專利名稱：一種復合偏重圓振動軸及其制造工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及礦山機械領域，特別是一種篩分機械的振動軸及其制造工藝。
背景技術：
近十年來，我國的經濟高度發展，帶動了采礦業、冶金、電力、水利、公路、鐵路等機 械行業機械化程度的不斷提高。節能、環保、減耗成為了國家的主要發展方向。我國是能源 大國，既是生產大國，又是消耗大國，資源的高效利用已成為國家發展的重要戰略。機械工 業正朝大型規模方向發展，而篩分機械制造技術的滯后，對我國冶金、采礦、選煤等行業帶 來龐大的經濟損失，也制約行業的發展。目前在大型振動篩方面，圓振動篩由于處理量大， 維修方便等優勢，成為大型振動篩首選設備。圓振動篩采用筒體式偏心軸激振器及偏塊調 節振幅原理，所以偏心軸在高速旋轉產生離心力激發篩箱產生振幅的圓周運動，篩上的物 料在傾斜的篩面上受到篩箱的沖動而產生連續的拋擲運動，物料與篩面篩網相遇過程中使 小于篩網孔徑的顆粒透過篩網而實現分級。因此偏心軸的偏心越大振幅與處理量越強。但 偏心軸的設計又存在如下嚴重的缺陷1、偏心軸偏心越大，偏心軸外形原因相對增大摩擦 力；2、偏心軸高速旋轉時，偏心位置高速切割篩筒內空氣與潤滑油，使篩筒潤滑油、空氣、偏 心軸、軸承等溫度升高，加速軸承的磨損，縮短軸承的壽命；3、在生產過程中篩面處理物料 無法恒定及均衡原因，偏心軸高速旋轉時，偏心位置撥打篩筒內的空氣與潤滑油形成不規 則的橫向沖擊兩端軸承滾子與保持架，從而增加軸承滾子、保持架、內框、外框的摩擦造成 軸承壽命的縮短；4、由于偏心軸的外形原因，形成偏心軸與篩筒之間存在間隙之差，導致軸 承磨損解體滾子導進篩筒與偏心軸旋轉擠壓，造成篩筒與篩箱變形，影響篩的整體結構變 形。更換軸承后，兩端軸承變位影響軸承壽命，同時影響篩的使用價值。針對圓振動篩偏心 軸存在重大缺陷，現設計出最有效而實用的復合偏重圓振動軸，從而解決大型圓振動篩軸 承使用壽命短的瓶頸技術及增大處理量。
發明內容
本發明的目的在于針對上述存在的問題和不足，提供一種減少摩擦力、提高軸承 的使用壽命、提高處理量而又降低能耗的復合偏重圓振動軸。本發明的技術方案是這樣實現的一種復合偏重圓振動軸，其結構包括由碳鋼或 合金鋼熱鍛成的軸坯，軸坯的中間段上部熱鍛或機加工出一個平臺，平臺上焊接有骨架板， 骨架板之間焊接有弧形鋼板，弧形鋼板焊接后與軸坯成為圓軸粗坯，弧形鋼板與軸坯形成 的腔體中灌有樹脂，圓軸粗坯經過精加工后成為振動軸。為方便焊接弧形鋼板，骨架板包括兩個端部骨架板，端部骨架板為直徑比軸坯的 直徑稍大的圓形鋼板，端部骨架板上設有一個直徑比軸坯中段的直徑稍小的可套置在軸坯 端部的偏心圓孔，兩個端部骨架板的其中一個開有工藝灌注孔，該工藝灌注孔待灌注完樹 脂后焊封死。對于比較長的振動軸，為方便切割弧形鋼板，同時也使弧形鋼板焊接牢固，在原來
