一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火裝置及其工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬金屬工藝淬火技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火裝置及其工藝，本發(fā)明裝置包括立式感應(yīng)淬火機(jī)床、支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置、支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝，本發(fā)明工藝首先將工件放入感應(yīng)淬火機(jī)床中固定好，其次，使用支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝，在300—600Hz的頻率下對(duì)工件加熱，然后，再用支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置，以清水為冷卻介質(zhì)，對(duì)加熱好的支重輪滾道部位進(jìn)行噴水急冷。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)挖掘機(jī)支重輪支撐滾道部及相鄰軸肩面進(jìn)行淬火處理中的深層感應(yīng)加熱環(huán)節(jié)，節(jié)約能源，提高工作效率。
【專利說(shuō)明】
一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火裝置及其工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火裝置及其工藝，屬金屬淬火技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]大型挖掘機(jī)是露天礦山開(kāi)礦作業(yè)的不可缺少的先進(jìn)的裝載工具，其中支重輪是礦山的大宗消耗備件之一。挖掘機(jī)支重輪作為挖掘機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中重要的零件。它擔(dān)負(fù)著承載挖掘機(jī)的靜載荷或動(dòng)載荷的任務(wù)。由于挖掘機(jī)在使用過(guò)程中情況變化很大，所以支重輪滾道部分承受的載荷的大小及方向也在不斷地變化。例如當(dāng)挖掘機(jī)在高低不平作業(yè)面啟動(dòng)時(shí)或停止時(shí)，由于挖掘機(jī)自身很重，會(huì)和履帶板之間瞬間產(chǎn)生很大的摩擦力;在反復(fù)挖掘過(guò)程中還會(huì)受到很大的沖擊力，這樣支重輪滾道面上會(huì)產(chǎn)生疲勞麻點(diǎn)、磨損，甚至大塊剝落。顯而易見(jiàn)，挖掘機(jī)支重輪的工作條件是非常嚴(yán)酷的。
[0003]挖掘機(jī)工作時(shí)，所有的載荷作用在支重輪滾道部位上。它承受彎曲應(yīng)力的作用，這種應(yīng)力是周期的，他將產(chǎn)生疲勞斷裂。支重輪的滾道面作用在履帶板上，和履帶板直接接觸，會(huì)受到接觸應(yīng)力和摩擦力的作用。
[0004]支重輪工作環(huán)境是在露天四季工作，不僅承受溫度變化，還遭受灰塵，泥濘，風(fēng)雪等惡劣氣候。由此可見(jiàn)挖掘機(jī)支重輪工作條件是苛刻的，受力是復(fù)雜的，工作環(huán)境是惡劣的。一旦出現(xiàn)問(wèn)題造成嚴(yán)重停產(chǎn)，因此延長(zhǎng)支重輪使用壽命是制造者一直努力的方向。
[0005]挖掘機(jī)支重輪一般采用42CrMo鍛造材料。目前一般通過(guò)兩種方法對(duì)支重輪滾道部分進(jìn)行淬火熱處理:
[0006]1.采用鹽浴爐中或電阻爐中將支重輪整體加熱到850°C保溫一段時(shí)間后，再在含有添加1 % NaOH(或1 % NaCl)水溶液中進(jìn)行冷卻。
[0007]2.采用1-1OkHz中頻或10kHz高頻對(duì)支重輪滾道部位進(jìn)行感應(yīng)加熱后，再在含有8—10% PAG水溶液中冷卻。
[0008]整體熱處理淬火時(shí)應(yīng)力較大，容易造成開(kāi)裂，表面硬度低，硬度均勻性差，淬硬層較淺，能源消耗高等缺點(diǎn)。使用含有添加10 %NaOH(或10 %NaCl)水溶液冷卻，成本相對(duì)高，不環(huán)保。
[0009]采用1-1OkHz中頻或10kHz高頻感應(yīng)加熱淬火，盡管能耗低，表面硬度高，但是對(duì)于支重輪這樣的大型工件，采用1-1OkHz中頻或10kHz高頻感應(yīng)加熱，因集膚效應(yīng)比較明顯，所以在保證良好的組織情況下所獲得的淬硬層淺，在3—5mm左右。此外該方法過(guò)渡區(qū)硬度梯度陡峭，在使用中容易產(chǎn)生剝落掉塊。該方法使用含有8—10 %PAG水溶液冷卻，成本高，因添加PAG也不環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明為解決目前技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火裝置及其工藝。它能實(shí)現(xiàn)一次性對(duì)挖掘機(jī)支重輪的支撐滾道部和相鄰軸肩面深層感應(yīng)加熱功能，減少了加熱次數(shù)，節(jié)約能源和工人勞動(dòng)力，提高工作效率。
[0011]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0012]—種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火裝置，包括感應(yīng)淬火機(jī)床、支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置、支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝，支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝位于感應(yīng)淬火機(jī)床中工件的相應(yīng)加工部位，并相配合，支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置位于支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝的上部。
[0013]所述立式感應(yīng)淬火機(jī)床包括機(jī)械傳動(dòng)部分、供電部分、冷卻部分三部分，所述機(jī)械傳動(dòng)部分包括支撐框架、支撐框架頂端的電機(jī)、位于支撐框架兩邊的絲杠，及由上而下的上橫梁、中間橫梁、下橫梁和兩側(cè)的光桿，上橫梁的中間設(shè)有第一頂尖，第一頂尖旁邊設(shè)有工件旋轉(zhuǎn)電機(jī)，由工件旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)第一頂尖轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠通過(guò)安裝在上橫梁上的螺母，帶動(dòng)上橫梁上下移動(dòng);所述上橫梁、中間橫梁、下橫梁和兩側(cè)的光桿組成一個(gè)框架，其中上橫梁、下橫梁和兩側(cè)的光桿組成一個(gè)固定框架，固定框架中上橫梁的兩端有滑輪，滑輪沿著固定在框架兩邊的軌道里滑動(dòng);下橫梁的兩端有滑輪，沿著固定在蓄水池兩邊的軌道滑動(dòng)。
[0014]所述固定框架，由機(jī)床兩側(cè)的絲杠帶動(dòng)框架沿著兩側(cè)的軌道上下移動(dòng)，固定框架中間設(shè)有中間橫梁，中間橫梁上設(shè)有鎖緊螺栓，將中間橫梁和光杠鎖緊，當(dāng)鎖緊螺栓與光桿的鎖緊松開(kāi)時(shí)，光桿自由穿過(guò)中間橫梁，可調(diào)整機(jī)床上橫梁和中間橫梁的距離，一旦鎖緊螺栓和光杠鎖緊后，那么中間橫梁就和上橫梁、下橫梁、光杠構(gòu)成為一個(gè)固定框架，可以一起上下移動(dòng)，中間橫梁上設(shè)有第二頂尖，和機(jī)床上橫梁的第一頂尖一起將準(zhǔn)備感應(yīng)熱處理的工件固定在機(jī)床上，工件隨著絲杠帶動(dòng)的固定框架上下移動(dòng)。
