本公開涉及用于在球中產(chǎn)生殘余壓縮應(yīng)力的設(shè)備，更具體地，涉及用于通過在引發(fā)兩個(gè)相對(duì)的主體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)在主體之間擠壓多個(gè)球以在球中產(chǎn)生殘余壓縮應(yīng)力的設(shè)備。

背景技術(shù)：

常期望在球面物體(諸如球面軸承構(gòu)件，在下文有時(shí)稱為“球”)中產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。由于已知的施予應(yīng)力的方法可能會(huì)以需要重新加工的方式損壞表面光潔度(surface finish)，因此在球處于接近光潔的條件下，這可能是有挑戰(zhàn)性的。當(dāng)前的用于施予壓縮應(yīng)力的方法包括翻滾跌落(tumbling)和噴丸(peening)處理。

在翻滾跌落處理中，將多個(gè)球放置在水平的或傾斜的滾筒內(nèi)，并使?jié)L筒轉(zhuǎn)動(dòng)使得球反復(fù)地朝向滾筒的頂部上升和朝向滾筒的底部下落。球沖擊滾筒(或滾筒中其它的球)的力使球的沖擊滾筒或其它球的部分的特性改變。隨著球反復(fù)上升和下落，球的不同表面吸收沖擊力，直到各球的全體表面已被施予壓縮應(yīng)力的稍微均勻的分布為止。

翻滾跌落處理的缺點(diǎn)之一是產(chǎn)生的噪音量。就工業(yè)范圍而言，噪音過大以致于必須要在特定房間或隔音建筑內(nèi)執(zhí)行這些操作，作業(yè)人員不能在沒有聽力保護(hù)的情況下進(jìn)入這些建筑或房間。還難以實(shí)現(xiàn)應(yīng)力/硬度在整個(gè)球面表面上的均勻分布。

在噴丸處理中，球被重復(fù)地加速和釋放使得球沖擊固定表面或介質(zhì)，諸如使冷硬鑄鐵丸加速以沖擊球的表面。這種處理也是噪音非常大的并對(duì)球的表面硬度和應(yīng)力曲線僅提供有限的控制。

因此將期望提供一種用于以基本避免前述問題的方式向球的球形表面部分施予壓縮應(yīng)力的方法和設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

這些問題和其它問題由本公開的實(shí)施方式解決，本公開的一方面包括用于向第一組多個(gè)球的至少表面部分施予殘余壓縮應(yīng)力的設(shè)備，球具有初始表面硬度。該設(shè)備包括：第一主體，第一主體具有第一表面，第一表面包括光滑接觸部分。光滑接觸部分基本平坦或外凸，光滑接觸部分的表面硬度大于或等于球的初始表面硬度。該設(shè)備還包括第二主體，第二主體具有第二表面，第二表面被定位成使得第一表面在第二表面上方(overlying)。該設(shè)備還包括至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置與第一主體或與第二主體驅(qū)動(dòng)連接，至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置被構(gòu)造成使第一主體在距第二主體基本固定的距離處相對(duì)于第二主體運(yùn)動(dòng)，或者使第二主體在距第一主體基本固定的距離處相對(duì)于第一主體運(yùn)動(dòng)。至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置還被構(gòu)造成用力使第一主體向第二主體移動(dòng)或者用力使第二主體向第一主體移動(dòng)。

本公開的另一方面包括用于向第一組多個(gè)球的至少表面部分施予殘余壓縮應(yīng)力的機(jī)器，球具有初始表面硬度。該機(jī)器包括第一支撐件和第二支撐件，第一支撐件、或第二支撐件、或第一支撐件和第二支撐件兩者能夠圍繞著轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。第一板安裝于第一支撐件，第一板基本平坦或外凸并具有光滑接觸部分，光滑接觸部分在遍及環(huán)形槽上的硬度大于或等于初始表面硬度。第二板安裝于第二支撐件并具有與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線同軸的環(huán)形槽。至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置被構(gòu)造成使第一支撐件相對(duì)于第二支撐件轉(zhuǎn)動(dòng)或者使第二支撐件相對(duì)于第一支撐件轉(zhuǎn)動(dòng)以及用力使第一支撐件向第二支撐件移動(dòng)或者用力使第二支撐件向第一支撐件移動(dòng)。

