等温正火线炉门改进

于明星，邵明立，栾岩岩，魏江波

等温正火线炉门改进

于明星，邵明立，栾岩岩，魏江波

【摘要】等温正火线在正常工作时，炉门关闭时发生倾斜，关闭位置错位，叙述炉门的具体修复和改进措施。

该设备是一拖锻造厂为了满足客户对锻件产品要求提升而引进的项目，这是第一拖拉机股份有限公司引进的首条全自动等温正火线（见图1），热处理系统全部采用电加热系统，该生产线自动化程度高，节能效果好，是目前世界上工艺性先进的热处理设备。

1. 问题描述

等温正火线是我厂的重点设备，该设备能满足客户对锻件工艺性能的要求，对全厂生产起着关键性作用。经过几年的使用，设备的炉门出现了关闭位置错位，并且炉门关闭时发生倾斜。炉门长时间倾斜和关不严，不但会使炉内温度不均匀而导致零件工艺性无法满足要求，而且还会使炉门周围温度过高烧坏电气元件。出于对设备正常使用及生产人员安全考虑，我们决定对炉门两侧夹紧装置进行改进。

2. 原因分析

考虑到炉门倾斜和关不严的原因可能是炉门两侧导向轮轴发生断裂或是严重磨损等原因造成的，经过逐一排查，最后得出的原因是导向轮轴断裂，导向轮轴上的导向轮磨损严重造成的炉门倾斜和关闭位置错位。

3. 炉门的结构

炉门结构如图2所示，炉门上下移动是通过电动机带动齿轮与齿条来执行的，齿条与炉门两侧护板连接，炉门与4个导向轮轴连接，炉门的4个导向轮轴在两侧护板的槽内移动来实现上下移动和夹紧。

图1　全自动等温正火线

电动机正转时，轴1带动轴上的齿轮转动，齿轮与齿条2咬合将电动机的圆周运动转化为炉门的上下直线运动，齿条2带着护板5同时向上走，护板里的斜槽向上移动，通过导向轮轴4带

动炉门上移，此时炉门上的碰断器碰到限位3时，电动机停止转动，炉门即停在上移最高处。

电动机反转时，炉门落下，当炉门下面两个导向轮轴4碰到槽钢8时炉门不动，护板5继续下移，通过斜槽下移压住导向轮轴4里的导向轮来实现炉门与炉壁的紧密接触，从而使炉内热能不能外泄。

导向轮轴4是从炉门内侧点焊在炉门上的，导向轮轴4上有防护套和导向轮，导向轮直接在导向轮轴4和护板5的斜槽内移动，长时间使用，导向轮和导向轮轴还有斜槽的直接接触摩擦使轴变细，导向轮外径也变小，最终的结果就是炉门下落时斜槽压不住支撑轴而导致炉门倾斜，就会使炉门的热能散出炉外，炉内温度不均匀，会直接影响生产工艺。

炉门下落导向轮轴虽然带有防护套，但是与槽钢8碰撞力会使导向轮轴断裂，从而使炉门继续下落，造成炉门关闭位置错位，炉内温度直接暴露在炉外，时间长了不但影响生产工艺，还会烧毁炉门外的电气元件。

4. 拆解炉门及改进炉门部件

由于设备上炉门是通过齿轮与齿条来传动，所以拆装炉门难度较大，还费时费力。我们根据齿轮和齿条部件的特点制作了量具，这样在很大程度上减小了拆解和安装的难度，也为提前完工提供了很大的保障。

经过拆解发现导向轮轴磨损严重，导向轮轴由f30mm磨损到f26mm左右，导向轮厚度由f40mm磨损到f37mm左右，同时导向轮轴与炉门连接处全都断开，而且发生倾斜的炉门都是下面两个导向轮轴磨损严重和断裂。

经过力学分析，我们采取加长导向轮轴长度，增加与炉门接触面积和采取两侧焊接来加强导向轮轴的强度，即在炉门内侧将石棉取出，将导向轮轴插入炉门两侧，在内部与炉门连接处焊一圈在外部，与炉门再焊一圈来取代以前点焊的弊端。同时将槽钢的位置处焊接一个实心方钢，将槽钢下移，让实心方钢来与槽钢碰撞。我们用滚针轴承来代替导向轮，这样导向轮轴就不会磨损，炉门两侧护板的斜槽尺寸也不统一，根据滚针轴承的外径尺寸，统一加工成f42mm，这样对滚针轴承外环可起到保护作用。

滚针轴承型号经过多年使用经验选取日本的IKO，滚针轴承的固定及外环的固定我们通过轴卡卡簧来实现。

5. 炉门的装配

注意炉门的两侧齿条与齿轮咬合要一致，不然炉门会左右倾斜，通过我们设计的量具，轻易地解决了这个难题，同时将炉门通过桥式起重机吊在炉门正常闭合处，然后将两侧护板与齿条连接上，此时注意保证滚针轴承在护板斜槽里。用塞尺来测量滚针轴承与斜槽的间隙，保证在1mm。

6. 炉门的调整

炉门的调整十分重要，等温正火线设备的所有限位都采用电气限位，如果限位调不好会直接损坏炉门部件。调整炉门下行限位，正确标准是炉门下落时实心方钢与槽钢稍微接触，采用桥式起重机将炉门下落，让实心方钢和槽钢轻轻接触，然后把限位调整到这个位置，调整上行限位，让炉门下端与炉口上沿对齐，把限位调整到这个位置。然后撤掉桥式起重机，手动让炉门上下反复多试验几次，直到炉门的上下位置正确为止。

7. 结语

设备在大修及改进后，经过近半年的使用再也没有出现炉门倾斜和关闭位置错位的现象，使用效果良好，具备良好的可靠性，大大提高了设备的生产效率，同时也保证了电气元件不会被烧坏和操作人员的安全问题，为我厂的市场需求提供了良好的保障支撑。

图2　炉门装置结构示意1. 轴　2. 齿条　3. 限位　4. 导向轮轴　5. 护板6. 导向轮轴盖　7. 导向轮　8. 槽钢

20141106

作者简介：于明星、邵明立、栾岩岩、魏江波，第一拖拉机股份有限公司锻造分公司机加事业部。