[0015]所述供電部分包括中頻電源柜、機(jī)床淬火變壓器、電容組、機(jī)床操作控制臺(tái)，所述機(jī)床淬火變壓器位于機(jī)床框架的下面，固定在框架上，并可以前后移動(dòng)，并與支重輪支撐滾道感應(yīng)加熱工裝相連接，通過(guò)調(diào)整機(jī)床淬火變壓器的匝數(shù)和電容組的數(shù)量，調(diào)節(jié)工件所需加熱的工作頻率。
[0016]所述冷卻系統(tǒng)，包括栗站、冷卻水包，栗站的水通過(guò)管道流動(dòng)到水包里進(jìn)行儲(chǔ)存均壓，冷卻水包上面設(shè)有很多冷卻出水管頭，管頭上帶有閥門(mén)，用于機(jī)床電氣和工件的冷卻。
[0017]所述機(jī)床電氣的冷卻包括機(jī)床淬火變壓器的冷卻、電容組的冷卻、支重輪支撐滾道感應(yīng)加熱工裝的冷卻；由耐高壓水管從冷卻水包連接到機(jī)床淬火變壓器、電容器組和支重輪支撐滾道感應(yīng)加熱工裝上，然后通過(guò)各自的回水管道流到蓄水池。
[0018]所述工件的冷卻是由耐高壓水管從冷卻水包連接到支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置的進(jìn)水管上，冷卻水通過(guò)高壓水管、支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置后噴射在工件上，將工件迅速冷卻后回到蓄水池中。
[0019]所述機(jī)床操作控制臺(tái)連接并控制各部分的運(yùn)行。
[0020]所述工件為半精加工后的支重輪。
[0021 ]所述支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置包括弧形中空的箱體、用于對(duì)支撐滾道軸部淬火冷卻的圓弧面噴水板、用于對(duì)支撐滾道軸部以及第二支撐滾道軸肩、支重輪倒角交界部淬火冷卻的內(nèi)錐套噴水板，以及設(shè)置在箱體上的進(jìn)水孔。
[0022]圓弧面噴水板設(shè)置在箱體的內(nèi)側(cè)，內(nèi)錐套噴水板設(shè)置在圓弧面噴水板上端，并與箱體構(gòu)成一個(gè)整體。
[0023]在圓弧面噴水板上陣列設(shè)置有若干噴水孔，在內(nèi)錐套噴水板的內(nèi)側(cè)壁上陣列設(shè)置有若干噴水孔。
[0024]內(nèi)錐套噴水板在圓弧面噴水板上端，并向內(nèi)傾斜。
[0025]所述支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝包括冷卻進(jìn)水管、凸起端面加熱弧狀紫銅管、第一硅鋼片導(dǎo)磁體、支撐滾道部加熱豎向紫銅管、第二硅鋼片導(dǎo)磁體、支撐滾道部加熱弧狀螺旋紫銅管、第三硅鋼片導(dǎo)磁體、凸起端面與支撐滾道部過(guò)渡圓弧加熱紫銅管、冷卻出水管、第二電極、第一電極。
[0026]第二電極、第一電極之間設(shè)有絕緣板。
[0027]第一電極、凸起端面加熱弧狀紫銅管、支撐滾道部加熱豎向紫銅管、支撐滾道部加熱弧狀螺旋紫銅管、凸起端面與支撐滾道根部過(guò)渡圓弧加熱紫銅管以及第二電極依次串聯(lián)連通，形成一個(gè)單匝線圈，單匝線圈的內(nèi)徑大于挖掘機(jī)支撐滾道部的外徑。
[0028]冷卻進(jìn)水管、凸起端面加熱弧狀紫銅管、支撐滾道部加熱豎向紫銅管、支撐滾道部加熱弧狀螺旋紫銅管、凸起端面與支撐滾道部過(guò)渡圓弧加熱紫銅管、冷卻出水管依次相通，能通過(guò)冷卻水對(duì)線圈進(jìn)行冷卻。
[0029]凸起端面加熱弧狀紫銅管上包裹有第一硅鋼片導(dǎo)磁體，U形口朝向第一支撐滾道軸肩，利用導(dǎo)磁體的槽口效應(yīng)將磁力線聚集于軸肩上，提高肩部加熱效率。
[0030]支撐滾道部加熱豎向紫銅管上包裹有第二硅鋼片導(dǎo)磁體，U形口朝向支撐滾道軸部表面，利用導(dǎo)磁體的槽口效應(yīng)將磁力線聚集于軸部表面，提高軸部加熱效率。
[0031]凸起端面與支撐滾道根部過(guò)渡圓弧加熱紫銅管上包裹有第三硅鋼片導(dǎo)磁體;U形口朝向第一支撐滾道軸肩根部圓弧上，利用導(dǎo)磁體的槽口效應(yīng)將磁力線聚集于軸肩圓弧上，提高根部圓弧加熱效率。
[0032]支撐滾道部的淬火感應(yīng)加熱工裝的工作原理:
[0033]第一電極和第二電極和淬火變壓器相連接并入電源，電流順次流經(jīng)各個(gè)紫銅管組成的線圈，當(dāng)線圈中通有交變電流時(shí)，在線圈的內(nèi)部及其周圍就產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，置于線圈內(nèi)部的工件就被交變磁場(chǎng)的磁力線所切割，于是在支撐滾道軸部上將有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，并在電動(dòng)勢(shì)作用下產(chǎn)生渦流，由于渦流回路的阻抗很小，渦流強(qiáng)度自然很大，使渦流回路產(chǎn)生很大的熱量，從而對(duì)線圈內(nèi)的支撐滾道軸部、第一支撐滾道軸肩、第二支撐滾道軸肩、第一支撐滾道軸肩根部圓弧進(jìn)行加熱。
[0034]—種使用上述用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火裝置淬火的工藝，包括以下步驟:
[0035]首先，將工件即經(jīng)過(guò)半精加工的支重輪放入感應(yīng)淬火機(jī)床中固定好，其次，使用支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝，在300—600Hz的頻率下對(duì)工件加熱，然后，再用支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置，以清水為冷卻介質(zhì)，對(duì)加熱好的支重輪滾道部位進(jìn)行噴水急冷。
[0036]優(yōu)選的，所述支重輪的材質(zhì)為4340鍛鋼，感應(yīng)淬火前進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，調(diào)質(zhì)處理后支重輪的表面硬度為220—250HB。
[0037]優(yōu)選的，述的一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火工藝，其特征是包括以下具體步驟:
[0038]a.工件外形準(zhǔn)備:將工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)后進(jìn)行半精加工，為后續(xù)的感應(yīng)淬火作組織準(zhǔn)備。
[0039]半精加工留有余量，支撐滾道軸部、第一支撐滾道軸肩、以及第一支撐滾道軸肩根部圓弧余量為2?2.5mm，支撐滾道軸部長(zhǎng)度余量為5?5.5mm，倒角交界處加工半徑為6mm圓弧，工件粗糙度全部為Ral.6μπι。
[0040]支撐滾道軸部端頭，以及第二支撐滾道軸肩50m范圍內(nèi)，即倒角交界處上下50m范圍內(nèi)，用砂輪拋光機(jī)進(jìn)行拋光，確保無(wú)肉眼可見(jiàn)加工刀痕。
[0041]b.工件的固定:先將支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝臨時(shí)連接在機(jī)床淬火變壓器上，再將工件支重輪放在機(jī)床上，操作機(jī)床通過(guò)上橫梁移動(dòng)，使機(jī)床上橫梁和中間橫梁的上下頂尖頂入支重輪中心孔內(nèi)，鎖死機(jī)床中間橫梁；以工件支重輪為基準(zhǔn)，移動(dòng)機(jī)床淬火變壓器調(diào)整支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝與工件支重輪之間的間隙為10?15_，保持工件和線圈合適的間隙避免產(chǎn)生短路打火燒傷工件，同時(shí)線圈和工件同心設(shè)置，保證加熱時(shí)溫度均勻;所述支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝水平放置。
[0042]將支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝和機(jī)床淬火變壓器固定好，兩接觸板表面清潔，無(wú)氧化現(xiàn)象;然后用高壓水管連接冷卻水包和支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝的進(jìn)水管，用水管連接支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝的出水管，將出水排在蓄水池內(nèi)。
