《一種起重機單梁行走輪鍛造工藝》是河南省礦山起重機有限公司於2016年8月14日申請的專利，該專利的公布號為CN106002111A，授權公布日為2016年10月12日，發明人是任海濤、胡永堂。
《一種起重機單梁行走輪鍛造工藝》所述的鍛造工藝包括原材料成分檢驗、原材料金相分析、自動下料、自動上料、毛坯料加熱、毛坯料自動工位轉換、第一次鍛壓、第二次鍛壓、沖中心孔、括中心孔、碾槽成型、工件控溫冷卻、工位轉換、初步機加工、數字工具機精加工、熱處理和檢驗入庫，該發明具有質量高、能源消耗低、材料損耗小、生產效率高的優點。
2020年7月14日，《一種起重機單梁行走輪鍛造工藝》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種起重機單梁行走輪鍛造工藝
- 申請人：河南省礦山起重機有限公司
- 申請日：2016年8月14日
- 申請號：2016106615511
- 公布號：CN106002111A
- 公布日：2016年10月12日
- 發明人：任海濤、胡永堂
- 地址：河南省新鄉市長垣縣長惱工業區礦山路與緯三路交匯處
- Int. Cl.：B23P15/00(2006.01)I、B66C9/08(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,技術領域,權利要求,實施案例,榮譽表彰,
專利背景
起重機車輪既是重要承載件又是關鍵的運行部件，它的質量決定著起重機是否能夠安全可靠的工作，它影響起重機工作效率、影響著起重機使用年限、壽命，另外該零部件數量較多，每台起重機最少需要8套，因此影響較大，2016年前中國國外起重機車輪主要為球鐵材質，以鑄造工藝方法成型為主；中國國內起重機車輪以鑄鋼材質為主，主要以鑄造工藝方法成型為主，只有尺寸較小，結構比較簡單的車輪採用傳統鍛造工藝方法生產製造，而傳統的鍛壓工藝生產存在原材料消耗大、後續加工量大、製造環境惡劣等問題；傳統的鑄造工藝除存在上述缺陷外，還存在內部缺陷多、組織不緻密、強度低等問題，因此，開發一種質量高、能源消耗低、材料損耗小、生產效率高的起重機單梁行走輪鍛造工藝具有十分重要的意義。
發明內容
專利目的
《一種起重機單梁行走輪鍛造工藝》的目的在於克服2016年8月之前技術的不足，而提供一種質量高、能源消耗低、材料損耗小、生產效率高的起重機單梁行走輪鍛造工藝。
技術方案
《一種起重機單梁行走輪鍛造工藝》所述的鍛造工藝包括如下步驟：
步驟1：原材料成分檢驗，對選取的原料採用觀察的方式進行表面檢測和採用超音波的方式對內部缺陷進行檢測，並選取初合格的原材料；
步驟2：原材料金相分析，將步驟1中選取的初合格的原材料採用定量金相學原理進行金相分析，並選取最終合格的原材料；
步驟3：自動下料，將步驟2中選取出的最終合格的原材料採用下料工具機定量切割下料；
步驟4：自動上料，利用上料機將步驟3中得到的切段後的原材料送入加熱裝置；
步驟5：毛坯料加熱，利用加熱裝置對切斷後的原材料進行加熱處理，其中加熱溫度控制在1050-1200℃的範圍內，加熱時間為10分鐘—15分鐘；
步驟6：毛坯料自動工位轉換，將步驟5加熱後的原材料送入鍛壓工具機；
步驟7：第一次鍛壓，利用鍛壓工具機對加熱後的原材料進行鍛壓，其中鍛壓壓力為15兆帕，鍛壓次數為1次；
步驟8：第二次鍛壓，將步驟7得到的鍛壓後的原材料利用鍛壓工具機進行第二次鍛壓，其中鍛壓壓力為20兆帕，鍛壓次數為1次；
步驟9：沖中心孔，將步驟8得到的原材料利用沖孔工具機進行沖中心孔，其中沖中心孔的壓力為3-4兆帕，中心孔的直徑為75毫米；