附圖說明

在閱讀了以下具體實(shí)施方式連同附圖之后，本公開的這些和其它方面將被更好地理解。

圖1是根據(jù)本公開的一實(shí)施方式的用于施予壓縮應(yīng)力的設(shè)備的立式側(cè)視圖，該設(shè)備包括頂板和底板。

圖2是能夠用于圖1的設(shè)備中的可選擇的底板的俯視平面圖。

圖3是根據(jù)本公開的另一實(shí)施方式的用于施予壓縮應(yīng)力的設(shè)備的立式側(cè)視圖，該設(shè)備包括頂板和底板。

圖4是圖3的設(shè)備的底板的俯視平面圖。

圖5是壓縮應(yīng)力與在不同的力施加下處理持續(xù)不同時(shí)間的多個(gè)球的深度的關(guān)系圖。

圖6是能夠用于圖3的設(shè)備中的可選擇的底板的俯視平面圖。

圖7是根據(jù)另一實(shí)施方式的用于施予壓縮應(yīng)力的設(shè)備的立式側(cè)視圖。

圖8是能夠用于圖7的設(shè)備中的保持板的俯視平面圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)參照附圖，附圖中的顯示僅僅是出于說明本公開的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而不是出于限制本公開的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式的目的，圖1顯示了設(shè)備10，該設(shè)備10具有第一主體12，第一主體12能夠安裝在地板、工作臺(tái)(bench)或其它表面上(未圖示)。在本情況下第一主體12一般為板狀的并具有第一表面14，多個(gè)球16能夠布置在第一表面14上以用于使用設(shè)備10來進(jìn)行硬化(hardening)。在本實(shí)施方式中第一表面14是光滑的且基本平坦并以周壁18為界，周壁18足夠高，即使球16在如下所述的沿著第一表面14來回移動(dòng)的情況，也能夠防止球16離開第一表面14。這里所使用的“光滑的”意思是當(dāng)球在板之間擠壓和滾動(dòng)時(shí)，缺乏將會(huì)使球16損壞的表面特征。這里所使用的“平坦”的意思是基本平坦而沒有任何溝槽，然而輕微的凸或凹總體上不會(huì)明顯妨礙設(shè)備10的工作。

設(shè)備10還包括位于第一主體12上方的第二主體20。第二主體20具有面向第一表面14的第二表面22。第二主體的第二表面22由硬度大于將使用設(shè)備10來進(jìn)行處理的球16的表面硬度的材料形成。例如，第二主體的第二表面22一般將具有HRC 60以上的硬度。第二主體的第二表面22也是光滑的和基本平坦。

第二主體20被驅(qū)動(dòng)裝置24支撐在第一主體12上方，驅(qū)動(dòng)裝置24具有連接在第二主體20的頂部28與驅(qū)動(dòng)裝置24之間的螺絲26。在不超出本公開的范圍的情況下，螺絲26可以被替換為活塞或其它非螺紋的線性驅(qū)動(dòng)元件。第一驅(qū)動(dòng)器(或“x”驅(qū)動(dòng)器)30和第二驅(qū)動(dòng)器(或“y”驅(qū)動(dòng)器)32也被驅(qū)動(dòng)裝置24支撐。x驅(qū)動(dòng)器30用于使第二主體20在x方向上移動(dòng)，y驅(qū)動(dòng)器32用于使第二主體20在y方向上移動(dòng)；x驅(qū)動(dòng)器30和y驅(qū)動(dòng)器32以允許x驅(qū)動(dòng)器30自身在y方向上移動(dòng)和允許y驅(qū)動(dòng)器32自身在x方向上移動(dòng)的方式連接到驅(qū)動(dòng)裝置24。。例如，x驅(qū)動(dòng)器30可以被第一水平支撐件34和從第一水平支撐件34下垂的第一伸縮(telescoping)豎直支撐件36支撐，y驅(qū)動(dòng)器32可以被第二水平支撐件38和從第二水平支撐件38下垂的第二伸縮豎直支撐件40支撐。第二伸縮豎直支撐件40可滑動(dòng)地安裝在狹槽(slot)41內(nèi)以允許y驅(qū)動(dòng)器32在x驅(qū)動(dòng)器30使第二主體20相對(duì)于驅(qū)動(dòng)裝置24移動(dòng)時(shí)相對(duì)于驅(qū)動(dòng)裝置24在x方向上移動(dòng)。第一伸縮豎直支撐件36安裝在圖中看不見的類似的溝槽41內(nèi)。這還可以通過輸送機(jī)構(gòu)代替主體12來實(shí)現(xiàn)，在沒有驅(qū)動(dòng)器30的情況下，輸送機(jī)構(gòu)移動(dòng)以產(chǎn)生球在x方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)或產(chǎn)生主體12的超聲波振動(dòng)。

