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二十一点步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉的制

发布于:2020-09-08 13:15

  本发明属于热处理炉窑设备,是加热热卷螺旋弹簧坯料进行弹簧卷制的加热装置,特别涉及一种适用于热卷螺旋弹簧加工中对圆截面细长弹簧坯料进行卷制加热的步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉。

  热卷螺旋弹簧表面质量和材料强度决定了弹簧的疲劳寿命,而弹簧在制造过程中卷制加热质量是以上两个质量特性指标能否满足要求的关键工序。一方面,由于热卷弹簧需要对弹簧材料进行高温加热卷制及热处理,材料在高温 下的氧化极易形成表面脱碳。如果表面有脱碳现象时将显著降低弹簧的疲劳寿命;另一方面,由于大部分热卷弹簧钢丝直径较大,考虑加工成本和效率,同时为避免材料的多次高温加热所带来的诸多不利影响,一般均利用卷制加热余温进行淬火,所以卷制加热质量则决定了弹簧材料的机械特性。材料的静强度(ob、σ s、HRC等)越高,其疲劳极限也越高。目前国内普遍采用中频感应加热方式和普通箱式加热方式进行加工,中频感应加热方式虽然由于加热速度快,可以避免表面脱碳,但由于该加热方式为表面加热,在短时间内完成的加热芯表组织转变时间和转变程度存在较大差异,所以一般应用于料径在Φ40_以下热卷螺旋弹簧的加工;普通箱式加热方式虽然可以通过合理的保温时间来保证弹簧钢组织转变的均一性,但由于缺乏必要保护措施,无法避免表面脱碳缺陷的产生,另外,周期式的加热方式,一方面导致生产效率的降低,另一方面高温出炉时坯料与炉底板的摩擦对弹簧表面造成较大伤害。

  本发明提供一种步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉,可实现弹簧坯料在保护气氛下的连续式加热。本发明的内容是一种步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉,其特征在于一个由结构钢架组成的矩形体状的加热炉壳,加热炉内壁有耐热绝热材料炉壁,炉内的顶部吊挂有电热加热元件,在炉内的底部装有电热加热元件,炉内顶部有氮气入口,氮气入口连接制氮机;炉体左侧端面的后端有进料口,炉体左侧端面的前端有出料口,在炉体左侧端面的进料口外连接有进料输送架,在炉体左侧端面的出料口外连接有出料输送架;在炉内进料口处装有进料传送辊,在炉内出料口处装有出料传送辊,在进料传送辊和出料传送辊之间是大跨度多根步进梁传动机构装置。进料输送架有一个结构钢框架,在结构钢框表面装有多个进料传动辊,在多个进料传动棍一侧有弹簧还料分拨轮;在出料输送架有一个结构钢框架,在结构钢框表面装有多个出料传动辊。

  电热加热元件为电阻加热棒。本发明的特点是本步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉,在满足组织转变均匀、防脱碳、氧化的质量要求前提下,可实现对任何规格的热卷螺旋弹簧坯料进行连续加工,布局紧凑,自动化程度高,可满足热卷螺旋弹簧自动加热卷制的要求,加工质量和加工效率均优于一般的卷制加热方式。

  图1是步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉立面横剖视图;图2是步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉平面布置图;图3是步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉立面纵剖视图;图4是步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉进料输送架断面图。 具体实例方式如图所示的一种步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉,一个由结构钢架组成的矩形体状的加热炉壳I,加热炉内壁有耐热绝热材料炉壁2,炉内的顶部吊挂有电热加热元件3,在炉内的底部装有电热加热元件4,炉内顶部有氮气入口 5,氮气入口连接制氮机6 ;炉体左侧端面的后端有进料口 7,炉体左侧端面的前端有出料口 8,在炉体左侧端面的进料口外连接有进料输送架9,在炉体左侧端面的出料口外连接有出料输送架10 ;在炉内进料口处装有进料传送辊U,在炉内出料口处装有出料传送辊12,在进料传送辊和出料传送辊之间是大跨度多根步进梁传动机构装置13。进料输送架有一个结构钢框架14,在结构钢框表面装有多个进料传动辊15,在多个进料传动辊一侧有弹簧坯料19分拨轮16 ;在出料输送架有一个结构钢框架17,在结构钢框表面装有多个出料传动辊18。电热加热元件为电阻加热棒。所述大跨度多根步进梁传动机构类似生产钢管厂的传送钢管的大跨度多根步进梁传动机构。本步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉,在专用卷制加热设备中采用大跨度多梁步进传动方式对弹簧坯料逐根进行连续加热,采用安装在步进方向同一侧的进出炉装置使弹簧坯料逐根进出炉,采用特制吊挂式电阻加热棒对弹簧坯料进行加热,采用全密闭炉膛结构形式辅以氮气发生装置使弹簧坯料在保护气氛下进行加热。加热元件为电阻丝,弹簧钢棒进、出炉采用辊轮传动方式,弹簧钢棒在炉内采用大跨度多根步进梁传动,整个炉体除进、出料口外全部采用密封结构,并可实现氮气保护加热。在满足组织转变均匀、防脱碳、氧化的质量要求前提下,实现弹簧卷制连续加工。采用电阻加热技术,由于该设备用于加工弹簧钢棒,所以炉膛设计高度较炉膛的长度与宽度尺寸相差较大,为保证加热效率,加热元件布置于炉顶与炉底,特别是炉顶加热元件采用特制吊挂式电阻加热棒结构形式。采用大跨度多根步进梁的技术,由于炉子的宽度大于步进方向的长度,因此步进机构采用多梁技术,实现大跨度步进传送,同时解决了多梁同步性与密封的难题;步进梁与固定梁采用凹形定位装置,保证弹簧钢棒步进位置的准确。

