[发明专利]一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火装置及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火装置及其工艺，属金属淬火技术领域。

背景技术

大型挖掘机是露天矿山开矿作业的不可缺少的先进的装载工具，其中支重轮是矿山的大宗消耗备件之一。挖掘机支重轮作为挖掘机传动系统中重要的零件。它担负着承载挖掘机的静载荷或动载荷的任务。由于挖掘机在使用过程中情况变化很大，所以支重轮滚道部分承受的载荷的大小及方向也在不断地变化。例如当挖掘机在高低不平作业面启动时或停止时，由于挖掘机自身很重，会和履带板之间瞬间产生很大的摩擦力；在反复挖掘过程中还会受到很大的冲击力，这样支重轮滚道面上会产生疲劳麻点、磨损，甚至大块剥落。显而易见，挖掘机支重轮的工作条件是非常严酷的。

挖掘机工作时，所有的载荷作用在支重轮滚道部位上。它承受弯曲应力的作用，这种应力是周期的，他将产生疲劳断裂。支重轮的滚道面作用在履带板上，和履带板直接接触，会受到接触应力和摩擦力的作用。

支重轮工作环境是在露天四季工作，不仅承受温度变化，还遭受灰尘，泥泞，风雪等恶劣气候。由此可见挖掘机支重轮工作条件是苛刻的，受力是复杂的，工作环境是恶劣的。一旦出现问题造成严重停产，因此延长支重轮使用寿命是制造者一直努力的方向。

挖掘机支重轮一般采用42CrMo锻造材料。目前一般通过两种方法对支重轮滚道部分进行淬火热处理：

1.采用盐浴炉中或电阻炉中将支重轮整体加热到850℃保温一段时间后，再在含有添加10％NaOH(或10％NaCl)水溶液中进行冷却。

2.采用1-10kHz中频或100kHz高频对支重轮滚道部位进行感应加热后，再在含有8—10％PAG水溶液中冷却。

整体热处理淬火时应力较大，容易造成开裂，表面硬度低，硬度均匀性差，淬硬层较浅，能源消耗高等缺点。使用含有添加10％NaOH(或10％NaCl)水溶液冷却，成本相对高，不环保。

采用1-10kHz中频或100kHz高频感应加热淬火，尽管能耗低，表面硬度高，但是对于支重轮这样的大型工件，采用1-10kHz中频或100kHz高频感应加热，因集肤效应比较明显，所以在保证良好的组织情况下所获得的淬硬层浅，在3—5mm左右。此外该方法过渡区硬度梯度陡峭，在使用中容易产生剥落掉块。该方法使用含有8—10％PAG水溶液冷却，成本高，因添加PAG也不环保。

发明内容

本发明为解决目前技术中存在的问题，提供一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火装置及其工艺。它能实现一次性对挖掘机支重轮的支撑滚道部和相邻轴肩面深层感应加热功能，减少了加热次数，节约能源和工人劳动力，提高工作效率。

本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于特大型挖掘机支撑滚道部的淬火装置，包括感应淬火机床、支重轮支撑滚道淬火喷水急冷装置、支重轮支撑滚道感应淬火加热工装，支重轮支撑滚道感应淬火加热工装位于感应淬火机床中工件的相应加工部位，并相配合，支重轮支撑滚道淬火喷水急冷装置位于支重轮支撑滚道感应淬火加热工装的上部。

所述立式感应淬火机床包括机械传动部分、供电部分、冷却部分三部分，所述机械传动部分包括支撑框架、支撑框架顶端的电机、位于支撑框架两边的丝杠，及由上而下的上横梁、中间横梁、下横梁和两侧的光杆，上横梁的中间设有第一顶尖，第一顶尖旁边设有工件旋转电机，由工件旋转电机带动第一顶尖转动，丝杠通过安装在上横梁上的螺母，带动上横梁上下移动；所述上横梁、中间横梁、下横梁和两侧的光杆组成一个框架，其中上横梁、下横梁和两侧的光杆组成一个固定框架，固定框架中上横梁的两端有滑轮，滑轮沿着固定在框架两边的轨道里滑动；下横梁的两端有滑轮，沿着固定在蓄水池两边的轨道滑动。

所述固定框架，由机床两侧的丝杠带动框架沿着两侧的轨道上下移动，固定框架中间设有中间横梁，中间横梁上设有锁紧螺栓，将中间横梁和光杆锁紧，当锁紧螺栓与光杆的锁紧松开时，光杆自由穿过中间横梁，可调整机床上横梁和中间横梁的距离，一旦锁紧螺栓和光杆锁紧后，那么中间横梁就和上横梁、下横梁、光杆构成为一个固定框架，可以一起上下移动，中间横梁设有第二顶尖，和机床上横梁的第一顶尖一起将准备感应热处理的工件固定在机床上，工件随着丝杠带动的固定框架上下移动。

所述供电部分包括中频电源柜、机床淬火变压器、电容组、机床操作控制台，所述机床淬火变压器位于机床框架的下面，固定在框架上，并可以前后移动，并与支重轮支撑滚道感应加热工装相连接，通过调整机床淬火变压器的匝数和电容组的数量，调节工件所需加热的工作频率。