3兩個端部骨架板的基礎上再增加一個或兩個中間骨架板，中間骨架板為圓形的鋼板，中間 骨架板上設有與軸坯的中段截面形狀相同體積相等的套孔，中間骨架板上開有供樹脂流通 的通孔。本發明復合偏重圓振動軸的制造工藝，其步驟在于(I)、采用碳鋼或合金鋼熱鍛成的軸坯，軸坯的中間段上部熱鍛或機加工出一個平 臺；(II)、加工兩個直徑比軸坯直徑稍大，厚度約IOmm的端部骨架板，端部骨架板上 設有一個直徑比軸坯中段的直徑稍小的可套置在軸坯端部的偏心圓孔，兩個端部骨架板的 其中一個開有工藝灌注孔，端部骨架板固焊在軸坯兩端；(III)、將焊接骨架板后的軸坯進行淬火和回火處理；(IV)、用厚度約5mm的弧形鋼板分兩段或三段焊接在骨架板上，骨架板與弧形鋼 板必須焊接堅固填滿，偏重方向頂部開規格為IOmmXlOmm的焊接口 20只焊接好填平，使軸 坯成為無縫口圓軸粗坯，再回火處理消除焊接應力；(V)、將圓形軸坯加溫到攝氏150度后垂直立起，使工藝灌注孔向上固定，灌注樹 脂，使樹脂充滿弧形鋼板與軸坯形成的腔體，靜置5天后用直徑約30mm，厚度約5mm的圓鋼 板焊封工藝灌注孔；(VI)、將已經把工藝灌注孔焊封好的圓形軸坯加工成完整無痕光滑復合偏重軸。步驟(II)還可以包括至少一個中間骨架板，中間骨架板為圓形的鋼板，中間骨架 板上設有與軸坯的中段截面形狀相同體積相等的套孔，中間骨架板上開有供樹脂流通的通 孔，中間骨架板先割開兩半再包圍軸坯并焊接在軸坯上。步驟(V)中的樹脂采用雙酚A型 環氧樹脂加芳香酸酐固化劑。本發明偏重圓振動軸具有如下優點1、外形為圓形光滑無偏心，復合偏重軸在振動篩篩筒內高速平滑旋轉圓周運動， 摩擦阻力小，從中減少能耗作用；2、復合偏重軸在篩筒內高速平滑旋轉減少對篩筒內的空氣與潤滑油的撥打產生 的靜電，減少動力損耗轉化的熱能從而降低潤滑油、空氣、偏重軸、軸承的溫度，令軸承增加
壽命ο3、生產過程中，振動篩物料不均衡時，無偏心的撥打、切割空氣與潤滑油，減少不 規則的潤滑油及空氣形成橫向沖擊兩端軸承保持架、滾子的沖擊，減輕軸承保持架與軸承 內外框之間的波動使軸承磨損更少，從而提高軸承使用時間。4、外形為圓形光滑無偏心設計，使主軸與篩筒之間無缺口間隙，在軸承損壞解體 時，杜絕軸承滾子導入篩筒內部機會，避免主軸高速旋轉與篩桶擠壓散落軸承滾子而擠破 篩筒變形而影響整體結構及振動篩的壽命。5、復合材料與變截面偏重設計，在足夠承載力的情況下，減輕主軸重量，減輕動力 損耗及軸承的承載負荷，使用軸承壽命相應提高。由于偏重軸重量輕，偏重量大振幅大，在 篩網面積不增大情況下增大物料處理量，提高產量而又節能的作用。又可以根據生產情況 靈活調整篩筒外配重塊，以達到最大的生產效果。下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
圖1為本發明軸坯加工后的剖視結構示意圖；圖2為本發明軸坯鍛造的結構示意圖；圖3為圖2示A-A剖視放大的結構示意圖；圖4為本發明端部骨架板的結構示意圖；圖5為本發明中間骨架板的結構示意圖；圖6為本發明弧形鋼板焊包在軸坯上成為圓軸粗坯并灌注樹脂的結構示意圖；圖7為圖6的B-B剖視放大結構示意圖。
具體實施例方式如圖1-7所示，本發明為一種復合偏重圓振動軸，其結構包括由碳鋼或合金鋼熱 鍛成的軸坯1，軸坯1的中間段上部熱鍛或機加工出一個平臺，平臺上焊接有骨架板，骨架 板2之間焊接有弧形鋼板3，弧形鋼板3焊接后與軸坯1成為圓軸粗坯，弧形鋼板3與軸坯 1形成的腔體4中灌有樹脂5，圓軸粗坯經過精加工后成為振動軸。如圖4所示，本發明骨架板包括兩個端部骨架板21，端部骨架板21為直徑比軸坯 1的直徑稍大的圓形鋼板，端部骨架板21上設有一個直徑比軸坯1中段的直徑稍小的可套 置在軸坯1端部的偏心圓孔22，兩個端部骨架板21的其中一個開有工藝灌注孔，該工藝灌 注孔待灌注完樹脂5后焊封死。