基于悬挂链式曲轴热处理生产线的研究.pdf

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Equipment Technology装备技术
基于悬挂链式曲轴热处理生产线的研究
刘玲玲,李保强2
(1.郑州财经学院,河南郑州450044
2.机械工业第六设计研究院有限公司,河南郑州450007
摘要:介绍了曲轴悬挂链式热处理生产线的组成和技术参数,对悬挂链式生产线的工艺流程、正火和回
火加热炉、冷却室、悬桂积放输送系统和电气控制系统等做了阐述。该生产线对建设高效、清洁、节能的热处
理生产设备有一定的指导意义
关键词:悬挂链;曲轴;热处理;生产线
中图分类号:TG155:文献标识码:A;文章编号:1006-9658(2015)04-0033-03
D0I:10.3969/j.iSsn.1006-9658.2015.04.009
悬挂链式热处理生产线是一种自动化程度较回火加热→风冷→下件。
高的连续式生产线,可以实现工件的装卸、加热、冷
却于一闭合环路的大理工艺装备。曲轴等长轴2生产线的组成
类零件的热处理主要是正火和回火处理,在传统生
根据球墨铸铁曲轴铸件的工艺要求设计悬挂
产工艺中多采用堆放或平放的形式,使得工件的加
链式热处理生产线,生产线设备组成图见图1所示。
热变形较大。应用悬挂链式结构,对这种大批量且
生产线主要由正火加热炉、正火冷却室、回火加热
适合悬挂的工件采用垂直放置和连续加热,经过连
炉、回火冷却室、输送系统、装卸料平衡吊、梯子检
续式热处理线热处理,其断面受热均匀,热处理后
修平台围栏、风机系统、电控系统、吊具等组成。
工件组织均匀度好,机械性能高。每一个工件在
热处理炉中的热(加热、冷却)历程完全一样,所以
2.1正火和回火加热炉
工件各个部位热处理后的机械性能差异小,复现性
加热炉由炉体、炉、电加热系统、炉顶冷却系
极好。工件冷却后变形量不大于1.0mm/m,同支曲
统及防护围栏等组成的。炉体由钢结构、耐火纤维
轴表面布氏硬度差≤30HB。
炉衬、轻质耐火砖等组成。正火炉高纯度硅酸铝纤
维模块炉衬厚度达到350mm,回火炉标准硅酸铝
纤维模块炉衬厚度达到300mm。正火炉硅酸铝
生产线运行参数
纤维长期使用温度大于1100℃,回火炉硅酸铝纤
某曲轴热处理车间生产参数:工件最大长度维长期使用温度大于900℃。连续工作使用寿命
1150m,工件最大回转直径250mm,工件最大质=10年。
量100kg,工件平均质量85kg。生产节拍:每7分
进、出料端炉门采用气动双开门,炉门与炉体
钟处理4件。材质主要面向球墨铁的热处理,工密封采用自压紧方式,炉门纤维与炉门口耐热铸铁
件热处理放置方式为出轴垂直吊挂,平衡吊装卸工板形成软硬密封,密封效果好,炉门保温厚度与炉
件。加热系统采用电加热辐射管加热。设备运行体一致。炉门的开闭与进出料动作由程序自动控
生产工艺过程:上件→正火加热→风雾结合冷却→制,并有安全联锁和缓冲措施
炉顶冷却系统由鼓风机、送风管、送风箱、回风
收稿日期:2015-02-0
箱、回风管、引风机等组成,用于对炉顶钢结构、吊
稿件编号:1502-814
作者简介:刘玲玲(1985-)女,工学硕士,讲师。主要研究方向为热
具、控制元件等进行冷却,减少炉体及输送系统结
处理设备及工艺,智能控制系统等
构变形并延长使用寿命。设计合理的风箱、风孔以
中国铸造装备与技术4/2015$FT
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装备技术 Equipment Technology
回火炉冷却室风机
回火加热炉
回火冷却室
下料等待.工位下料工位
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驱动装置
张紧装置
上件工位上件等待
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正火冷却室
正火加热炉
电控室
正火炉冷却风机
却水箱
风机房
图1生产线设备组成图
及风机风量和压力,满足炉顶冷却要求。
采用积放推式悬链输送系统来吊挂曲轴,牵引
2.2正火冷却室
链条的运行速度可调、安全可靠。系统由轨道、回
正火加热后的工件进人正火冷却室,正火冷却转装置、道岔、牵引链条、积放小车、停止器、各种开
室由钢结构、保温层、304不锈钢内板及风箱、送风关装置、驱动装置、张紧装置、气动单元、安全防护
管、雾化喷嘴、排风管、水泵及管道等组成。风箱管装置、润滑裝置、检修岔道、控制系统组成。上层轨
道及喷雾系统与工件相应的位置处分布了风道及道为牵引轨道,牵引链条沿轨道运行;下层轨道为
风孔,确保均匀的冷却气流作用于工件各处。
承载轨道,积放小车沿承载轨道运行。积放小车与
正火冷却采用风雾结合冷却,各冷却工位的雾牵引链条分离,可实现对积放小车的灵活控制。积
量、时间能独立控制;每挂能独立旋转泠却;水蒸汽、放小车之间可自动积放。
热气全部排出车间外,冷却室未被汽化的水收集回
PLC根据设定好的节拍自动完成悬挂积放
流到水箱进行再循环利用。设有一个水箱,水温高链、炉门等部分的控制,各个动作之间具有安全联
于某一可调的设定值时能自动往循环水箱加水,低锁。各部分动作顺序:启动悬链一打开回火冷却室
于某一可调设定值时能自动停止加水。水位高于停止器,出件一打开回火炉出件门→打开回火炉停
某一设定值,水泵启动进行排水,低于某一设定值,止器,出件→关闭回火炉出件门一打开回火炉进件
水泵启动进行补水。正火冷却时间为13~23min,门,进件→关闭回火炉进件门→打开正火冷却室停
正火冷却后工件温度约为450℃左右,能满足工艺止器,出件一打开正火炉出件门→打开正火炉停止
要求。
器,出件→关闭正火炉出件门→打开正火炉进件炉
2.3回火冷却室
门→打开等待工位停止器进件→关闭正火炉进件
工件经过回火加热后,进入回火冷却室。冷却门→打开上料前停止器出件→工件到达进炉等待
室通过风嘴吹风进行强制冷却,到达卸件工位时曲工位后停止悬链。
轴表面温度在100℃以下。回火冷却由钢结构、保2.5电气系统及自动化控制
温层、风箱、送风管及排风管等组成。
电气控制系统采用集中控制,曲轴热处理生
风箱管道与工件相应的位置处分布了风道及产线设一个控制室,控制室内设有加热控制桓、主
风孔,确保均匀的冷却气流作用于工件各处。考虑控制柜、工控机、视频监控显示器、空调、电脑桌等。
到随着工件温度的下降,换热量越来越小,所以沿整条生产线由PLC控制,工控机组态界面进行监控
工件输送方向,冷却风量逐步增大。各段风嘴的多和管理。电气控制系统主要由加热及温度控制系
少及风量的大小事先经过计算,尽量保证冷却曲线统、正火冷却控制系统、悬挂链输送控制系统、计算
均匀平滑,使工件冷却时不产生新的内应力。
机控制系统、电视监控系统及远红外温度监控系统
2.4悬挂链输送系统
等组成。
cFMT中国铸造装备与技术4/2015