[0043]c.安裝支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置:以工件為基準(zhǔn)安裝支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置，支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置的下沿與支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3的上沿之間的距離為100?150mm;確保支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置和工件間隙為20?40mm之間，支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置安裝要保證水平，并將其固定；用高壓水管連接冷卻水包和支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置所有的進(jìn)水管。
[0044]d.試送電:調(diào)整機(jī)床淬火變壓器的匝數(shù)為8:1，電容組為3.5個(gè);打開(kāi)冷卻水包上通往支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝的進(jìn)水閥門(mén)，確認(rèn)通水流暢，壓力為0.15?0.2MPa。
[0045]操作機(jī)床將支重輪支撐滾道部分放入支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝內(nèi)，送電，觀測(cè)機(jī)床操作控制臺(tái)7上的頻率表，頻率為450 土 30Hz。
[0046]e.試水:操作機(jī)床將支重輪支撐滾道部分放入噴水急冷裝置內(nèi)，打開(kāi)總閥門(mén)，調(diào)整進(jìn)口水壓0.2—03MPa，旋轉(zhuǎn)工件，觀察冷卻水是否均勻，確保工件上下位置被水噴上，斜噴全部噴在第二支撐滾道軸肩上，關(guān)閉閥門(mén)。
[0047]f.支重輪支撐滾道部感應(yīng)加熱:
[0048]第一階段，可以稱作起始階段，操作機(jī)床下移工件，使工件倒角交界處和支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝中的支撐滾道部加熱豎向紫銅管下沿之間的距離為20?25mm;第一支撐滾道軸肩與支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝中的支撐滾道部加熱豎向紫銅管上沿之間的距離為30?40mm，旋轉(zhuǎn)工件30轉(zhuǎn)/分。
[0049]送電，30秒內(nèi)將功率調(diào)到450kw保持9分鐘左右，用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀檢測(cè)支撐滾道軸部長(zhǎng)度上的中間位置部位為支撐滾道軸部的中間位置距端面約10mm左右，工件支撐滾道軸部長(zhǎng)度上的中間位置處的溫度900--920°C，該階段對(duì)支撐滾道軸部進(jìn)行加熱。
[0050]第二階段，上移工件，使工件倒角交界處和支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝中的支撐滾道部加熱豎向紫銅管下沿之間的距離為O?5_基本相平;測(cè)定倒角交界處倒角處表面溫度為820?850°C，該階段對(duì)第二支撐滾道軸肩的徑向滲透和倒角交界處的溫度進(jìn)行加熱控制。
[0051 ]第三階段，下移工件，使第一支撐滾道軸肩與支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝中的支撐滾道部加熱豎向紫銅管上沿之間的距離為10?15mm，測(cè)定工件的第一支撐滾道軸肩、第一支撐滾道軸肩根部圓弧處表面溫度850—870°C;該階段是對(duì)第一支撐滾道軸肩和第一支撐滾道軸肩根部圓弧進(jìn)行加熱。
[0052]以50mm?60mm/分速度上移工件，當(dāng)?shù)菇墙唤缣幉课痪嚯x支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝的支撐滾道部加熱豎向紫銅管上沿50?60mm處時(shí)停止電源。
[0053]g.支重輪支撐滾道部冷卻階段:操作機(jī)床工件繼續(xù)上移，使第一支撐滾道軸肩與支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置上沿20?80mm，見(jiàn)圖11，停止移動(dòng);然后利用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀測(cè)定倒角交界處表面溫度至790?810°C時(shí)，迅速打開(kāi)支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置的閥門(mén)，對(duì)工件進(jìn)行急劇冷卻，要求水壓0.2—0.3MPa，工件在支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置中冷卻12?13分鐘，關(guān)閉閥門(mén)，停止冷卻，冷卻后工件表面溫度為40?50°(:時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)。
[0054]h.吊下工件，將工件掉頭，重復(fù)上述動(dòng)作，完成支重輪支撐滾道部的淬火工序。
[0055]所述工件經(jīng)過(guò)淬火工藝熱處理后的表面硬度為58?60HRC。
[0056]所述工件經(jīng)過(guò)淬火工藝熱處理后，淬硬層17mm以上。
[0057]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn):
[0058]利用本發(fā)明裝置和淬火工藝加工的支重輪，因深層感應(yīng)快速加熱，晶粒細(xì)小，組織均勻。采用噴清水急冷，組織轉(zhuǎn)變徹底，表面硬度高，表面硬度均勻，產(chǎn)品耐磨性好，使用壽命長(zhǎng);淬硬層深，過(guò)渡區(qū)硬度平緩，不易產(chǎn)生大塊剝落;抗接觸疲勞性能優(yōu)越，不易產(chǎn)生麻點(diǎn)剝落。不僅在履帶式起重機(jī)的所有支重輪中廣泛的應(yīng)用，也對(duì)其他類似軸類感應(yīng)淬火中有著良好的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0059]圖1為感應(yīng)淬火機(jī)床示意圖。
[0060]圖2為支重輪結(jié)構(gòu)示意圖。
[0061 ]圖3為支重輪滾道部位感應(yīng)淬火工裝安裝主視圖。
[0062]圖4為圖3的A-A俯視圖。
[0063]圖5為圖2的右視圖。
[0064]圖6為支重輪感應(yīng)加熱工裝主視圖。
[0065]圖7為支重輪滾道淬火噴水急冷裝置示意圖。
[0066]圖8為支重輪滾道部位感應(yīng)加熱第一階段位置示意圖。
[0067]圖9為支重輪滾道部位感應(yīng)加熱第二階段位置示意圖。
[0068]圖10為支重輪滾道部位感應(yīng)加熱第三階段位置示意圖。
[0069]圖11為支重輪滾道部位噴水冷卻位置示意圖。
[0070]圖中各部件標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0071 ] 1、支重輪;2、支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置;3、支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝;4、冷卻水包;5、機(jī)床淬火變壓器;6、電容組;7、機(jī)床操作控制臺(tái)；8、機(jī)床支撐框架；
9、絲杠；1、電機(jī)；11、工件旋轉(zhuǎn)電機(jī)；12、機(jī)床上橫梁；13、機(jī)床中間橫梁；14、機(jī)床下橫梁；15、蓄水池;16機(jī)床光杠。
