CN114317908A - 一种套圈挡边组合淬火装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种套圈挡边组合淬火装置，包括至少两组淬火组件，分别用于对套圈上的不同挡边进行对应淬火；淬火组件包括感应头，相邻感应头之间的间距大于200mm。本发明还提供了一种套圈挡边组合淬火方法，包括将两个淬火组件的感应头分别朝向套圈的主推挡边和径向挡边设置；在套圈上标记软带位置的起淬点和终淬点，当套圈的挡边旋转至起淬点和用于对该挡边淬火的感应头位置相对时，与该感应头对应的淬火组件开始工作；当终淬点和用于对该挡边淬火的感应头位置相对时，该感应头对应的淬火组件停止工作。本发明可同时通过一台淬火机床连接两个感应头进行主推挡边和径向挡边的淬火，节省了加工时间，同时可避免相邻感应头之间产生热影响。

Description

一种套圈挡边组合淬火装置及方法

技术领域

本发明涉及热处理加工技术领域，具体涉及一种套圈挡边组合淬火装置及方法。

背景技术

随着交通建设的高速发展，盾构机在隧道施工中的应用越来越广泛。而盾构机主轴承作为盾构机的核心部件，主轴承的生产与制造在提升盾构机运行寿命、保障工程进度、降低工程成本上具有举足轻重的地位，其加工质量直接影响了盾构机主轴承的使用寿命。主轴承中的套圈在进行淬火时，需对多个面进行淬火操作。

三排滚柱式主轴承套圈挡边为了增加其与主推、径向保持架在轴承运转过程中的耐磨性，经过调质处理后主推挡边和径向挡边需要进行感应淬火，如盾构机主轴承的第一外圈上包括主推挡边和径向挡边，由于挡边接触宽度较窄(10mm～70mm)，对于这种小平面的淬火通常采用感应淬火的方式进行，而现有的挡边淬火加工工艺都是通过一个感应头对同一个套圈上的不同挡边进行逐一淬火，由于套圈直径较大，感应扫描加热的速度较慢，造成整体加工效率低下。

综上所述，急需一种套圈挡边组合淬火装置及方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种套圈挡边组合淬火装置及方法，以解决现有套圈挡边淬火工艺效率较低问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种套圈挡边组合淬火装置，包括至少两组淬火组件，分别用于对套圈上的不同挡边进行对应淬火；淬火组件包括感应头，相邻感应头之间的间距大于200mm。

优选的，至少两组所述淬火组件沿套圈的侧壁呈阶梯状布置。

优选的，所述淬火组件还包括连接于感应头和淬火机床汇流排之间的连接板。

优选的，所述淬火组件还包括与淬火机床冷却水管道连接的喷淋装置。

优选的，相邻所述淬火组件之间设有吹气组件，用于吹扫套圈上的淬火液。

本发明还提供了一种套圈挡边组合淬火方法，包括以下步骤：

步骤一：将第一个淬火组件的感应头朝向套圈的主推挡边设置，将第二个淬火组件的感应头朝向套圈的径向挡边设置；

步骤二：在套圈上标记软带位置的起淬点和终淬点，当套圈的挡边旋转至起淬点和用于对该挡边淬火的感应头位置相对时，与该感应头对应的淬火组件开始工作；当套圈的挡边旋转至终淬点和用于对该挡边淬火的感应头位置相对时，该感应头对应的淬火组件停止工作；淬火过程中，通过吹气组件将淬火液吹离未淬火区域。

优选的，所述步骤一中，位于低位的淬火组件与淬火机床的前置汇流排连接，位于高位的淬火组件与淬火机床的后置汇流排连接。

优选的，所述步骤一中，至少两个淬火组件沿套圈侧壁周向分布，相邻淬火组件之间的周向间距大于200mm。

优选的，所述步骤二中，套圈沿顺时针方向旋转，至少两个淬火组件沿顺时针方向依次与套圈侧壁相对设置；

或者是，套圈沿逆时针方向旋转，至少两个淬火组件沿逆时针方向依次与套圈侧壁相对设置。

优选的，所述步骤二中，淬火时的扫描速度为100mm/min～400mm/min。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明中，通过至少两组淬火组件分别对套圈上的不同挡边进行对应淬火，以第一外圈为例，通过本申请装置，可同时通过一台淬火机床连接两个感应头进行主推挡边和径向挡边的淬火，节省了加工时间，提升了加工效率。

(2)本发明中，通过将相邻感应头之前的间距设为大于200mm，可避免相邻感应头之间产生热影响。

(3)本发明中，至少两组淬火组件沿套圈的侧壁呈阶梯状布置，使得位于低位的淬火组件在位于高位的淬火组件的前端，即套圈旋转时，先经过位于低位的淬火组件，再经过位于高位的另一个淬火组件，即可实现在套圈周向上的同一位置，先对低位的主推挡边进行淬火，再对高位的径向挡边进行淬火，避免先对高位的径向挡边进行淬火时，淬火液从高处流向低处，流至未淬火的主推挡边上影响主推挡边的淬火效果。

