本发明专利技术涉及轴瓦制造技术领域，尤其是涉及一种制造巴氏合金轴瓦的装置和方法。制造巴氏合金轴瓦的装置，包括转动单元、激光发生器和冶炼单元；所述转动单元包括转动设置在机架中的两个转动轴，两个所述转动轴平行设置，每个所述转动轴上套设有转轮，所述转轮与所述轴瓦外表面相切，并带动所述轴瓦沿周向转动；所述冶炼单元包括冶炼炉，所述冶炼炉设置于所述轴瓦内腔中；所述冶炼炉底部设置有出料口；所述激光发生器设置于所述轴瓦内腔中，所述激光发生器产生的激光光束与所述轴瓦内表面相交。本发明专利技术的装置，能够节约成本并有利于提高产品质量。
【技术实现步骤摘要】
制造巴氏合金轴瓦的装置和方法
本专利技术涉及轴瓦制造
，尤其是涉及一种制造巴氏合金轴瓦的装置和方法。
技术介绍
巴氏合金，又称为白合金，包括锡基轴承合金和铅基轴承合金，它的组织由硬质相和软相基体两部分组成。由于巴氏合金具有优异的性能，广泛应用于石油化工、能源电力、冶金矿采、汽车船舶、军工制造等领域大型机械主轴的轴瓦、轴承、轴衬、轴套上。目前，国内滑动轴承巴氏合金轴瓦多采用离心浇铸的方式，其生产需要经历以下几个步骤：毛坯制造→搪锡→巴氏合金熔炼→除渣离心浇铸→降温车削加工等工序。其中最重要的巴氏合金冶炼、离心浇铸过程中，由于需要高温加热熔炼，能源消耗大，由于加热过程中的氧化问题不可避免，所以离心浇铸巴氏合金存在氧化夹渣；离心浇铸完成后需要进行车削精加工，巴氏合金浪费极其严重。近年来，随着激光技术等高能设备的发展，激光技术得到了快速发展。激光作为增材制造方式也应用于巴氏合金轴瓦中，但目前的激光制造巴氏合金轴瓦中，大部分采用激光加热预覆盖的巴氏合金粉末层，通过熔化合金粉末来实现轴瓦制造。但粉末带来的氧化问题、污染问题极其严重，产品质量也不高，影响后续焊接等。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供制造巴氏合金轴瓦的装置。本专利技术的第二目的在于提供制造巴氏合金轴瓦的方法，该方法节省能源，且能够减少氧化问题，提高巴氏合金轴瓦质量。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：制造巴氏合金轴瓦的装置，包括转动单元、激光发生器和冶炼单元；所述转动单元包括转动设置在机架中的两个转动轴，两个所述转动轴平行设置，每个所述转动轴上套设有转轮，所述转轮与所述轴瓦钢背的外表面相切，并带动所述轴瓦沿周向转动；所述冶炼单元包括冶炼炉，所述冶炼炉设置于所述轴瓦内腔中；所述冶炼炉底部设置有出料口；所述激光发生器设置于所述轴瓦内腔中，所述激光发生器产生的激光光束与所述轴瓦钢背的内表面相交。本专利技术通过激光加热轴瓦钢背的内表面，使钢背预热至焊接温度，并且，激光发生器仅对与其产生的激光光束相交的轴瓦钢背内表面进行加热，不需要整体加热轴瓦钢背，能够节省大量的能源，节电显著，降低企业成本。并且，通过在轴瓦内腔设置冶炼炉，将巴氏合金在冶炼炉中熔炼，氧化夹渣由于密度小而上浮，从熔炼炉底部流出的金属熔液浇铸在轴瓦钢背的内表面，洁净且减少氧化污染等问题，有利于进一步提高产品质量。此外，将熔炼得到的巴氏金属熔液直接浇铸，无需再制成巴氏合金丝材或巴氏合金粉末，大幅度减少了生产流程，也有利于质量的控制。在本专利技术的优选实施方式中，所述冶炼炉底部设置有若干个出料口，若干个所述出料口沿垂直于所述轴瓦轴向方向平行排列，单个所述出料口沿所述轴瓦轴向延伸。进一步优选的，相邻所述出料口之间的间距为5～10cm。通过平行设置多个出料口，在冶炼得到巴氏金属熔液后，通过冶炼炉设置的上述出料口，能够使浇铸在轴瓦内表面上的熔液呈带状。在本专利技术的优选实施方式中，所述冶炼炉竖直设置于所述两个转动轴沿轴向的对称轴的正上方。冶炼炉设置在中心位置，通过冶炼炉的出料口流出的巴氏金属熔液浇铸于轴瓦钢背内表面的最低位置。并且，通过出料口流出的溶液浇铸在轴瓦钢背内表面形成带状熔液。在本专利技术的优选实施方式中，所述激光光束为带状光束，所述带状光束的单个带宽度为5～10cm。进一步的，所述带状光束与所述出料口沿竖直方向的延伸面相交于所述轴瓦钢背的内表面，形成带状的光斑。带状光束的宽度可根据轴瓦宽度和激光光栅宽度和功率调整，主要目的是达到匹配，减少涂覆道次。在本专利技术的优选实施方式中，沿所述轴瓦转动方向，所述带状光束落后于所述出料口沿竖直方向的延伸面0.5～1cm。沿转动方向，带状光束落后于出料口沿竖直方向的延伸面，能够使带状光束先对轴瓦内表面进行预热，然后再转动经过出料口沿竖直方向的延伸面，从而使巴氏合金熔液浇铸在经过预热的轴瓦内表面上。采用上述设置，可实现激光加热区域完整覆盖浇铸的表面，将巴氏合金熔液直接焊接到轴瓦钢背上。在本专利技术的具体实施方式中，所述转动单元还包括驱动组件，所述驱动组件驱动所述转动轴转动。在本专利技术的具体实施方式中，所述装置还包括供电件，所述供电件与所述驱动组件电连接，为所述驱动组件供电，实现转动轴的转动，进而通过转轮带动轴瓦转动。