大型滚筒轴的调质处理.pdf

文章编号10032079420010420024202 大型滚筒轴的调质处理 齐永芳,李进华,栾丰忠 兖州煤矿机械厂,山东 兖州272109 摘要分析大型轴类的内部组织特点,以及其热状态下的吊装方式与小件的不同,制定适合 大型滚筒轴的调质工艺。 关键词轴;淬火;回火 中图号 TG15616文献标识码 A 随着我厂带式输送机的大型化,其中的关键件 即滚筒轴的尺寸变大,以往我厂仅能处理长度不大 于3 m ,重量不大于1 000 kg的滚筒轴,而在1996年 生产的日照港务局带式输送机中的大型滚筒轴的热 处理,成为一个重点解决的技术问题。 1 技术要求 如图1所示为我厂生产的日照港带式输送机中 的滚筒轴之一,材质为40Cr ,热处理硬度为HB235 ～248 ,调质处理状态下重3 500 kg。 其工艺路线为 下料 粗车 探伤 调质处理 粗车 探伤 精加工。 图1 滚筒轴尺寸完工尺寸示意图 Fig.1 Size of drum axle 若轴的毛坯锻造后,未进行重结晶热处理,则可 在毛坯状态下或粗车状态下进行一次重结晶处理 退火或正火 , 其目的是减小锻件的残余应力,细化 晶粒,减小过冷奥氏体的稳定性,为超声波探伤提供 有利条件,这属于锻后热处理或者叫第一热处理。 2 调质处理 211 大型轴类锻件的热处理工艺特点 1锻件的成份与组织不均匀 ;2 锻件的晶粒 粗大且不均匀 ;3 易产生白点 ;4 热处理过程中, 易产生较大的内应力。 212 设备与工装 1设备 我厂处理该轴是用1台180 kW非标准井式炉, 单件加热,炉口尺寸 600 mm ,炉膛有效尺寸 600 mm5 000 mm ,炉外吊装,炉内加热,载重4 500 kg , 炉盖吊装孔 90 mm。 2工装 重型轴类热状态下吊装,不能再采取炉内吊装 方式,应采取炉内加热炉外吊装,根据我厂180 kW 非标准井式炉的炉内尺寸及炉盖吊装孔尺寸,设计 制作了一套吊具[1]。 该吊具可在850℃状态下吊装 4 000 kg重物,吊具中各件必须用低碳钢制造。 该吊 具经反复使用,安全可靠,装卸方便。 为便于工件安全夹装,轴端必须留一热处理工 艺头。 滚筒轴锻造或下料时将工艺头长度尺寸留出, 调质前车床加工出工艺头。 该工艺头满足了加热冷 却过程中的抗拉、 抗弯强度,满足了淬火冷却后,工 艺头颈部硬度不高于轴体硬度需要,因工艺头颈部 有夹板夹持,所以淬火硬度不会高于轴体,利于加工 时将其车掉。 213 调质处理工艺及分析 如图2所示,为该轴的调质工艺,工艺中650℃ 保温2 h的目的在于①减小轴的内外温差,即减小 热应力;②减小相变点附近工件内外温差,即减小 组织应力;③自此后可快速升温。 图2 滚筒轴的调质处理工艺 Fig.2 Modified treatment technique of drum axle 淬火保温时间分2段计算①均温时间;②保温 时间。 均温时间取2 h ,此时经目测,轴体火色与炉墙 均匀一致,均温完成后开始保温,保温时间按018～ 110 h/ 100 mm计算[2],该轴热处理有效尺寸δ400 mm ,则保温时间应为515～610 h。 淬火冷却介质为 20 机油,油中冷却时间按12 s/ mm[2],则该轴油淬 时间应为80 min。 油淬完成后应在3 h内回火,因单台炉子淬火、 回火,因此,采取降温措施后,在6 h内进行回火,回 火保温时间按215 h/ 100mm ,故该轴回火保温10 h , 回火后油冷,可防止轴的回火脆性,亦可缩短生产周 期。 大型锻件因冷却速度较慢,因此大轴淬火后得到 42 煤 矿 机 械 2001年第4期 文章编号10032079420010420025202 齿轮齿顶圆直径的测量与计算 郑振凡 福建省煤矿机械厂,福建 龙岩364000 摘要介绍几种齿轮齿顶圆直径的测量与计算方法。 