一种复合偏重圆振动轴及其制造工艺

1.一种复合偏重圆振动轴，其特征在于：包括由碳钢或合金钢热锻成的轴坯(1)，轴坯(1)的中间段上部热锻或机加工出一个平台，平台上焊接有骨架板，骨架板之间焊接有厚度约5mm的弧形钢板(3)，弧形钢板(3)焊接后与轴坯(1)成为圆轴粗坯，弧形钢板(3)与轴坯(1)形成的腔体(4)中灌有树脂(5)，圆轴粗坯经过精加工后成为振动轴，骨架板包括两个端部骨架板(21)，端部骨架板(21)为直径比轴坯(1)的直径稍大的圆形钢板，端部骨架板(21)上设有一个直径比轴坯(1)中段的直径稍小的可套置在轴坯(1)端部的偏心圆孔(22)，两个端部骨架板(21)的其中一个开有工艺灌注孔，该工艺灌注孔待灌注完树脂(5)后用直径约30mm，厚度约5mm的圆钢板焊封死，树脂(5)采用双酚A型环氧树脂加芳香酸酐固化剂。
2.根据权利要求1所述振动轴，其特征在于：骨架板还包括至少一个中间骨架板(23)，中间骨架板(23)为圆形的钢板，中间骨架板(23)上设有与轴坯(1)的中段截面形状相同面积相等的套孔(24)，中间骨架板(23)上开有供树脂(5)流通的通孔(25)，中间骨架板(23)先割开两半再包围轴坯(1)并焊接在轴坯(1)上。
3.制造如权利要求1所述复合偏重圆振动轴的工艺，其步骤在于：
(I)、采用碳钢或合金钢热锻成的轴坯(1)，轴坯(1)的中间段上部热锻或机加工出一个平台；
(II)、加工两个直径比轴坯(1)直径稍大，厚度约10mm的端部骨架板(21)，端部骨架板(21)上设有一个直径比轴坯(1)中段的直径稍小的可套置在轴坯(1)端部的偏心圆孔(22)，两个端部骨架板(21)的其中一个开有工艺灌注孔，端部骨架板(21)固焊在轴坯(1)两端；
(III)、将焊接骨架板后的轴坯(1)进行淬火和回火处理；
(IV)、用厚度约5mm的弧形钢板(3)分两段或三段焊接在骨架板上，骨架板与弧形钢板(3)必须焊接坚固填满，偏重方向顶部开规格为10mm×10mm的焊接口20只焊接好填平，使轴坯(1)成为无缝口圆轴粗坯，再回火处理消除焊接应力；
(V)、将圆形轴坯(1)加温到摄氏150度后垂直立起，使工艺灌注孔向上固定，灌注树脂，使树脂充满弧形钢板(3)与轴坯(1)形成的腔体(4)，静置5天后用直径约30mm，厚度约5mm的圆钢板焊封工艺灌注孔；
(VI)、将已经把工艺灌注孔焊封好的圆形轴坯(1)加工成完整无痕光滑复合偏重轴。
4.根据权利要求3所述的制造工艺，其特征在于：步骤(II)还包括至少一个中间骨架板(23)，中间骨架板(23)为圆形的钢板，中间骨架板(23)上设有与轴坯(1)的中段截面形状相同面积相等的套孔(24)，中间骨架板(23)上开有供树脂(5)流通的通孔(25)，中间骨架板(23)先割开两半再包围轴坯(1)并焊接在轴坯(1)上。
5.根据权利要求3所述的制造工艺，其特征在于：步骤(V)中的树脂采用双酚A型环氧树脂加芳香酸酐固化剂。

