本发明专利技术公开了一种渐变硬度齿轮式回转支承及其齿轮淬火加工工艺，其特点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。本发明专利技术渐变硬度齿轮式回转支承及其齿轮淬火加工工艺能提高齿轮上部的抗挤压能力，可有效解决回转支承的挤压断齿问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种回转支承结构设计及其齿轮淬火加工工艺。
技术介绍
回转支承(也称转盘轴承)作为工程机械和建筑机械的重要基础元件，是一切两部分之间需作相对回转、又需要同时承受轴向力、径向力、倾覆力矩的机械所必需的重要传力元件，除为挖掘机、塔吊、汽车吊及各类起重机配套外，还广泛应用于轻工机械、港口机械、冶金机械、医疗机械、工业机器人、隧道掘进机、堆取料机、游艺设备、导弹发射架、雷达天线等。90%以上的回转支承为齿轮传动方式，其中50%的齿轮式回转支承需进行齿轮淬火，现有的回转支承齿轮的淬火形式为全齿面淬火，淬火加工工艺是加热时以匀速连续上部，并用喷水器进行喷液冷却淬火使齿轮达到的上中下部均匀的硬度和淬硬层，淬火硬度 为53±3HRC，回转支承游隙为O. 008倍的钢球直径。断齿是经淬火后的齿轮式回转支承失效主要原因之一，且主要集中在靠近非安装面的齿轮上部。经有关资料分析造成断齿的主要原因是在倾覆力矩的作用下，回转支承会产生变形，加上回转支承本身存在游隙，悬臂安装的小齿轮对回转支承的齿轮上部进行挤压造成回转支承早期断齿。因此需要对回转支承结构及工艺进行改进以降低断齿的发生率。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种渐变硬度齿轮式回转支承及其齿轮淬火加工工艺。该渐变硬度齿轮式回转支承通过对齿轮式回转支承的结构及加工工艺方面改进，可显著降低断齿的发生率。本专利技术的渐变硬度齿轮式回转支承由外圈(或外齿圈)、钢球、隔离件、内齿圈(或内圈)、密封皮组成，内、外圈组装后的游隙控制在钢球直径的O. 004倍以内，齿轮表面硬度为渐变硬度，从靠近非安装面的齿轮上部开始分为软带区、过渡区、正常硬度区，硬度分别为25-40HRC、40-50HRC、5(T56HRC，软带区宽度为全齿宽的O. 2 O. 3倍，过渡区宽度为全齿宽的O. 2^0. 3倍，正常硬度区宽度为全齿宽的O. 4^0. 6倍。本专利技术渐变硬度齿轮式回转支承的齿轮淬火加工工艺是这样设计的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，过渡区和软带区为1-3倍正常线速度，具体线速度值根据齿轮模数大小确定；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。本专利技术的有益效果是(1)渐变硬度齿轮能提高齿轮上部的抗挤压能力，(2)渐变硬度齿轮在加工过程中的自回火使工件内应力得到更加充分的释放，工件的整体变形量得到控制；实验结果表明此专利技术能有效解决回转支承的挤压断齿问题。附图说明图I是渐变硬度齿轮式回转支承的示意图。图2是本专利技术渐变硬度齿轮淬火层示意图。图中1、回转支承外圈；2、钢球；3、隔离块；4、回转支承内齿圈；5、密封皮；7、软软带；8、过渡区；9、正常硬度区。具体实施例方式从图I可以看出，本专利技术的渐变硬度齿轮式回转支承由外圈I、钢球2、隔离块3、内齿圈4、密封皮5组成，内、外圈组装后的游隙控制在钢球2直径的O. 004倍以内，齿轮表面硬度为渐变硬度，从靠近非安装面的齿轮上部开始分为软带区7、过渡区8、正常硬度区9，硬度分别为25-40HRC、40-50HRC、5(T56HRC，软带区7宽度为全齿宽的O. 2 O. 3倍，过渡区8宽度为全齿宽的O. 2^0. 3倍，正常硬度区9宽度为全齿宽的O. 4^0. 6倍。