关键词齿顶圆直径;测量方法;计算 中图号 TG81文献标识码 A 齿轮的主要设计参数模数、 齿数、 压力角、 螺旋 角等,在测绘和维修中有些不能直接测量得出,而是 测绘与这些参数有关的数据,经过计算而间接得出。 齿顶圆直径是判断齿轮参数的重要数据之一,下面 以较常用的渐开线圆柱齿轮为例,介绍其齿顶圆直 径的几种测量与计算方法。 1 偶数齿齿轮齿顶圆的测量方法 若被测齿轮的齿数为偶数,便可直接测量出其 齿顶圆直径da。 在测量前应将被测齿轮清洗干净, 用游标卡尺或螺旋千分尺测量齿顶圆直径,可在不 同的径向方位上测几组数据,取其平均值,以减小齿 顶圆柱面的不圆度和锥度的影响。 2 奇数齿齿轮齿顶圆直径的测量与计算 211 直接测量法 如图1所示,对奇数齿齿轮直接用游标卡尺测 量其齿顶圆直径只能得到实测值da′,而标准的齿顶 圆直径应为da,这样就产生了误差。 一般情况下,这 种误差值可通过表1的奇数齿齿轮齿顶圆直径校正 系数K进行补偿,即dada′K。 表1 奇数齿齿轮齿顶圆直径校正系数K Tab.1 Correction coefficient of addendum circle diamater of odd number teeth gear zKzKzKzK 511051 51711004 32911001 541～4311000 7 711025 71911003 43111001 345～4711000 6 911015 42111002 83311001 149～5111000 5 1111010 32311002 33511001 053～5711000 4 1311007 32511002 03711000 959～6711000 3 1511005 32711001 73911000 869～8511000 2 图1 奇数齿齿轮 Fig.1 Odd number teeth gear 在实际工作中可以发现这样的计算方法误差较 大,在齿数较小时其误差往往大于齿顶圆直径误差, 不能满足一般要求。 从图1中可以看出这种测量方 的组织与小件不同,淬后硬度较低,仅为HB300～ 310 ,回火温度的选择不应与小件相同,应比同等材 料、 同等淬火介质冷却的小件低,该轴用480～ 500℃回火后,硬度在HB235～248内,亦满足使用 要求。 3 结语 1滚筒轴的调质处理,回火温度应低于相应 的小件,具体温度根据淬火介质和淬火效果而定。 2外径400 mm的40Cr油淬大轴,油淬完后至 回火的时间间隔可延长至6 h。 3大型轴类热处理的吊装工具及工艺头,下 料或锻造前设计完成。 参考文献 [1]中国机械工程学会热处理学会 1 热处理手册3 [M]1 北京机械 工业出版社,19921 [2]中国机械工程学会热处理学会 1 热处理手册2 [M]1 北京机械 工业出版社,19921 作者简介齐永芳,工程师,1987年毕业于中国矿业大学机械工 程系,现在兖州煤机厂机加分厂工作。 收稿日期2001201208 Modified treatment of large drum axle QI Yong-fang,LI Jin-hua ,LUAN Feng-zhong Yanzhou Coal Mine Machinery Factory ,Yanzhou 272109 ,China Abstract This paper analyses organize characteristic interior of large axle and hoisting way under hot status. It is different from small piece.Modified technique of large drum axle are work out. Key words axle ;quench;tempering 52 2001年第4期 煤 矿 机 械