专利名称：钢铁合金材料的加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及材料加工装置，尤其是涉及一种钢铁合金材料的加工装置。
背景技术：
钢铁是工程技术中最重要、用量最大的金属材料，钢铁材料的加工在现有技术中是公知的，有铸、锻、热轧、冷轧、冷拔及粉末冶金等形式。上述的钢铁的加工方式加工出的钢铁合金材料在使用过程中存在机械性能差的问题，容易产生零件表面裂纹或断裂等，寿命达不到现有市场需求，还有些存在成本较高、加工设备复杂、对环境要求严格等缺点。圆柱形空心轴内的电磁铁产生的磁场使铁水中铁原子沿该空心轴的圆周方向运动，而椭圆形空心轴内磁铁产生的磁场使铁原子沿空心轴的径向运动，铁水内Si和Mo等元素则不受磁场影响，故而在磁场力作用下，铁水中铁原子将形成位错型晶格结构，且原子排列致密，加工出的钢铁结构紧实，硬度高，耐磨性好，性能优越。该装置由圆柱形小齿轮作主动轮，带动圆柱形大齿轮及与其焊接相连的圆柱形空心轴或椭圆形空心轴转动，同时也起到支承的作用，结构简单，经济性好。该装置水平或竖直安装放置，应用场合广泛。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢铁合金材料的加工装置，改变传统问题较多的钢铁材料的加工方法，以期加工出质量较好和机械力学性能较高钢铁制品，同时设备简单、经济性较好，从而达到市场对钢铁产品性能要求的效果。本发明采用的技术方案是
在圆柱形空心轴内部沿周向均布多个绕有线圈的磁铁，各磁铁间相互独立，圆柱形空心轴内部轴向均布多个磁铁，磁铁间用线圈将其串连成一体，圆柱空心轴的两端分别焊接有第一、第二圆柱形大齿轮，圆柱空心轴的一端焊接的第一圆柱形大齿轮分别和V形安装的第一对小圆柱齿轮啮合，圆柱空心轴的另一端焊接的第二圆柱形大齿轮分别和V形安装的第二对两个小圆柱齿轮啮合，圆柱形空心轴内同轴安装通铁水的圆柱形空心管，第一对和第二对小圆柱齿轮中任意一个小圆柱齿轮作为主动齿轮。在所述的圆柱空心轴和通铁水的圆柱形空心管之间同轴安装第一椭圆空心轴，第一椭圆空心轴的两端分别伸出圆柱空心轴外，在第一椭圆空心轴内部沿周向均布多个绕有线圈的磁铁，各磁铁间相互独立，第一椭圆空心轴内部轴向均布多个磁铁，磁铁间用线圈将其串连成一体，第一椭圆空心轴的两伸出端面分别焊接有第三、第四圆柱形大齿轮，第一椭圆空心轴的一端焊接的第三圆柱形大齿轮分别和V形安装的第三对小圆柱齿轮啮合，第一椭圆空心轴的另一端焊接的第四圆柱形大齿轮分别和V形安装的第四对两个小圆柱齿轮啮合，第三对和第四对小圆柱齿轮中任意一个小圆柱齿轮作为主动齿轮。在所述的圆柱空心轴外部同轴安装第二椭圆空心轴，第二椭圆空心轴位于第一、 第二圆柱形大齿轮内，在第二椭圆空心轴内部沿周向均布多个绕有线圈的磁铁，各磁铁间相互独立，第二椭圆空心轴内部轴向均布多个磁铁，磁铁间用线圈将其串连成一体，第二椭圆空心轴的两端分别焊接有第五、第六圆柱形大齿轮，第二椭圆空心轴的一端焊接的第五圆柱形大齿轮分别和V形安装的第五对小圆柱齿轮啮合，第二椭圆空心轴的另一端焊接的第六圆柱形大齿轮分别和V形安装的第六对两个小圆柱齿轮啮合，第五对和第六对小圆柱齿轮中任意一个小圆柱齿轮作为主动齿轮。本发明具有的有益效果是