在驅(qū)動(dòng)裝置24的頂部示意地顯示的控制器42控制驅(qū)動(dòng)裝置24的螺絲26的運(yùn)行以及第一驅(qū)動(dòng)器30和第二驅(qū)動(dòng)器32的運(yùn)行?？梢酝ㄟ^有線(未圖示)或以無線的方式在控制器42與其它元件之間發(fā)送信號(hào)。控制器42可以包括微處理器或可編程邏輯控制器(未圖示)，該微處理器或可編程邏輯控制器被配置成接收輸入信號(hào)并將控制信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)裝置24、x驅(qū)動(dòng)器30和y驅(qū)動(dòng)器32。

在操作時(shí)，將待被硬化的多個(gè)球16放置在第一表面14上，控制器42控制驅(qū)動(dòng)裝置24使螺絲26轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使第二主體20向球16移動(dòng)，直到第二主體20的第二表面22與球接觸為止。驅(qū)動(dòng)裝置24繼續(xù)壓靠多個(gè)球，直到多個(gè)球中的每個(gè)球16均受到力(例如，每個(gè)球200到1500磅的力)的作用，此時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置24被止動(dòng)，并鎖定就位，以維持對(duì)球16的作用力。這時(shí)，各球16均將沿著第一直徑經(jīng)受壓縮力(compressive force)，在該情況下，第一直徑一般是豎直且垂直于第一表面14的直徑。以眾所周知的方式，在所述過程中，該壓縮力改變了各球上的所述力所施加的位置的材料特性，硬化了所述球在該位置處的表面。

接著，在驅(qū)動(dòng)裝置24維持在球16上的力的同時(shí)，控制器42控制x驅(qū)動(dòng)器30和y驅(qū)動(dòng)器32以使第二主體20相對(duì)于第一主體12移動(dòng)。第一主體12與第二主體20之間的這種相對(duì)移動(dòng)使球16在第二主體20沿著第一主體12的第一表面14的移動(dòng)方向上滾動(dòng)，使得第二主體20施加的力沿著不同于原始施加的力所沿著的球的直徑施加，從而改變了球16位于所述直徑的兩端的區(qū)域的材料特性。通過使第二主體20相對(duì)于第一主體12在x和y方向上移動(dòng)，各球16的整個(gè)表面均能夠受到驅(qū)動(dòng)裝置24的力，直到各球16的整個(gè)表面均已至少一次(優(yōu)選為多次)受到驅(qū)動(dòng)裝置24的力為止，從而將所有球16的表面層硬化至給定深度。

