漸變硬度齒輪式回轉(zhuǎn)支承齒輪淬火加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明漸變硬度齒輪式回轉(zhuǎn)支承齒輪淬火加工工藝，在齒輪進(jìn)行感應(yīng)淬火時(shí)，將齒輪加熱區(qū)段分成正常硬度區(qū)、過(guò)渡區(qū)和軟帶區(qū)三段，用數(shù)控程序?qū)⒄Ｓ捕葏^(qū)、過(guò)渡區(qū)和軟帶區(qū)分別設(shè)定三段不同的線速度，過(guò)渡區(qū)和軟帶區(qū)的線速度為正常硬度區(qū)的1-3倍；加熱停止后，減少淬火液噴水器持續(xù)噴液時(shí)間，使齒輪的上端保持高溫狀態(tài)，對(duì)齒輪中部由上至下進(jìn)行高溫自回火。本發(fā)明的有益效果是：（1）漸變硬度齒輪能提高齒輪上部的抗擠壓能力，（2）漸變硬度齒輪在加工過(guò)程中的自回火使工件內(nèi)應(yīng)力得到更加充分的釋放，工件的整體變形量得到控制；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此發(fā)明能有效解決回轉(zhuǎn)支承的擠壓斷齒問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】漸變硬度齒輪式回轉(zhuǎn)支承齒輪淬火加工工藝
[0001] 本申請(qǐng)是專利號(hào)為201210335957. 2、發(fā)明名稱為"漸變硬度齒輪式回轉(zhuǎn)支承及其 齒輪淬火加工工藝"的中國(guó)發(fā)明專利的分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)申請(qǐng)日為2012年9月12日。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種回轉(zhuǎn)支承齒輪淬火加工工藝。

【背景技術(shù)】
[0003] 回轉(zhuǎn)支承（也稱轉(zhuǎn)盤軸承）作為工程機(jī)械和建筑機(jī)械的重要基礎(chǔ)元件，是一切兩 部分之間需作相對(duì)回轉(zhuǎn)、又需要同時(shí)承受軸向力、徑向力、傾覆力矩的機(jī)械所必需的重要傳 力元件，除為挖掘機(jī)、塔吊、汽車吊及各類起重機(jī)配套外，還廣泛應(yīng)用于輕工機(jī)械、港口機(jī) 械、冶金機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械、工業(yè)機(jī)器人、隧道掘進(jìn)機(jī)、堆取料機(jī)、游藝設(shè)備、導(dǎo)彈發(fā)射架、雷達(dá) 天線等。90%以上的回轉(zhuǎn)支承為齒輪傳動(dòng)方式，其中50%的齒輪式回轉(zhuǎn)支承需進(jìn)行齒輪淬 火，現(xiàn)有的回轉(zhuǎn)支承齒輪的淬火形式為全齒面淬火，淬火加工工藝是加熱時(shí)以勻速連續(xù)上 部，并用噴水器進(jìn)行噴液冷卻淬火使齒輪達(dá)到的上中下部均勻的硬度和淬硬層，淬火硬度 為53±3HRC，回轉(zhuǎn)支承游隙為0. 008倍的鋼球直徑。斷齒是經(jīng)淬火后的齒輪式回轉(zhuǎn)支承失 效主要原因之一，且主要集中在靠近非安裝面的齒輪上部。經(jīng)有關(guān)資料分析造成斷齒的主 要原因是：在傾覆力矩的作用下，回轉(zhuǎn)支承會(huì)產(chǎn)生變形，加上回轉(zhuǎn)支承本身存在游隙，懸臂 安裝的小齒輪對(duì)回轉(zhuǎn)支承的齒輪上部進(jìn)行擠壓造成回轉(zhuǎn)支承早期斷齒。因此需要對(duì)回轉(zhuǎn)支 承結(jié)構(gòu)及工藝進(jìn)行改進(jìn)以降低斷齒的發(fā)生率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是提供一種漸變硬度齒輪式回轉(zhuǎn)支承及其齒輪淬火加工工藝。該漸變 硬度齒輪式回轉(zhuǎn)支承通過(guò)對(duì)齒輪式回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)及加工工藝方面改進(jìn)，可顯著降低斷齒 的發(fā)生率。
[0005] 本發(fā)明的漸變硬度齒輪式回轉(zhuǎn)支承由外圈（或外齒圈)、鋼球、隔離件、內(nèi)齒圈（或 內(nèi)圈)、密封皮組成，內(nèi)、外圈組裝后的游隙控制在鋼球直徑的〇. 004倍以內(nèi)，齒輪表面硬度 為漸變硬度，從靠近非安裝面的齒輪上部開(kāi)始分為軟帶區(qū)、過(guò)渡區(qū)、正常硬度區(qū)，硬度分別 為25-40HRC、40-50HRC、5(T56HRC，軟帶區(qū)寬度為全齒寬的0. 2?0. 3倍，過(guò)渡區(qū)寬度為全齒 寬的0. 2~0. 3倍，正常硬度區(qū)寬度為全齒寬的0. 4~0. 6倍。
