一种大型滚动轴承精密锻造成型装置及工艺的制作方法

本发明涉及轴承锻造加工，具体为一种大型滚动轴承精密锻造成型装置及工艺，适用于大型滚动轴承套圈锻造成型后的快速、均匀冷却处理。

背景技术：

1、大型滚动轴承是风力发电、重型机械、轨道交通等领域的核心关键零部件，其套圈的锻造质量直接决定了轴承的使用寿命和运行可靠性。在轴承套圈的锻造加工流程中，锻造完成后的冷却工序是影响最终产品组织性能和尺寸精度的关键环节。

2、轴承套圈在锻造后处于高温状态（通常为850℃～1050℃），若冷却速度过快或过慢，均会影响其内部金相组织，导致网状碳化物析出、晶粒粗大等缺陷，严重恶化轴承套圈的力学性能和使用寿命。因此，锻后冷却工艺需要实现均匀、可控的降温过程。

3、目前，轴承锻件冷却装置主要采用传送带或链板式输送机构配合风冷或水冷装置进行冷却。例如，现有技术中公开了一种轴承锻件冷却装置，包括水冷传送机和风冷传送机，通过两种冷却方式的组合实现锻件降温。还有方案采用链条传送式喷雾冷却装置，通过喷雾嘴对输送过程中的轴承套圈进行喷淋冷却。

4、然而，现有技术仍存在以下不足：

5、第一，冷却均匀性差。现有方案多采用传送带或链条输送，轴承套圈在输送带上呈单层排列，喷淋或风冷仅能覆盖朝上的表面，套圈与输送带接触的下表面难以被有效冷却，导致同一工件不同部位冷却速率不一致，影响组织均匀性。

6、第二，水资源浪费严重。现有冷却装置的喷淋用水多为一次性使用或简单收集后排放，缺乏高效的循环利用系统。部分方案虽设有收集箱，但冷却水的温度会随着循环次数的增加而上升，降低了后续的冷却效果。

7、第三，冷却介质与输送结构分离。现有方案中，冷却水的输送和喷淋系统独立于输送机构之外，需额外布置管路和喷头，结构复杂且占用空间大。同时，喷头位置固定，难以根据工件的实际位置进行精准喷淋，造成冷却水的无效损耗。

8、针对上述技术问题，亟需开发一种集输送、喷淋、循环冷却与蒸汽抽排于一体的大型轴承套圈锻造成型冷却装置。

9、为此，提出一种大型滚动轴承精密锻造成型装置及工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有轴承锻件冷却装置冷却均匀性差、水资源浪费严重、结构复杂、蒸汽逸散的技术缺陷，提供一种大型滚动轴承精密锻造成型装置及工艺，通过中空螺旋叶片集成输送与喷淋功能，实现轴承套圈在输送过程中的均匀冷却，并实现冷却水的循环利用与蒸汽的集中抽排。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大型滚动轴承精密锻造成型装置，包括筒状结构的冷却箱和固定在冷却箱下端面的水箱，其特征在于：所述水箱的前后两侧连接有密封板，其中后侧密封板上固定安装有驱动电机，所述冷却箱的前后两侧均固定连接有半圆形结构的导料台，所述冷却箱的上端面固定连通有连接头，所述连接头与外界气体抽吸设备连接，所述冷却箱和水箱之间设置有冷却组件。

3、所述冷却组件包括等距离开设在冷却箱内表面下侧的活动槽，所述活动槽和水箱中转动连接有螺旋叶片，所述螺旋叶片的上侧二分之一部分通过活动槽延伸至冷却箱内部。

4、所述螺旋叶片的中间位置固定安装有传动轴，所述传动轴位于水箱内，且传动轴的后端与驱动电机的输出轴固定连接，传动轴的前端传动连接有输送结构。

5、所述螺旋叶片内部中空形成输送腔，且螺旋叶片的表面固定连接有与输送腔连通的喷头，所述传动轴内部中空且与输送腔连通。

6、所述输送结构包括与前侧密封板固定连接的筒体，所述筒体内部转动连接有往复丝杆，且往复丝杆的后端与传动轴连接，所述往复丝杆内部中空且与传动轴内部连通，所述往复丝杆上螺纹连接有活塞板，所述筒体呈矩形结构，且活塞板与筒体内壁贴合，位于活塞板两侧的往复丝杆表面开设有注水孔，所述筒体的下端面位于往复丝杆两侧位置连通固定有吸水管，所述吸水管的底部与水箱底部接触。

