滚动传输式大型加热炉的制作方法

本发明涉及一种滚动传输式大型加热炉，尤其用于商用车大型零件使用的高强钢板的热成型，属于热成型领域。

背景技术：

高强钢板热成型零件在乘用车领域已被广泛使用，它是当今汽车轻量化的最佳途径，但在商用车上目前国内外几乎没有使用高强钢板。商用车较多使用2mm以上厚度钢板，如果使用热成型高强钢板，减重效果极为明显，且在提高商用车车载效率和降低油耗方面都将产生巨大收益，商业效益和社会效益巨大。

然而，目前并没有开发出商用车热成型高强钢板，主要原因为商用车大型零件多，需要能够热成型大型(长度大、厚度大)高强钢板的设备，而目前市场并没有研发出符合大型高强钢板热成型技术要求的加热炉。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种滚动传输式大型加热炉，可加热大型高强钢板，加工出的产品满足商用车大型零件加工要求，对商用车减重效果明显。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，结合附图：

一种滚动传输式大型加热炉，包括保温炉体1、辊子输送机构2、炉内定位机构3、炉内板料移动机构4、加热及温控系统5、氮气保护系统6；所述保温炉体1包括基座以及安装在基座上的分段式炉体7；辊子输送机构2包括位于保温炉体1内沿板料输送方向排列布置的若干组加热炉输送辊22，每组加热炉输送辊22通过一个加热炉输送辊传动付驱动；加热炉输送辊22两端伸出保温炉体1外并通过轴承与轴承座连接，加热炉输送辊22被动端的轴承座安装在滑动装置上，且轴承座上设有加热炉水冷装置23；炉内定位机构3安装在保温炉体1内，其通过梯度定位板25实现不同尺寸板料的定位；炉内板料移动机构4安装在基座上且其顶部伸入保温炉体1内；加热及温控系统5、氮气保护系统6分别安装在保温炉体1内。

进一步地，所述保温炉体1包括基座、分段式炉体7、前炉门14、后炉门15；分段式炉体7的每两段炉体之间预留膨胀缝；炉体7内层为保温层13，保温层外安装防护板12，且防护板12端头重叠搭接滑动伸缩耐高温保温纤维；分段式炉体7上沿板料输送方向设有前炉门14、后炉门15，前炉门14、后炉门15均采用柔性门板16，门板16顶部夹装在碳化硅横梁17上，位于最里侧的门板与加热炉输送辊22最高点预留间隙，其余门板与炉口下部同高。

进一步地，所述加热炉输送辊传动付由驱动辊伺服电机18、输送机构减速器19、输送机构链轮20、输送机构链条21组成，用于驱动本组内的加热炉输送辊22；驱动辊伺服电机18依次通过输送机构减速器19、输送机构链轮20连接一个加热炉输送辊，各加热炉输送辊之间依次通过链轮链条传动机构连接。

进一步地，所述加热炉输送辊22之间设有托料板24。

进一步地，所述炉内定位机构3包括梯度定位板25、液压装置26、定位销轴27、上导向套28、下导向套29；梯度定位板25位于保温炉体1内部，其底部穿过保温炉体1底部并与液压装置26连接，梯度定位板25上设有定位孔，上导向套28、下导向套29分别固定在保温炉体1的炉底板30顶面和底面，梯度定位板25上的定位孔通过定位销轴27与下导向套29连接。

进一步地，所述炉内板料移动机构4包括纵向气缸31、移动机构安装板32、移动托料板33、横移气缸安装板34、横移气缸35、移动托料板固定座36、横移导轨37；纵向气缸31固定在基座上，移动机构安装板32固定在纵向气缸气缸轴顶部，横移气缸安装板34和横移导轨37并排安装在移动机构安装板32上，横移气缸35安装在横移气缸安装板34上且气缸轴与横移导轨37连接，横移导轨37滑动连接在移动机构安装板32上，移动托料板固定座36固定连接在横移导轨37上，移动托料板33固定在移动托料板固定座36上且伸入保温炉体1内，移动托料板33用于承托板料。

进一步地，所述加热机温控系统包括安装在保温炉体1内的加热棒38和温度传感器39；所述氮气保护系统包括氮气机及安装在保温炉体1内的若干组氮气入口40。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明加热炉外轮廓尺寸为11.5米×3.5米×3米，内腔尺寸为10米×2米×1.2米，加热功率600kw，可加热9米×1.6米×0.25米，重800公斤的零件，满足中长车大型零件使用需求，可将2mm以上厚度的普通钢板零件厚度减小40％以上，以自卸车为例，8.5米长车厢使用普通钢板时重量9.2吨，如果使用热成型高强钢板，优化结构后，重量可减至4.5吨，减重40％以上，减重效果极为明显。

附图说明

图1为本发明一种滚动传输式大型加热炉主视结构示意图；

图2为本发明右视图；

图3为本发明所述保温炉体1主视结构示意图；

图4为本发明所述保温炉体1右视结构简图；

图5为本发明所述保温炉体1炉门结构示意图；

图6为本发明所述辊子输送机构2和炉内定位机构3装配主视结构示意图；

图7为本发明所述辊子输送机构2右视结构示意图；

图8为本发明所述炉内板料移动机构4结构示意图；

图9为本发明所述加热及温控系统5、氮气保护系统6与保温炉体1装配结构示意图。

图中：

1-保温炉体；2-辊子输送机构；3-炉内定位机构；4-炉内板料移动机构；5-加热及温控系统；6-氮气保护系统；7-分段式炉体；8-支腿；9-上安装板；10-下安装板；11-石墨导板；12-防护板；13-保温层；14-前炉门；15-后炉门；16-门板；17-碳化硅模梁；18-驱动辊伺服电机；19-输送机构减速器；20-输送机构链轮；21-输送机构链条；22-加热炉输送辊；23-加热炉水冷装置；24-炉内托料板；25-梯度定位板；26-液压装置；27-定位销轴；28-上导向套；29-下导向套；30-炉底板；31-纵向气缸；32-移动机构安装板；33-移动托料板；34-横移气缸安装板；35-横移气缸；36-移动托料板固定座；37-横移导轨；38-加热棒；39-温度传感器；40-氮气管。