[0072]114、支撐滾道軸部;115、第一支撐滾道軸肩；116、第二支撐滾道軸肩；117、第一支撐滾道軸肩根部圓弧，118、倒角交界部;119、支撐滾道軸部114長(zhǎng)度上的中間位置。
[0073]201、內(nèi)錐套噴水板;202、箱體;203、進(jìn)水孔;204、圓弧面噴水板。
[0074]301、凸起端面加熱弧狀紫銅管；302、第一硅鋼片導(dǎo)磁體;303、支撐滾道部加熱豎向紫銅管；304、第二硅鋼片導(dǎo)磁體;305、支撐滾道部加熱弧狀螺旋紫銅管；306第三硅鋼片導(dǎo)磁體;307、凸起端面與支撐滾道部過(guò)渡圓弧加熱紫銅管；308、冷卻水出口； 309、第二電極;310、第一電極;311、絕緣板;312、冷卻水進(jìn)口。
【具體實(shí)施方式】
[0075]下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0076]參見(jiàn)圖1?圖11。
[0077]本發(fā)明一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火裝置及其工藝的實(shí)施例是針對(duì)Terex/0&KRH170機(jī)型支重輪的，也適于其他大型履帶式挖掘機(jī)支重輪。
[0078]本發(fā)明一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火裝置，包括立式感應(yīng)淬火機(jī)床、支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2、支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3，支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3位于感應(yīng)淬火機(jī)床中工件的相應(yīng)加工部位，并相配合，支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2位于支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3的上部。
[0079]所述立式感應(yīng)淬火機(jī)床包括機(jī)械傳動(dòng)部分、供電部分、冷卻部分三部分，所述機(jī)械傳動(dòng)部分包括支撐框架8、支撐框架8頂端的電機(jī)10、位于支撐框架8兩邊的絲杠9，及由上而下的上橫梁12、中間橫梁13、下橫梁14和兩側(cè)的光桿16，上橫梁12的中間設(shè)有第一頂尖，第一頂尖旁邊設(shè)有工件旋轉(zhuǎn)電機(jī)11，由工件旋轉(zhuǎn)電機(jī)11帶動(dòng)第一頂尖轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠9通過(guò)安裝在上橫梁12上的螺母，帶動(dòng)上橫梁12上下移動(dòng);所述上橫梁12、中間橫梁13、下橫梁14和兩側(cè)的光桿16組成一個(gè)框架，其中上橫梁12、下橫梁14和兩側(cè)的光桿16組成一個(gè)固定框架，定框架中上橫梁12的兩端有滑輪，滑輪沿著固定在框架8兩邊的軌道里滑動(dòng);下橫梁14的兩端有滑輪，沿著固定在蓄水池兩邊的軌道滑動(dòng)。
[0080]這個(gè)固定框架，由機(jī)床兩側(cè)的絲杠9帶動(dòng)框架沿著兩側(cè)的軌道上下移動(dòng)，固定框架中間設(shè)有中間橫梁13，中間橫梁13上設(shè)有鎖緊螺栓，將中間橫梁13和光杠16鎖緊，當(dāng)鎖緊螺栓與光桿的鎖緊松開(kāi)時(shí)，光桿16自由穿過(guò)中間橫梁13，可調(diào)整機(jī)床上橫梁12和中間橫梁13的距離，一旦鎖緊螺栓和光杠16鎖緊后，那么中間橫梁13就和上橫梁12、下橫梁14、光杠16構(gòu)成為一個(gè)固定框架，可以一起上下移動(dòng)，中間橫梁上13設(shè)有第二頂尖，和機(jī)床上橫梁12的第一頂尖一起將準(zhǔn)備感應(yīng)熱處理的工件固定在機(jī)床上，工件隨著絲杠9帶動(dòng)固定框架上下移動(dòng)。
[0081]所述供電部分包括中頻電源柜、機(jī)床淬火變壓器5、電容組6、機(jī)床操作控制臺(tái)7，所述機(jī)床淬火變壓器5位于機(jī)床框架的下面，固定在框架上，可以前后移動(dòng)，并與支重輪支撐滾道感應(yīng)加熱工裝3(感應(yīng)線圈)相連接，通過(guò)調(diào)整機(jī)床淬火變壓器5的匝數(shù)和電容組6的數(shù)量，調(diào)節(jié)工件所需加熱的工作頻率。
[0082]所述冷卻系統(tǒng)，包括栗站、冷卻水包4，栗站的水通過(guò)管道流動(dòng)到水包4里進(jìn)行儲(chǔ)存均壓，冷卻水包4上面設(shè)有很多冷卻出水管頭，管頭上帶有閥門(mén)，用于機(jī)床電氣和工件的冷卻。
[0083]所述機(jī)床電氣的冷卻包括機(jī)床淬火變壓器5的冷卻、電容組6的冷卻、支重輪支撐滾道感應(yīng)加熱工裝3(感應(yīng)線圈)的冷卻；由耐高壓水管從冷卻水包4連接到機(jī)床淬火變壓器5、電容器組6和支重輪支撐滾道感應(yīng)加熱工裝3上，然后通過(guò)各自的回水管道流到蓄水池15ο
[0084]所述工件的冷卻是由耐高壓水管從冷卻水包4連接到支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2的進(jìn)水管203上，冷卻水通過(guò)高壓水管、支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2后噴射在工件上，將工件迅速冷卻后回到蓄水池15中。
[0085]所述機(jī)床操作控制臺(tái)7連接并控制各部分的運(yùn)行。
[0086]所述工件為半精加工后的支重輪I。
[0087]所述支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2包括弧形中空的箱體202、用于對(duì)支撐滾道軸部114淬火冷卻的圓弧面噴水板204、用于對(duì)支撐滾道軸部114以及第二支撐滾道軸肩116、支重輪倒角交界部118淬火冷卻的內(nèi)錐套噴水板201，以及設(shè)置在箱體202上的進(jìn)水孔203;進(jìn)水孔203為4?10個(gè)。
[0088]圓弧面噴水板204設(shè)置在箱體202的內(nèi)側(cè)，內(nèi)錐套噴水板201設(shè)置在圓弧面噴水板204上端，并與箱體202構(gòu)成一個(gè)整體。
[0089]在圓弧面噴水板204上陣列設(shè)置有若干噴水孔，在內(nèi)錐套噴水板201的內(nèi)側(cè)壁上陣列設(shè)置有若干噴水孔。
[0090]內(nèi)錐套噴水板201在圓弧面噴水板204上端，并向內(nèi)傾斜。
[0091]支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置的工作原理是:來(lái)自水包的清水通過(guò)進(jìn)水管203到達(dá)箱體202內(nèi)進(jìn)行均壓，再以較快的速度從內(nèi)錐套噴水板201和/或從圓弧面噴水板204上的噴水孔經(jīng)過(guò)，分別噴射到工件支撐滾道部表面上(114、116、118)，對(duì)感應(yīng)加熱的工件迅速實(shí)施冷卻，完成馬氏體的組織轉(zhuǎn)變。這樣冷卻的工件淬硬層深，表面硬度均勻。
[0092]所述支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3包括冷卻進(jìn)水管312、凸起端面加熱弧狀紫銅管301、第一硅鋼片導(dǎo)磁體302、支撐滾道部加熱豎向紫銅管303、第二硅鋼片導(dǎo)磁體304、支撐滾道部加熱弧狀螺旋紫銅管305、第三硅鋼片導(dǎo)磁體306、凸起端面與支撐滾道部過(guò)渡圓弧加熱紫銅管307、冷卻出水管308、第二電極309、第一電極310;第二電極309、第一電極310之間設(shè)有絕緣板311;見(jiàn)圖6。
[0093]所述第一電極310、凸起端面加熱弧狀紫銅管301、支撐滾道部加熱豎向紫銅管303、支撐滾道部加熱弧狀螺旋紫銅管305、凸起端面與支撐滾道根部過(guò)渡圓弧加熱紫銅管307以及第二電極309依次串聯(lián)連通，形成一個(gè)單匝線圈，單匝線圈的內(nèi)徑大于挖掘機(jī)支撐滾道部的外徑。
