阅读说明：本技术 一种可实现持续加工的轴承强化研磨设备 (bearing reinforced grinding equipment capable of realizing continuous processing ) 是由 刘晓初 谢鑫成 段伟建 高伟林 黄建枫 朱锐 刘镇 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种可实现持续加工的轴承强化研磨设备,包括强化加工模块和循环供料模块,所述强化加工模块包括防护箱体和旋转装夹机构,所述循环供料模块包括高速喷头、液体供料机构、固体供料机构和固液分离机构；所述液体供料机构包括存放容器、第一输送管道和输送泵；所述固体供料机构包括料斗、第二输送管道和输送器；所述第一输送管道的首端连通在存放容器上,其尾端与第二输送管道的尾端汇合后连通至高速喷头；所述料斗位于防护箱体和存放容器之间；所述固液分离机构包括设置在料斗的底部连通于存放容器的开口处的分离筛网。该轴承强化研磨设备不仅能够进行持续不断的循环加工,而且有效地减少管道堵塞的现象,实现分类回收和多工作模式。(The invention discloses a bearing reinforced grinding device capable of realizing continuous processing, which comprises a reinforced processing module and a circulating feeding module, wherein the reinforced processing module comprises a protective box body and a rotary clamping mechanism, and the circulating feeding module comprises a high-speed spray head, a liquid feeding mechanism, a solid feeding mechanism and a solid-liquid separation mechanism; the liquid feeding mechanism comprises a storage container, a first conveying pipeline and a conveying pump; the solid feeding mechanism comprises a hopper, a second conveying pipeline and a conveyor; the head end of the first conveying pipeline is communicated with the storage container, and the tail end of the first conveying pipeline is communicated with the high-speed spray head after being converged with the tail end of the second conveying pipeline; the hopper is positioned between the protective box body and the storage container; the solid-liquid separation mechanism comprises a separation screen which is arranged at the bottom of the hopper and communicated with the opening of the storage container. The bearing strengthening grinding equipment can not only carry out continuous and continuous circular processing, but also effectively reduce the phenomenon of pipeline blockage and realize classified recovery and multiple working modes.)

一种可实现持续加工的轴承强化研磨设备

技术领域

本发明涉及强化研磨加工装置，具体涉及一种可实现持续加工的轴承强化研磨设备。

背景技术

随着现代工业技术的快速发展，各行各业对机械装备的安全可靠性能和寿命要求越来越高，例如汽车、机器人、内燃机、船舶、冶金机械、煤矿机械等；其中，轴承作为必不可少的旋转承重体，广泛应用于现代机械设备中，被机械行业称为机械关节。轴承的失效不仅会造成财产损失，还可能会导致大量的人员伤亡，因此提高轴承的疲劳寿命具有重大意义。

现有的强化研磨机采用的是直接加压式的加工方法，例如申请公布号为CN104942664A公开的一种轴承强化研磨机，该强化研磨机通过高压气体直接把强化研磨料和强化研磨液混合后输送到喷头，对工件进行加工。虽然上述强化研磨机能够自动地完成强化加工，且具有结构简单、控制方便等优点，但是仍存在以下的不足：

(1)虽然料斗的下方设有储料罐，该储料罐能够回收研磨料，通过高压气体可实现再利用，但是当进行研磨加工时，储料罐顶端的单向阀处于闭合状态，料斗中的研磨料只能停留在料斗中，而不能落到储料罐中进行循环供料，只有当停止研磨加工时，进气管中停止输入高压气体，单向阀门打开，料斗里的研磨料才从出口流入储料罐中，这样并不能实现持续式的循坏利用，不能及时地补充研磨料，其加工效率有待提供。

(2)混合后的研磨料和研磨液可能会聚成团状，在不断循环的输送过程中容易发生堵塞管路的想象。

(3)加工后的研磨料和研磨液不能进行分类回收，导致轴承加工效率低下，回收繁琐。

(4)上述强化研磨机为固定的工作模式，只能实现两相流(研磨料和高压气)或三相流(研磨料、研磨液、高压气体)等其他的其中一种模式，工作模式单一，适用性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种可实现持续加工的轴承强化研磨设备，该轴承强化研磨设备不仅能够实现持续不断的循环加工，而且可以有效地减少管道堵塞的现象，还具有可分类回收、多种工作模式等优点。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种可实现持续加工的轴承强化研磨设备，包括强化加工模块和循环供料模块，所述强化加工模块包括加工防护箱体和旋转装夹机构，所述旋转装夹机构包括用于对轴承进行装夹的装夹机构和用于驱动装夹机构进行转动的旋转驱动机构；所述循环供料模块包括高速喷头、液体供料机构、固体供料机构以及固液分离机构；