步驟10：括中心孔，將步驟9得到的沖中心孔後的原材料在擴孔工具機上進行擴中心孔，其中擴中心孔的壓力為15兆帕，擴中心孔後的直徑為147毫米；
步驟11：碾槽成型，將步驟10得到的擴中心孔後的原材料在成型機上進行碾槽，得到成型車輪；其中碾槽壓力為15兆帕，碾槽深度為25毫米，碾槽寬度為65毫米；
步驟12：工件控溫冷卻，將步驟11得到的成型車輪在空冷環境中進行冷卻至常溫，其中冷卻時間為至少12小時；
步驟13：工位轉換，將步驟12中得到的冷卻後的成型車輪輸送到數字工具機上；
步驟14：初步機加工，利用車床工具機對成型車輪進行初加工，其中加工部位為車輪外圓、中心孔、車輪輪槽，且加工的車輪外圓、中心孔和車輪輪槽的平行度和圓周度均達到為9級左右，並留精加工餘量；
步驟15：數字工具機精加工，將步驟14得到的初加工後的車輪在數字工具機上進行精加工，其中加工部位為車輪外圓、中心孔、車輪輪槽，且加工的車輪外圓、車輪輪槽的平行度和圓周度分別均達到為7級，中心孔的圓周度達到6級；
步驟16：熱處理，在中頻淬火工具機上進行熱處理，並在常溫、常壓的環境中進行冷卻至常溫，得到成品車輪；
步驟17：檢驗入庫，對步驟16中得到的成品車輪進行檢驗，並將合格的車輪存放入庫。
所述的步驟5中的加熱時間優選10分鐘。
所述的步驟12中的冷卻時間優選12小時。
所述的步驟17中的檢驗包括車輪尺寸檢驗、形位公差檢驗和熱處理硬度檢驗。
有益效果
《一種起重機單梁行走輪鍛造工藝》採用智慧型流水線將鍛壓和碾壓軋制工藝融為一體，實現低溫態成型，從毛坯下料、上料、加熱、初鍛、碾壓成型、成品輸出等各工序實現自動化流水作業，該工藝與傳統的鍛壓工藝比較具有以下優點：1、從車輪產品性能來說，經過鍛壓、碾壓複合成型的車輪組織更細密、晶格進一步細化、徹底消除了內部氣孔、縮松等缺陷，車輪強度得到進一步加工強化，使得車輪的承載能力和抗疲勞強度進一步提高，明顯的提高了車輪的使用壽命；2、鍛壓、碾壓複合成型工藝生產的車輪，輪孔和輪槽是在壓力作用下碾壓成型的，原材料得到充分利用，傳統的鍛壓工藝方法，車輪的輪槽是無法成型的必須依靠後續機加工才能成型，採用鍛造碾壓複合工藝既能夠製作出內孔又能碾壓出外周溝槽，與傳統的鍛壓成型工藝比較，明顯的降低了原材料消耗，有利於降低成本，提高產品市場競爭力；3、該工藝生產是在連續流水線上進行的，工序間熱量散失較小，加熱過程是在密閉的連續環境進行的，明顯降低了熱能損耗，提高了能源利用率，實現了節能減排生產，對於降低碳排放，保護環境具有重要意義；4、從產品零件圖到鍛壓毛坯用材量，實現數位化精密計算工藝消耗量和後續加工予留量，計算信息傳輸給下料設備實現智慧型下料；5、該工藝生產出的車輪尺寸精度較高，可以明顯的節省後續精加工時間和費用，有利於提高生產效率和降低生產成本，提高產品市場競爭力；6、該工藝從毛坯下料、上料、加熱、成型等全過程實現自動化，明顯的降低了工人勞動強度，改善了工人勞動環境，有利於保證工人職業健康；7、該工藝各工序工位周轉實現自動化作業，該項目的成功實施將顯著提高起重機車輪生產周期，提高起重機生產效率。
技術領域
《一種起重機單梁行走輪鍛造工藝》屬於起重機設備技術領域，具體涉及一種起重機單梁行走輪鍛造工藝。
權利要求
1.《一種起重機單梁行走輪鍛造工藝》其特徵在於：所述的鍛造工藝包括如下步驟：
步驟1：原材料成分檢驗，對選取的原料採用觀察的方式進行表面檢測和採用超音波的方式對內部缺陷進行檢測，並選取初合格的原材料；
步驟2：原材料金相分析，將步驟1中選取的初合格的原材料採用定量金相學原理進行金相分析，並選取最終合格的原材料；
步驟3：自動下料，將步驟2中選取出的最終合格的原材料採用下料工具機定量切割下料；
步驟4：自動上料，利用上料機將步驟3中得到的切段後的原材料送入加熱裝置；