[0094]冷卻進(jìn)水管312、凸起端面加熱弧狀紫銅管301、支撐滾道部加熱豎向紫銅管303、支撐滾道部加熱弧狀螺旋紫銅管305、凸起端面與支撐滾道部過(guò)渡圓弧加熱紫銅管307、冷卻出水管308依次相通，能通過(guò)冷卻水對(duì)線圈進(jìn)行冷卻。
[0095]凸起端面加熱弧狀紫銅管301上包裹有第一硅鋼片導(dǎo)磁體302，U形口朝向第一支撐滾道軸肩115，利用導(dǎo)磁體的槽口效應(yīng)將磁力線聚集于軸肩上，提高肩部加熱效率。
[0096]支撐滾道部加熱豎向紫銅管303上包裹有第二硅鋼片導(dǎo)磁體304，U形口朝向支撐滾道軸部表面114，利用導(dǎo)磁體的槽口效應(yīng)將磁力線聚集于軸部表面，提高軸部加熱效率。
[0097]凸起端面與支撐滾道根部過(guò)渡圓弧加熱紫銅管307上包裹有第三硅鋼片導(dǎo)磁體306;U形口朝向第一支撐滾道軸肩根部圓弧117上，利用導(dǎo)磁體的槽口效應(yīng)將磁力線聚集于軸肩圓弧上，提高根部圓弧加熱效率。
[0098]支撐滾道部的淬火感應(yīng)加熱工裝3的工作原理。
[0099]第一電極10和第二電極9和淬火變壓器5相連接并入電源，電流順次流經(jīng)各個(gè)紫銅管組成的線圈，當(dāng)線圈中通有交變電流時(shí)，在線圈的內(nèi)部及其周圍就產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，置于線圈內(nèi)部的工件就被交變磁場(chǎng)的磁力線所切割，于是在支撐滾道軸部上將有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，并在電動(dòng)勢(shì)作用下產(chǎn)生渦流，由于渦流回路的阻抗很小，渦流強(qiáng)度自然很大，使渦流回路產(chǎn)生很大的熱量，從而對(duì)線圈內(nèi)的支撐滾道軸部114、第一支撐滾道軸肩115、第二支撐滾道軸肩116、第一支撐滾道軸肩根部圓弧117進(jìn)行加熱。
[0100]—種使用上述用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火裝置淬火的工藝，包括以下步驟:
[0101]首先，將工件即經(jīng)過(guò)半精加工的支重輪I放入感應(yīng)淬火機(jī)床中固定好，其次，使用支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3，在300—600Hz的頻率下對(duì)工件加熱，然后，再用支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2，以清水為冷卻介質(zhì)，對(duì)加熱好的支重輪滾道部位進(jìn)行噴水急冷。
[0102]所述支重輪I的材質(zhì)為4340鍛鋼，感應(yīng)淬火前進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，調(diào)質(zhì)處理后支重輪I的表面硬度為220?250HB。
[0103]調(diào)質(zhì)后的支重輪感應(yīng)淬火前要進(jìn)行半精加工。支重輪半精加工一方面為后道感應(yīng)淬火做好組織準(zhǔn)備和外形準(zhǔn)備，排除刀痕引發(fā)的倒角淬火開(kāi)裂的因素，另一方面留有合適的加工余量即防止表面變形脫碳，又減少后道加工時(shí)間。
[0104]優(yōu)選的，所述的一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火工藝，包括以下具體步驟:
[0105]a.工件外形準(zhǔn)備:將支重輪進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)后進(jìn)行半精加工，為淬火作組織形狀準(zhǔn)備和后序精加工留有余量，支撐滾道軸部114、第一支撐滾道軸肩115、以及第一支撐滾道軸肩根部圓弧117余量為2?2.5mm，支撐滾道軸部114長(zhǎng)度余量為5?5.5mm，倒角交界處118加工半徑為6mm圓弧，工件粗糙度全部為Ral.6μπι。
[0106]支撐滾道軸部114端頭，以及第二支撐滾道軸肩116，50m范圍內(nèi)，即倒角交界處118上下50m范圍內(nèi)，用砂輪拋光機(jī)進(jìn)行拋光，確保無(wú)肉眼可見(jiàn)加工刀痕。
[0107]由于感應(yīng)加熱對(duì)工件尖角處會(huì)產(chǎn)生渦流集中現(xiàn)象，工件倒角交界處118要進(jìn)行圓弧處理，減少加熱尖角處的急劇升溫的傾向。
[0108]另外工件倒角交界處118加熱后冷卻過(guò)程中，控制開(kāi)裂。原因是該處加熱易于溫度偏高，另外因?yàn)槔鋮s時(shí)組織轉(zhuǎn)變的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力疊加最后呈現(xiàn)出拉應(yīng)力狀態(tài)，如果存在尖銳的加工刀痕，在上述因素作用下引發(fā)開(kāi)裂。這一點(diǎn)是本發(fā)明中工件感應(yīng)熱處理的重要發(fā)明。
[0109]b.工件的固定:先將支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3臨時(shí)固定在機(jī)床淬火變壓器5上，再將工件支重輪I放在機(jī)床上，操作機(jī)床通過(guò)上橫梁12移動(dòng)，使機(jī)床上橫梁12和中間橫梁13的上下頂尖頂入支重輪中心孔內(nèi)，鎖死機(jī)床中間橫梁13;以工件支重輪I為基準(zhǔn)，操作機(jī)床使淬火變壓器5移動(dòng)調(diào)整支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3與工件支重輪I之間的間隙為10?15_，保持工件和線圈合適的間隙避免產(chǎn)生短路打火燒傷工件，同時(shí)線圈和工件同心設(shè)置，保證加熱時(shí)溫度均勻;利用用水平儀測(cè)量，確保支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3水平放置。
[0110]將支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3和機(jī)床淬火變壓器5固定好，兩接觸板表面清潔，無(wú)氧化現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)氧化，用砂紙清理干凈;然后用高壓水管連接冷卻水包4和支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3的進(jìn)水管312，用水管連接支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3的出水管308，將出水排在蓄水池15內(nèi)。(見(jiàn)圖3、圖4、圖5)
[0111]c.安裝支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2:以工件為基準(zhǔn)安裝支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2，支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2的下沿與支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3的上沿之間的距離為100?150mm;確保支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2和工件間隙為20?40mm之間，支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2安裝要保證水平，并將其固定;用高壓水管連接冷卻水包4和支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2所有的進(jìn)水管203。
[0112]d.試送電:調(diào)整機(jī)床淬火變壓器5的匝數(shù)為8:1，電容組6為3.5個(gè);打開(kāi)冷卻水包4上通往支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3的進(jìn)水閥門(mén)，確認(rèn)通水流暢，壓力為0.15?