[0006] 本發(fā)明漸變硬度齒輪式回轉(zhuǎn)支承的齒輪淬火加工工藝是這樣設(shè)計(jì)的：在齒輪進(jìn)行 感應(yīng)淬火時(shí)，將齒輪加熱區(qū)段分成正常硬度區(qū)、過(guò)渡區(qū)和軟帶區(qū)三段，用數(shù)控程序?qū)⒄Ｓ?度區(qū)、過(guò)渡區(qū)和軟帶區(qū)分別設(shè)定三段不同的線速度，過(guò)渡區(qū)和軟帶區(qū)為1-3倍正常線速度， 具體線速度值根據(jù)齒輪模數(shù)大小確定；加熱停止后，減少淬火液噴水器持續(xù)噴液時(shí)間，使齒 輪的上端保持高溫狀態(tài)，對(duì)齒輪中部由上至下進(jìn)行高溫自回火。
[0007] 本發(fā)明的有益效果是：（1)漸變硬度齒輪能提高齒輪上部的抗擠壓能力，（2)漸變 硬度齒輪在加工過(guò)程中的自回火使工件內(nèi)應(yīng)力得到更加充分的釋放，工件的整體變形量得 到控制；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此發(fā)明能有效解決回轉(zhuǎn)支承的擠壓斷齒問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1是漸變硬度齒輪式回轉(zhuǎn)支承的示意圖 圖2是本發(fā)明漸變硬度齒輪淬火層示意圖 圖中：1、回轉(zhuǎn)支承外圈；2、鋼球；3、隔離塊；4、回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈；5、密封皮；7、軟軟帶； 8、過(guò)渡區(qū)；9、正常硬度區(qū)。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 從圖1可以看出，本發(fā)明的漸變硬度齒輪式回轉(zhuǎn)支承由外圈1、鋼球2、隔離塊3、內(nèi) 齒圈4、密封皮5組成，內(nèi)、外圈組裝后的游隙控制在鋼球2直徑的0. 004倍以內(nèi)，齒輪表面 硬度為漸變硬度，從靠近非安裝面的齒輪上部開(kāi)始分為軟帶區(qū)7、過(guò)渡區(qū)8、正常硬度區(qū)9， 硬度分別為25-40HRC、40-50HRC、5(T56HRC，軟帶區(qū)7寬度為全齒寬的0. 2~0. 3倍，過(guò)渡區(qū)8 寬度為全齒寬的〇. 2~0. 3倍，正常硬度區(qū)9寬度為全齒寬的0. 4~0. 6倍。
[0010] 上述漸變硬度齒輪式回轉(zhuǎn)支承的齒輪淬火加工工藝是這樣設(shè)計(jì)的：在齒輪進(jìn)行感 應(yīng)淬火時(shí)，將齒輪加熱區(qū)段分成正常硬度區(qū)9、過(guò)渡區(qū)8和軟帶區(qū)7三段，用數(shù)控程序?qū)⒄?硬度區(qū)、過(guò)渡區(qū)和軟帶區(qū)分別設(shè)定三段不同的線速度，過(guò)渡區(qū)和軟帶區(qū)為1-3倍正常線速 度，具體線速度值根據(jù)齒輪模數(shù)大小確定；加熱停止后，減少淬火液噴水器持續(xù)噴液時(shí)間， 使齒輪的上端保持高溫狀態(tài)，對(duì)齒輪中部由上至下進(jìn)行高溫自回火。例如，加工某型號(hào)回轉(zhuǎn) 支承鋼球直徑為40mm，游隙< 0. 16mm，齒輪模數(shù)14,壓力角20度，齒輪高度120mm。漸變硬 度齒輪式回轉(zhuǎn)支承的加工工藝與普通回轉(zhuǎn)支承加工工藝的主要區(qū)別為齒輪熱處理方面的 改進(jìn)，其余方面的加工相同。具體工藝改進(jìn)如下： 由圖2和表1可知，將齒輪加熱區(qū)段分成正常硬度區(qū)9、過(guò)渡區(qū)8和軟帶區(qū)7三段，正 常硬度區(qū)9為50mm，過(guò)渡區(qū)8和軟帶區(qū)7為35mm，用數(shù)控程序?qū)⒄Ｓ捕葏^(qū)9、過(guò)渡區(qū)8和 軟帶區(qū)7的加熱線速度分別設(shè)定成3. 5mm/s、4. 0mm/s、4. 5mm/s。加熱停止后，減少淬火液噴 水器持續(xù)噴液時(shí)間，使齒輪的上端保持高溫狀態(tài)，對(duì)齒輪中部由上至下進(jìn)行高溫自回火。檢 驗(yàn)結(jié)果：軟帶區(qū)35mm處的硬度為HRC25-40,過(guò)渡區(qū)35mm處為HRC40-50,正常硬度區(qū)50mm 處為HRC50以上，達(dá)到漸變硬度效果。
[0011] 表1 :工藝及程序參數(shù)表

【權(quán)利要求】
1.漸變硬度齒輪式回轉(zhuǎn)支承齒輪淬火加工工藝，其特征是：在齒輪進(jìn)行感應(yīng)淬火時(shí)， 將齒輪加熱區(qū)段分成正常硬度區(qū)、過(guò)渡區(qū)和軟帶區(qū)三段，用數(shù)控程序?qū)⒄Ｓ捕葏^(qū)、過(guò)渡區(qū) 和軟帶區(qū)分別設(shè)定三段不同的線速度，過(guò)渡區(qū)和軟帶區(qū)的線速度為正常硬度區(qū)的1-3倍； 加熱停止后，減少淬火液噴水器持續(xù)噴液時(shí)間，使齒輪的上端保持高溫狀態(tài)，對(duì)齒輪中部由 上至下進(jìn)行高溫自回火。
【文檔編號(hào)】F16C19/16GK104235177SQ201410384561
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月12日
【發(fā)明者】侯寧, 胡恒強(qiáng), 肖磊, 陶洪愚, 張峰, 陳晨 申請(qǐng)人:馬鞍山統(tǒng)力回轉(zhuǎn)支承有限公司