  采用保护气氛密封技术,本技术采用全密闭结构形式,只保留适当直径的进、出料圆孔,并通过氮气发生器,在加热炉工作期间向炉膛内提供氮气保护,以解决弹簧钢在加热过程中的氧化、烧损问题。进出料结构形式,进、出料采用托辊传送,并置于步进方向的同一侧,使装备的布局更为紧凑。使用步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉,生产加工方法冷炉状态下通氮气,观察炉内氧气含量,当氧气含量降至工艺要求范围内,调节氮气供给量,保持炉内氧含量在工艺要求范围内。配电加热,使炉温达到工艺要求。将待加热弹簧坯料置于进料架上,进料架的分料装置逐根将弹簧坯料放置在进料托辊上,进料托辊将弹簧坯料传送至炉内。调节步进梁的步进节拍,使每一根弹簧坯料的加热时间满足工艺要求,步进梁后 移,步进梁进料端至进料托辊下方;步进梁向上运动,将进料托辊送进的弹簧坯料挑起;步进梁向前方移动一个步长,将弹簧坯料向前输送;步进梁向下运动,将弹簧坯料放置固定梁距进料托辊一个步长的位置;如此往复,最终步进梁将加热好的弹簧坯料放置在出料托辊上,由出料托辊快速将加热好的弹簧坯料送出。不同料径的弹簧坯料,可通过调节步进节拍来满足加热保温时间不同的要求。

  1.一种步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉,其特征在于一个由结构钢架组成的矩形体状的加热炉壳,加热炉内壁有耐热绝热材料炉壁,炉内的顶部吊挂有电热加热元件,在炉内的底部装有电热加热元件,炉内顶部有氮气入口,氮气入口连接制氮机;炉体左侧端面的后端有进料口,炉体左侧端面的前端有出料口,在炉体左侧端面的进料口外连接有进料输送架,在炉体左侧端面的出料口外连接有出料输送架;在炉内进料口处装有进料传送辊,在炉内出料口处装有出料传送辊,在进料传送辊和出料传送辊之间是大跨度多根步进梁传动机构装置。

  2.根据权利要求1所述的步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉,其特征在于进料输送架有一个结构钢框架,在结构钢框表面装有多个进料传动辊,在多个进料传动辊一侧有弹簧坯料分拨轮;在出料输送架有一个结构钢框架,在结构钢框表面装有多个出料传动辊。

  3.根据权利要求1所述的步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉,其特征在于电热加热元件为电阻加热棒。

  一种步进式热卷弹簧电阻卷制加热炉,加热元件为吊挂式电阻加热棒,弹簧钢棒进、出炉采用辊轮传动方式,弹簧钢棒在炉内采用大跨度多根步进梁传动,整个炉体除进、出料口外全部采用密封结构,并可实现氮气保护加热。炉膛温度和各种机械动作均可实现自动控制。使用本装置可实现弹簧卷制连续加工,并可满足组织转变均匀、防脱碳、氧化的质量要求,大大提高弹簧卷制加工自动化程度、质量水平和劳动生产率。

  发明者王军, 司国炯, 问增杰, 邓奎天, 李建, 彭新群, 裴孟侠, 余建华, 赵国亮, 王玉梅, 王艳, 司长策 申请人:天津机辆轨道交通装备有限责任公司, 天津市斯科诺热能技术有限公司

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