一种基于激光冲击波技术的回转支承软带消除装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于激光冲击波技术的回转支承软带消除装置及方法，属于回转支承加工领域。本发明专利技术包括回转装夹机构、升降冲击机构和水循环机构，所述回转装夹机构设置有底座和回转台，通过第一电机能够控制回转台相对底座转动，回转件固定在回转台上；所述升降冲击机构包括齿条轴、激光发生器和激光冲击头，设置升降齿轮以驱动齿条轴在回转台中心上下运动，在齿条轴上端安装激光发生器，所产生激光通过激光冲击头射向回转件软带；所述水循环机构用于在激光冲击头与回转件软带之间形成水帘。本发明专利技术通过各机构的相互配合，能够对回转支承外圈内表面的软带和内圈外表面的软带进行消除，使传统工艺加工后的回转件的结构强度得到大幅增强。

A device and method for eliminating soft belt of slewing bearing based on laser shock wave technology

The invention discloses a soft strip eliminating device and method of Slewing Support Based on laser shock wave technology, which belongs to the field of slewing support processing. The invention comprises a rotary clamping mechanism, a lifting impact mechanism and a water circulation mechanism. The rotary clamping mechanism is provided with a base and a turntable, through which the rotation of the turntable relative to the base can be controlled by a first motor, and the rotating parts are fixed on the turntable. The lifting impact mechanism comprises a rack shaft, a laser generator and a laser impact head. A lifting gear is arranged to drive the rack shaft to move up and down in the center of the turntable, a laser generator is installed at the end of the rack shaft, and the generated laser is shot into the soft belt of the turning part through the laser shock head; the water circulation mechanism is used to form a water curtain between the laser shock head and the soft belt of the turning part. The invention can eliminate the soft belt on the inner surface of the outer ring and the outer surface of the inner ring of the slewing bearing through the mutual cooperation of the various mechanisms, thus greatly enhancing the structural strength of the slewing parts processed by the traditional process.

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光冲击波技术的回转支承软带消除装置及方法
本专利技术涉及回转支承加工
，更具体地说，涉及一种基于激光冲击波技术的回转支承软带消除装置及方法。
技术介绍