其中，所述液体供料机构包括用于存放研磨液的存放容器、用于输送研磨液的第一输送管道和用于在第一输送管道中提供输送压力的输送泵；所述固体供料机构包括用于存放研磨料的料斗、用于输送研磨料的第二输送管道和用于在第二输送管道中提供输送压力的输送器；所述料斗位于加工防护箱体的下方，位于存放容器的上方；所述第一输送管道的首端连通在存放容器上，其尾端与第二输送管道的尾端汇合后连通至高速喷头；所述第二输送管道的首端连通在料斗的下端上；

所述固液分离机构包括用于实现研磨液和研磨料分离的分离筛网，该分离筛网设置在料斗的底部连通于存放容器的开口处。

上述轴承强化研磨设备的工作原理是：

工作时，先将待加工的轴承装夹在装夹机构上，调整好高速喷头的角度，使其喷嘴朝向轴承的外表面；将研磨料和研磨液投放在料斗上，研磨液通过分离筛网落到料斗的下方的存放容器中；启动输送泵和输送器，分别由第一输送管道和第二输送管道将研磨液和研磨料(由钢珠组成)输送往高速喷头，其中，由于输送管道和第二输送管道的尾端汇合在一起，当研磨液和研磨料汇合后，进行混合并一同进入高速喷头中，由高速喷头将由研磨液和研磨料形成的混合体喷射至轴承的加工表面上；由研磨液和研磨料形成的混合体高速撞击在轴承的表面上，使得轴承的表面获得较大的残余压应力，有利于提高轴承的机械性能以及寿命。

进一步，在加工防护箱体的防护以及研磨材料自身的重力作用下，撞击后的研磨料和研磨液会往下掉落，穿过加工防护箱体的底端落到料斗中；具体地，由于料斗的底部设有分离筛网(网孔的尺寸比研磨料的钢珠的尺寸小)，所以液态的研磨液会继续穿过分离筛网下落至存放容器中，而固态的研磨料则继续停留在料斗上；经过上述的回收后，研磨料和研磨液重新回到各自的存放点中，再在输送泵和输送器的驱动下，研磨料和研磨液即可循环地进行输送，循环地对轴承进行喷射，直至加工完毕。

本发明的一个优选方案，其中，所述料斗包括用于在工作开始前对研磨料和研磨液进行存放的投放料斗以及用于在工作过程中对研磨料进行暂存料斗，所述暂存料斗连通在投放料斗的出料口处。在工作开始前，工作人员将研磨料和研磨液放置在投放料斗中，工作开始时，打开开关或者阀门，使得研磨料和研磨液进入到暂存料斗中，以便开始固液分离以及输送工作。

优选地，所述分离筛网倾斜地插在存放容器的内腔中，将存放容器的内腔分隔成上下两个空间；其中，以分离筛网充当底面，上方的空间构成所述暂存料斗；下方的空间为用于存放分离后的研磨液的存放空间。通过上述结构，基于一个存放容器，合理地优化成用于存放研磨料和用于存放研磨液的两个空间，不仅可以使得结构更加简单、紧凑，而且还可以降低制造成本。

进一步，所述第二输送管道的首端连接在所述暂存料斗的下端的侧壁上，在工作过程中，研磨料落入暂存料斗后，位于下方研磨料会沿着倾斜的分离筛网下移，从而在倾斜的底部堆积起来，因而将述第二输送管道的首端连接在倾斜的底部，有利于保证输送足够的研磨料。

本发明的一个优选方案，其中，所述存放容器的其中一个侧壁上设有安装孔，与该侧壁相对的另一个侧壁上至少设有一个位于安装孔所处的水平面之下的承托块。通过上述结构，分离筛网的一端可以穿过所述安装孔承托在承托块上，另一端则搭在安装孔中，从而将分离筛网安装好；其中，由于与安装孔相对的承托块位于安装孔之下，所以分离筛网以倾斜的姿态设置在存放容器中，以便将落下的研磨料汇聚在一起。