0.2MPao
[0113]操作機(jī)床將支重輪支撐滾道部分放入支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3內(nèi)，送電，觀測(cè)操作控制臺(tái)7上的頻率表，頻率為450 土 30Hz。
[0114]e.試水:操作機(jī)床將支重輪支撐滾道部分放入噴水急冷裝置內(nèi)，打開(kāi)總閥門(mén)，調(diào)整進(jìn)口水壓0.2—03MPa，旋轉(zhuǎn)工件，觀察冷卻水是否均勻，確保工件上下位置被水噴上，斜噴全部噴在第二支撐滾道軸肩116上，關(guān)閉閥門(mén)。
[0115]f.支重輪支撐滾道部感應(yīng)加熱:
[0116]第一階段，可以稱作起始階段，操作機(jī)床下移工件，使工件倒角交界處118和支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3中的支撐滾道部加熱豎向紫銅管303下沿之間的距離為20?25mm;第一支撐滾道軸肩115與支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3中的支撐滾道部加熱豎向紫銅管303上沿之間的距離為30?40mm，旋轉(zhuǎn)工件30轉(zhuǎn)/分。
[0117]送電，30秒內(nèi)將功率調(diào)到450kw保持9分鐘左右，用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀檢測(cè)支撐滾道軸部114長(zhǎng)度上的中間位置119部位，為支撐滾道軸部114的中間位置約10mm左右，工件支撐滾道軸部114長(zhǎng)度上的中間位置119處的溫度900?920 °C，該階段的加熱重點(diǎn)對(duì)支撐滾道軸部114進(jìn)行加熱。
[0118]第二階段，上移工件，使工件倒角交界處118和支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3中的支撐滾道部加熱豎向紫銅管303下沿之間的距離為O?5mm基本相平;測(cè)定倒角交界處118倒角處表面溫度為820?850 °C，該階段的加熱重點(diǎn)是對(duì)第二支撐滾道軸肩116的徑向滲透和倒角交界處118的溫度進(jìn)行加熱控制。見(jiàn)圖2、圖9。
[0119]第三階段，下移工件，使第一支撐滾道軸肩115與支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3中的支撐滾道部加熱豎向紫銅管303上沿之間的距離為10?15mm，測(cè)定工件的第一支撐滾道軸肩115、第一支撐滾道軸肩根部圓弧117處表面溫度850?870°C;該階段的加熱重點(diǎn)是對(duì)第一支撐滾道軸肩115和第一支撐滾道軸肩根部圓弧(117)進(jìn)行加熱，見(jiàn)圖10。
[0120]以50mm?60mm/分速度上移工件，當(dāng)?shù)菇墙唤缣?18部位距離支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝3的支撐滾道部加熱豎向紫銅管303上沿50—60mm處時(shí)停止電源。
[0121]g.支重輪支撐滾道部冷卻階段:操作機(jī)床工件繼續(xù)上移，使第一支撐滾道軸肩115與支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2上沿20?80mm，見(jiàn)圖11，停止移動(dòng)；然后利用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀測(cè)定倒角交界處118處表面溫度至790?810°C時(shí)，迅速打開(kāi)支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2的閥門(mén)，對(duì)工件進(jìn)行急劇冷卻，要求水壓0.2?0.3MPa，工件在支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置2中冷卻12?13分鐘，關(guān)閉閥門(mén)，停止冷卻，冷卻后工件表面溫度為40?50 °C時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)。
[0122]h.吊下工件，將工件掉頭，重復(fù)上述動(dòng)作，完成支重輪支撐滾道部的淬火工序。
[0123]所述工件經(jīng)過(guò)淬火工藝熱處理后的表面硬度為58?60HRC。
[0124]所述工件經(jīng)過(guò)淬火工藝熱處理后，淬硬層17mm以上。
[0125]總之，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一次性對(duì)挖掘機(jī)支重輪的支撐滾道部和相鄰軸肩按要求進(jìn)行不同深度加熱，滿足技術(shù)要求的深層加熱，減少了加熱次數(shù)，節(jié)約了工人勞動(dòng)力，提高了工作效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火裝置，其特征是，包括立式感應(yīng)淬火機(jī)床、支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2)、支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)，支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)位于感應(yīng)淬火機(jī)床中工件的相應(yīng)加工部位，并相配合，支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2)位于支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)的上部； 所述立式感應(yīng)淬火機(jī)床包括機(jī)械傳動(dòng)部分、供電部分、冷卻部分三部分，所述機(jī)械傳動(dòng)部分包括支撐框架(8)、支撐框架(8)頂端的電機(jī)(10)、位于支撐框架(8)兩邊的絲杠(9)，及由上而下的上橫梁(12)、中間橫梁(13)、下橫梁(14)和兩側(cè)的光桿(16)、上橫梁(12)的中間設(shè)有第一頂尖，第一頂尖旁邊設(shè)有工件旋轉(zhuǎn)電機(jī)(11)，由工件旋轉(zhuǎn)電機(jī)(11)帶動(dòng)第一頂尖轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠(9)通過(guò)安裝在上橫梁(12)上的螺母，帶動(dòng)上橫梁(12)上下移動(dòng)；所述上橫梁(12)、中間橫梁(13)、下橫梁(14)和兩側(cè)的光桿(16)組成一個(gè)框架，其中上橫梁(12)、下橫梁(14)和兩側(cè)的光桿(16)組成一個(gè)固定框架，固定框架中上橫梁(12)的兩端有滑輪，滑輪沿著固定在框架(8)兩邊的軌道里滑動(dòng);下橫梁(14)的兩端有滑輪，沿著固定在蓄水池兩邊的軌道滑動(dòng)； 所述固定框架，由機(jī)床兩側(cè)的絲杠(9)帶動(dòng)框架沿著兩側(cè)的軌道上下移動(dòng)，固定框架中間設(shè)有中間橫梁(13)，中間橫梁(13)上設(shè)有鎖緊螺栓，將中間橫梁(13)和光杠(16)鎖緊，當(dāng)鎖緊螺栓與光桿的鎖緊松開(kāi)時(shí)，光桿(16)自由穿過(guò)中間橫梁(13)，可調(diào)整機(jī)床上橫梁(12)和中間橫梁(13)的距離，一旦鎖緊螺栓和光杠(16)鎖緊后，那么中間橫梁(13)就和上橫梁(12)、下橫梁(14)、光杠(16)構(gòu)成為一個(gè)固定框架，可以一起上下移動(dòng)，中間橫梁上(13)設(shè)有第二頂尖，和機(jī)床上橫梁(12)的第一頂尖一起將準(zhǔn)備感應(yīng)熱處理的工件固定在機(jī)床上，工件隨著絲杠(9)帶動(dòng)的固定框架上下移動(dòng)； 