回转支承是能使两个结构部件做相对旋转运动的机械产品，可以同时承受较大的轴向力、径向力和倾覆力矩，它被广泛应用于工程机械、风力发电、军用雷达等行业。回转支承由内圈、外圈和滚动体组成，为了提高回转支承的力学性能和使用寿命，需要对回转支承的内圈外表面和外圈内表面进行热处理。目前，主流的热处理工艺是中频扫描感应淬火，若重复淬火会产生裂纹，因此，回转支承的内圈外表面和外圈内表面在淬火时旋转运动小于360。，会产生15mm左右的未淬火区，称之为软带，软带区硬度低、磨损快，容易产生裂纹，大大降低了回转支承的力学性能和使用寿命。回转支承在使用过程中，经过长时间的交变载荷，软带区将最先失效，并可能引发安全事故。对于直径较小的回转支承可以采用整体感应加热淬火实现无软带，但该技术要求回转支承的直径不能过大，且对设备输出功率要求很高。除此以外，可以通过回转支承的合理安装，减轻软带的影响，但该技术对安装准确性要求高，且未真正消除软带。经过检索，中国专利公开了一种渐变硬度齿轮式回转支承齿轮淬火加工工艺(申请号：201410384561.6)，该工艺是在齿轮进行感应淬火时，将齿轮加热区段分成正常硬度区、过渡区和软带区三段，用数控程序将正常硬度区、过渡区和软带区分别设定三段不同的线速度，过渡区和软带区的线速度为正常硬度区的1-3倍；加热停止后，减少淬火液喷水器持续喷液时间，使齿轮的上端保持高温状态，对齿轮中部由上至下进行高温自回火。该专利通过对不同区域速度的控制，使得软区也得到淬火，只是在程度上略有欠缺，从而提高产品的硬度。但该工艺没有真正解决软带区的问题，没有从实质上消除软带。又如中国专利公开的一种无软带回转支承套圈的淬火方法(申请号：201810111079.3)，该专利包括以下步骤：步骤一、工件的定位：将工件水平安装在机床的工作平台上，并将其进行固定；步骤二、确定工件的圆心位置：机床主轴上安装有测距传感器，本专利技术操作工艺简单、方便，可在淬火之前对回转支承的中心进行定位，保证感应加热器和冷却装置运动的精确性，通过两个感应加热器同时向相反方向运动而实现回转支承滚道的无软带热处理过程。上述专利方案是通过设置两个感应加热器，并让其同时运动，最终距离相聚2mm，从而实现无软带淬火加工。该方法中，至于是否真的能够形成无软带加工暂不考虑，采用该方法并不能消除已经产生的软带。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中淬火时产生的软带区不易消除的不足，提供了一种基于激光冲击波技术的回转支承软带消除装置及方法。本专利技术通过回转装夹机构、升降冲击机构和水循环机构的相互配合，能够对回转支承外圈内表面的软带和内圈外表面的软带进行消除，使传统工艺加工后的回转件的结构强度得到大幅增强。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种基于激光冲击波技术的回转支承软带消除装置，包括回转装夹机构、升降冲击机构和水循环机构，所述回转装夹机构设置有底座和回转台，通过第一电机能够控制回转台相对底座转动，回转件固定在回转台上；所述升降冲击机构包括齿条轴、激光发生器和激光冲击头，设置升降齿轮以驱动齿条轴在回转台中心上下运动，在齿条轴上端安装激光发生器，所产生激光通过激光冲击头射向回转件软带；所述水循环机构用于在激光冲击头与回转件软带之间形成水帘。作为本专利技术更进一步的改进，所述回转台底部固连有同轴的从动齿轮，该从动齿轮与主动齿轮相啮合，所述主动齿轮与第一电机的转轴相连接。作为本专利技术更进一步的改进，所述回转台通过滚动体放置在底座上，回转台与底座相对位置上开设有截面为弧形的环形槽，所述滚动体卡在环形槽内。作为本专利技术更进一步的改进，所述回转台上表面设置有支承垫，用于支撑回转件；并在回转台上设置锁紧机构，用于固定回转件。作为本专利技术更进一步的改进，所述锁紧机构包括三个周向等间隔设置的直线电机和安装在直线电机上的夹板，通过直线电机驱动夹板向内夹紧或向外胀开把回转件固定。作为本专利技术更进一步的改进，所述激光发生器与激光冲击头通过到导光管连接，该导光管包括直线导光管和回转导光管；所述回转导光管带有两个直角弯，在直角弯处有全反射镜，使入射光线与出射发光线的方向相反。作为本专利技术更进一步的改进，所述激光冲击头与导光管螺纹连接。作为本专利技术更进一步的改进，所述水循环机构包括依次通过管路连接的水泵、控制阀、管接头和喷头，所述底座中部设置储水腔，水泵从储水腔内抽取水液为喷头供水。作为本专利技术更进一步的改进，所述底座上表面设置有环形的挡水板，该挡水板与回转台外壁之间留有间隙；所述底座还上设置有异形孔，该异形孔上端与底座上表面的环形槽连通，异形孔下端与储水腔连通。本专利技术的一种基于激光冲击波技术的回转支承软带消除方法，具体步骤为：步骤1、回转件的内圈外表面或外圈内表面在中频扫描淬火后，标记产生软带区；步骤2、对所述软带区使用砂纸进行打磨，使用丙酮进行清洗并干燥，在干燥后的表面涂覆一层黑漆或者铝箔作为吸收层；步骤3、把回转件放置在支承垫上，并用锁紧机构固定，使回转件与回转台同轴，然后调整回转件的位置，使所述的激光冲击头对准软带区；步骤4、调节激光发生器的脉冲宽度、能量、功率密度、直径参数；步骤5、启动装置，喷头开始喷水，在激光冲击头与回转件加工面之间形成水帘作为约束层；激光发生器产生的激光通过激光冲击头和水帘照在软带区；与此同时，第二电机驱动齿条轴向下运动；步骤6、当齿条轴向下运动设定距离后，第一电机驱动回转台转动设定角度，第二电机反转驱动齿条轴反向运动；步骤7、按照步骤6中的动作持续运行，直至加工完软带区。