積放懸掛鏈?zhǔn)綗崽幚砩a(chǎn)線的特點(diǎn)與應(yīng)用

1、積放懸掛鏈?zhǔn)綗崽幚砩a(chǎn)線的特點(diǎn)與應(yīng)用 積放懸掛鏈?zhǔn)綗崽幚砩a(chǎn)線的特點(diǎn)與應(yīng)用* 董鑒0,陸春來(lái)0,趙新衛(wèi),許仁發(fā),王健波0,伍繼軍 (1.江蘇省徐州佳誠(chéng)熱處理設(shè)備有限公司,江蘇徐州221116: 2.中國(guó)南車集團(tuán)銅陵車輛廠,安徽銅陵244142) CharacteristicsandApplicationofPlie-upandSettingLooseHanging Chain-conveyerFurnaceProductionLine DONGJian1,LUChun-lai.,ZHAOXinwei,XURen-fa2,WANGJian-bo1.WUjijun2 (1.XuzhouJiache

2、nHeatTreatmentEquipmentCo.Ltd,XuzhouJiangsu221116,China; 2.CSRTonglingRollingSpokeWorks,TonglingAnhui244142,China) 中圖分類號(hào):TG155.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):0254.6o51(2oo4)O2.0059.03 目前國(guó)內(nèi)軸類零件的熱處理普遍使用井式爐,臺(tái)積放式懸掛輸送機(jī)位于各臺(tái)設(shè)備之上,由PLC控制完 車爐等周期式電阻爐,生產(chǎn)效率低,能耗大,自動(dòng)化程成各積放器及爐門(mén)的動(dòng)作,一次完成火車軸的整個(gè)熱 度低,人為因素影響大,質(zhì)量不穩(wěn)定.積放懸掛鏈?zhǔn)綗崽幚磉^(guò)程. 處理生產(chǎn)線是一種新型

3、的集裝卸料,加熱,冷卻工藝為1.1操作區(qū) 一 體的可連續(xù)生產(chǎn)的智能化控制的大型工藝裝備.主操作區(qū)主要用于裝卸工件,由液壓裝卸機(jī)和裝料 要用于大型軸類零件(如火車軸)的批量正火,回火熱臺(tái)組成.液壓裝卸料機(jī)1是一臺(tái)可完成前后,左右, 處理,具有生產(chǎn)率高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)成本低,自動(dòng)翻轉(zhuǎn),升降等多功能三維裝卸料裝置.由于每根火車 化程度高等特點(diǎn).它的開(kāi)發(fā)旨在解決高品質(zhì)軸類零件軸大約重530kg左右,裝料時(shí),由行車將車軸吊放在料 的批量生產(chǎn)問(wèn)題,以滿足當(dāng)前鐵道貨車重載高速的需車上,首先前后運(yùn)動(dòng)料車,使車軸對(duì)正懸掛鏈上的吊 要.具;再由料車將火車軸自動(dòng)完成由水平翻轉(zhuǎn)成垂直狀 1RXG型積放式懸掛鏈生產(chǎn)

4、線的組成 及技木 圖1為RXG型積放式懸掛鏈熱處理生產(chǎn)線外形 照片.該生產(chǎn)線主要由操作區(qū),一臺(tái)正火爐,一次正火 冷卻室,二次正火爐,二次正火冷卻室,回火爐,回火冷 卻室,JTXIO00型積放式懸掛輸送機(jī)和控制系統(tǒng)組成. 圖1R)【G型積放式懸掛鏈熱處理生產(chǎn)線外形照片 Fig.1Pictureofthehangingchainconveyer furnaceproductionline 作者簡(jiǎn)介:董鑒(1957.2_),男,江蘇人,高級(jí)工程師,江蘇省 熱處理學(xué)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng),主要從事熱處理工業(yè)爐開(kāi)發(fā)與研制工作. 聯(lián)系電話:05163500850,3500795EmaiI:HrEjdytom 收稿日期:

