中頻感應(yīng)加熱爐進(jìn)料系統(tǒng)改造

徐 艮

中國(guó)南車資陽(yáng)機(jī)車有限公司一臺(tái)1250kW中頻感應(yīng)加熱爐，由于進(jìn)料系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的缺陷，不能滿足鍛件產(chǎn)品規(guī)格多、毛坯幾何形狀差別大的進(jìn)料要求，生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

一、進(jìn)料系統(tǒng)存在的問(wèn)題

1250kW中頻感應(yīng)加熱爐進(jìn)料系統(tǒng)包括上料平臺(tái)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、變頻連續(xù)進(jìn)料機(jī)構(gòu)；工作流程見(jiàn)圖1。手動(dòng)上料，手動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)料，先人工在上料平臺(tái)上滿工件，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將工件翻送到輸送機(jī)構(gòu)，傳輸?shù)阶冾l連續(xù)進(jìn)料機(jī)構(gòu)，變頻連續(xù)進(jìn)料機(jī)構(gòu)由一臺(tái)變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈條傳動(dòng)兩對(duì)輥輪旋轉(zhuǎn)，依靠工件與輥輪之間摩擦力，將工件送入加熱爐爐膛內(nèi)進(jìn)行連續(xù)加熱。

在實(shí)際工作中，變頻連續(xù)進(jìn)料機(jī)構(gòu)存在如下問(wèn)題：輥輪與工件摩擦力大小靠松、緊彈簧來(lái)調(diào)整，每次調(diào)整需要反復(fù)多次,且需兩個(gè)人同時(shí)給力旋動(dòng)手柄，勞動(dòng)強(qiáng)度大；工件與輥輪接觸不好，出現(xiàn)工件不移動(dòng)或者行進(jìn)緩慢、輥輪打滑；傳動(dòng)鏈條使用中經(jīng)常斷裂；由于工件進(jìn)料不連續(xù)，工件加熱節(jié)拍無(wú)法控制，導(dǎo)致在爐膛內(nèi)的工件料溫不易控制，或偏高或偏低，加熱期間經(jīng)常出現(xiàn)甩料動(dòng)作，導(dǎo)致電能嚴(yán)重浪費(fèi)，生產(chǎn)效率低；對(duì)于不允許多次加熱及過(guò)燒的工件，還使材料直接報(bào)廢，增大生產(chǎn)成本；爐膛出料口到出料系統(tǒng)快提裝置有一段距離（200mm），由于進(jìn)料速度所限，導(dǎo)致出料速度過(guò)慢，工件端部溫度快速冷卻，不能滿足某些鍛件軸向溫差工藝要求，造成鍛件缺陷或者產(chǎn)品報(bào)廢。

二、改造措施

針對(duì)上述問(wèn)題，決定對(duì)進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)料機(jī)構(gòu)部分進(jìn)行推桿式改造，取消原來(lái)的輸送機(jī)構(gòu)、變頻連續(xù)進(jìn)料機(jī)構(gòu)。改造后的進(jìn)料系統(tǒng)由工件準(zhǔn)備平臺(tái)、提升機(jī)構(gòu)、上料平臺(tái)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、推料氣缸組成，可以手動(dòng)、自動(dòng)工作，也可以采用連續(xù)或者步進(jìn)方式加熱。視工件長(zhǎng)度來(lái)確定采用連續(xù)或步進(jìn)加熱（對(duì)于料長(zhǎng)＞600mm的工件，采用步進(jìn)加熱容易導(dǎo)致加熱負(fù)荷的急劇變化引起過(guò)流跳閘故障，宜采用連續(xù)加熱方式）。為了保證壓縮空氣的質(zhì)量，壓縮空氣嚴(yán)格經(jīng)過(guò)分水濾氣器、調(diào)壓閥、油霧器凈化處理。另外為了避免氣缸因氣源供給不及時(shí)出現(xiàn)爬行，在進(jìn)料系統(tǒng)側(cè)安裝了儲(chǔ)氣罐以在需要時(shí)及時(shí)補(bǔ)氣，確保進(jìn)料的連續(xù)性。通過(guò)調(diào)節(jié)氣缸前進(jìn)節(jié)流閥開度控制連續(xù)進(jìn)料速度。電氣控制系統(tǒng)采用西門子S7-200 PLC及MT6100i臺(tái)灣威綸通觸摸屏，自動(dòng)化程度高，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

改造后進(jìn)料系統(tǒng)工作流程見(jiàn)圖2，工件先人工在地面放到準(zhǔn)備平臺(tái)上，由提升機(jī)構(gòu)將工件傳送到上料平臺(tái)，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，將工件翻入V型槽中，推料氣缸將工件連續(xù)或者步進(jìn)快速推入加熱爐爐膛進(jìn)行加熱。進(jìn)料系統(tǒng)步進(jìn)加熱自動(dòng)工作流程見(jiàn)圖3。每個(gè)機(jī)械動(dòng)作可以通過(guò)操作臺(tái)按鈕或者觸摸屏手動(dòng)實(shí)現(xiàn)，方便調(diào)試和維修。

三、改造效果

（1）工人上料在地面上完成，通過(guò)輔助設(shè)備（如行車、懸臂吊等）可以方便的將工件放入準(zhǔn)備平臺(tái)上，操作安全。

（2）推料氣缸有前進(jìn)慢速、前進(jìn)快速、后退快速多個(gè)速度，完全滿足中頻加熱爐對(duì)進(jìn)、出料速度的要求。通過(guò)節(jié)流閥可以調(diào)整氣缸前進(jìn)速度，從而控制加熱節(jié)拍。當(dāng)工件快到達(dá)爐膛口時(shí)快速推至出料系統(tǒng)的快提裝置，快速出料，保證了加熱工件軸向溫度的均勻性。氣缸可快速后退，為下一工件的進(jìn)料做準(zhǔn)備，從而節(jié)省氣缸空行程時(shí)間，提高工作效率。

（3）進(jìn)料順暢，無(wú)卡阻，速度控制靈活，加熱節(jié)奏可控，提高了加熱效率和質(zhì)量。

（4）采用S7-200 PLC及MT6100i觸摸屏，整個(gè)上料過(guò)程除了人工將工件放至上料準(zhǔn)備平臺(tái)外，其余操作全部自動(dòng)化，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，而且進(jìn)料系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置、控制等在觸摸屏上可以清晰顯示（圖4），交互式界面非常直觀，方便設(shè)置與操作。

（5）設(shè)有爐膛卡料報(bào)警保護(hù)，避免強(qiáng)行推料損壞爐膛。如果在設(shè)定的時(shí)間里推料氣缸未前進(jìn)到氣缸設(shè)定的行程，視為爐膛卡料，自動(dòng)停止推料，并聲光報(bào)警，提醒操作者檢查爐膛，從而實(shí)現(xiàn)爐膛保護(hù)。

（6）改造后進(jìn)料系統(tǒng)生產(chǎn)效率提高40%左右，增加產(chǎn)量，且節(jié)約用電，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

W13.04-24