7、进一步地，两个所述注水孔以及两个所述吸水管内置单向阀，注水孔内的单向阀保持水体单向流入往复丝杆内部，吸水管内的单向阀保持水体单向流入筒体内部。

8、进一步地，所述冷却箱的前后两端开口处固定有橡胶遮挡片，橡胶遮挡片呈条形结构，顶部与冷却箱连接，底部为自由活动端，用于减少蒸汽外溢。

9、进一步地，所述活动槽的内壁固定有擦拭海绵，用于擦拭清理螺旋叶片的表面，保持喷头通畅。

10、进一步地，所述筒体的下端面开设有漏水孔，筒体内的冷却水通过漏水孔向下滴落回流至水箱。

11、进一步地，所述导料台的前端设置有阻水条，用于防止水体外溢。

12、进一步地，所述水箱内壁两侧设有轴流风扇和散热孔，用于对水箱内的冷却水进行辅助降温。

13、本发明还提供一种大型滚动轴承精密锻造成型工艺，采用上述装置，包括以下步骤：

14、s1、将待冷却的轴承圈垂直放入冷却箱内相邻两个螺旋叶片之间；

15、s2、启动驱动电机，带动传动轴及螺旋叶片旋转，轴承圈在螺旋叶片的推动下从冷却箱的后端向前端缓慢输送；

16、s3、传动轴同步带动往复丝杆旋转，驱动活塞板在筒体内往复运动，通过吸水管从水箱底部抽吸冷却水，冷却水经注水孔进入往复丝杆和传动轴内部，再流入螺旋叶片的输送腔中；

17、s4、冷却水在旋转状态下从螺旋叶片表面的喷头喷出，喷洒在相邻螺旋叶片之间的轴承圈表面，对轴承圈进行冷却降温；

18、s5、冷却过程中产生的蒸汽通过连接头被外界气体抽吸设备抽走；

19、s6、轴承圈从冷却箱的前端输出至导料台，完成冷却作业；

20、s7、喷淋后的冷却水下落至水箱中循环利用。

21、进一步地，步骤s2中，驱动电机的转速通过外界控制装置自动控制或人工控制，以调节轴承圈的输送速度。

22、进一步地，步骤s4中，冷却水在螺旋叶片旋转过程中喷洒，同时螺旋叶片下侧位于水箱内的部分旋转时搅动冷却水，实现水体的辅助降温。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

24、1.本发明将螺旋叶片设计为中空结构，在实现轴承套圈输送的同时，通过叶片表面的喷头直接对工件进行喷淋冷却。相较于现有技术中输送机构与喷淋系统分离的设计，本发明结构紧凑、空间利用率高，且喷头随螺旋叶片同步旋转，能够对轴承套圈的全表面进行均匀喷淋，解决了传统方案中固定喷头只能覆盖单一方向的缺陷。

25、2.本发明通过水箱收集喷淋后的冷却水，并通过输送结构中的往复丝杆和活塞板将水箱底部的水再次泵送至螺旋叶片内部循环使用。同时，螺旋叶片下侧位于水箱内的部分在旋转时会搅动冷却水，配合轴流风扇和散热孔，实现水体的辅助降温，确保循环冷却水的温度始终处于有效冷却区间。

26、3.本发明在冷却箱顶部设置连接头，与外界气体抽吸设备连接，能够将冷却过程中产生的大量蒸汽集中抽走，避免了蒸汽逸散对车间环境和操作人员的影响，同时减少了热量的无效散失。

27、4.本发明在活动槽内壁设置擦拭海绵，螺旋叶片旋转时海绵持续擦拭叶片表面，有效去除附着的水垢和杂质，保持喷头通畅，延长了设备的维护周期。

28、5.轴承套圈垂直放置于相邻螺旋叶片之间，在输送过程中360°全面接受喷淋冷却，避免了传统水平输送方式中工件与输送带接触面无法被冷却的问题，确保了同一工件各部位冷却速率的一致性。