在实际操作中，所述冶炼炉底部的出料口为电动调节阀门。在本专利技术的具体实施方式中，所述供电件与所述激光发生器电连接；所述供电件与所述冶炼单元的加热装置电连接，以为冶炼过程提供热量；所述供电件与所述电动调节阀门电连接，以调控出料口的开关。在本专利技术的优选实施方式中，还包括控制器，所述控制器与所述供电件、所述激光发生器、所述驱动组件、所述加热装置、所述电动调节阀门分别电连接。通过控制器控制供电件的开启或关闭，使整个装置运行或停止；根据实际预设，调整激光发生器产生的激光光束的功率、宽度、脉冲等；通过调节电动调节阀门的开启和关闭，向轴瓦钢背表面进行浇铸或停止浇铸，调节阀门的开度大小，调节巴氏合金熔液的流量和宽度等；控制器与所述加热装置电连接，以调节所述加热装置对所述冶炼炉的加热温度等；通过控制所述驱动组件的转速和转动方向，调节所述转动轴的转速和转动方向，进而调节所述轴瓦转速和转动方向。通过上述调控，以实现对制造过程的激光、浇铸、转动等过程的调控。本专利技术还提供了采用上述装置制造巴氏合金轴瓦的方法，包括如下步骤：激光光束作用于所述轴瓦钢背的内表面进行预热，冶炼炉中的巴氏合金熔液浇铸于预热后的所述轴瓦钢背的内表面；所述轴瓦沿周向转动。激光光束对轴瓦钢背内表面的特定区域加热升温，巴氏合金熔液浇铸于该特定区域，在轴瓦沿周向的转动的状态下，该特定区域转动离开激光光束辐照区域并冷却后，巴氏合金熔液凝固焊接在所述轴瓦钢背上。当轴瓦转动一周后，即可完成巴氏合金轴瓦的制造。在本专利技术的具体实施方式中，所述激光光束的功率为100～500W。如在不同实施方式中，所述激光光束的功率可以为100W、150W、200W、250W、300W、350W、400W、450W、500W等等，优选为200～400W，更优选为250～350W。在实际操作中，通过采用上述功率的激光，配合轴瓦的转动速度，可以使被激光光束作用的轴瓦钢背内表面的温度升温至约300℃。当激光光束的功率为250～350W范围内时，配合其余操作条件，能够使轴瓦钢背有效预热至利于焊接的温度，使制得的巴氏合金轴瓦中，巴氏合金与轴瓦钢背的焊缝强度在40～50MPa范围内，满足使用需求。在本专利技术的具体实施方式中，所述巴氏合金熔液的流量为200～500g/s。如在不同实施方式中，所述巴氏合金熔液的流量可以为200g/s、250g/s、300g/s、350g/s、400g/s、450g/s、500g/s等等。在本专利技术的具体实施方式中，所述轴瓦的转动线速度为0.1～0.3m/min。如在不同实施方式中，所述轴瓦的转动线速度可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.制造巴氏合金轴瓦的装置，其特征在于，包括转动单元、激光发生器和冶炼单元；/n所述转动单元包括转动设置在机架中的两个转动轴，两个所述转动轴平行设置，每个所述转动轴上套设有转轮，所述转轮与所述轴瓦外表面相切，并带动所述轴瓦沿周向转动；/n所述冶炼单元包括冶炼炉，所述冶炼炉设置于所述轴瓦内腔中；所述冶炼炉底部设置有出料口；/n所述激光发生器设置于所述轴瓦内腔中，所述激光发生器产生的激光光束与所述轴瓦内表面相交。/n
【技术特征摘要】
1.制造巴氏合金轴瓦的装置，其特征在于，包括转动单元、激光发生器和冶炼单元；
所述转动单元包括转动设置在机架中的两个转动轴，两个所述转动轴平行设置，每个所述转动轴上套设有转轮，所述转轮与所述轴瓦外表面相切，并带动所述轴瓦沿周向转动；
所述冶炼单元包括冶炼炉，所述冶炼炉设置于所述轴瓦内腔中；所述冶炼炉底部设置有出料口；
所述激光发生器设置于所述轴瓦内腔中，所述激光发生器产生的激光光束与所述轴瓦内表面相交。
2.根据权利要求1所述的制造巴氏合金轴瓦的装置，其特征在于，所述冶炼炉底部设置有若干个出料口，若干个所述出料口沿垂直于所述轴瓦轴向方向平行排列，单个所述出料口沿所述轴瓦轴向延伸。
3.根据权利要求2所述的制造巴氏合金轴瓦的装置，其特征在于，相邻所述出料口之间的间距为5～10cm；
优选的，所述出料口为电动调节阀门。
4.根据权利要求1所述的制造巴氏合金轴瓦的装置，其特征在于，所述冶炼炉竖直设置于所述两个转动轴沿轴向的对称轴的正上方。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制造巴氏合金轴瓦的装置，其特征在于，所述激光光束为带状光束，所述带状光束的单个带宽度为5～10cm；
【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，钟素娟，程亚芳，裴夤崟，张冠星，黄俊兰，常云峰，
申请(专利权)人：郑州机械研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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