步驟5：毛坯料加熱，利用加熱裝置對切斷後的原材料進行加熱處理，其中加熱溫度控制在1050-1200℃的範圍內，加熱時間為10分鐘—15分鐘；
步驟6：毛坯料自動工位轉換，將步驟5加熱後的原材料送入鍛壓工具機；
步驟7：第一次鍛壓，利用鍛壓工具機對加熱後的原材料進行鍛壓，其中鍛壓壓力為15兆帕，鍛壓次數為1次；
步驟8：第二次鍛壓，將步驟7得到的鍛壓後的原材料利用鍛壓工具機進行第二次鍛壓，其中鍛壓壓力為20兆帕，鍛壓次數為1次；
步驟9：沖中心孔，將步驟8得到的原材料利用沖孔工具機進行沖中心孔，其中沖中心孔的壓力為3-4兆帕，中心孔的直徑為75毫米；
步驟10：括中心孔，將步驟9得到的沖中心孔後的原材料在擴孔工具機上進行擴中心孔，其中擴中心孔的壓力為15兆帕，擴中心孔後的直徑為147毫米；
步驟11：碾槽成型，將步驟10得到的擴中心孔後的原材料在成型機上進行碾槽，得到成型車輪；其中碾槽壓力為15兆帕，碾槽深度為25毫米，碾槽寬度為65毫米；
步驟12：工件控溫冷卻，將步驟11得到的成型車輪在空冷環境中進行冷卻至常溫，其中冷卻時間為至少12小時；
步驟13：工位轉換，將步驟12中得到的冷卻後的成型車輪輸送到數字工具機上；
步驟14：初步機加工，利用車床工具機對成型車輪進行初加工，其中加工部位為車輪外圓、中心孔、車輪輪槽，且加工的車輪外圓、中心孔和車輪輪槽的平行度和圓周度均達到為9級左右，並留精加工餘量；
步驟15：數字工具機精加工，將步驟14得到的初加工後的車輪在數字工具機上進行精加工，其中加工部位為車輪外圓、中心孔、車輪輪槽，且加工的車輪外圓、車輪輪槽的平行度和圓周度分別均達到為7級，中心孔的圓周度達到6級；
步驟16：熱處理，在中頻淬火工具機上進行熱處理，並在常溫、常壓的環境中進行冷卻至常溫，得到成品車輪；
步驟17：檢驗入庫，對步驟16中得到的成品車輪進行檢驗，並將合格的車輪存放入庫。
2.如權利要求1所述的一種起重機單梁行走輪鍛造工藝，其特徵在於：所述的步驟5中的加熱時間優選10分鐘。
3.如權利要求1所述的一種起重機單梁行走輪鍛造工藝，其特徵在於：所述的步驟12中的冷卻時間優選12小時。
4.如權利要求1所述的一種起重機單梁行走輪鍛造工藝，其特徵在於：所述的步驟17中的檢驗包括車輪尺寸檢驗、形位公差檢驗和熱處理硬度檢驗。
實施案例
實施例1
《一種起重機單梁行走輪鍛造工藝》所述的鍛造工藝包括如下步驟：步驟1：原材料成分檢驗，對選取的原料採用觀察的方式進行表面檢測和採用超音波的方式對內部缺陷進行檢測，並選取初合格的原材料；步驟2：原材料金相分析，將步驟1中選取的初合格的原材料採用定量金相學原理進行金相分析，並選取最終合格的原材料；步驟3：自動下料，將步驟2中選取出的最終合格的原材料採用下料工具機定量切割下料；步驟4：自動上料，利用上料機將步驟3中得到的切段後的原材料送入加熱裝置；步驟5：毛坯料加熱，利用加熱裝置對切斷後的原材料進行加熱處理，其中加熱溫度為1050℃，加熱時間為10分鐘；步驟6：毛坯料自動工位轉換，將步驟5加熱後的原材料送入鍛壓工具機；步驟7：第一次鍛壓，利用鍛壓工具機對加熱後的原材料進行鍛壓，其中鍛壓壓力為15兆帕，鍛壓次數為1次；步驟8：第二次鍛壓，將步驟7得到的鍛壓後的原材料利用鍛壓工具機進行第二次鍛壓，其中鍛壓壓力為20兆帕，鍛壓次數為1次；步驟9：沖中心孔，將步驟8得到的原材料利用沖孔工具機進行沖中心孔，其中沖中心孔的壓力為3兆帕，中心孔的直徑為75毫米；步驟10：括中心孔，將步驟9得到的沖中心孔後的原材料在擴孔工具機上進行擴中心孔，其中擴中心孔的壓力為15兆帕，擴中心孔後的直徑為147毫米；步驟11：碾槽成型，將步驟10得到