施加于球16的壓力和第二主體20相對(duì)于第一主體12移動(dòng)的持續(xù)時(shí)間是基于球16的材料和期望的壓縮應(yīng)力曲線(compressive stress profile)來確定的。例如，可以使通常用作軸承中的球面滾動(dòng)體的類型的球受到大約200至大約1500磅的力持續(xù)從大約5分鐘到大約20分鐘的時(shí)間。然而，用以提供期望壓縮應(yīng)力曲線的實(shí)際時(shí)間和壓力在優(yōu)選情況下是基于球16的材料和期待用途根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定的。有益的是，與翻滾跌落處理(tumbling)不同(在翻滾跌落處理中，球的質(zhì)量和球的跌落高度決定了能夠得到的壓縮應(yīng)力的范圍)，使用本公開方案，壓縮應(yīng)力曲線能夠不依賴球的質(zhì)量(mass)而生成，這給予工作人員對(duì)球16的最終應(yīng)力曲線以更大的控制。由于不存在翻滾跌落的球的某些隨機(jī)性，因此這種方法還提供了應(yīng)力曲線上的更大的均勻度，并且比傳統(tǒng)的球處理方法安靜的多。

在設(shè)備10的改型中，第一主體12被替換為在圖2中圖示的有槽的主體44，該有槽的主體44具有面向第二主體20的第二表面22的基本平坦的上表面46和位于該上表面46中的槽48。槽48的直徑大約等于或略大于球16的直徑，并且槽48限定了當(dāng)球16被第一主體12移動(dòng)時(shí)球16將沿著行進(jìn)的路徑。例如，在圖2中，槽48一般為正弦曲線形狀，可以通過控制器42驅(qū)動(dòng)x驅(qū)動(dòng)器30和y驅(qū)動(dòng)器32來使第二主體20相對(duì)于有槽的主體44以一般正弦狀的方式移動(dòng)，以使球16從槽48的第一端50移動(dòng)到槽48的第二端52。

可以設(shè)置適當(dāng)?shù)墓┙o和接收機(jī)構(gòu)(未圖示)來將單個(gè)球16插入到槽48的第一端50和在球離開槽48的第二端52時(shí)接收球16。有益地，槽48限制球16并控制球16沿著路徑的移動(dòng)。此外，第二主體20相對(duì)于有槽的主體44的正弦狀移動(dòng)使球16在通過槽48時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，由于施加的力所沿著的直徑將隨著球16沿著槽48滾動(dòng)而變化，因此這有助于導(dǎo)引(induce)應(yīng)力進(jìn)入球16的不同部分。可以通過多次沿著槽48傳遞球16來提供額外的應(yīng)力，即，通過獲取(taking)已從槽48的第二端52離開的球16并將球16一次或多次重新引入槽48的第一端50來提供額外的應(yīng)力。出于圖示的目的顯示了相對(duì)短的槽?？梢栽诓怀霰竟_的范圍的情況下采用較長的槽和/或具有不同形狀的槽。

圖3顯示了根據(jù)本公開的另一實(shí)施方式的用于硬化球16的設(shè)備60。設(shè)備60包括第一主體62，第一主體62能夠安裝在地板、工作臺(tái)或其它表面上(未示出)。第一主體62具有第一表面64和形成于第一表面64的環(huán)形槽66，該環(huán)形槽66的槽直徑大約等于或略大于待被在設(shè)備60中加壓的球16的直徑。設(shè)備60還包括位于第一主體62上方的第二主體68。第二主體68具有第二表面70，第二表面70面向第一表面64，并在槽66上方。第二表面70由具有至少與球16的表面硬度相同的硬度(例如，HRC 60以上)的材料形成并且為光滑的和基本平坦的。第二主體68還包括位于外側(cè)面74的周槽72，優(yōu)選地，該外側(cè)面74也是圓形的。

馬達(dá)76鄰近第一主體62安裝，驅(qū)動(dòng)帶78使馬達(dá)76與第二主體68中的周槽72連接。馬達(dá)76被構(gòu)造成出于下述原因使第二主體68繞著轉(zhuǎn)動(dòng)軸線80轉(zhuǎn)動(dòng)。