(4)本发明中，相邻淬火组件之间设有吹气组件，用于吹扫套圈上的淬火液，吹气组件的吹气口与套圈的旋转方向相对设置，将套圈上的淬火液向与套圈的旋转方向相反的方向进行吹离，可避免位于高位的径向挡边上的淬火液流动至主推挡边的未淬火区域。

(5)本发明中，在套圈上标记软带位置，当套圈的挡边旋转至起淬点A和用于对该挡边淬火的感应头位置相对时，与该感应头对应的淬火组件开始工作；当套圈的挡边旋转至终淬点B和用于对该挡边淬火的感应头位置相对时，该感应头对应的淬火组件停止工作，可保持各挡边的软带位置之间不会出现偏移。

(6)通过本申请装置和方法得到的圈，淬火后其主推挡边和径向挡边的硬度可达55HRC～62HRC，淬硬层的有效硬化深度不小于4mm，淬火后得到的金相组织级别符合JB/T9204中的3～7级，满足盾构机主轴承套圈的加工要求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例中套圈的局部剖视图；

图2是本申请实施例中一种套圈挡边组合淬火装置与套圈配合使用的示意图；

图3是本申请实施例中一种套圈挡边组合淬火装置与套圈配合使用的俯视图；

其中，1、淬火组件，1.1、感应头，1.2、连接板，1.3、喷淋装置，2、吹气组件，3、套圈，3.1、主推挡边，3.2、径向挡边，3.3、软带位置，4、前置汇流排，5、后置汇流排。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例：

参见图1至图3，一种套圈挡边组合淬火装置及方法，本实施例应用于盾构机主轴承第一外圈上主推挡边和径向挡边的组合淬火。

一种套圈挡边组合淬火装置，参见图1和图2，包括至少两组淬火组件1，分别用于对套圈3上的不同挡边进行对应淬火；本实施例中，套圈3为盾构机主轴承的第一外圈，第一外圈的内侧壁上沿轴向方向设有主推挡边3.1和径向挡边3.2，对应设置两个淬火组件1分别对主推挡边3.1和径向挡边3.2进行淬火；由于两个挡边的需制备的淬硬层深度较浅(淬硬层深度不小于4mm即可)，淬火前不需要进行预热，因此每一条挡边通过单个淬火组件1即可满足淬火要求；淬火组件1包括感应头1.1，为避免相邻感应头1.1之间产生热影响，相邻感应头1.1之间的间距大于200mm，本实施例中，相邻两个感应头1.1沿套圈3周向的间距大于200mm。

至少两组所述淬火组件1沿套圈的侧壁呈阶梯状布置，本实施例中，位于低位的淬火组件1在位于高位的淬火组件1的前端，即套圈3旋转时，先经过位于低位的淬火组件1，再经过位于高位的另一个淬火组件1，即可实现在套圈3周向上的同一位置，先对低位的主推挡边3.1进行淬火，再对高位的径向挡边3.2进行淬火，避免先对高位的径向挡边3.2进行淬火时，淬火液从高处流向低处，流至未淬火的主推挡边3.1上影响主推挡边3.1的淬火效果。

参见图2，所述淬火组件1还包括连接于感应头1.1和淬火机床汇流排之间的连接板1.2，用于形成感应淬火加热回路。

所述淬火组件1还包括与淬火机床冷却水管道连接的喷淋装置1.3，用于在淬火过程中对挡边喷射淬火液进行冷却。

参见图3，相邻所述淬火组件1之间设有吹气组件2，用于吹扫套圈3上的淬火液，吹气组件2的吹气口与套圈3的旋转方向相对设置，将套圈3上的淬火液向与套圈3的旋转方向相反的方向进行吹离，可避免位于高位的径向挡边3.2上的淬火液流动至主推挡边3.1的未淬火区域。

一种套圈挡边组合淬火方法，采用了上述的套圈挡边组合淬火装置，包括以下步骤：

步骤一：将第一个淬火组件1的感应头1.1朝向套圈3的主推挡边3.1设置，将第二个淬火组件1的感应头1.1朝向套圈3的径向挡边3.2设置，如图2所示；

至少两个淬火组件1沿套圈3侧壁周向分布，相邻淬火组件1之间的间距大于200mm，本实施例中，两个淬火组件1沿套圈3的内侧壁周向分布，相邻淬火组件1之间的周向间距大于200mm，位于低位的淬火组件1与淬火机床的前置汇流排4连接，位于高位的淬火组件1与淬火机床的后置汇流排5连接；两个淬火组件1之间的最大间距取决于前置汇流排4和后置汇流排5之间的可调节距离。