5、20030618 *該課題是作者在江蘇省機(jī)電研究所工作期間完成的科研成 果. 態(tài);然后由料車自動(dòng)完成火車軸的上下運(yùn)動(dòng),使車軸與 吊具吻合后,人工串上銷子,使車軸吊裝在積放車吊具 上,料車復(fù)位.整個(gè)裝卸過(guò)程只需23名工人操作即 可完成每天96根火車軸的裝卸工作. 1.2加熱爐和回火爐 正火加熱爐主要用于火車軸的二次加熱,其關(guān)鍵 技術(shù)有: (1)加熱爐爐襯的優(yōu)化設(shè)計(jì)經(jīng)溫度場(chǎng)計(jì)算和爐 體傳熱分析,加熱爐爐襯采用LYGX-389型高純型硅 酸鋁纖維按一定比例預(yù)壓成折疊塊,采用新型拼裝方 式安裝成全纖維耐火爐襯.爐襯砌筑成后,耐火纖維 呈膨脹狀態(tài),避免了高溫收縮,提高了纖維的絕熱性 能,從而提高了加熱爐

6、的保溫性能,比普通爐襯的加熱 爐節(jié)能30%以上. (2)加熱元件的優(yōu)化設(shè)計(jì)為保證加熱爐在工作 過(guò)程中的加熱效率處于最佳狀態(tài)和爐溫均勻性在 ±10范圍內(nèi),加熱元件設(shè)計(jì)成分段,分區(qū)控制,根據(jù) 進(jìn),出爐狀態(tài),分段設(shè)計(jì)成不同功率,每段又分為上,中, 下三區(qū)控制,從而保證了工件按設(shè)計(jì)工藝進(jìn)行加熱. (3)吊具材料的選擇和強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)加熱溫度 的要求,選擇Cr25Ni20Si2耐熱鋼鍛件為吊具材料,同 時(shí)對(duì)尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì). (4)加熱爐頂部的密封問(wèn)題由于懸掛輸送機(jī)在 金屬熱處理2004年第29卷第2期59 爐頂部通過(guò)吊具吊裝被加熱的工件,工件在加熱爐內(nèi), 輸送機(jī)在爐外頂部,攜帶工件在爐內(nèi)轉(zhuǎn)移,

7、所以在加熱 爐頂部留有吊具轉(zhuǎn)移的寬為50mm的中縫,解決中縫 的密封問(wèn)題也是該項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù).在設(shè)計(jì)中采用鑄 鐵魚(yú)鱗板結(jié)構(gòu),并設(shè)計(jì)其特殊的運(yùn)行導(dǎo)軌,同時(shí)為保證 積放車的正常運(yùn)行,在導(dǎo)軌和魚(yú)鱗板上方設(shè)有隔熱水 冷系統(tǒng). (5)爐門(mén)的開(kāi)閉驅(qū)動(dòng)為保證整體的密封,在頂 部還設(shè)有氣動(dòng)控制密封門(mén). (6)爐內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)回火爐采用內(nèi)循環(huán)系統(tǒng),其 下部設(shè)有8只離心風(fēng)機(jī)和導(dǎo)流蝸殼,爐膛兩側(cè)裝有導(dǎo) 風(fēng)板. (7)溫度控制系統(tǒng)整條生產(chǎn)線的加熱部分采取 了分段分區(qū)控溫方式,溫度控制單元以區(qū)為單位即一 區(qū)一套溫度控制系統(tǒng),而溫度記錄和報(bào)警則以段為單 位. 溫度控制單元采用智能數(shù)顯表,大功率固態(tài)繼電 器作為功率器件,中間輔

