氮基氣氛輥棒爐熱處理生產(chǎn)線的開發(fā)研制(2)
2007-08-08
升降臺(tái)升降速度及工件在油中串動(dòng)時(shí)間(即淬火時(shí)間),升降行程等均可調(diào),方便工藝調(diào)整,升降臺(tái)上輥棒帶有溝槽,對(duì)工件冷卻有利。 油槽設(shè)攪拌機(jī)兩套,分裝在兩邊,槽內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒,控制油流方向,攪拌速度由雙速電機(jī)決定,兩擋,快速1500r/min,慢速為750r/min。 冷卻系統(tǒng)在油溫升高時(shí),冷卻水電磁閥打開,電動(dòng)三通閥接通板式冷卻器,從而使油溫降低。 熱油槽淬火室是密封的,與外界空氣隔絕,但通過(guò)兩側(cè)通道與爐子相連,淬火爐門打開時(shí),保護(hù)氣亦充滿淬火室,故工件淬火時(shí)不會(huì)氧化。但缺點(diǎn)是油煙進(jìn)入爐膛,污染氣氛,并易造成光電管與工件探測(cè)器故障。 冷油槽: 工作室尺寸:2075mm×1000mm×250mm 工作溫度:5~20℃ 油槽容積:4.9m3 冷卻水耗量:10m3/h 冷油槽由槽體、升降臺(tái)、攪拌機(jī)、冷凍機(jī)等組成,油槽中部有隔板,使油槽一半處于保護(hù)氣體下,以便于承接從熱油槽來(lái)的工件,另一半敞露在空氣中,升降臺(tái)升高,從熱油槽來(lái)的工件進(jìn)入到升降臺(tái)處于密封的一半,然后升降臺(tái)下降,在下部將工件送到另一邊,再上升,然后再傳送到槽向小車上,油槽設(shè)有一臺(tái)攪拌機(jī),促進(jìn)油的循環(huán),冷凍機(jī)把油泵打來(lái)的油進(jìn)行冷卻。 橫向傳送裝置:該裝置有一橫向傳送小車及其傳動(dòng)裝置,小車上的輥棒沒(méi)有單獨(dú)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),靠剛性離合器帶動(dòng)隨冷油槽或后清洗機(jī)一起傳動(dòng)。冷油槽出來(lái)的工件通過(guò)橫向傳送小車過(guò)渡到后清洗機(jī)中,小車上有兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)用于控制工件到達(dá)位置。 后清洗機(jī)同前清洗機(jī)。 回火爐: 回火爐具有雙層輥棒,這是因?yàn)榛鼗饡r(shí)間比淬火時(shí)間長(zhǎng)得多,而回火爐又不宜作得太長(zhǎng),所以采用雙層解決這一矛盾。 爐膛有效尺寸:2×(13000mm×900mm×250mm) 常用工作溫度:150~450℃ Z高工作溫度:650℃ 電輻射管加熱,共分4區(qū),總功率為162.4KW,I區(qū)78KW,II、III、IV區(qū)均為28.8KW。 工件在爐中通過(guò)時(shí)間:60~360min 由于爐子是雙層的,因此在回火爐進(jìn)出口各設(shè)一升降臺(tái)架,每個(gè)升降臺(tái)架各設(shè)一套光電開關(guān),控制工件的動(dòng)作行程。工件一般先進(jìn)上層,但若上層工件還未離開騰出空位,則升降臺(tái)自動(dòng)降下,工件進(jìn)入下層,這個(gè)空位是否已經(jīng)騰出的信號(hào)由凸輪(進(jìn)料間距開關(guān))發(fā)出。 當(dāng)使?fàn)t溫均勻,全爐共設(shè)9臺(tái)風(fēng)機(jī),爐內(nèi)設(shè)有導(dǎo)風(fēng)板,可使其熱風(fēng)循環(huán),達(dá)到均溫目的,因回火爐高低溫兼顧,為降低爐子表面溫升,爐子兩側(cè)設(shè)有水冷管冷卻上、下傳動(dòng)輥棒,冷卻效果良好。 爐子前后均設(shè)有爐門,但進(jìn)料門常開,高度可調(diào),出料端門一般關(guān)閉(僅在出料時(shí)打開),爐門兼作工件探測(cè)器,當(dāng)工件與爐門接觸,則發(fā)出信號(hào),使門打開,出料,然后再關(guān)閉,若工件到了爐門,而門因故打不開,則自動(dòng)停止回火爐主驅(qū)動(dòng),以防擠壞爐門或使?fàn)t內(nèi)工件亂套,當(dāng)采取措施打開出料門后,主驅(qū)動(dòng)再啟動(dòng)。 出料小車:若進(jìn)行高溫回火時(shí),工件出爐后溫度太高,不宜人工卸下,工件先傳動(dòng)到出料小車上,待冷卻后再卸料。 