本发明的一个优选方案，其中，所述固液分离机构还包括密封板，该密封板与分离筛网的安装位置相同，均为存放容器的同一位置；当分离筛网安装在存放容器中，实现三相流加工；当密封板安装在存放容器中，实现两相流加工。上述结构，通过切换密封板和分离筛网，可以实现不同的加工模式：三相流(研磨料、研磨液，高压气体)或者两相流(研磨料、高压气体)。

本发明的一个优选方案，其中，所述存放容器的底部设有用于将容器中的研磨液排出的第一排出口，该第一排出口处设有第一排出开关；

所述暂存料斗的底部设有用于将料斗中的研磨料排出的第二排出口，该第二排出口处设有第二排出开关。通过设置上述结构，可在轴承加工完毕后分别对研磨液和研磨料进行回收，而且还能更加方便地对整个内部管路进行清洗，其操作如下：打开第一排出开关和第二排出开关，将全部研磨液和研磨料排出，在投放料斗上加入清洗水，清洗水流到暂存料斗后经过分离筛网停留在存放容器中，其中，为了满足第二输送管道的清洗，加入的水量要足够；启动输送泵和输送器，第一输送管道和第二输送管道均对清洗水进行输送，沿着加工实现的输送路线，清洗水从高速喷头射出，对加工防护箱体的内部进行清洗，最后回到存放容器中；在多次循环送水和喷水过后，清洗水自动地将设备内部和管道冲洗干净，清洗工作十分方便。

优选地，所述第一排出开关为止流塞，所述第二排出开关为止流阀，分别用于在工作时对第一排出口和第二排出口进行封堵，工作完毕后，打开止流塞和止流阀，即可回收研磨液和研磨料。

本发明的一个优选方案，其中，所述分离筛网的倾斜角度为45°-90°之间，其网格的边长比研磨料钢珠的直径小0.3mm-0.5mm。

本发明的一个优选方案，其中，所述输送器为气力输送器，设置在第二输送管道的中部；所述气力输送器与用于提供高压气体的第一高压管道连通。通过使用气力输送器，结合第一高压管道提供的高压气体，实现了研磨料的输送，而且有效地解决了研磨料发生堵塞的问题。

优选地，位于高速喷头与第一输送管道和第二输送管道尾部的汇合端之间连通有用于二次提供高压气体的第二高压管道。一般地，在高压气体和气力输送器的作用下，研磨料从暂存料斗经过第二输送滚道往上传送，进而与研磨液混合，在此过程中，研磨料需要克服重力以及与研磨液混合后的阻力，此时的输送力可能难以以足够快的速度将混合体从高速喷头喷出；为了解决上述问题，本优选通过设置第二高压管道，在研磨液和研磨粉混合之后，第二高压管道提供高压气体对混合体进行加压，使混合体能够以足够快的速度从高速喷头喷出。

本发明的一个优选方案，其中，所述投放料斗、第一输送管道、第一高压管道以及第二高压管道中分别设有第一阀体、第二阀体、第三阀体以及第四阀体。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明中，通过设置两条供料路线，分别对研磨液和研磨料进行输送，在对轴承进行高速撞击后，回落至料斗中，通过分离筛网将混合在一起的研磨液和研磨料隔离开，以便再次进行输送，从而实现可持续的加工。

2、混合在一起的研磨液和研磨料经过分离筛网的隔离后，分别进行存放，在循环输送(供料)的过程中实现了单独输送，这样可以有效减少出现管道堵塞的现象。

3、在轴承加工完毕后，由于研磨液和研磨料已经被分离筛网进行分离，实现研磨材料的分类回收，大大地提高了工作人员的回收效率。

4、基于本发明中的强化研磨设备，不用采取任何的结构改动，既可以实现三相流(研磨料、研磨液，高压气体)对轴承进行可持续加工，也可以实现两相流(研磨料、高压气体)对轴承进行加工。