所述供電部分包括中頻電源柜、機(jī)床淬火變壓器(5)、電容組(6)、機(jī)床操作控制臺(tái)(7)，所述機(jī)床淬火變壓器(5)位于機(jī)床框架的下面，固定在框架上，可以前后移動(dòng)，并與支重輪支撐滾道感應(yīng)加熱工裝(3)相連接，通過(guò)調(diào)整機(jī)床淬火變壓器(5)的匝數(shù)和電容組(6)的數(shù)量，調(diào)節(jié)工件所需加熱的工作頻率； 所述冷卻系統(tǒng)，包括栗站、冷卻水包(4)，栗站的水通過(guò)管道流動(dòng)到水包(4)里進(jìn)行儲(chǔ)存均壓，冷卻水包(4)上面設(shè)有若干冷卻出水管頭，管頭上帶有閥門(mén)，用于機(jī)床電氣和工件的冷卻； 所述機(jī)床電氣的冷卻包括機(jī)床淬火變壓器(5)的冷卻、電容組(6)的冷卻、支重輪支撐滾道感應(yīng)加熱工裝(3)的冷卻，由耐高壓水管從冷卻水包(4)連接到機(jī)床淬火變壓器(5)、電容器組(6)和支重輪支撐滾道感應(yīng)加熱工裝(3)上，然后通過(guò)各自的回水管道流到蓄水池(15)； 所述工件的淬火冷卻是由耐高壓水管從冷卻水包(4)連接到支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2)的進(jìn)水管(203)上，冷卻水通過(guò)高壓水管、支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2)后噴射在工件上，將工件迅速冷卻后回到蓄水池(15)中； 所述機(jī)床操作控制臺(tái)(7)連接并控制各部分的運(yùn)行； 所述工件為半精加工后的支重輪(I)。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火裝置，其特征是， 所述支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2)包括弧形中空的箱體(202)、用于對(duì)支撐滾道軸部(114)淬火冷卻的圓弧面噴水板(204)、用于對(duì)支撐滾道軸部(114)以及第二支撐滾道軸肩(116)、支重輪倒角交界部(118)淬火冷卻的內(nèi)錐套噴水板(201)，以及設(shè)置在箱體(202)上的進(jìn)水孔(203); 圓弧面噴水板(204)設(shè)置在箱體(202)的內(nèi)側(cè)，內(nèi)錐套噴水板(201)設(shè)置在圓弧面噴水板(204)上端，并與箱體(202)構(gòu)成一個(gè)整體； 在圓弧面噴水板(204)上陣列設(shè)置有若干噴水孔，在內(nèi)錐套噴水板(201)的內(nèi)側(cè)壁上陣列設(shè)置有若干噴水孔； 內(nèi)錐套噴水板(201)在圓弧面噴水板(204)上端，并向內(nèi)傾斜。3.如權(quán)利要求1所述的一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火裝置，其特征是，所述支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)包括冷卻進(jìn)水管(312)、凸起端面加熱弧狀紫銅管(301)、第一硅鋼片導(dǎo)磁體(302)、支撐滾道部加熱豎向紫銅管(303)、第二硅鋼片導(dǎo)磁體(304)、支撐滾道部加熱弧狀螺旋紫銅管(305)、第三硅鋼片導(dǎo)磁體(306)、凸起端面與支撐滾道部過(guò)渡圓弧加熱紫銅管(307)、冷卻出水管(308)、第二電極(309)、第一電極(310); 第二電極(309)、第一電極(310)之間設(shè)有絕緣板(311); 第一電極(310)、凸起端面加熱弧狀紫銅管(301)、支撐滾道部加熱豎向紫銅管(303)、支撐滾道部加熱弧狀螺旋紫銅管(305)、凸起端面與支撐滾道根部過(guò)渡圓弧加熱紫銅管(307)以及第二電極(309)依次串聯(lián)連通，形成一個(gè)單匝線圈，單匝線圈的內(nèi)徑大于挖掘機(jī)支撐滾道部的外徑； 所述冷卻進(jìn)水管(312)、凸起端面加熱弧狀紫銅管(301)、支撐滾道部加熱豎向紫銅管(303)、支撐滾道部加熱弧狀螺旋紫銅管(305)、凸起端面與支撐滾道部過(guò)渡圓弧加熱紫銅管(307)、冷卻出水管(308)依次相通，能通過(guò)冷卻水對(duì)線圈進(jìn)行冷卻； 所述凸起端面加熱弧狀紫銅管(301)上包裹有第一硅鋼片導(dǎo)磁體(302)，U形口朝向第一支撐滾道軸肩(115); 支撐滾道部加熱豎向紫銅管(303)上包裹有第二硅鋼片導(dǎo)磁體(304)，U形口朝向支撐滾道軸部表面(114); 凸起端面與支撐滾道根部過(guò)渡圓弧加熱紫銅管(307)上包裹有第三硅鋼片導(dǎo)磁體(306)； U形口朝向第一支撐滾道軸肩根部圓弧(117)上。4.一種使用權(quán)利要求1所述用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火裝置淬火的工藝，其特征是包括以下步驟: 首先，將工件即經(jīng)過(guò)半精加工的支重輪(I)放入感應(yīng)淬火機(jī)床中固定好，其次，使用支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)，在300—600Hz的頻率下對(duì)工件加熱，然后，再用支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2)，以清水為冷卻介質(zhì)，對(duì)加熱好的支重輪滾道部位進(jìn)行噴水急冷。5.如權(quán)利要求4所述的一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火工藝，其特征是，所述支重輪(I)的材質(zhì)為4340鍛鋼，感應(yīng)淬火前進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，調(diào)質(zhì)處理后支重輪(I)的表面硬度為220?250HB。6.如權(quán)利要求4所述的一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火工藝，其特征是包括以下具體步驟: a.工件外形準(zhǔn)備:將工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)后進(jìn)行半精加工，為后續(xù)的感應(yīng)淬火作組織準(zhǔn)備， 半精加工留余量，支撐滾道軸部(114)、第一支撐滾道軸肩(115)、以及第一支撐滾道軸肩根部圓弧(117)余量為2?2.5mm，支撐滾道軸部(114)長(zhǎng)度余量為5?5.5mm，倒角交界處(118)加工半徑為6mm圓弧，工件粗糙度全部為Ral.6μπι; 支撐滾道軸部(114)端頭，以及第二支撐滾道軸肩(116)50m范圍內(nèi)，即倒角交界處(118)上下50m范圍內(nèi)，用砂輪拋光機(jī)進(jìn)行拋光，確保無(wú)肉眼可見(jiàn)加工刀痕； b.