如圖5所示，本發明骨架板還包括至少一個中間骨架板23，中間骨架板23為圓形 的鋼板，中間骨架板23上設有與軸坯1的中段截面形狀相同體積相等的套孔24，中間骨架 板23上開有供樹脂5流通的通孔25。如圖1、6所示，本發明骨架板2采用兩個端部骨架板 21以及兩個中間骨架板23。本發明復合偏重圓振動軸的制造工藝，按如下步驟制作(I)、采用碳鋼或合金鋼熱鍛成的軸坯1，如圖2所示，軸坯1的中間段上部熱鍛或 機加工出一個平臺；(II)、加工兩個直徑比軸坯1直徑稍大，厚度約IOmm的端部骨架板21，如圖4所 示，端部骨架板21上設有一個直徑比軸坯1中段的直徑稍小的可套置在軸坯1端部的偏心 圓孔22，兩個端部骨架板21的其中一個開有工藝灌注孔，端部骨架板21固焊在軸坯1兩 端；步驟(II)還可以包括加工至少一個中間骨架板23，中間骨架板23為圓形的鋼板，中間 骨架板23上設有與軸坯1的中段截面形狀相同體積相等的套孔24，中間骨架板23上開有 供樹脂5流通的通孔25，中間骨架板23先割開兩半再包圍軸坯1并焊接在軸坯1上。本發 明優選實施例采用兩個中間骨架板23，弧形鋼板3采用三段焊接。(III)、將焊接骨架板后的軸坯1進行840°C油淬和550°C回火爐冷熱處理；(IV)、如圖6所示，用厚度約5mm的弧形鋼板3分三段焊接在骨架板上，骨架板與 弧形鋼板3必須焊接堅固填滿，偏重方向頂部開規格為IOmmXlOmm的焊接口 20只焊接好 填平，使軸坯1成為無縫口圓軸粗坯，再加溫到550°C回火爐冷處理消除焊接應力；(V)、如圖6所示，將圓形軸坯1加溫到攝氏150度后垂直立起，使工藝灌注孔向上 固定，灌注樹脂，使樹脂充滿弧形鋼板3與軸坯1形成的腔體4，靜置5天后用直徑約30mm， 厚度約5mm的圓鋼板焊封工藝灌注孔。本發明優選實施例在步驟(V)中的樹脂采用雙酚A型環氧樹脂加芳香酸酐固化劑，當然還可以是其他樹脂。(VI)、如圖1所示，將已經把工藝灌注孔焊封好的圓形軸坯1加工成完整無痕光滑
復合偏重軸。現以目前傳統的重型2YA2460振動篩偏心軸為例，設計重型2YA2460振動篩復合 偏重圓振動軸，傳統的重型2YA2460振動篩偏心軸理論數據為總體積1439229立方厘米， 總重量1124公斤，偏重側重量為712公斤，輕位側為412公斤，偏重量300公斤；本發明復 合偏重圓振動軸理論數據為總體積204638立方厘米，總重量1022公斤，其中鋼材重量為 895公斤，高溫高強度樹脂127公斤，偏重側重量為715公斤，輕位側為307公斤，偏重量408 公斤，由此數據所得復合結構保障軸承受足夠強度的同時增大偏重量，從而增大振幅，而 減輕軸的重量。上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的 限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種復合偏重圓振動軸，其特征在于包括由碳鋼或合金鋼熱鍛成的軸坯(1)，軸坯(1)的中間段上部熱鍛或機加工出一個平臺，平臺上焊接有骨架板，骨架板之間焊接有弧形鋼板(3)，弧形鋼板(3)焊接后與軸坯(1)成為圓軸粗坯，弧形鋼板(3)與軸坯(1)形成的腔體(4)中灌有樹脂(5)，圓軸粗坯經過精加工后成為振動軸。