8、以周波過(guò)零控制器.系統(tǒng)配 置先進(jìn)合理,這套溫控具有如下特點(diǎn): (1)采用專家PID算法由于采用了專家PID 算法,使得儀表不僅具有穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)精度高,響應(yīng)速度快 的優(yōu)點(diǎn),而且當(dāng)產(chǎn)生外界擾動(dòng)(如初始通電,設(shè)定值改 變,爐門(mén)開(kāi)閉等)時(shí)能有效地抑制系統(tǒng)的超調(diào)和欠調(diào). (2)采用光電隔離以及”看門(mén)狗”技術(shù)系統(tǒng)的輸 入和輸出均采用了光電隔離以及”看門(mén)狗”技術(shù),在工 業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用具有很強(qiáng)的抗干擾能力. (3)溫度監(jiān)測(cè)在固態(tài)繼電器上設(shè)有溫度監(jiān)測(cè) 點(diǎn),隨時(shí)監(jiān)測(cè)其工作溫度,一但超溫將自動(dòng)切斷固態(tài)繼 電器電流,對(duì)其進(jìn)行有效保護(hù).明顯降低了生產(chǎn)線的 運(yùn)行費(fèi)用. (4)采用周波過(guò)零控制技術(shù)既克服了調(diào)壓方式 功率因數(shù)低,對(duì)電

9、網(wǎng)的高次諧波污染,又避免了周期過(guò) 零方式局部線路瞬間電流過(guò)大造成供電設(shè)備的加速老 化,負(fù)載加熱功率更加均勻,溫度調(diào)節(jié)效果更佳.溫度 記錄儀采用長(zhǎng)圖多點(diǎn)記錄儀,便于比較每段內(nèi)各區(qū)之 間的溫度差異,記錄清晰直觀. 1.3鼓風(fēng)射流和引風(fēng)機(jī)吸熱的冷卻技術(shù)及變頻調(diào)速 控制技術(shù)2 火車軸熱處理的質(zhì)量好壞不僅取決于加熱質(zhì)量, 冷卻質(zhì)量也至關(guān)重要.本生產(chǎn)線中火車軸正火加熱后 的冷卻,采用了鼓風(fēng)射流和引風(fēng)吸熱相結(jié)合的冷卻技 術(shù),強(qiáng)力風(fēng)機(jī)鼓出的高壓大流量空氣,通過(guò)在冷卻室左 右兩側(cè)的射流管定向噴射,高速噴射氣流,加強(qiáng)了車軸 的對(duì)流換熱,加快冷卻.熱空氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)排放空中. 均勻有序的射流,保證了車軸上下均勻冷卻,提

10、高了車 軸的冷卻質(zhì)量.該項(xiàng)技術(shù)裝備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,冷卻均勻可 調(diào),完全滿足工藝要求. 因氣溫的變化影響風(fēng)冷的效果,鼓風(fēng)和引風(fēng)均采 用變頻調(diào)速技術(shù),控制風(fēng)機(jī)的流量和風(fēng)壓,從而實(shí)現(xiàn)冷 卻速度的調(diào)控,保證火車軸的工藝要求. 1.4大噸位積放式懸掛輸送機(jī)的應(yīng)用 大噸位積放式懸掛輸送機(jī)多用于大件的懸掛遠(yuǎn)距 離移動(dòng),對(duì)如此高密度短距離的應(yīng)用目前國(guó)內(nèi)尚不多 見(jiàn),所以在應(yīng)用及設(shè)計(jì)中有以下幾個(gè)技術(shù)難點(diǎn): (1)積放車上的工裝吊具與加熱爐之間的密封 因?yàn)榉e放車不能在高溫下工作,所以在設(shè)計(jì)時(shí),除了采 用魚(yú)鱗板密封加熱爐頂縫之外,在輸送機(jī)下方設(shè)有水 冷系統(tǒng).從而保證了積放車的冷卻. (2)積放車的定位及信號(hào)采集由于積放車上