工件的固定:先將支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)臨時(shí)連接在機(jī)床淬火變壓器(5)上，再將工件支重輪(I)放在機(jī)床上，操作機(jī)床通過(guò)上橫梁(12)移動(dòng)，使機(jī)床上橫梁(12)和中間橫梁(13)的上下頂尖頂入支重輪中心孔內(nèi)，鎖死機(jī)床中間橫梁(13);以工件支重輪(I)為基準(zhǔn)，移動(dòng)淬火變壓器(5)(可以前后移動(dòng))調(diào)整支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)與工件支重輪(I)之間的間隙為10?15_，保持工件和線圈合適的間隙避免產(chǎn)生短路打火燒傷工件，同時(shí)線圈和工件同心設(shè)置，保證加熱時(shí)溫度均勻;所述支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)水平放置； 將支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)和機(jī)床淬火變壓器(5)固定好，兩接觸板表面清潔，無(wú)氧化現(xiàn)象;然后用高壓水管連接冷卻水包(4)和支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)的進(jìn)水管(312)，用水管連接支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)的出水管(308)，將出水排在蓄水池(15)內(nèi)； c.安裝支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2):以工件為基準(zhǔn)安裝支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2)，支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2)的下沿與支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)的上沿之間的距離為100?150mm;確保支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2)和工件間隙為20?40mm之間，支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2)安裝要保證水平，并將其固定；用高壓水管連接冷卻水包(4)和支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2)所有的進(jìn)水管(203); d.試送電:調(diào)整機(jī)床淬火變壓器(5)的匝數(shù)為8:1，電容組(6)為3.5個(gè);打開(kāi)冷卻水包(4)上通往支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)的進(jìn)水閥門(mén)，確認(rèn)通水流暢，壓力為0.15?0.2MPa; 操作機(jī)床將支重輪支撐滾道部分放入支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)內(nèi)，送電，觀測(cè)機(jī)床操作控制臺(tái)(7)上的頻率表，頻率為450 ± 30Hz; e.試水:操作機(jī)床將支重輪支撐滾道部分放入噴水急冷裝置內(nèi)，打開(kāi)總閥門(mén)，調(diào)整進(jìn)口水壓0.2?03MPa，旋轉(zhuǎn)工件，觀察冷卻水是否均勻，確保工件上下位置被水噴上，斜噴全部噴在第二支撐滾道軸肩(116)上，關(guān)閉閥門(mén)； f.支重輪支撐滾道部感應(yīng)加熱: 第一階段，可以稱作起始階段，操作機(jī)床下移工件，使工件倒角交界處(118)和支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)中的支撐滾道部加熱豎向紫銅管(303)下沿之間的距離為20?25mm;第一支撐滾道軸肩(115)與支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)中的支撐滾道部加熱豎向紫銅管(303)上沿之間的距離為30?40mm，旋轉(zhuǎn)工件30轉(zhuǎn)/分； 送電，30秒內(nèi)將功率調(diào)到450kw保持9分鐘左右，用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀檢測(cè)支撐滾道軸部(114)長(zhǎng)度上的中間位置(119)部位，為支撐滾道軸部(114)的中間位置距端面約10mm左右，工件支撐滾道軸部(114)長(zhǎng)度上的中間位置(119)處的溫度900?920°C，該階段對(duì)支撐滾道軸部(114)進(jìn)行加熱； 第二階段，上移工件，使工件倒角交界處(118)和支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)中的支撐滾道部加熱豎向紫銅管(303)下沿之間的距離為O?5mm基本相平;測(cè)定倒角交界處(118)倒角處表面溫度為820?850°C，該階段對(duì)第二支撐滾道軸肩(116)的徑向滲透和倒角交界處(118)的溫度進(jìn)行加熱控制； 第三階段，下移工件，使第一支撐滾道軸肩(115)與支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)中的支撐滾道部加熱豎向紫銅管(303)上沿之間的距離為10?15mm，測(cè)定工件的第一支撐滾道軸肩(115)、第一支撐滾道軸肩根部圓弧(117)處表面溫度850?870°C;該階段是對(duì)第一支撐滾道軸肩(115)和第一支撐滾道軸肩根部圓弧(117)進(jìn)行加熱； 以50mm?60mm/分速度上移工件，當(dāng)?shù)菇墙唤缣?I 18)部位距離支重輪支撐滾道感應(yīng)淬火加熱工裝(3)的支撐滾道部加熱豎向紫銅管(303)上沿50?60mm處時(shí)停止電源； g.支重輪支撐滾道部冷卻階段:操作機(jī)床工件繼續(xù)上移，使第一支撐滾道軸肩(115)與支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2)上沿20?80mm，見(jiàn)圖11，停止移動(dòng);然后利用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀測(cè)定倒角交界處(118)處表面溫度至790?810°C時(shí)，迅速打開(kāi)支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2)的閥門(mén)，對(duì)工件進(jìn)行急劇冷卻，要求水壓0.2?0.3MPa，工件在支重輪支撐滾道淬火噴水急冷裝置(2)中冷卻12?13分鐘，關(guān)閉閥門(mén)，停止冷卻，冷卻后工件表面溫度為40?50 °C時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)； h.吊下工件，將工件掉頭，重復(fù)上述動(dòng)作，完成支重輪支撐滾道部的淬火工序。7.如權(quán)利要求4所述的一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火工藝，其特征是所述工件經(jīng)過(guò)淬火工藝熱處理后的表面硬度為58?60HRC。8.如權(quán)利要求4所述的一種用于特大型挖掘機(jī)支撐滾道部的淬火工藝，其特征是所述工件經(jīng)過(guò)淬火工藝熱處理后，淬硬層17mm以上。
【文檔編號(hào)】C21D9/34GK106011440SQ201610600008
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月28日
【發(fā)明人】成俊峰, 王增虎
【申請(qǐng)人】石家莊新萊特機(jī)械軋輥有限公司