上述渐变硬度齿轮式回转支承的齿轮淬火加工工艺是这样设计的在齿轮进行感 应淬火时，将齿轮加热区段分成正常硬度区9、过渡区8和软带区7三段，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，过渡区和软带区为1-3倍正常线速度，具体线速度值根据齿轮模数大小确定；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。例如，加工某型号回转支承钢球直径为40mm，游隙< O. 16mm，齿轮模数14，压力角20度，齿轮高度120mm。渐变硬度齿轮式回转支承的加工工艺与普通回转支承加工工艺的主要区别为齿轮热处理方面的改进，其余方面的加工相同。具体工艺改进如下 由图2和表I可知，将齿轮加热区段分成正常硬度区9、过渡区8和软带区7三段，正常硬度区9为50mm，过渡区8和软带区7为35mm，用数控程序将正常硬度区9、过渡区8和软带区7的加热线速度分别设定成3. 5mm/s、4. 0mm/s、4. 5mm/s。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。检验结果软带区35mm处的硬度为HRC25-40，过渡区35mm处为HRC40-50，正常硬度区50mm处为HRC50以上，达到渐变硬度效果。表I :工艺及程序参数表I工3RS加热爾ftS热I电流賴 功率酵丨淨设定BK BfiiISfgI的一半 数簾 125Α 3 0￥ 45m 9560HZ. Umia !抄!SB 齿 ft工2及S 正常硬正常区过渡区辍带区持疾 过渡区软苗区K Sifg11-l.g ....... 线慧喷水时间!Xmm35mm 4,Dmr^ 35mm 4JG 秒III 1权利要求1.一种渐变硬度齿轮式回转支承，所述渐变硬度齿轮式回转支承由外圈(或外齿圈)、钢球、隔离件、内齿圈(或内圈)、密封皮组成，其特征是所述渐变硬度齿轮式回转支承的齿轮表面硬度为渐变硬度，从靠近非安装面的齿轮上部开始分为软带区、过渡区、正常硬度区，硬度分别为25-40HRC、40-50HRC、5(T56HRC，软带区宽度为全齿宽的O. 2 O. 3倍，过渡区宽度为全齿宽的O. 2^0. 3倍，正常硬度区宽度为全齿宽的O. 4^0. 6倍。2.根据权利要求I所述的渐变硬度齿轮式回转支承，其特征是内、外圈组装后游隙控制在钢球直径的O. 004倍以内。3.根据权利要求I所述的渐变硬度齿轮式回转支承齿轮淬火加工工艺，其特征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。全文摘要本专利技术公开了一种渐变硬度齿轮式回转支承及其齿轮淬火加工工艺，其特点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。本专利技术渐变硬度齿轮式回转支承及其齿轮淬火加工工艺能提高齿轮上部的抗挤压能力，可有效解决回转支承的挤压断齿问题。文档编号F16C33/64GK102878197SQ20121033595公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日专利技术者侯宁, 胡恒强, 肖磊, 陶洪愚, 张峰, 陈晨 申请人:马鞍山统力回转支承有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种渐变硬度齿轮式回转支承，所述渐变硬度齿轮式回转支承由外圈（或外齿圈）、钢球、隔离件、内齿圈（或内圈）、密封皮组成，其特征是所述渐变硬度齿轮式回转支承的齿轮表面硬度为渐变硬度，从靠近非安装面的齿轮上部开始分为软带区、过渡区、正常硬度区，硬度分别为25？40HRC、40？50HRC、50~56HRC，软带区宽度为全齿宽的0.2~0.3倍，过渡区宽度为全齿宽的0.2~0.3倍，正常硬度区宽度为全齿宽的0.4~0.6倍。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：侯宁，胡恒强，肖磊，陶洪愚，张峰，陈晨，
申请(专利权)人：马鞍山统力回转支承有限公司，
类型：发明
国别省市：
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