11、吊 具拖帶的魚(yú)鱗板與爐體之間的摩擦力較大,所以積放 車在運(yùn)動(dòng)時(shí),不能很好地到達(dá)預(yù)定的位置,形成拖后現(xiàn) 象,這給爐體的頂部前后的密封帶來(lái)了很多困難,為此 采用了柔性密封設(shè)計(jì),解決了密封問(wèn)題. 積放車的信號(hào)采集是另一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵,只有準(zhǔn)確 可靠地采集到積放車的行走,站位,滿位等信息,才能 有效地保證整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行平穩(wěn),可靠,為此采用了 多項(xiàng)新技術(shù)來(lái)提高信號(hào)采集的準(zhǔn)確性. 2RXG型積放懸掛鏈?zhǔn)綗崽幚砩a(chǎn)線 的特點(diǎn) RXG型積放懸掛鏈?zhǔn)綗崽幚砩a(chǎn)線有如下特點(diǎn): (1)機(jī)電一體化,自動(dòng)化程度高采用PLC可編 程控制器自動(dòng)控制生產(chǎn)線的動(dòng)作,主要包括懸掛輸送 機(jī)的積放動(dòng)作,爐門(mén)的啟閉,爐頂d,l3的開(kāi)關(guān)等

12、.整條 生產(chǎn)線可按預(yù)先編制的自動(dòng)程序運(yùn)行.先進(jìn)的溫控系 統(tǒng),保證了爐溫均勻度和控溫精度.采用變頻技術(shù),有 效控制火車軸的冷卻速度. (2)環(huán)形布置,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小. (3)生產(chǎn)效率高,降低勞動(dòng)強(qiáng)度積放懸掛鏈?zhǔn)?車軸熱處理生產(chǎn)線一次完成整個(gè)工藝過(guò)程,除了機(jī)械 化上下料以外,其它工作由生產(chǎn)線來(lái)完成,工序間轉(zhuǎn)換 無(wú)需人工轉(zhuǎn)移工件,也不需輔助工裝的搬動(dòng),整條生產(chǎn) 線運(yùn)行只需3,4位工人操作就可完成,明顯提高了生 產(chǎn)率,而且連續(xù)式作業(yè),也顯著提高了熱效率. (4)零件吊裝,加熱更加合理火車車軸每組4 根,通過(guò)掛具懸掛于輸送機(jī)的積放小車上.從正火開(kāi) 始升溫,加熱到保溫,隨后冷卻,車軸始終垂直懸空吊

13、掛,處于加熱爐爐膛或冷卻室的中間位置,不僅加熱, 60金屬熱處理2004年第29卷第2期 冷卻均勻,而且車軸不變形,保證了車軸熱處理質(zhì)量. 步進(jìn)式,推桿式爐型,車軸橫向放置,在高溫狀態(tài)下難 以避免產(chǎn)生畸變.步進(jìn)底式爐,步進(jìn)梁和固定梁之間 有一定的間隙,盡管采取水封裝置密封,仍不能避免產(chǎn) 生黑印.步進(jìn)式,推桿式爐支承車軸的地方,供熱偏 低,存在溫度不均,而懸掛鏈?zhǔn)綗崽幚砩a(chǎn)線,克服了 以上缺陷. (5)全纖維節(jié)能爐襯的應(yīng)用和全密封技術(shù)加熱 爐爐襯采用硅酸鋁耐火纖維針刺毯折疊預(yù)制塊組裝而 成.具有重量輕,蓄熱少,保溫性能好和使用壽命長(zhǎng)的 的特點(diǎn),節(jié)能30%以上.爐體和爐門(mén)采用氣動(dòng)旋鏈側(cè) 移壓緊機(jī)構(gòu)

