[发明专利]用于制造具有齿部的环的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造具有齿部的环的方法，所述方法包括以下方法步骤：(a)对预制环进行环轧制以形成环毛坯，(b)将预制齿部引入所述环毛坯中以形成预制齿环，其中，预制齿部具有第一齿高度的齿，(c)对所述预制齿环进行热处理以形成经过热处理的预制齿环，和(d)对所述经过热处理的预制齿环进行齿部精加工以形成具有齿部的环，其中，所述齿部的齿具有第二齿高度，所述第二齿高度大于所述第一齿高度。

技术领域

本发明涉及具有齿部的环的方法。

背景技术

这种具有齿部的环用作例如起重机、隧洞掘进机或风力发电装置的大型传动装置和大型滚柱轴承的部件。

在这种环的制造期间，通常首先通过环轧制方法形成无缝环毛坯。环毛坯作为单个工件被热处理，以改善材料的强度性质。在通过加热、淬火和回火进行热处理之后，通常通过金属切割工艺引入齿部。

具有齿部的环的这种制造方法已经工作得非常良好。然而，已经发现在制造齿具有明显齿高的具有齿部的环的情况下，这种方法可能导致与齿尖相比齿基区域的机械性质产生较大的偏差。具体地，齿基区域的强度可能明显降低。

发明内容

本发明提出的要解决的问题是提高齿基区域的强度。

为了解决该问题，提出用于制造具有齿部的环的方法，该方法包括以下方法步骤：

(a)对预制环环轧制以形成环毛坯，

(b)对所述环毛坯进行预制齿加工以形成预制齿环，其中，预制齿部的齿具有第一齿高度，

(c)对所述预制齿环进行加热、淬火和回火以形成经过热处理的预制齿环，和

(d)对所述经过热处理的预制齿环进行齿部精加工以形成具有齿部的环，其中，所述齿部的齿具有第二齿高度，所述第二齿高度大于所述第一齿高度。

根据本发明，在加热、淬火和回火之前，将预制齿部引入环毛坯，该预制齿部具有与正在制造的环的标称齿高度相比减小的第一齿高度。以该方式，与没有预制齿加工的情形相比，形成成品环中的齿基的区域位于距表面更短的距离处。距表面的减小的距离在齿基的区域中产生增加的热处理效果。此外，由于引入预制齿加工，所以表面总体增大，使得在加热、淬火和回火期间提供更大的热交换表面。由于这两个效果，所以在齿基的区域中存在显著提高的强度。

根据一个有益的实施例，设置为通过金属加工工艺完成引入预制齿加工和/或齿部精加工。例如，铣削方法可以用于预制齿加工或齿部精加工。

基本上，根据本发明的方法可以用于任何给定齿高度的环的制造。然而，已经证明第二齿高度在50mm到125mm的范围中是有利的。优选地，第二齿高度在55mm到110mm的范围中、特别优选地在65mm到100mm的范围中。利用在这些范围中的一个范围中的齿高度，根据本发明的方法在齿的尖端到基部的区域中产生均匀的强度分布。

此外，优选地，第一齿高度是第二齿高度的50％到95％、优选地70％到90％、特别优选地75％到85％。由预制齿加工产生的齿高度的这种选择确保在预制齿加工之后的热处理期间齿基区域中的增加的热处理效果。

该方法的一个有益实施例需要在加热、淬火和回火中对预制齿环整体进行加热，使得在预制齿环的整个材料被加热，这与感应硬化的情形不同。这具有以下优势，加热效果施加到预制齿环的最大的可能部分。因此，加热、淬火和回火效果也能够在材料的最大的可能部分中进行。可以在熔炉、连续退火装置或罩式退火装置完成预制齿环的加热。优选地，预制齿环被加热到大于或等于850℃、优选地大于或等于860℃、特别优选地大于或等于870℃的温度。

在本文中，已经证明在加热之后对预制齿环整体进行淬火是特别有利的，使得预制齿环整体硬化。例如，可以通过将预制齿环放置在淬火浴中(特别是由水、油或聚合物淬火剂构成的淬火浴中)完成预制齿环的整体淬火。