体211远离中心转轴2一端的辅助叶片212，辅助叶片212可伸缩设置在叶片本体211上。这样，辅助叶片212利用中心转轴2产生的离心力使辅助叶片212甩出，进而增加叶片本体211的高度，使钢球再回弹时更容易触碰到转子叶片21，从而使其的碰撞次数得到增加。

为了进一步提高钢球的碰撞次数，在本实施例中，在强化滚筒1的前方还设置辅助拍打机构4，辅助拍打机构4包括用于伸入强化滚筒1内的拍打板41以及设置在拍打板41上的拍打转轴42，拍打板41在拍打转轴42的作用下，实现往复的小幅度的转动，进而使钢球难以落下，进而使运行后的强化机的钢球大部分处于碰撞状态，进而提高碰撞效果，拍打转轴42伸出强化滚筒1外设置，在拍打转轴42远离拍打板41的一端设置有固定座43，拍打转轴42转动设置在固定座43上。

为了使拍打板41的效果显著，在本实施例中，拍打板41对称设置在固定座43上，且拍打板41处于倾斜设置，同时，由于拍打板41主要用于防止钢球掉落，为此，拍打板41靠近强化滚筒1的下方设置，这样，只有动能较低或无动能的钢球才会掉落，其他的则会继续碰撞，从容使碰撞次数和碰撞数量得到大幅度增加，从而提高碰撞效果。

考虑到拍打板41是往复的小幅度转动，为了实现其驱动，在本实施例中，拍打转轴42上套装有驱动齿轮44，在固定座43上开槽，使其顶部呈U字型设置，在槽壁上设置有轴承，用于拍打转轴42转动，在驱动齿轮44设置在槽内，在槽的底部设置有与驱动齿轮44啮合设置的驱动齿条45，驱动齿条45的一端设置有驱动气缸46，驱动气缸46固定在固定座43上。这样，利于气缸的往复运动，实现拍打板41的往复旋转，当然，也可以利用电机驱动拍打板41往复转动。

为了使强化滚筒1和中心转轴2转动的稳定性，在强化滚筒1外套装有齿环12，强化滚筒1的一侧设置有驱动电机13，驱动电机13的动力端套装有与齿环12啮合的齿轮14，这样，利用齿轮14和齿环12的配合，实现了强化滚筒1的水平转动，中心转轴2贯穿强化滚筒1的一端设置有转动电机22。这样，利用转动电机22的设置，使中心转轴2得到转动。

为了实现对强化滚筒1的转动支撑，在强化滚筒1的底部设置有支撑辊轮15，支撑辊轮15设置在强化滚筒1的两侧。支撑辊轮15前后设置在强化滚筒1的两侧。这样，共设置了四个支撑辊轮15，有效实现对强化滚筒1的支撑以及强化滚筒1的转动。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种钢球表面强化用强化机，包括水平转动设置的强化滚筒以及转动设置在强化滚筒内的中心转轴，所述中心转轴上设置有转子叶片，所述转子叶片呈环形均匀分布在中心转轴上，所述强化滚筒的内壁上设置有滚筒叶片，所述滚筒叶片呈环形均匀分布在强化滚筒上，所述转子叶片包括呈长板状设置的叶片本体以及设置在叶片本体远离中心转轴一端的辅助叶片，其特征在于，所述滚筒叶片呈弧形板状倾斜设置在强化滚筒上，所述强化滚筒内还套装有弹性内筒，所述弹性内筒包括呈筒状设置的内筒本体，所述内筒本体上设置有由于套装在滚筒叶片上的叶片槽，所述弹性内筒通过叶片槽套装在强化滚筒内，所述内筒本体的外壁与强化滚筒内壁之间间隔设置，所述内筒本体的材质为高弹性耐高温橡胶。

2.根据权利要求1所述的钢球表面强化用强化机，其特征在于，所述内筒本体的内壁上还设置有碰撞半球，所述碰撞半球呈陈列状均匀分布在内筒本体的内壁上。

3.根据权利要求2所述的钢球表面强化用强化机，其特征在于，所述碰撞半球通过螺栓可拆卸的固定在内筒本体上。

4.根据权利要求3所述的钢球表面强化用强化机，其特征在于，所述辅助叶片可伸缩设置在叶片本体上。

5.根据权利要求4所述的钢球表面强化用强化机，其特征在于，所述强化滚筒的前方还设置辅助拍打机构，所述辅助拍打机构包括用于伸入强化滚筒内的拍打板以及设置在拍打板上的拍打转轴，所述拍打转轴伸出强化滚筒外设置，所述拍打转轴远离拍打板的一端设置有固定座，所述拍打转轴转动设置在固定座上。

6.根据权利要求5所述的钢球表面强化用强化机，其特征在于，所述拍打板对称设置在固定座上，所述拍打板靠近强化滚筒的下方设置。

7.根据权利要求6所述的钢球表面强化用强化机，其特征在于，所述拍打转轴上套装有驱动齿轮，所述固定座上设置有与驱动齿轮啮合设置的驱动齿条，所述驱动齿条的一端设置有驱动气缸，所述驱动气缸固定在固定座上。

8.根据权利要求7所述的钢球表面强化用强化机，其特征在于，所述强化滚筒外套装有齿环，所述强化滚筒的一侧设置有驱动电机，所述驱动电机的动力端套装有与齿环啮合的齿轮，所述中心转轴贯穿强化滚筒的一端设置有转动电机。

9.根据权利要求8所述的钢球表面强化用强化机，其特征在于，所述强化滚筒的底部设置有支撑辊轮，所述支撑辊轮设置在强化滚筒的两侧。

10.根据权利要求9所述的钢球表面强化用强化机，其特征在于，所述支撑辊轮前后设置在强化滚筒的两侧。

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