第二主體68被驅(qū)動(dòng)裝置82支撐在第一主體62上方，驅(qū)動(dòng)裝置82具有連接在第二主體68的頂部88與驅(qū)動(dòng)裝置82之間的螺絲84。在不超出本公開的范圍的情況下，螺絲84可以被替換為活塞或其它非螺紋的線性驅(qū)動(dòng)元件。螺絲84的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與第二主體68的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線80同軸，并穿過環(huán)形槽66所在的圓的中心。能夠操作驅(qū)動(dòng)裝置82來使第二主體68朝向和遠(yuǎn)離環(huán)形槽66中的多個(gè)球16移動(dòng)以及以可控制的力使多個(gè)球16壓靠第一主體62。

在驅(qū)動(dòng)裝置82的上方示意地顯示了控制器90，控制器90控制驅(qū)動(dòng)裝置82的螺絲84的運(yùn)行和馬達(dá)76的運(yùn)行?？梢酝ㄟ^有線(未圖示)或以無線的方式在控制器90與其它元件之間發(fā)送信號(hào)?？刂破?0可以包括微處理器或可編程邏輯控制器(未圖示)，該微處理器或可編程邏輯控制器被配置成接收輸入信號(hào)并將控制信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)裝置82和馬達(dá)76。

在操作時(shí)，將待被加壓的多個(gè)球16放置在環(huán)形槽66中，控制器90控制驅(qū)動(dòng)裝置82使螺絲84轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使第二主體68向球16移動(dòng)，直到第二主體68的第二表面70與球16接觸為止。驅(qū)動(dòng)裝置82繼續(xù)壓靠多個(gè)球16，直到多個(gè)球中的每個(gè)球16均受到力(例如，每個(gè)球200到1500磅的力)的作用，此時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置82被止動(dòng)，并鎖定就位，以維持球16的作用力。這時(shí)，各球16均將沿著第一直徑經(jīng)受壓縮力，在該情況下，第一直徑一般是豎直且垂直于第一表面64的直徑。該力與螺絲84的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線大致平行，因而與球16的第一直徑大致平行。施加力的方向還可以被描述為與環(huán)形槽66的中央底部的法線平行。然后操作馬達(dá)76以使第二主體68相對(duì)于第一主體62轉(zhuǎn)動(dòng)，第二主體68的該轉(zhuǎn)動(dòng)圍繞環(huán)形槽66驅(qū)動(dòng)多個(gè)球16。

由于球16與槽66之間以及球16與第二主體68之間的摩擦，因此球16的取向(orientation，球直徑的方向和角度)發(fā)生改變，使得力沿著除了前述第一直徑以外的直徑施加。以這種方式，隨著球16圍繞槽66移動(dòng)，球16的外表面的不同部分被加壓，在足夠的運(yùn)行時(shí)間之后，得到了多個(gè)球16中的所有球均大致一致的期望的應(yīng)力曲線。

在可選擇的實(shí)施方式(未圖示)中，除了使第二主體68朝向和遠(yuǎn)離第一主體62移動(dòng)以外，驅(qū)動(dòng)裝置82可以被構(gòu)造成使第二主體68轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種情況下，將不需要采用馬達(dá)76。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，能夠通過驅(qū)動(dòng)鏈(未圖示)使第二主體68轉(zhuǎn)動(dòng)，或者能夠通過被適于構(gòu)造成直驅(qū)馬達(dá)(未圖示)的軸直接驅(qū)動(dòng)第二主體68。

圖5顯示了使用與圖3的設(shè)備60大致類似的設(shè)備得到的各種深度曲線。這些深度曲線示出了存在于各球的不同深度處的壓縮應(yīng)力的水平(level)以及在施加不同力持續(xù)不同的時(shí)間量的狀態(tài)下壓縮應(yīng)力水平如何隨著深度變化。與球1、球2、球3、球4、球5、球6、球7和球8相關(guān)的圖線(plot)在圖5中被標(biāo)記為B1…B8。壓縮應(yīng)力的程度以千磅每平方英寸(ksi)為單位測量，深度以英寸為單位測量。

