等溫正火線爐門改進

于明星，邵明立，欒巖巖，魏江波

等溫正火線爐門改進

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，爐門關閉時發生傾斜，關閉位置錯位，敘述爐門的具體修復和改進措施。

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

1. 問題描述

等溫正火線是我廠的重點設備，該設備能滿足客戶對鍛件工藝性能的要求，對全廠生產起著關鍵性作用。經過幾年的使用，設備的爐門出現了關閉位置錯位，并且爐門關閉時發生傾斜。爐門長時間傾斜和關不嚴，不但會使爐內溫度不均勻而導致零件工藝性無法滿足要求，而且還會使爐門周圍溫度過高燒壞電氣元件。出于對設備正常使用及生產人員安全考慮，我們決定對爐門兩側夾緊裝置進行改進。

2. 原因分析

考慮到爐門傾斜和關不嚴的原因可能是爐門兩側導向輪軸發生斷裂或是嚴重磨損等原因造成的，經過逐一排查，最后得出的原因是導向輪軸斷裂，導向輪軸上的導向輪磨損嚴重造成的爐門傾斜和關閉位置錯位。

3. 爐門的結構

爐門結構如圖2所示，爐門上下移動是通過電動機帶動齒輪與齒條來執行的，齒條與爐門兩側護板連接，爐門與4個導向輪軸連接，爐門的4個導向輪軸在兩側護板的槽內移動來實現上下移動和夾緊。

圖1　全自動等溫正火線

電動機正轉時，軸1帶動軸上的齒輪轉動，齒輪與齒條2咬合將電動機的圓周運動轉化為爐門的上下直線運動，齒條2帶著護板5同時向上走，護板里的斜槽向上移動，通過導向輪軸4帶

動爐門上移，此時爐門上的碰斷器碰到限位3時，電動機停止轉動，爐門即停在上移最高處。

電動機反轉時，爐門落下，當爐門下面兩個導向輪軸4碰到槽鋼8時爐門不動，護板5繼續下移，通過斜槽下移壓住導向輪軸4里的導向輪來實現爐門與爐壁的緊密接觸，從而使爐內熱能不能外泄。

導向輪軸4是從爐門內側點焊在爐門上的，導向輪軸4上有防護套和導向輪，導向輪直接在導向輪軸4和護板5的斜槽內移動，長時間使用，導向輪和導向輪軸還有斜槽的直接接觸摩擦使軸變細，導向輪外徑也變小，最終的結果就是爐門下落時斜槽壓不住支撐軸而導致爐門傾斜，就會使爐門的熱能散出爐外，爐內溫度不均勻，會直接影響生產工藝。

爐門下落導向輪軸雖然帶有防護套，但是與槽鋼8碰撞力會使導向輪軸斷裂，從而使爐門繼續下落，造成爐門關閉位置錯位，爐內溫度直接暴露在爐外，時間長了不但影響生產工藝，還會燒毀爐門外的電氣元件。

4. 拆解爐門及改進爐門部件

由于設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，還費時費力。我們根據齒輪和齒條部件的特點制作了量具，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。

經過拆解發現導向輪軸磨損嚴重，導向輪軸由f30mm磨損到f26mm左右，導向輪厚度由f40mm磨損到f37mm左右，同時導向輪軸與爐門連接處全都斷開，而且發生傾斜的爐門都是下面兩個導向輪軸磨損嚴重和斷裂。

經過力學分析，我們采取加長導向輪軸長度，增加與爐門接觸面積和采取兩側焊接來加強導向輪軸的強度，即在爐門內側將石棉取出，將導向輪軸插入爐門兩側，在內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焊的弊端。同時將槽鋼的位置處焊接一個實心方鋼，將槽鋼下移，讓實心方鋼來與槽鋼碰撞。我們用滾針軸承來代替導向輪，這樣導向輪軸就不會磨損，爐門兩側護板的斜槽尺寸也不統一，根據滾針軸承的外徑尺寸，統一加工成f42mm，這樣對滾針軸承外環可起到保護作用。

滾針軸承型號經過多年使用經驗選取日本的IKO，滾針軸承的固定及外環的固定我們通過軸卡卡簧來實現。

5. 爐門的裝配

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

6. 爐門的調整

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

7. 結語

設備在大修及改進后，經過近半年的使用再也沒有出現爐門傾斜和關閉位置錯位的現象，使用效果良好，具備良好的可靠性，大大提高了設備的生產效率，同時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　爐門裝置結構示意1. 軸　2. 齒條　3. 限位　4. 導向輪軸　5. 護板6. 導向輪軸蓋　7. 導向輪　8. 槽鋼

20141106

作者簡介：于明星、邵明立、欒巖巖、魏江波，第一拖拉機股份有限公司鍛造分公司機加事業部。