1、圆柱形空心轴内磁铁产生的磁场使铁水中铁原子沿该圆柱形空心轴的圆周方向运动，而椭圆形空心轴内磁铁产生的磁场使铁原子沿圆柱形空心轴的径向运动，铁水内Si和 Mo等元素则不受磁场影响，故而在磁场力作用下，铁水中铁原子将形成位错晶格结构，且原子排列致密，加工出的钢铁结构紧实，硬度高，抗疲劳性能好，机械力学性能优越。2、该装置由圆柱形小齿轮作主动轮，带动圆柱形大齿轮及与其焊接相连的圆柱形空心轴或椭圆形空心轴转动，同时也起到支承的作用，结构简单，经济性好。3、该钢铁材料加工装置水平或竖直安装放置，应用场合广泛。
图1是本发明实施例1的结构原理剖视图。图2是本发明图1的A-A剖视图。图3是本发明实施例2的结构原理剖视图。图4是本发明图3的A-A剖视图。图5是本发明实施例3的结构原理剖视图。图6是本发明图5的A-A剖视图。图中1.第一圆柱大齿轮，2.第二圆柱大齿轮3、4.第一对圆柱小齿轮，5、6.第二对圆柱小齿轮，7.圆柱空心轴，8.磁铁，9.通铁水的圆柱空心管，10.第一椭圆空心轴， 11.第三圆柱大齿轮，12.第四圆柱大齿轮，13、14.第三对圆柱小齿轮，15、16.第四对圆柱小齿轮，17.第二椭圆空心轴，18.第五圆柱大齿轮，19.第六圆柱大齿轮，20、21.第五对圆柱小齿轮，22、23.第六对圆柱小齿轮。
具体实施例方式下面将结合附图和具体实例对本发明作进一步的说明。本发明采用的三种实施例如下 实施例1
如图1、图2所示，在圆柱形空心轴7内部沿周向均布多个绕有线圈的磁铁8，各磁铁间相互独立，圆柱形空心轴7内部轴向均布多个磁铁，磁铁间用线圈将其串连成一体该实施例时采用周向均勻分布八个磁铁，轴向均布的九个磁铁用线圈串联在一起，周向八块磁铁分别独立通电。圆柱空心轴7的两端分别焊接有第一、第二圆柱形大齿轮1、2，圆柱空心轴 7的一端焊接的第一圆柱形大齿轮1分别和V形安装的第一对小圆柱齿轮3、4啮合，圆柱空心轴7的另一端焊接的第二圆柱形大齿轮2分别和V形安装的第二对两个小圆柱齿轮5、6 啮合，圆柱形空心轴7内同轴安装通铁水的圆柱形空心管9，第一对和第二对小圆柱齿轮中任意一个小圆柱齿轮作为主动齿轮。如图2，第二对小圆柱齿轮5、6中的5作为主动轮由电机带动作逆时针旋转，带动圆柱空心轴7的第二圆柱大齿轮2作顺时针转动，轴端焊接的第一圆柱形大齿轮1也顺时针旋转，同时带动第一对小圆柱齿轮3作逆时针旋，4作顺时针旋转运动，第二对小圆柱齿轮中的6作逆时针旋转，同时第一、第二小圆柱齿轮作为圆柱空心轴7的支承。实施例2
如图3、图4所示，在实施例1所述的圆柱空心轴7和通铁水的圆柱形空心管9之间同轴安装第一椭圆空心轴10，第一椭圆空心轴10的两端分别伸出圆柱空心轴7外，在第一椭圆空心轴10内部沿周向均布多个绕有线圈的磁铁8，各磁铁间相互独立，第一椭圆空心轴 10内部轴向均布多个磁铁，磁铁间用线圈将其串连成一体。该实施例采用周向均勻分布八个磁铁，轴向均布的十三个磁铁用线圈串联在一起，周向分布的八块磁铁分别独立通电。第一椭圆空心轴10内部轴向均布多个磁铁，磁铁间用线圈将其串连成一体，第一椭圆空心轴 10的两伸出端面分别焊接有第三、第四圆柱形大齿轮11、12，第一椭圆空心轴10的一端焊接的第三圆柱形大齿轮11分别和V形安装的第三对小圆柱齿轮13、14啮合，第一椭圆空心轴10的另一端焊接的第四圆柱形大齿轮12分别和V形安装的第四对两个小圆柱齿轮15、 16啮合，第三对和第四对小圆柱齿轮中任意一个小圆柱齿轮作为主动齿轮。