這些數(shù)據(jù)顯示，改變用于在第一主體與第二主體之間擠壓球16的力的量和改變力施加的持續(xù)時(shí)間均會(huì)影響深度曲線，即，均會(huì)影響球在的不同深度處的壓縮應(yīng)力的量。例如，球3、4、5和6都受到775lbf(球3和4持續(xù)10分鐘，球5和6持續(xù)15分鐘)。圖線B3、B4、B5和B6顯示時(shí)間和壓力兩者均影響深度曲線。此外，顯示了受到500lbf持續(xù)15分鐘的球的深度曲線的圖線B1和B2與受到1250lbf持續(xù)10分鐘的球7和8的深度曲線不同。因而應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)可以適合用于各種應(yīng)用的各種各樣的深度曲線。重要的是，圖5顯示了：與能夠利用傳統(tǒng)的球翻滾處理裝置得到的相比，使用本公開的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)更加多種多樣的深度曲線，原因至少是能夠獨(dú)立于被處理的球的質(zhì)量來設(shè)定施加的力。

上述第一設(shè)備10和第二設(shè)備60本質(zhì)上是批量處理設(shè)備，即，在開始第一主體12或62上沒有球16、添加給定數(shù)量的球16、施加壓力并使球在第一和第二主體之間滾動(dòng)持續(xù)給定量的時(shí)間。另一方面，圖2的有槽的主體44可以允許連續(xù)的處理，即，將球添加到槽48的第一端50并沿著槽48移動(dòng)到槽48的第二端52，同時(shí)在槽48內(nèi)消耗的時(shí)間期間對(duì)球加壓。未經(jīng)處理和/或之前處理過的球可被添加到槽48的第一端50，而已經(jīng)受處理的球則被從槽48的第二端52取走。

設(shè)備還可以被設(shè)置成能夠以基本連續(xù)的方式處理多個(gè)批次的球16，從而對(duì)壓力施加于球期間的時(shí)間量提供更多的控制。這種設(shè)備與圖3的設(shè)備60基本相同，因此圖6僅顯示了變型的第一主體94，而其它構(gòu)件與圖3所圖示的構(gòu)件相同。第一主體94包括環(huán)形槽96。入口坡道98在第一位置處通向環(huán)形槽96，出口槽100從第二位置離開環(huán)形槽96。第一門102設(shè)置在第一位置處并能夠在第一工位(在圖6中以實(shí)線圖示)與第二工位之間切換，在第一工位時(shí)第一門102形成槽96的側(cè)壁的一部分，阻斷入口坡道98，使得入口坡道98上的球無法進(jìn)入槽96；當(dāng)處于第二工位(在圖6中以虛線表示)，第一門102第二工位允許入口坡道98上的球16滾動(dòng)到槽96內(nèi)。第二門104設(shè)置在第二位置處，能夠在第一工位(在圖6中以實(shí)線圖示)與第二工位(在圖6中以虛線圖示)之間切換。在第一工位時(shí)，第二門104形成槽96的側(cè)壁的一部分，阻斷出口槽100，使得在環(huán)形槽96中流轉(zhuǎn)的球16無法到達(dá)出口槽100；在第二工位時(shí)，第二門104開啟出口槽100，將在環(huán)形槽96中流轉(zhuǎn)的球引導(dǎo)進(jìn)入出口槽100內(nèi)，從而離開第一主體94。

入口坡道98的高度小于球16存在于環(huán)形槽96時(shí)的高度，因此當(dāng)?shù)诙黧w(圖6中未圖示)下壓在環(huán)形槽96中的球16上時(shí)，坡道98不會(huì)被第二主體接觸。

在操作時(shí)，開始槽96是空的、將多個(gè)球16放置在入口坡道98上并打開第一門102以允許球16進(jìn)入環(huán)形槽96。使第二主體(未圖示)轉(zhuǎn)動(dòng)以幫助將球16拖入槽內(nèi)。當(dāng)環(huán)形槽96裝滿或基本裝滿了球16時(shí)，關(guān)閉第一門102以防止額外的球16進(jìn)入環(huán)形槽96且形成環(huán)形槽96的側(cè)壁部。然后使第二主體移動(dòng)靠抵環(huán)形槽96中的球16并如上述與圖3的實(shí)施方式相應(yīng)地進(jìn)行處理。在預(yù)定的處理時(shí)間之后，減小第二主體對(duì)球16施加的力并在第二主體繼續(xù)使圍繞環(huán)形槽96的球16向出口槽100移動(dòng)的同時(shí)打開第二門104以允許環(huán)形槽96中的球進(jìn)入出口槽100。然后可以對(duì)相同數(shù)量的球或新的數(shù)量的球重復(fù)進(jìn)行該處理。