附图说明

图1为本发明中的可实现持续加工的轴承强化研磨设备的结构简图。

图2为图1中的X的放大图。

图3为本发明中的分离筛网的平面视图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

参见图1-2，本实施例中的可实现持续加工的轴承强化研磨设备，包括强化加工模块和循环供料模块，所述强化加工模块包括加工防护箱体1和旋转装夹机构，所述旋转装夹机构包括用于对轴承a进行装夹的电磁无心夹具和用于驱动电磁无心夹具进行转动的旋转驱动机构；所述循环供料模块包括高速喷头2、液体供料机构、固体供料机构以及固液分离机构。

参见图1-3，所述液体供料机构包括用于存放研磨液的存放容器3、用于输送研磨液的第一输送管道4和用于在第一输送管道4中提供输送压力的输送泵5。所述固体供料机构包括用于存放研磨料的料斗、用于输送研磨料的第二输送管道6和用于在第二输送管道6中提供输送压力的气力输送器7；所述料斗位于加工防护箱体1的下方，包括用于在工作开始前对研磨料和研磨液进行存放的投放料斗8以及用于在工作过程中对研磨料进行暂存料斗9，所述暂存料斗9连通在投放料斗8的出料口处；所述投放料斗8上设有第一阀体10，在工作开始前，工作人员将研磨料和研磨液放置在投放料斗8中，工作开始时，打开开关或者阀门，使得研磨料和研磨液进入到暂存料斗9中。

参见图1-3，所述第一输送管道4上设有第二阀体11，其首端连通在存放容器3上，尾端与第二输送管道6的尾端汇合后连通至高速喷头2。所述第二输送管道6的首端连通在暂存料斗9的下端，其尾端与第一输送管道4汇合之前设置为弯管结构，从而防止研磨液导流至第二输送管道6中。

参见图1-3，所述固液分离机构包括分离筛网12和密封板，所述分离筛网12和密封板属于切换安装的关系，两者的安装位置均为料斗的底部连通于存放容器3的开口处；当分离筛网12安装在存放容器3中，实现三相流加工；当密封板安装在存放容器3中，实现两相流加工。通过切换密封板和分离筛网12，可以实现不同的加工模式：三相流(研磨料、研磨液，高压气体)或者两相流(研磨料、高压气体)。

参见图1-3，所述分离筛网12倾斜地插在存放容器3的内腔中，将存放容器3的内腔分隔成上下两个空间；其中，以分离筛网12充当底面，上方的空间构成所述暂存料斗9；下方的空间为用于存放分离后的研磨液的存放空间。具体地，所述分离筛网12的倾斜角度为45°-90°之间，其网格的边长比研磨料钢珠的直径小0.3mm-0.5mm。通过上述结构，基于一个存放容器3，合理地优化成用于存放研磨料和用于存放研磨液的两个空间，不仅可以使得结构更加简单、紧凑，而且还可以降低制造成本。

进一步，所述第二输送管道6的首端连接在所述暂存料斗9的下端的侧壁上，在工作过程中，研磨料落入暂存料斗9后，位于下方研磨料会沿着倾斜的分离筛网12下移，从而在倾斜的底部堆积起来，因而将述第二输送管道6的首端连接在倾斜的底部，有利于保证输送足够的研磨料。

参见图1-3，所述存放容器3的其中一个侧壁上设有安装孔，与该侧壁相对的另一个侧壁上至少设有一个位于安装孔所处的水平面之下的承托块13。通过上述结构，分离筛网12的一端可以穿过所述安装孔承托在承托块13上，另一端则搭在安装孔中，从而将分离筛网12安装好；其中，由于与安装孔相对的承托块13位于安装孔之下，所以分离筛网12以倾斜的姿态设置在存放容器3中，以便将落下的研磨料汇聚在一起。