液壓系統(tǒng): 采用進(jìn)口雙向變量泵,解決熱油槽升降臺(tái)上下串動(dòng),使工件淬火效果更好。 電氣控制盤: 采用日本OMRON可編程序控制器,使全線動(dòng)作控制更準(zhǔn)確、可靠,而且維修更加方便,淬回火爐加熱區(qū)溫度控制采用可控硅,PID調(diào)節(jié),節(jié)能可靠??刂票P上設(shè)有全線動(dòng)作橫控制屏,采用PC膜顯示,新穎美觀,便于觀察工件運(yùn)行狀況。 二、生產(chǎn)線的特點(diǎn) 1、保護(hù)氣氛采用氮基氣氛,氮?dú)馓砑由倭恳掖剂呀鈿猓踩院谩? 2、靠輥棒轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞工件,大工件可直接擺放加工,小工件又可裝盤處理,加工范圍廣。 3、傳動(dòng)系統(tǒng)中采用電磁離合器、超越離合器,由進(jìn)料間距(凸輪)開關(guān)、光電開關(guān)、工件探測(cè)器、時(shí)間繼電器發(fā)信號(hào),PC機(jī)自動(dòng)處理控制,從而實(shí)現(xiàn)位置控制及各傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換,工件從上料到下料一直維持原狀,無(wú)碰傷。工件在爐內(nèi)的擺動(dòng)功能,可防止故障時(shí)壓彎棒輥,快速、慢速轉(zhuǎn)換及退料倒轉(zhuǎn)功能,可滿足動(dòng)作及工藝要求。 4、采用上下串動(dòng)熱油淬火與二次冷卻(5-10℃),前者可提高淬火冷卻速度,后者可減少殘余奧氏體含量,提高加工工件的尺寸穩(wěn)定性。 5、清洗及油水分離效果好,為獲得良好的工件表面質(zhì)量打下了基礎(chǔ)。 6、全線中加熱均采用輻射管與管狀加熱器,維修方便。 三、生產(chǎn)線使用效果 該生產(chǎn)線經(jīng)用戶驗(yàn)收投產(chǎn)使用后,經(jīng)長(zhǎng)期生產(chǎn)考驗(yàn),該設(shè)備使用狀況穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益顯著。 1、熱處理質(zhì)量?jī)?yōu)良 向淬火爐通入高純氮?dú)夂鸵掖剂呀鈿?,采用合理的熱處理工藝,處理的工件,脫貧碳層深度均小?.05毫米,表面顏色為均勻一致灰色,其它質(zhì)量指標(biāo)完全符合JB 1255-91標(biāo)準(zhǔn)要求。 2、技術(shù)指標(biāo)先進(jìn) 淬、回火爐溫度均勻性、表面溫升以及淬火爐爐壓均達(dá)到用戶要求。 3、運(yùn)行安全可靠 清洗液及淬火油溫度、液位、各傳動(dòng)電機(jī)、淬火機(jī)和回火爐溫度等控制精確,性能穩(wěn)定,并設(shè)置安全報(bào)警裝置,保證了整條線安全運(yùn)行。 4、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著 該生產(chǎn)線在保護(hù)氣氛正常的情況下,產(chǎn)品合格率100%,表面質(zhì)量好,可減少加工余量,材料利用率提高。淬、回火爐設(shè)計(jì)合理,保溫性能好,節(jié)能效果明顯,經(jīng)濟(jì)效益顯著。因該生產(chǎn)線性能同引進(jìn)設(shè)備相當(dāng),可替代進(jìn)口,為國(guó)家節(jié)約大量外匯。 四、幾點(diǎn)看法 1、該生產(chǎn)線熱油淬火升降臺(tái)的串動(dòng)速度一般調(diào)在6次/分鐘,但對(duì)薄壁易變形工件升降速度則必須降到3次/分鐘左右,否則工件變形較大。 2、回火爐雖高低溫兼顧,方便生產(chǎn)組織,但高溫向低溫轉(zhuǎn)換時(shí),全線生產(chǎn)能力大大降低。 3、全線采用了二十幾個(gè)電磁離合器,傳動(dòng)系統(tǒng)非常復(fù)雜,據(jù)資料介紹,國(guó)外已采用變頻調(diào)速方法簡(jiǎn)化了傳動(dòng)系統(tǒng),取消電磁離合器。這一點(diǎn)有待于我們進(jìn)一步去研究改造。 五、結(jié)束語(yǔ) 氮基氣氛輥棒爐熱處理生產(chǎn)線的研制成功,并順利投產(chǎn)使用。生產(chǎn)實(shí)踐表明,該設(shè)備運(yùn)行可靠,具有熱處理軸承零件質(zhì)量好、產(chǎn)量高、能耗低的特點(diǎn)。其性能與國(guó)外設(shè)備相當(dāng),完全可以替代進(jìn)口,為國(guó)家節(jié)約大量外匯,是適合于大中型軸承廠的理想熱處理設(shè)備。