為了建立合適水平(appropriate level)的初始力(first force)，槽96可以首先充滿(filled with)多個(gè)與球16具有不同屬性的啟動(dòng)球(starter ball)(未圖示)。因而，例如，可以將多個(gè)硬橡膠球放置在槽96中并可以將用于處理球16的力施加于啟動(dòng)球。當(dāng)槽96充滿啟動(dòng)球時(shí)，使第二主體轉(zhuǎn)動(dòng)以使啟動(dòng)球向出口槽100移動(dòng)，同時(shí)通過第二主體的轉(zhuǎn)動(dòng)來使待處理的球16移動(dòng)到環(huán)形槽96中。以這種方式，不再需要對(duì)槽中的一個(gè)或少量的球施加力，即，當(dāng)施加處理力時(shí)，槽96基本將一直充滿球。還可以將所謂的啟動(dòng)球用于批次的末端，并在當(dāng)一些球16完成被移除出口槽100時(shí)添加到槽96。

圖7和圖8圖示了本公開的另一實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，設(shè)備106包括基板108、中心板110和頂板112，基板108能夠安裝在地面或其它支撐面上。馬達(dá)114安裝在基板108上，驅(qū)動(dòng)帶116使馬達(dá)114與中心板110上的周向槽118連接以使中心板110轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選地，基板108和頂板112兩者相對(duì)于馬達(dá)114轉(zhuǎn)動(dòng)地固定。頂板112通過螺絲122連接到驅(qū)動(dòng)裝置120，控制器124被設(shè)置用于控制驅(qū)動(dòng)裝置120和馬達(dá)114。這三個(gè)板的使用允許同時(shí)處理兩個(gè)層(level)的球，即，位于基板108與中心板110之間的第一組多個(gè)球126和位于中心板110與頂板112之間的第二組多個(gè)球128。驅(qū)動(dòng)裝置120被構(gòu)造成使頂板112向中心板110擠壓，當(dāng)頂板112與中心板110之間存在第二組多個(gè)球128時(shí)，由驅(qū)動(dòng)裝置120產(chǎn)生的向下力還使中心板110向基板108擠壓。

壓靠第一組多個(gè)球126和第二組多個(gè)球128的表面中的至少一者應(yīng)是光滑的和大致平坦的。因而例如，頂板112的底表面130和基板108的頂表面132均可以是光滑的。中心板110的上表面136可以設(shè)置有第一槽134，中心板110的下表面140可以設(shè)置有第二槽138，以便在通過驅(qū)動(dòng)裝置120使中心板110轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沿圓形路徑幫助引導(dǎo)第一組多個(gè)球和第二組多個(gè)球。然而，在所有的實(shí)施方式中，使用槽可以不是必要的。例如，本實(shí)施方式還包括開孔引導(dǎo)板142，開孔引導(dǎo)板142具有圓形的上部144和下部146，開孔式引導(dǎo)板(apertured guide plate)142被構(gòu)造成即使在基板108、中心板110和/或頂板112中的任一者中沒有槽的情況下也能夠沿著圓形路徑引導(dǎo)第一組多個(gè)球和第二組多個(gè)球。無論板中的任一者中是否存在槽，均可以使用引導(dǎo)板142。

在圖8的俯視平面圖中圖示出了引導(dǎo)板142的圓形上部144，引導(dǎo)板142具有多個(gè)孔150，各孔150的直徑均略大于待處理的球的直徑。引導(dǎo)板142包括中心柱152，上部144和下部146安裝于中心柱152，中心柱152被安裝成用于相對(duì)于基板108轉(zhuǎn)動(dòng)。