一种复合偏重圆振动轴及其制造工艺\n技术领域\n[0001] 本发明涉及矿山机械领域，特别是一种筛分机械的振动轴及其制造工艺。\n背景技术\n[0002] 近十年来，我国的经济高度发展，带动了采矿业、冶金、电力、水利、公路、铁路等机械行业机械化程度的不断提高。节能、环保、减耗成为了国家的主要发展方向。我国是能源大国，既是生产大国，又是消耗大国，资源的高效利用已成为国家发展的重要战略。机械工业正朝大型规模方向发展，而筛分机械制造技术的滞后，对我国冶金、采矿、选煤等行业带来庞大的经济损失，也制约行业的发展。目前在大型振动筛方面，圆振动筛由于处理量大，维修方便等优势，成为大型振动筛首选设备。圆振动筛采用筒体式偏心轴激振器及偏块调节振幅原理，所以偏心轴在高速旋转产生离心力激发筛箱产生振幅的圆周运动，筛上的物料在倾斜的筛面上受到筛箱的冲动而产生连续的抛掷运动，物料与筛面筛网相遇过程中使小于筛网孔径的颗粒透过筛网而实现分级。因此偏心轴的偏心越大振幅与处理量越强。但偏心轴的设计又存在如下严重的缺陷：1、偏心轴偏心越大，偏心轴外形原因相对增大摩擦力；2、偏心轴高速旋转时，偏心位置高速切割筛筒内空气与润滑油，使筛筒润滑油、空气、偏心轴、轴承等温度升高，加速轴承的磨损，缩短轴承的寿命；3、在生产过程中筛面处理物料无法恒定及均衡原因，偏心轴高速旋转时，偏心位置拨打筛筒内的空气与润滑油形成不规则的横向冲击两端轴承滚子与保持架，从而增加轴承滚子、保持架、内框、外框的摩擦造成轴承寿命的缩短；4、由于偏心轴的外形原因，形成偏心轴与筛筒之间存在间隙之差，导致轴承磨损解体滚子导进筛筒与偏心轴旋转挤压，造成筛筒与筛箱变形，影响筛的整体结构变形。更换轴承后，两端轴承变位影响轴承寿命，同时影响筛的使用价值。针对圆振动筛偏心轴存在重大缺陷，现设计出最有效而实用的复合偏重圆振动轴，从而解决大型圆振动筛轴承使用寿命短的瓶颈技术及增大处理量。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的在于针对上述存在的问题和不足，提供一种减少摩擦力、提高轴承的使用寿命、提高处理量而又降低能耗的复合偏重圆振动轴。\n[0004] 本发明的技术方案是这样实现的：一种复合偏重圆振动轴，其结构包括由碳钢或合金钢热锻成的轴坯，轴坯的中间段上部热锻或机加工出一个平台，平台上焊接有骨架板，骨架板之间焊接有弧形钢板，弧形钢板焊接后与轴坯成为圆轴粗坯，弧形钢板与轴坯形成的腔体中灌有树脂，圆轴粗坯经过精加工后成为振动轴。\n[0005] 为方便焊接弧形钢板，骨架板包括两个端部骨架板，端部骨架板为直径比轴坯的直径稍大的圆形钢板，端部骨架板上设有一个直径比轴坯中段的直径稍小的可套置在轴坯端部的偏心圆孔，两个端部骨架板的其中一个开有工艺灌注孔，该工艺灌注孔待灌注完树脂后焊封死。\n[0006] 对于比较长的振动轴，为方便切割弧形钢板，同时也使弧形钢板焊接牢固，在原来两个端部骨架板的基础上再增加一个或两个中间骨架板，中间骨架板为圆形的钢板，中间骨架板上设有与轴坯的中段截面形状相同面积相等的套孔，中间骨架板上开有供树脂流通的通孔。\n[0007] 