等溫正火線爐門改進(jìn)

于明星，邵明立，欒巖巖，魏江波

等溫正火線爐門改進(jìn)

于明星，邵明立，欒巖巖，魏江波

【摘要】等溫正火線在正常工作時(shí)，爐門關(guān)閉時(shí)發(fā)生傾斜，關(guān)閉位置錯位，敘述爐門的具體修復(fù)和改進(jìn)措施。

該設(shè)備是一拖鍛造廠為了滿足客戶對鍛件產(chǎn)品要求提升而引進(jìn)的項(xiàng)目，這是第一拖拉機(jī)股份有限公司引進(jìn)的首條全自動等溫正火線（見圖1），熱處理系統(tǒng)全部采用電加熱系統(tǒng)，該生產(chǎn)線自動化程度高，節(jié)能效果好，是目前世界上工藝性先進(jìn)的熱處理設(shè)備。

1. 問題描述

等溫正火線是我廠的重點(diǎn)設(shè)備，該設(shè)備能滿足客戶對鍛件工藝性能的要求，對全廠生產(chǎn)起著關(guān)鍵性作用。經(jīng)過幾年的使用，設(shè)備的爐門出現(xiàn)了關(guān)閉位置錯位，并且爐門關(guān)閉時(shí)發(fā)生傾斜。爐門長時(shí)間傾斜和關(guān)不嚴(yán)，不但會使?fàn)t內(nèi)溫度不均勻而導(dǎo)致零件工藝性無法滿足要求，而且還會使?fàn)t門周圍溫度過高燒壞電氣元件。出于對設(shè)備正常使用及生產(chǎn)人員安全考慮，我們決定對爐門兩側(cè)夾緊裝置進(jìn)行改進(jìn)。

2. 原因分析

考慮到爐門傾斜和關(guān)不嚴(yán)的原因可能是爐門兩側(cè)導(dǎo)向輪軸發(fā)生斷裂或是嚴(yán)重磨損等原因造成的，經(jīng)過逐一排查，最后得出的原因是導(dǎo)向輪軸斷裂，導(dǎo)向輪軸上的導(dǎo)向輪磨損嚴(yán)重造成的爐門傾斜和關(guān)閉位置錯位。

3. 爐門的結(jié)構(gòu)

爐門結(jié)構(gòu)如圖2所示，爐門上下移動是通過電動機(jī)帶動齒輪與齒條來執(zhí)行的，齒條與爐門兩側(cè)護(hù)板連接，爐門與4個導(dǎo)向輪軸連接，爐門的4個導(dǎo)向輪軸在兩側(cè)護(hù)板的槽內(nèi)移動來實(shí)現(xiàn)上下移動和夾緊。

圖1　全自動等溫正火線

電動機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，軸1帶動軸上的齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪與齒條2咬合將電動機(jī)的圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)化為爐門的上下直線運(yùn)動，齒條2帶著護(hù)板5同時(shí)向上走，護(hù)板里的斜槽向上移動，通過導(dǎo)向輪軸4帶

動爐門上移，此時(shí)爐門上的碰斷器碰到限位3時(shí)，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，爐門即停在上移最高處。

電動機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，爐門落下，當(dāng)爐門下面兩個導(dǎo)向輪軸4碰到槽鋼8時(shí)爐門不動，護(hù)板5繼續(xù)下移，通過斜槽下移壓住導(dǎo)向輪軸4里的導(dǎo)向輪來實(shí)現(xiàn)爐門與爐壁的緊密接觸，從而使?fàn)t內(nèi)熱能不能外泄。

導(dǎo)向輪軸4是從爐門內(nèi)側(cè)點(diǎn)焊在爐門上的，導(dǎo)向輪軸4上有防護(hù)套和導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪直接在導(dǎo)向輪軸4和護(hù)板5的斜槽內(nèi)移動，長時(shí)間使用，導(dǎo)向輪和導(dǎo)向輪軸還有斜槽的直接接觸摩擦使軸變細(xì)，導(dǎo)向輪外徑也變小，最終的結(jié)果就是爐門下落時(shí)斜槽壓不住支撐軸而導(dǎo)致爐門傾斜，就會使?fàn)t門的熱能散出爐外，爐內(nèi)溫度不均勻，會直接影響生產(chǎn)工藝。