14、,保證爐門(mén)左右平行移動(dòng).同時(shí)在爐門(mén)關(guān) 閉時(shí),爐門(mén)和爐體柔性密封,爐門(mén)啟閉靈活,密封可靠. 為防止?fàn)t體頂部中縫的熱量散出,在每一吊具上安裝 有魚(yú)鱗密封板,工件進(jìn)入爐膛后魚(yú)鱗密封裝置自動(dòng)將 中縫密封,保證爐頂?shù)耐耆芊? (6)先進(jìn)的射流技術(shù)由于采用了射流冷卻和引 風(fēng)及變頻調(diào)速技術(shù),穩(wěn)定了火車軸的產(chǎn)品質(zhì)量. (7)設(shè)備維修方便由于爐膛相對(duì)較高,與滾底 爐,步進(jìn)爐相比,維修更加方便. 3生產(chǎn)線運(yùn)行情況 根據(jù)鐵道科學(xué)院對(duì)LZ50鋼火車軸熱處理工藝的 特殊要求,車軸在經(jīng)過(guò)高溫鍛造成型后,需要進(jìn)行二次 正火和一次高溫回火,以使車軸獲得更加細(xì)密,均勻, 穩(wěn)定的金相組織,熱處理工藝過(guò)程如圖2所示. 根據(jù)以上工

15、藝,設(shè)計(jì)了RXG型積放式懸掛鏈熱 處理生產(chǎn)線,該生產(chǎn)線于1999年11月在鐵道部銅陵 圖2LZ50鋼火車軸熱處理工藝 Fig.2Heattreatmentprocessofthetrainshaft madeofsteelI_ZSO 車輛廠正式投入生產(chǎn),經(jīng)過(guò)三年半的運(yùn)行,設(shè)備運(yùn)行正 常,現(xiàn)年生產(chǎn)能力達(dá)2.3萬(wàn)根火車軸,經(jīng)鐵科院對(duì)該廠 生產(chǎn)的火車軸產(chǎn)品質(zhì)量的多次抽檢均達(dá)到了優(yōu)良標(biāo) 準(zhǔn),在生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大作用,經(jīng)濟(jì)效益顯著.同時(shí)改 善了生產(chǎn)環(huán)境,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量. 該生產(chǎn)線節(jié)能效果顯著.據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi) 廠家處理每噸工件能耗約500lO00kW?h,而日本, 歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家熱處

16、理能耗僅為200kW?h/t33.而 RXG懸掛鏈?zhǔn)綗崽幚砩a(chǎn)線一次正火的能耗為 204kW?h/t,二次正火的能耗為182kW?h/t,回火能耗 為109kw?h/t.上述幾組數(shù)據(jù)表明,RXG生產(chǎn)線的能 耗水平超過(guò)或接近國(guó)外先進(jìn)水平,符合國(guó)家爐窖能耗 特等爐的標(biāo)準(zhǔn). 參考文獻(xiàn): 1程志真,等.一種大型工件裝卸搬運(yùn)裝置P.中國(guó): ZL01262409.8.200207. 2趙欣衛(wèi),等.一種工件熱處理冷卻裝置P.中國(guó): ZL01262410.1.200207. 3徐躍明,樊東黎.熱處理與可持續(xù)發(fā)展J.金屬熱處理, 2001.26(3):1-4. jIL i失效分析l每廣朽11Ir1卞1牛 發(fā)動(dòng)機(jī)

17、缸套的空蝕磨損和腐蝕 王義民,許海霞,曲敬信 (1.中國(guó)煤炭科學(xué)研究總院測(cè)試中心,北京100013; 2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程系,北京100083) 摘要:對(duì)K38發(fā)動(dòng)機(jī)缸套失效進(jìn)行了研究,并探討了缸套失效原因,失效形式以及失效過(guò)程中空蝕磨損和腐蝕的 作用.結(jié)果表明,缸套表面以空蝕磨損破壞缸套中的石墨為主;缸套的次表層破壞是由于空蝕磨損和腐蝕交互作 用,使缸套破壞速度加快;缸套深層局部破壞以沉積物腐蝕為主,空蝕磨損為沉積物腐蝕創(chuàng)造了條件. 關(guān)鍵詞:缸套;空蝕磨損;腐蝕;失效 中圖分類號(hào):TG172.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0254.6051(2O04)O2.0061.04 CavitationsErosionandCorrosioninEngineCylinderFailures WANGYimin,XUHaixia,QUJing-xin2 (1.TestCenterof