本发明复合偏重圆振动轴的制造工艺，其步骤在于：\n[0008] (I)、采用碳钢或合金钢热锻成的轴坯，轴坯的中间段上部热锻或机加工出一个平台；\n[0009] (II)、加工两个直径比轴坯直径稍大，厚度约10mm的端部骨架板，端部骨架板上设有一个直径比轴坯中段的直径稍小的可套置在轴坯端部的偏心圆孔，两个端部骨架板的其中一个开有工艺灌注孔，端部骨架板固焊在轴坯两端；\n[0010] (III)、将焊接骨架板后的轴坯进行淬火和回火处理；\n[0011] (IV)、用厚度约5mm的弧形钢板分两段或三段焊接在骨架板上，骨架板与弧形钢板必须焊接坚固填满，偏重方向顶部开规格为10mm×10mm的焊接口20只焊接好填平，使轴坯成为无缝口圆轴粗坯，再回火处理消除焊接应力；\n[0012] (V)、将圆形轴坯加温到摄氏150度后垂直立起，使工艺灌注孔向上固定，灌注树脂，使树脂充满弧形钢板与轴坯形成的腔体，静置5天后用直径约30mm，厚度约5mm的圆钢板焊封工艺灌注孔；\n[0013] (VI)、将已经把工艺灌注孔焊封好的圆形轴坯加工成完整无痕光滑复合偏重轴。\n[0014] 步骤(II)还可以包括至少一个中间骨架板，中间骨架板为圆形的钢板，中间骨架板上设有与轴坯的中段截面形状相同面积相等的套孔，中间骨架板上开有供树脂流通的通孔，中间骨架板先割开两半再包围轴坯并焊接在轴坯上。步骤(V)中的树脂采用双酚A型环氧树脂加芳香酸酐固化剂。\n[0015] 本发明偏重圆振动轴具有如下优点：\n[0016] 1、外形为圆形光滑无偏心，复合偏重轴在振动筛筛筒内高速平滑旋转圆周运动，摩擦阻力小，从中减少能耗作用；\n[0017] 2、复合偏重轴在筛筒内高速平滑旋转减少对筛筒内的空气与润滑油的拨打产生的静电，减少动力损耗转化的热能从而降低润滑油、空气、偏重轴、轴承的温度，令轴承增加寿命。\n[0018] 3、生产过程中，振动筛物料不均衡时，无偏心的拨打、切割空气与润滑油，减少不规则的润滑油及空气形成横向冲击两端轴承保持架、滚子的冲击，减轻轴承保持架与轴承内外框之间的波动使轴承磨损更少，从而提高轴承使用时间。\n[0019] 4、外形为圆形光滑无偏心设计，使主轴与筛筒之间无缺口间隙，在轴承损坏解体时，杜绝轴承滚子导入筛筒内部机会，避免主轴高速旋转与筛桶挤压散落轴承滚子而挤破筛筒变形而影响整体结构及振动筛的寿命。\n[0020] 5、复合材料与变截面偏重设计，在足够承载力的情况下，减轻主轴重量，减轻动力损耗及轴承的承载负荷，使用轴承寿命相应提高。由于偏重轴重量轻，偏重量大振幅大，在筛网面积不增大情况下增大物料处理量，提高产量而又节能的作用。又可以根据生产情况灵活调整筛筒外配重块，以达到最大的生产效果。\n[0021] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。\n附图说明\n[0022] 图1为本发明轴坯加工后的剖视结构示意图；\n[0023] 图2为本发明轴坯锻造的结构示意图；\n[0024] 图3为图2示A-A剖视放大的结构示意图；\n[0025] 图4为本发明端部骨架板的结构示意图；\n[0026] 图5为本发明中间骨架板的结构示意图；\n[0027] 图6为本发明弧形钢板焊包在轴坯上成为圆轴粗坯并灌注树脂的结构示意图；\n[0028] 图7为图6的B-B剖视放大结构示意图。\n具体实施方式\n[0029] 如图1-7所示，本发明为一种复合偏重圆振动轴，其结构包括由碳钢或合金钢热锻成的轴坯1，轴坯1的中间段上部热锻或机加工出一个平台，平台上焊接有骨架板，骨架板2之间焊接有弧形钢板3，弧形钢板3焊接后与轴坯1成为圆轴粗坯，弧形钢板3与轴坯\n1形成的腔体4中灌有树脂5，圆轴粗坯经过精加工后成为振动轴。