如图4，第四对小圆柱齿轮中的15作为主动轮由电机带动作逆时针旋转，带动第一椭圆空心轴10的第四圆柱大齿轮12作顺时针转动，轴端焊接的第三圆柱形大齿轮11也顺时针旋转，同时带动第三对小圆柱齿轮13作逆时针旋，14作顺时针旋转运动，第四对小圆柱齿轮中的16作逆时针旋转，同时第三、第四对小圆柱齿轮作为第一椭圆空心轴10的支承。对于图中的圆柱空心轴7，如同实施例1中图2所示，第二对小圆柱齿轮5、6中的5作为主动轮由电机带动作逆时针旋转，带动圆柱空心轴7的第二圆柱齿轮2作顺时针转动，轴端焊接的第一圆柱形大齿轮1也顺时针旋转，同时带动第一对小圆柱齿轮3作逆时针旋，4作顺时针旋转运动，第二对小圆柱齿轮中的6作逆时针旋转，同时第一、第二对小圆柱齿轮作为圆柱空心轴7的支承。实施例3:
如图5、图6所示，在实施例1所述的圆柱空心轴7外部同轴安装第二椭圆空心轴17， 第二椭圆空心轴17位于第一、第二圆柱形大齿轮1、2内，在第二椭圆空心轴17内部沿周向均布多个绕有线圈的磁铁8，各磁铁间相互独立。该实施例采用周向均勻分布八个磁铁，轴向均布的七个磁铁用线圈串联在一起，周向分布的八块磁铁分别独立通电。第二椭圆空心轴17内部轴向均布多个磁铁，磁铁间用线圈将其串连成一体，第二椭圆空心轴17的两端分别焊接有第五、第六圆柱形大齿轮18、19，第二椭圆空心轴17的一端焊接的第五圆柱形大齿轮18分别和V形安装的第五对小圆柱齿轮20、21啮合，第二椭圆空心轴17的另一端焊接的第六圆柱形大齿轮19分别和V形安装的第六对两个小圆柱齿轮22、23啮合，第五对和第六对小圆柱齿轮中任意一个小圆柱齿轮作为主动齿轮。如图6，第六对小圆柱齿轮中的 22作为主动轮由电机带动作逆时针旋转，带动第二椭圆空心轴17的第六圆柱大齿轮19作顺时针转动，轴端焊接的第五圆柱形大齿轮18也顺时针旋转，同时带动第五对小圆柱齿轮中的20作逆时针旋转，21作顺时针旋转运动，第六对小圆柱齿轮中的23作逆时针旋转，同时第五、第六对小圆柱齿轮作为第二椭圆空心轴10的支承。对于图中的圆柱空心轴7，如同实施例1中图2所示，第二对小圆柱齿轮5、6中的5作为主动轮由电机带动作逆时针旋转， 带动圆柱空心轴7的第二圆柱齿轮2作顺时针转动，轴端焊接的第一圆柱形大齿轮1也顺时针旋转，同时带动第一对小圆柱齿轮3作逆时针旋，4作顺时针旋转运动，第二对小圆柱齿轮中的6作逆时针旋转，同时第一、第二对小圆柱齿轮作为圆柱空心轴7的支承。本发明的工作原理如下
通铁水的圆柱空心管9中熔融状的铁水中的元素，除铁、碳外，还含有少量锰、硅、镍、 硫等元素，有时根据产品需求添加有Mo等其它元素。圆柱空心管的熔点比其内部通有的铁水熔点高。圆柱空心轴7内磁铁8产生的磁场使铁水中铁原子沿该圆柱形空心轴的圆周方向运动，而实施例2椭圆形空心轴10或实施例3椭圆形空心轴17内磁铁8产生的磁场使铁原子沿圆柱形空心轴的径向运动，铁水内Si和Mo等元素则不受磁场影响，故而在磁场力作用下，铁水中铁原子将形成位错晶格结构，且由集肤效应可知，该方式形成的产品原子排列致密，加工出的钢铁结构紧实，硬度高，耐磨性好，机械力学性能优越。该钢铁材料加工装置由圆柱形小齿轮作主动轮，带动圆柱形大齿轮及与其焊接相连的圆柱形空心轴或椭圆形空心轴转动，同时也起到支承的作用，结构简单，经济性好。该钢铁材料加工装置水平或竖直安装放置，应用场合广泛。上述具体实施方式