步骤二：在套圈3上标记软带位置3.3的起淬点A和终淬点B，当套圈3的挡边旋转至起淬点A和用于对该挡边淬火的感应头1.1位置相对时，与该感应头1.1对应的淬火组件1开始工作；当套圈3的挡边旋转至终淬点B和用于对该挡边淬火的感应头1.1位置相对时，该感应头1.1对应的淬火组件1停止工作，对软带位置的监测可通过位置检测传感器实现；淬火过程中，通过吹气组件2将淬火液吹离未淬火区域。

当套圈3沿顺时针方向旋转时，至少两个淬火组件1沿顺时针方向依次与套圈3侧壁相对设置；或者是，套圈3沿逆时针方向旋转，至少两个淬火组件1沿逆时针方向依次与套圈3侧壁相对设置；

本实施例中，参见图3，套圈3沿顺时针方向旋转，当主推挡边3.1的起淬点A旋转至与第一个感应头1.1相对时，开启第一个淬火组件1的感应电源和喷淋装置1.3，开始对主推挡边3.1进行感应淬火；套圈3继续旋转至径向挡边3.2的起淬点A与第二个感应头1.1相对时，开启第二个淬火组件1的感应电源和喷淋装置1.3，开始对径向挡边3.2进行感应淬火；

当套圈3旋转至主推挡边3.1的终淬点B与第一个感应头1.1相对时，关闭第一个淬火组件1的感应电源和喷淋装置1.3，停止对主推挡边3.1的感应淬火；当套圈3旋转至径向挡边3.2的终淬点B与第二个感应头1.1相对时，关闭第二个淬火组件1的感应电源和喷淋装置1.3，停止对径向挡边3.2的感应淬火。通过本申请的组合淬火方法，主推挡边3.1和径向挡边3.2的感应淬火可同时通过同一台淬火机床的两个感应头1.1进行，节省了加工时间，提升了加工效率。

套圈3淬火时的扫描速度为100mm/min～400mm/min，淬火后，主推挡边3.1和径向挡边3.2的硬度可达55HRC～62HRC，淬硬层的有效硬化深度不小于4mm，淬火后得到的金相组织级别符合JB/T9204中的3～7级，满足盾构机主轴承第一外圈的加工要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种套圈挡边组合淬火装置，其特征在于，包括至少两组淬火组件(1)，分别用于对套圈上的不同挡边进行对应淬火；淬火组件(1)包括感应头(1.1)，相邻感应头(1.1)之间的间距大于200mm。

2.根据权利要求1所述的一种套圈挡边组合淬火装置，其特征在于，至少两组所述淬火组件(1)沿套圈的侧壁呈阶梯状布置。

3.根据权利要求1或2所述的一种套圈挡边组合淬火装置，其特征在于，所述淬火组件(1)还包括连接于感应头(1.1)和淬火机床汇流排之间的连接板(1.2)。

4.根据权利要求3所述的一种套圈挡边组合淬火装置，其特征在于，所述淬火组件(1)还包括与淬火机床冷却水管道连接的喷淋装置(1.3)。

5.根据权利要求4所述的一种套圈挡边组合淬火装置，其特征在于，相邻所述淬火组件(1)之间设有吹气组件(2)，用于吹扫套圈上的淬火液。

6.一种套圈挡边组合淬火方法，采用了如权利要求5所述的套圈挡边组合淬火装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将第一个淬火组件(1)的感应头(1.1)朝向套圈的主推挡边设置，将第二个淬火组件(1)的感应头(1.1)朝向套圈的径向挡边设置；

步骤二：在套圈上标记软带位置的起淬点和终淬点，当套圈的挡边旋转至起淬点和用于对该挡边淬火的感应头(1.1)位置相对时，与该感应头(1.1)对应的淬火组件(1)开始工作；当套圈的挡边旋转至终淬点和用于对该挡边淬火的感应头(1.1)位置相对时，该感应头(1.1)对应的淬火组件(1)停止工作；淬火过程中，通过吹气组件(2)将淬火液吹离未淬火区域。

7.根据权利要求6所述的一种套圈挡边组合淬火方法，其特征在于，所述步骤一中，位于低位的淬火组件(1)与淬火机床的前置汇流排连接，位于高位的淬火组件(1)与淬火机床的后置汇流排连接。

8.根据权利要求7所述的一种套圈挡边组合淬火方法，其特征在于，所述步骤一中，至少两个淬火组件(1)沿套圈侧壁周向分布，相邻淬火组件(1)之间的周向间距大于200mm。

9.根据权利要求8所述的一种套圈挡边组合淬火方法，其特征在于，所述步骤二中，套圈沿顺时针方向旋转，至少两个淬火组件(1)沿顺时针方向依次与套圈侧壁相对设置；

或者是，套圈沿逆时针方向旋转，至少两个淬火组件(1)沿逆时针方向依次与套圈侧壁相对设置。

10.根据权利要求6所述的一种套圈挡边组合淬火方法，其特征在于，所述步骤二中，淬火时的扫描速度为100mm/min～400mm/min。

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