2.根據權利要求1所述振動軸，其特征在于骨架板包括兩個端部骨架板(21)，端部骨 架板(21)為直徑比軸坯(1)的直徑稍大的圓形鋼板，端部骨架板(21)上設有一個直徑比 軸坯(1)中段的直徑稍小的可套置在軸坯(1)端部的偏心圓孔(22)，兩個端部骨架板(21) 的其中一個開有工藝灌注孔，該工藝灌注孔待灌注完樹脂(5)后焊封死。
3.根據權利要求1或2所述振動軸，其特征在于骨架板還包括至少一個中間骨架板 (23)，中間骨架板(23)為圓形的鋼板，中間骨架板(23)上設有與軸坯(1)的中段截面形狀 相同體積相等的套孔(24)，中間骨架板(23)上開有供樹脂(5)流通的通孔(25)。
4.根據權利要求1所述振動軸的制造工藝，其步驟在于(I)、采用碳鋼或合金鋼熱鍛成的軸坯(1)，軸坯(1)的中間段上部熱鍛或機加工出一 個平臺；(II)、加工兩個直徑比軸坯(1)直徑稍大，厚度約IOmm的端部骨架板(21)，端部骨架 板(21)上設有一個直徑比軸坯(1)中段的直徑稍小的可套置在軸坯(1)端部的偏心圓孔 (22)，兩個端部骨架板(21)的其中一個開有工藝灌注孔，端部骨架板(21)固焊在軸坯(1) 兩端；(III)、將焊接骨架板后的軸坯(1)進行淬火和回火處理；(IV)、用厚度約5mm的弧形鋼板(3)分兩段或三段焊接在骨架板上，骨架板與弧形鋼板 (3)必須焊接堅固填滿，偏重方向頂部開規格為IOmmXlOmm的焊接口 20只焊接好填平，使 軸坯(1)成為無縫口圓軸粗坯，再回火處理消除焊接應力；(V)、將圓形軸坯(1)加溫到攝氏150度后垂直立起，使工藝灌注孔向上固定，灌注樹 脂，使樹脂充滿弧形鋼板⑶與軸坯⑴形成的腔體(4)，靜置5天后用直徑約30mm，厚度 約5mm的圓鋼板焊封工藝灌注孔；(VI)、將已經把工藝灌注孔焊封好的圓形軸坯(1)加工成完整無痕光滑復合偏重軸。
5.根據權利要求4所述的制造工藝，其特征在于步驟(II)還可以包括至少一個中間 骨架板(23)，中間骨架板(23)為圓形的鋼板，中間骨架板(23)上設有與軸坯(1)的中段截 面形狀相同體積相等的套孔(24)，中間骨架板(23)上開有供樹脂(5)流通的通孔(25)，中 間骨架板(23)先割開兩半再包圍軸坯(1)并焊接在軸坯(1)上。
6.根據權利要求4所述的制造工藝，其其特征在于步驟(V)中的樹脂采用雙酚A型 環氧樹脂加芳香酸酐固化劑。
全文摘要
本發明涉及一種復合偏重圓振動軸及其制造工藝，其結構包括由碳鋼或合金鋼熱鍛成的軸坯，軸坯的中間段上部熱鍛或機加工出一個平臺，平臺上焊接有骨架板，骨架板之間焊接有弧形鋼板，弧形鋼板焊接后與軸坯成為圓軸粗坯，弧形鋼板與軸坯形成的腔體中灌有樹脂，圓軸粗坯經過精加工后成為振動軸。本發明振動軸在篩筒內高速平滑旋轉圓周運動，摩擦阻力小，減少能耗，減少對篩筒內的空氣與潤滑油的撥打產生的靜電，減少動力損耗轉化的熱能從而降低潤滑油、空氣、偏重軸、軸承的溫度，使軸承磨損更少，提高軸承使用壽命。外形圓形光滑，主軸與篩筒之間無缺口間隙，避免主軸高速旋轉與篩桶擠壓散落軸承滾子而擠破篩筒變形而影響振動篩壽命。提高產量又節能。
文檔編號B07B1/42GK101947511SQ201010276709
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月7日 優先權日2010年9月7日
發明者鄺冠榮 申請人:鄺冠榮