用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种钢铁合金材料的加工装置，其特征在于在圆柱形空心轴(7)内部沿周向均布多个绕有线圈的磁铁(8)，各磁铁间相互独立，圆柱形空心轴(7)内部轴向均布多个磁铁， 磁铁间用线圈将其串连成一体，圆柱空心轴(7)的两端分别焊接有第一、第二圆柱形大齿轮 (1、2)，圆柱空心轴(7)的一端焊接的第一圆柱形大齿轮(1)分别和V形安装的第一对小圆柱齿轮(3、4)啮合，圆柱空心轴(7)的另一端焊接的第二圆柱形大齿轮(2)分别和V形安装的第二对两个小圆柱齿轮(5、6)啮合，圆柱形空心轴(7)内同轴安装通铁水的圆柱形空心管(9)，第一对和第二对小圆柱齿轮中任意一个小圆柱齿轮作为主动齿轮。
2.根据权利要求1中所述的一种钢铁合金材料的加工装置，其特征在于在所述的圆柱空心轴(7)和通铁水的圆柱形空心管(9)之间同轴安装第一椭圆空心轴(10)，第一椭圆空心轴(10)的两端分别伸出圆柱空心轴(7)外，在第一椭圆空心轴(10)内部沿周向均布多个绕有线圈的磁铁(8 )，各磁铁间相互独立，第一椭圆空心轴(10 )内部轴向均布多个磁铁， 磁铁间用线圈将其串连成一体，第一椭圆空心轴(10)的两伸出端面分别焊接有第三、第四圆柱形大齿轮(11、12)，第一椭圆空心轴(10)的一端焊接的第三圆柱形大齿轮(11)分别和 V形安装的第三对小圆柱齿轮(13、14)啮合，第一椭圆空心轴(10)的另一端焊接的第四圆柱形大齿轮(12)分别和V形安装的第四对两个小圆柱齿轮(15、16)啮合，第三对和第四对小圆柱齿轮中任意一个小圆柱齿轮作为主动齿轮。
3.根据权利要求1中所述的一种钢铁合金材料的加工装置，其特征在于在所述的圆柱空心轴(7)外部同轴安装第二椭圆空心轴(17)，第二椭圆空心轴(17)位于第一、第二圆柱形大齿轮(1、2)内，在第二椭圆空心轴(17)内部沿周向均布多个绕有线圈的磁铁(8)， 各磁铁间相互独立，第二椭圆空心轴(17)内部轴向均布多个磁铁，磁铁间用线圈将其串连成一体，第二椭圆空心轴(17)的两端分别焊接有第五、第六圆柱形大齿轮(18、19)，第二椭圆空心轴(17)的一端焊接的第五圆柱形大齿轮(18)分别和V形安装的第五对小圆柱齿轮 (20、21)啮合，第二椭圆空心轴(17)的另一端焊接的第六圆柱形大齿轮(19)分别和V形安装的第六对两个小圆柱齿轮(22、23)啮合，第五对和第六对小圆柱齿轮中任意一个小圆柱齿轮作为主动齿轮。
全文摘要
本发明公开了一种钢铁合金材料的加工装置。圆柱空心轴或椭圆空心轴的轴上均焊有一对圆柱大齿轮，空心轴两端的每个圆柱大齿轮分别和一对小圆柱齿轮啮合以支承和传动。轴上焊有圆柱大齿轮的圆柱形空心轴或椭圆形空心轴内部周向和轴向均布电磁铁，轴向磁铁相互独立，轴向磁铁用线圈串联成一组。圆柱空心管和椭圆空心管同轴安装，径向最内端为通有铁水的圆柱空心管。本发明的圆柱形空心轴和椭圆形空心轴内磁铁产生的磁场使铁原子分别沿圆周和径向运动，铁原子将形成位错型晶格结构，铁原子排列致密，具有更高的机械强度与抗疲劳性能。该装置结构简单，经济性好，可以水平或竖直放置。
文档编号C21C7/00GK102198505SQ20111012359
公开日2011年9月28日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者李慧, 汪久根, 黎伟 申请人:浙江大学