的擴中心孔後的原材料在成型機上進行碾槽，得到成型車輪；其中碾槽壓力為15兆帕，碾槽深度為25毫米，碾槽寬度為65毫米；步驟12：工件控溫冷卻，將步驟11得到的成型車輪在空冷環境中進行冷卻至常溫，其中冷卻時間為至少12小時；步驟13：工位轉換，將步驟12中得到的冷卻後的成型車輪輸送到數字工具機上；步驟14：初步機加工，利用車床工具機對成型車輪進行初加工，其中加工部位為車輪外圓、中心孔、車輪輪槽，且加工的車輪外圓、中心孔和車輪輪槽的平行度和圓周度均達到為9級左右，並留精加工餘量；步驟15：數字工具機精加工，將步驟14得到的初加工後的車輪在數字工具機上進行精加工，其中加工部位為車輪外圓、中心孔、車輪輪槽，且加工的車輪外圓、車輪輪槽的平行度和圓周度分別均達到為7級，中心孔的圓周度達到6級；步驟16：熱處理，在中頻淬火工具機上進行熱處理，並在常溫、常壓的環境中進行冷卻至常溫，得到成品車輪；步驟17：檢驗入庫，對步驟16中得到的成品車輪進行檢驗，並將合格的車輪存放入庫。
實施例2
《一種起重機單梁行走輪鍛造工藝》所述的鍛造工藝包括如下步驟：步驟1：原材料成分檢驗，對選取的原料採用觀察的方式進行表面檢測和採用超音波的方式對內部缺陷進行檢測，並選取初合格的原材料；步驟2：原材料金相分析，將步驟1中選取的初合格的原材料採用定量金相學原理進行金相分析，並選取最終合格的原材料；步驟3：自動下料，將步驟2中選取出的最終合格的原材料採用下料工具機定量切割下料；步驟4：自動上料，利用上料機將步驟3中得到的切段後的原材料送入加熱裝置；步驟5：毛坯料加熱，利用加熱裝置對切斷後的原材料進行加熱處理，其中加熱溫度為1200℃，加熱時間為15分鐘；步驟6：毛坯料自動工位轉換，將步驟5加熱後的原材料送入鍛壓工具機；步驟7：第一次鍛壓，利用鍛壓工具機對加熱後的原材料進行鍛壓，其中鍛壓壓力為15兆帕，鍛壓次數為1次；步驟8：第二次鍛壓，將步驟7得到的鍛壓後的原材料利用鍛壓工具機進行第二次鍛壓，其中鍛壓壓力為20兆帕，鍛壓次數為1次；步驟9：沖中心孔，將步驟8得到的原材料利用沖孔工具機進行沖中心孔，其中沖中心孔的壓力為4兆帕，中心孔的直徑為75毫米；步驟10：括中心孔，將步驟9得到的沖中心孔後的原材料在擴孔工具機上進行擴中心孔，其中擴中心孔的壓力為15兆帕，擴中心孔後的直徑為147毫米；步驟11：碾槽成型，將步驟10得到的擴中心孔後的原材料在成型機上進行碾槽，得到成型車輪；其中碾槽壓力為15兆帕，碾槽深度為25毫米，碾槽寬度為65毫米；步驟12：工件控溫冷卻，將步驟11得到的成型車輪在空冷環境中進行冷卻至常溫，其中冷卻時間為至少12小時；步驟13：工位轉換，將步驟12中得到的冷卻後的成型車輪輸送到數字工具機上；步驟14：初步機加工，利用車床工具機對成型車輪進行初加工，其中加工部位為車輪外圓、中心孔、車輪輪槽，且加工的車輪外圓、中心孔和車輪輪槽的平行度和圓周度均達到為9級左右，並留精加工餘量；步驟15：數字工具機精加工，將步驟14得到的初加工後的車輪在數字工具機上進行精加工，其中加工部位為車輪外圓、中心孔、車輪輪槽，且加工的車輪外圓、車輪輪槽的平行度和圓周度分別均達到為7級，中心孔的圓周度達到6級；步驟16：熱處理，在中頻淬火工具機上進行熱處理，並在常溫、常壓的環境中進行冷卻至常溫，得到成品車輪；步驟17：檢驗入庫，對步驟16中得到的成品車輪進行檢驗，並將合格的車輪存放入庫，所述的步驟17中的檢驗包括車輪尺寸檢驗、形位公差檢驗和熱處理硬度檢驗。
榮譽表彰
2020年7月14日，《一種起重機單梁行走輪鍛造工藝》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
