一种用于碾压轴承圈的快速冷却系统的制作方法

1.本实用新型涉及机械制造及金属材料热处理领域。尤其涉及一种用于碾压轴承圈的快速冷却系统。


背景技术：

2.在轴承制造领域，大型轴承中的内圈和外圈材质基本上为gcr15轴承钢。在制造过程中，将加热后的锻件毛坯通过碾压机进行碾压处理后得到所需的轴承圈规格尺寸。然而经过碾压处理后的轴承圈在冷却过程中，由于内外表面存在一定的温度差异，在横断面方向上难以得到均匀的冷却速度。因为内部冷却速度缓慢，网状碳化物严重析出，致使轴承圈的脆性增加，降低了轴承的力学性能，影响轴承的使用寿命。现有技术中主要采用低温精轧与轧后缓慢冷却的方式，但是在其内部转变中，网状碳化物仍然析出严重，导致轴承圈质量不稳定，同样也影响产品合格率。


技术实现要素：

3.根据现有技术存在的问题，本实用新型公开了一种用于碾压轴承圈的快速冷却系统，包括：控制轴承圈的匀速运转、同时在设定时间内对轴承圈的内外径及上下端面进行快速冷却的旋转装置，所述旋转装置包括底座，所述底座上固定连接有用于放置轴承圈锻件的回转盘，所述回转盘上固定连接有喷淋管、挡料架和防护罩，在回转盘的下方连接有传动机构和过滤水箱，所述传动机构 103通过伞齿轮变向带动回转盘转动，所述挡料架对放置在回转盘上的轴承圈锻件进行定位，在回转盘带动轴承圈锻件匀速转动过程中所述喷淋管对轴承圈锻件内外径及上下端面进行喷淋冷却；
4.用于存储冷却水、对循环冷却水进行二次冷却过滤的冷却水箱装置，所述冷却水箱装置包括水箱、冷却塔和回水过滤器；
5.冷却水循环装置，将所述冷却水箱装置中的冷却水输送到旋转装置中进行轴承圈冷却，并经一次过滤后再次返回所述水箱内，所述冷却水循环装置包括离心泵、流量计、y型过滤器、分流球阀和回水泵，所述离心泵与水箱的出水端相连接，所述离心泵将冷却水从水箱中泵出通过y型过滤器及流量计进入喷淋管中进行轴承圈锻件冷却，所述流量计与y型过滤器相连通用于显示实时水流量数据，所述分流球阀连接在冷却水箱装置的输送管路上，所述回水泵连接在冷却水箱装置的输入回路上；
6.通过自动控制的分流球阀调整水流量以满足不同规格轴承圈冷却参数调整；
7.集成控制单元，对轴承圈锻件在冷却过程中的轴承圈锻件的实时温度信息以及分流球阀的水流量信息进行实时监控，所述集成控制单元自动控制分流球阀调整水流量从而满足不同规格轴承圈的冷却参数。
8.所述集成控制单元至少包括红外激光传感器和plc控制器，所述红外激光传感器将采集到的轴承圈锻件的温度信息传送至plc控制器，所述plc控制器对轴承圈锻件的冷却过程进行控制。
9.所述喷淋管包括具有一定间距的多个喷嘴和主管道，其中每个喷嘴喷出的冷却水呈扇形分布。
10.由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种用于碾压轴承圈的快速冷却系统，该系统在高温碾压成型后，以大于100℃/s的冷却速度使得各外表面均匀同时快速冷却到一定温度后再进行缓冷，既能抑制网状碳化物析出，从而得到细小层片状的珠光体组织，又能细化晶粒起到弥散强化的作用，以此缩短生产时间并提高产品质量。
附图说明
11.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本实用新型中用于碾压轴承圈的快速冷却系统的整体示意图；
13.图2为本实用新型中旋转装置的结构示意图；
14.图3为本实用新型中喷淋管的结构示意图；
15.图4为本实用新型中冷却水箱装置的结构示意图；
16.图5为本实用新型中冷却水循环装置的结构示意图；
17.图6为本实用新型中集成控制单元的结构框图。
具体实施方式
18.为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
19.如图1至图3所示的一种用于碾压轴承圈的快速冷却系统，包括旋转装置1、冷却水箱装置2、冷却水循环装置3和集成控制单元4。