参见图1-3，所述存放容器3的底部设有用于将容器中的研磨液排出的第一排出口，该第一排出口处设有第一排出开关14；所述暂存料斗9的底部设有用于将料斗中的研磨料排出的第二排出口，该第二排出口处设有第二排出开关15；所述第一排出开关14为止流塞，所述第二排出开关15为止流阀，分别用于在工作时对第一排出口和第二排出口进行封堵，工作完毕后，打开止流塞和止流阀，即可回收研磨液和研磨料。通过设置上述结构，可在轴承a加工完毕后分别对研磨液和研磨料进行回收，而且还能更加方便地对整个内部管路进行清洗，其操作如下：打开第一排出开关14和第二排出开关15，将全部研磨液和研磨料排出，在投放料斗8上加入清洗水，清洗水流到暂存料斗9后经过分离筛网12停留在存放容器3中，其中，为了满足第二输送管道6的清洗，加入的水量要足够；启动输送泵5和气力输送器7，第一输送管道4和第二输送管道6均对清洗水进行输送，沿着加工实现的输送路线，清洗水从高速喷头2从射出，对加工防护箱体1的内部进行清洗，最后回到存放容器3中；在多次循环送水和喷水过后，清洗水自动地将设备内部和管道冲洗干净，清洗工作十分方便。

参见图1-3，所述气力输送器7设置在第二输送管道6的中部，与用于提供高压气体的第一高压管道16连通；所述第一高压管道16上设有便于气压的控制的第三阀体18，通过调节第三阀体18，使得进气孔气压大于0.4MPa。通过使用气力输送器7，结合第一高压管道16提供的高压气体，实现了研磨料的输送，而且有效地解决了研磨料发生堵塞的问题。

进一步，位于高速喷头2与第一输送管道4和第二输送管道6尾部的汇合端之间连通有用于二次提供高压气体的第二高压管道17，该第二高压管道17设有第四阀体19。一般地，在高压气体和气力输送器7的作用下，研磨料从暂存料斗9经过第二输送滚道往上传送，进而与研磨液混合，在此过程中，研磨料需要克服重力以及与研磨液混合后的阻力，此时的输送力可能难以以足够快的速度将混合体从高速喷头2喷出；为了解决上述问题，本优选通过设置第二高压管道17，在研磨液和研磨粉混合之后，第二高压管道17提供高压气体对混合体进行加压，使混合体能够以足够快的速度从高速喷头2喷出。

具体地，本实施例中的电磁无心夹具的装夹方式可参考电磁夹具的现有技术，例如授权公告号为CN 104942664 B的发明专利中公开的一种轴承强化研磨机以及申请公布号为CN 109176318 A的发明申请中公开的一种轮齿形工件的强化研磨加工方法的相关技术。

另外，所述旋转驱动机构包括旋转驱动电机和传动杆等，具体的结构可参考现有技术中用于实现旋转的技术手段。

参见图1-3，本实施例中的轴承强化研磨设备的工作原理是：

以三相流的工作模块式为例，将分离筛网12安装好。

工作时，先将待加工的轴承a装夹在电磁无心夹具上，调整好高速喷头2的角度，使其喷嘴朝向轴承a的外表面；将研磨料和研磨液投放在投放料斗8上，打开第一阀体10，研磨液通过分离筛网12落到暂存料斗9的下方的存放容器3中，关闭第一阀体10；打开第二阀体11和第三阀体18，启动输送泵5和气力输送器7，分别由第一输送管道4和第二输送管道6将研磨液和研磨料(由钢珠组成)输送往高速喷头2，其中，由于输送管道和第二输送管道6的尾端汇合在一起，当研磨液和研磨料汇合后，打开第四阀体19，第二高压管道17进一步提供高压气体，通过高速喷头2将由研磨液和研磨料形成的混合体高度地喷射至轴承a的加工表面上；由研磨液和研磨料形成的混合体高速撞击在轴承a的表面上，使得轴承a的表面获得较大的残余压应力，有利于提高轴承a的机械性能以及寿命。

进一步，在加工防护箱体1的防护以及研磨材料自身的重力作用下，撞击后的研磨料和研磨液会往下掉落，穿过加工防护箱体1的底端落到暂存料斗9中；其中，由于暂存料斗9的底部设有分离筛网12(网孔的尺寸比研磨料的钢珠的尺寸小)，所以液态的研磨液会继续穿过分离筛网12下落至存放容器3中，而固态的研磨料则继续停留在暂存料斗9上；经过上述的回收后，研磨料和研磨液重新回到各自的存放点中，再在输送泵5和气力输送器7的驱动下，研磨料和研磨液即可循环地进行输送，循环地对轴承a进行喷射，直至加工完毕。

上述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内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、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。