\n[0030] 如图4所示，本发明骨架板包括两个端部骨架板21，端部骨架板21为直径比轴坯\n1的直径稍大的圆形钢板，端部骨架板21上设有一个直径比轴坯1中段的直径稍小的可套置在轴坯1端部的偏心圆孔22，两个端部骨架板21的其中一个开有工艺灌注孔，该工艺灌注孔待灌注完树脂5后焊封死。\n[0031] 如图5所示，本发明骨架板还包括至少一个中间骨架板23，中间骨架板23为圆形的钢板，中间骨架板23上设有与轴坯1的中段截面形状相同面积相等的套孔24，中间骨架板23上开有供树脂5流通的通孔25。如图1、6所示，本发明骨架板2采用两个端部骨架板\n21以及两个中间骨架板23。\n[0032] 本发明复合偏重圆振动轴的制造工艺，按如下步骤制作：(I)、采用碳钢或合金钢热锻成的轴坯1，如图2所示，轴坯1的中间段上部热锻或机加工出一个平台；\n[0033] (II)、加工两个直径比轴坯1直径稍大，厚度约10mm的端部骨架板21，如图4所示，端部骨架板21上设有一个直径比轴坯1中段的直径稍小的可套置在轴坯1端部的偏心圆孔22，两个端部骨架板21的其中一个开有工艺灌注孔，端部骨架板21固焊在轴坯1两端；步骤(II)还可以包括加工至少一个中间骨架板23，中间骨架板23为圆形的钢板，中间骨架板23上设有与轴坯1的中段截面形状相同体积相等的套孔24，中间骨架板23上开有供树脂5流通的通孔25，中间骨架板23先割开两半再包围轴坯1并焊接在轴坯1上。本发明优选实施例采用两个中间骨架板23，弧形钢板3采用三段焊接。\n[0034] (III)、将焊接骨架板后的轴坯1进行840℃油淬和550℃回火炉冷热处理；\n[0035] (IV)、如图6所示，用厚度约5mm的弧形钢板3分三段焊接在骨架板上，骨架板与弧形钢板3必须焊接坚固填满，偏重方向顶部开规格为10mm×10mm的焊接口20只焊接好填平，使轴坯1成为无缝口圆轴粗坯，再加温到550℃回火炉冷处理消除焊接应力；\n[0036] (V)、如图6所示，将圆形轴坯1加温到摄氏150度后垂直立起，使工艺灌注孔向上固定，灌注树脂，使树脂充满弧形钢板3与轴坯1形成的腔体4，静置5天后用直径约30mm，厚度约5mm的圆钢板焊封工艺灌注孔。本发明优选实施例在步骤(V)中的树脂采用双酚A型环氧树脂加芳香酸酐固化剂，当然还可以是其他树脂。\n[0037] (VI)、如图1所示，将已经把工艺灌注孔焊封好的圆形轴坯1加工成完整无痕光滑复合偏重轴。\n[0038] 现以目前传统的重型2YA2460振动筛偏心轴为例，设计重型2YA2460振动筛复合偏重圆振动轴，传统的重型2YA2460振动筛偏心轴理论数据为：总体积1439229立方厘米，总重量1124公斤，偏重侧重量为712公斤，轻位侧为412公斤，偏重量300公斤；本发明复合偏重圆振动轴理论数据为：总体积204638立方厘米，总重量1022公斤，其中钢材重量为\n895公斤，高温高强度树脂127公斤，偏重侧重量为715公斤，轻位侧为307公斤，偏重量408公斤，由此数据所得：复合结构保障轴承受足够强度的同时增大偏重量，从而增大振幅，而减轻轴的重量。\n[0039] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。