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术通过回转装夹机构、升降冲击机构和水循环机构的相互配合，能够对回转支承外圈内表面的软带和内圈外表面的软带进行消除，使传统工艺加工后的回转件的结构强度得到大幅增强，避免了回转支承件重复淬火产生裂纹的问题，工件加工区域材料表面硬度提高，晶粒细化，力学性能和使用寿命大大提升。(2)本专利技术的底座与回转台通过环形槽与滚动体的配合进行连接，实现了回转台的转动，此外，在回转台上开设回流孔、在底座上设置异形孔，能够是喷出的水液快速回流至储水腔内，实现了水液的循环利用。(3)本专利技术的激光发生器与激光冲击头通过到导光管连接，直线导光管可满足回转支撑外圈内表面的加工需求，回转导光管可满足回转支撑内圈外表面的加工需求，由于激光冲击头采用螺纹连接方式进行安装，直线导光管与回转导光管更换方便，而且能够调节激光冲击头与加工面的间距，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。附图说明图1为本专利技术的回转支承软带消除装置的内部结构示意图；图2为本专利技术夹紧结构的锁紧机构示意图；图3为本专利技术胀开结构的夹紧结构示意图；图4为本专利技术加工回转支承内圈时升降冲击机构的示意图；图5为本专利技术对软带区域进行激光冲击波处理的示意图。示意图中的标号说明：1、外接水管；2、阀体；3、底座；4、滚动体；5、回转台；6、支承垫；7、回转支承外圈；8、齿条轴；9、激光发生器；10、激光束本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光冲击波技术的回转支承软带消除装置，包括回转装夹机构、升降冲击机构和水循环机构，其特征在于：所述回转装夹机构设置有底座(3)和回转台(5)，通过第一电机(19)能够控制回转台(5)相对底座(3)转动，回转件固定在回转台(5)上；所述升降冲击机构包括齿条轴(8)、激光发生器(9)和激光冲击头(11)，设置升降齿轮(26)以驱动齿条轴(8)在回转台(5)中心上下运动，在齿条轴(8)上端安装激光发生器(9)，所产生激光通过激光冲击头(11)射向回转件软带；所述水循环机构用于在激光冲击头(11)与回转件软带之间形成水帘。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光冲击波技术的回转支承软带消除装置，包括回转装夹机构、升降冲击机构和水循环机构，其特征在于：所述回转装夹机构设置有底座(3)和回转台(5)，通过第一电机(19)能够控制回转台(5)相对底座(3)转动，回转件固定在回转台(5)上；所述升降冲击机构包括齿条轴(8)、激光发生器(9)和激光冲击头(11)，设置升降齿轮(26)以驱动齿条轴(8)在回转台(5)中心上下运动，在齿条轴(8)上端安装激光发生器(9)，所产生激光通过激光冲击头(11)射向回转件软带；所述水循环机构用于在激光冲击头(11)与回转件软带之间形成水帘。2.根据权利要求1所述的一种基于激光冲击波技术的回转支承软带消除装置，其特征在于：所述回转台(5)底部固连有同轴的从动齿轮(23)，该从动齿轮(23)与主动齿轮(22)相啮合，所述主动齿轮(22)与第一电机(19)的转轴相连接。3.根据权利要求1所述的一种基于激光冲击波技术的回转支承软带消除装置，其特征在于：所述回转台(5)通过滚动体(4)放置在底座(3)上，回转台(5)与底座(3)相对位置上开设有截面为弧形的环形槽，所述滚动体(4)卡在环形槽内。4.根据权利要求1所述的一种基于激光冲击波技术的回转支承软带消除装置，其特征在于：所述回转台(5)上表面设置有支承垫(6)，用于支撑回转件；并在回转台(5)上设置锁紧机构，用于固定回转件。5.根据权利要求4所述的一种基于激光冲击波技术的回转支承软带消除装置，其特征在于：所述锁紧机构包括三个周向等间隔设置的直线电机(30)和安装在直线电机(30)上的夹板(29)，通过直线电机(30)驱动夹板(29)向内夹紧或向外胀开把回转件固定。6.根据权利要求1所述的一种基于激光冲击波技术的回转支承软带消除装置，其特征在于：所述激光发生器(9)与激光冲击头(11)通过到导光管连接，该导光管包括直线导光管和回转导光管(31)；所述回转导光管(31)带有两个直角弯，在直角弯...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彬，张兴权，庞刚，刘正扬，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34