為了裝載設(shè)備106，將頂板112上升到距引導(dǎo)板142的上部144的最大間隔，并沿著中心柱152在軸向上移動(dòng)中心板110直到其接觸頂板112的底表面130，使得第一組多個(gè)球126能夠被插入到引導(dǎo)板142的下部146中的孔150內(nèi)。當(dāng)所有孔150裝滿時(shí)(可以設(shè)置多于圖示的四個(gè)示例孔150)，將中心板112下降到第一組多個(gè)球126的頂表面，并將第二組多個(gè)球128放置在引導(dǎo)板142的上部144的孔150內(nèi)。然后操作驅(qū)動(dòng)裝置120使上板112靠抵第二組多個(gè)球128，并施加力以壓縮位于上板112與基板108之間的第一組多個(gè)球126、第二組多個(gè)球128和中心板110。然后控制器124引發(fā)馬達(dá)使中心板110轉(zhuǎn)動(dòng)，并如上述與早前的實(shí)施方式相應(yīng)地以給定的力持續(xù)期望的時(shí)間來執(zhí)行處理。這種構(gòu)造允許在相對(duì)小的空間內(nèi)處理較大數(shù)量的球。

根據(jù)本公開的向第一組多個(gè)球(其中球具有初始表面應(yīng)力)的至少表面部分施予壓縮應(yīng)力的第一方法包括將第一組多個(gè)球放置在具有第一表面的第一主體與具有第二表面的第二主體之間。第一表面包括光滑接觸部分，該光滑接觸部分是大致平坦或外凸并具有比球的初始表面硬度大的表面硬度。該方法還包括：通過用力使第一主體向第二主體擠壓、使第二主體向第一主體擠壓或者使第一主體和第二主體向彼此擠壓來沿著第一組多個(gè)球的第一直徑施予壓縮應(yīng)力，并在維持力在最小水平或最小水平以上的情況下使第一表面與第二表面之間相對(duì)移動(dòng)，以沿著第一組多個(gè)球的與第一直徑不同的其它直徑施予壓縮應(yīng)力。

向第一組多個(gè)球(球具有初始表面硬度)的至少表面部分施予壓縮應(yīng)力的另一方法包括使用具有第一支撐件和第二支撐件的機(jī)器。第一支撐件、或第二支撐件、或第一支撐件和第二支撐件兩者能夠圍繞著轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。該方法包括將第一組多個(gè)球放置在安裝于第一支撐件的第一板中的環(huán)形槽(其中第一板以如下方式安裝于第一支撐件：環(huán)形槽的圓心位于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線上)內(nèi)，將具有硬度大于初始硬度的光滑接觸表面的第二板放置成靠抵環(huán)形槽中的第一組多個(gè)球。第二板被安裝于第二支撐件，接觸表面是基本平坦或外凸。該方法還包括通過用力使第一支撐件向第二支撐件擠壓、或者用力使第二支撐件向第一支撐件擠壓、或者用力使第一支撐件和第二支撐件向彼此擠壓來向第一組多個(gè)球施予壓縮應(yīng)力，并在維持力在最小水平或最小水平以上的情況下使第一板與第二板之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以使第一組多個(gè)球圍繞環(huán)形槽移動(dòng)。

以上具體實(shí)施方式中公開的特征和步驟的組合可能不一定是在最寬泛的意義上實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，而僅僅是教示了特別說明本發(fā)明的代表性示例。此外，上述代表性示例的各種特征和各獨(dú)立和從屬權(quán)利要求可以以不特別或明確列舉的方式組合以便提供本教示的另外有用的實(shí)施方式。

這里已經(jīng)按照當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式說明了本發(fā)明。在審閱前述公開的基礎(chǔ)上，這些實(shí)施方式的補(bǔ)充和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得明顯。意在所有這些修改和補(bǔ)充在落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的程度上形成本發(fā)明的一部分。