爐門下落導(dǎo)向輪軸雖然帶有防護(hù)套，但是與槽鋼8碰撞力會使導(dǎo)向輪軸斷裂，從而使?fàn)t門繼續(xù)下落，造成爐門關(guān)閉位置錯位，爐內(nèi)溫度直接暴露在爐外，時(shí)間長了不但影響生產(chǎn)工藝，還會燒毀爐門外的電氣元件。

4. 拆解爐門及改進(jìn)爐門部件

由于設(shè)備上爐門是通過齒輪與齒條來傳動，所以拆裝爐門難度較大，還費(fèi)時(shí)費(fèi)力。我們根據(jù)齒輪和齒條部件的特點(diǎn)制作了量具，這樣在很大程度上減小了拆解和安裝的難度，也為提前完工提供了很大的保障。

經(jīng)過拆解發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向輪軸磨損嚴(yán)重，導(dǎo)向輪軸由f30mm磨損到f26mm左右，導(dǎo)向輪厚度由f40mm磨損到f37mm左右，同時(shí)導(dǎo)向輪軸與爐門連接處全都斷開，而且發(fā)生傾斜的爐門都是下面兩個導(dǎo)向輪軸磨損嚴(yán)重和斷裂。

經(jīng)過力學(xué)分析，我們采取加長導(dǎo)向輪軸長度，增加與爐門接觸面積和采取兩側(cè)焊接來加強(qiáng)導(dǎo)向輪軸的強(qiáng)度，即在爐門內(nèi)側(cè)將石棉取出，將導(dǎo)向輪軸插入爐門兩側(cè)，在內(nèi)部與爐門連接處焊一圈在外部，與爐門再焊一圈來取代以前點(diǎn)焊的弊端。同時(shí)將槽鋼的位置處焊接一個實(shí)心方鋼，將槽鋼下移，讓實(shí)心方鋼來與槽鋼碰撞。我們用滾針軸承來代替導(dǎo)向輪，這樣導(dǎo)向輪軸就不會磨損，爐門兩側(cè)護(hù)板的斜槽尺寸也不統(tǒng)一，根據(jù)滾針軸承的外徑尺寸，統(tǒng)一加工成f42mm，這樣對滾針軸承外環(huán)可起到保護(hù)作用。

滾針軸承型號經(jīng)過多年使用經(jīng)驗(yàn)選取日本的IKO，滾針軸承的固定及外環(huán)的固定我們通過軸卡卡簧來實(shí)現(xiàn)。

5. 爐門的裝配

注意爐門的兩側(cè)齒條與齒輪咬合要一致，不然爐門會左右傾斜，通過我們設(shè)計(jì)的量具，輕易地解決了這個難題，同時(shí)將爐門通過橋式起重機(jī)吊在爐門正常閉合處，然后將兩側(cè)護(hù)板與齒條連接上，此時(shí)注意保證滾針軸承在護(hù)板斜槽里。用塞尺來測量滾針軸承與斜槽的間隙，保證在1mm。

6. 爐門的調(diào)整

爐門的調(diào)整十分重要，等溫正火線設(shè)備的所有限位都采用電氣限位，如果限位調(diào)不好會直接損壞爐門部件。調(diào)整爐門下行限位，正確標(biāo)準(zhǔn)是爐門下落時(shí)實(shí)心方鋼與槽鋼稍微接觸，采用橋式起重機(jī)將爐門下落，讓實(shí)心方鋼和槽鋼輕輕接觸，然后把限位調(diào)整到這個位置，調(diào)整上行限位，讓爐門下端與爐口上沿對齊，把限位調(diào)整到這個位置。然后撤掉橋式起重機(jī)，手動讓爐門上下反復(fù)多試驗(yàn)幾次，直到爐門的上下位置正確為止。

7. 結(jié)語

設(shè)備在大修及改進(jìn)后，經(jīng)過近半年的使用再也沒有出現(xiàn)爐門傾斜和關(guān)閉位置錯位的現(xiàn)象，使用效果良好，具備良好的可靠性，大大提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率，同時(shí)也保證了電氣元件不會被燒壞和操作人員的安全問題，為我廠的市場需求提供了良好的保障支撐。

圖2　爐門裝置結(jié)構(gòu)示意1. 軸　2. 齒條　3. 限位　4. 導(dǎo)向輪軸　5. 護(hù)板6. 導(dǎo)向輪軸蓋　7. 導(dǎo)向輪　8. 槽鋼

20141106

作者簡介：于明星、邵明立、欒巖巖、魏江波，第一拖拉機(jī)股份有限公司鍛造分公司機(jī)加事業(yè)部。