20.所述旋转装置1主要由底座101、回转盘102、传动机构103、喷淋管104、挡料架105、防护罩106、过滤水箱107等组成。主要功能是完成轴承圈的匀速回转及快速冷却，保证轴承圈在匀速运转的过程中和设定的时间内完成内外径及上下端面的快速冷却。回转盘102固定在底座101上，回转盘102上面由喷淋管104、挡料架105、防护罩106组成。传动机构103和过滤水箱107固定在回转盘102的下方，并与底座101相连接。由传动机构103主要由三合一减速机通过伞齿轮变向带动回转盘102转动，轴承圈锻件放置在回转盘102上，由挡料架105对轴承圈进行定位，防止碰撞到喷淋管104，回转盘102带动轴承圈匀速转动，喷淋管104对轴承圈内外径及上下端面进行喷淋冷却。喷淋管104 为系列化可更换设计，由间距50mm的喷嘴及主管道组成，每个喷嘴喷出的冷却水呈扇形分布，保证整个喷淋管喷出的冷却水全面覆盖冷却区域。通过三个系列的喷淋管104的更换满足轴承圈外径φ700
‑
φ1600不同规格的喷淋冷却。集成控制系统4通过变频调节器控制传动机构103中的减速机输出，以满足不同规格轴承圈冷却时回转转速的调整。
21.冷却水箱装置2主要由水箱201、冷却塔202、回水过滤器203组成。主要功能是存储冷却水，并完成循环冷却水的二次冷却过滤。冷却水通过冷却水循环系统3输送到喷淋管104进行轴承圈的冷却，同理通过冷却水循环系统3返回冷却水箱201中，经过冷却塔202和
回水过滤器203进行冷却，实现冷却水循环利用。
22.冷却水循环装置3主要功能是将冷却水箱装置2中的冷却水输送到旋转装置1中进行轴承圈冷却，并经一次过滤后再次返回水箱201。主要包括离心泵 301、流量计302、y型过滤器303、分流球阀304、回水泵305。离心泵301将冷却水从水箱201中泵出，通过y型过滤器303及流量计302进入喷淋管104中，进行轴承圈冷却，流量计302显示实时流量。通过自动控制的分流球阀304调整水流量以满足不同规格轴承圈冷却参数调整。冷却后的水进入过滤水箱107，再由回水泵305和y型过滤器203返回冷却水箱装置201中。
23.如图4至图6所示，集成控制单元4主要由传动机构控制、冷却水循环系统控制与冷却水箱装置控制、水流量精度控制显示控制、冷却温度检测控制、集成数据闭环控制等组成。首先通过红外激光传感器401将工件温度采集数据输送到plc控制器402，plc控制器402根据采集数据进行软件编程滤波，并进行平均计算分析。与设定的冷却温度数据值进行计算比较，根据比较结果输出模拟量控制冷却水的流量及冷却时间，对轴承圈进行快速冷却。在冷却过程中，红外激光传感器401一直进行温度监测，并反馈到plc控制器402中进行分析，从而达到闭环控制温度均衡降低。
24.实施例：本实例对轴承圈锻件冷却工艺过程实现半自动控制，具有广泛的应用性，特别适合各种规格轴承圈锻件的快速冷却。下面结合附图和具体实施方式对本专利作进一步详细的说明。
25.本实例的主要参数如下：
26.1.轴承圈锻件规格：外径φ700
‑
φ1600，内径φ440
‑
φ1500，高度100
‑
600
27.2.回转盘转速：0
‑
20转/分钟
28.3.实施方式：轴承圈经过高温碾压后迅速放置到回转盘102上，通过挡料架 105进行定位，防止碰撞喷淋管104。传动机构103通过三合一减速机及伞齿轮变向带动回转盘102转动，从而保证轴承圈匀速转动，喷淋管104通过集成控制系统自动输出冷却水对轴承圈各外端面进行喷淋冷却。输水离心泵301将冷却水从水箱201中泵出，通过y型过滤器303及流量计302进入喷淋管104中，进行轴承圈冷却，流量计302显示实时流量。通过自动控制的分流球阀304调整水流量以满足不同规格轴承圈冷却参数调整。冷却后的水进入过滤水箱107，再由离心泵301和y型过滤器303返回冷却水箱装置201中。通过红外激光传感器401将工件温度采集数据输送到plc控制器402，plc控制器402根据采集数据进行软件编程滤波，并进行平均计算分析。与设定的冷却温度数据值进行计算比较，根据比较结果输出模拟量控制冷却水的流量及冷却时间，对轴承圈进行快速冷却。在冷却过程中，红外激光传感器一直进行温度监测，并反馈到plc控制器中进行分析，从而达到闭环控制温度均衡降低。
29.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。