具体实施方式

以下结合附图和实施例详细介绍本发明的技术方案：

本发明滚动传输式大型加热炉，外轮廓尺寸为11.5米×3.5米×3米，内腔尺寸为10米×2米×1.2米，可加热9米×1.6米×0.25米，重800公斤的零件，加热功率600kw。

如图1、图2所示，一种滚动传输式大型加热炉，包括保温炉体1、辊子输送机构2、炉内定位机构3、炉内板料移动机构4、加热及温控系统5、氮气保护系统6。

保温炉体1包括基座以及安装在基座上的分段式炉体7；辊子输送机构2包括位于保温炉体1内沿板料输送方向排列布置的若干组加热炉输送辊22，每组加热炉输送辊22通过一个加热炉输送辊传动付驱动；炉内定位机构3安装在保温炉体1内，其通过梯度定位板25实现不同尺寸板料的定位；炉内板料移动机构4安装在基座上且其顶部伸入保温炉体1内；加热及温控系统5、氮气保护系统6分别安装在保温炉体1内。

如图3至图5所示，保温炉体1包括基座、炉体7、防护板12、保温层13、前炉门14、后炉门15。

由于加热炉长度太长，工作时加热炉内温度在900℃左右，保温炉体的钢骨架也会升温，内侧部分会有100℃的升温，外部会有20℃的升温，因此会引起钢骨架的膨胀。根据理论计算和实测结果，11.5米长度的加热炉会伸长15mm-30mm，因此，采用分段式炉体7，每两段炉体之间预留间隙为40mm的膨胀缝。炉体7内层为保温层13，保温层外安装防护板12，且防护板12端头重叠搭接滑动伸缩耐高温保温纤维，炉体的两侧、底部及炉顶都是用耐高温纤维捆绑而成。

炉体7上沿板料输送方向设有两个前炉门14、两个后炉门15，前、后炉门门口用高强度轻质保温砖砌成，前炉门14、后炉门15均由柔性门板16组成，门板16顶部夹装在碳化硅横梁17上，前后门共4根碳化硅横梁17，门板16由0.5mm厚的1cr25ni20si钢板和耐高温纤维织物复合而成。位于最里侧的门板与加热炉输送辊22最高点预留15mm间隙，板料移动时不接触门板底部；外侧的几道门板与炉口下部同高，板料移动时将门板推成一定的夹角，板料从下面通过，板料通过后，门板恢复原位。这种方式极大提高了密封效果，而且省下很多机械机构，减少了控制动作。

基座包括上安装板9、下安装板10以及安装在上、下安装板之间的多根支腿8。每段炉体7通过6根支腿8支撑，位于中间的二个支腿，其上端与上安装板9固定连接，下端与下安装板10固定连接；位于两端的4个腿，其下端与下安装板10固定连接，上端与炉体7上的石墨导板11滑动连接，炉体膨胀或收缩时两端可滑动伸缩，防护板12端头重叠搭接的滑动伸缩耐高温保温纤维可以满足保温层13的伸缩，且不影响保温效果。

如图6、图7所示，辊子输送机构2包括位于保温炉体1内沿板料输送方向排列布置的5组加热炉输送辊22，每组加热炉输送辊22通过一个加热炉输送辊传动付驱动。加热炉输送辊传动付由驱动辊伺服电机18、输送机构减速器19、输送机构链轮20、输送机构链条21组成，用于驱动本组内的4个加热炉输送辊22。驱动辊伺服电机18依次通过输送机构减速器19、输送机构链轮20连接一个加热炉输送辊(主动辊)，主动辊与其他3个加热炉输送辊(被动辊)依次通过链轮链条传动机构连接，从而实现全线20个加热炉输送辊22同步输送。

加热炉输送辊22中部采用耐高温1cr25ni20si不锈钢管，幅板采用1cr25ni20si不锈钢板，两端轴采用304不锈钢棒，把它们焊接成一体，然后加工外圆及键槽。

加热炉输送辊22两端位于保温炉体1外，且分别通过一对向心推力球轴承固定在轴承座上，轴承座上设有加热炉水冷装置23，以免轴承过热。

加热炉输送辊22的被动端轴承座安装在由直线导轨等构成的滑动装置上，以供辊子受热伸缩用，并在最外端用弹簧预应力装置，供回缩时的附加外力。

两加热炉输送辊22之间设有托料板24，以防止板料热变形撞击辊子。

板料进入炉子后要经过3—7分钟的加热时间，如果此时辊子保持静止，在重力和高温作用下会产生向下的弯曲，因此必须始终保持辊子匀速转动，预留1米以上的长度空间，为板料在炉子反向移动用，加热炉输送辊22周长为975毫米，保温炉体1外部装有光电感应装置，来检测板料的到位情况，发出信号。

如图7所示，炉内定位机构3包括梯度定位板25、液压装置26、定位销轴27、上导向套28、下导向套29。梯度定位板25位于保温炉体1内部，其底部穿过保温炉体1底部并与液压装置26连接，梯度定位板25上设有定位孔，上导向套28、下导向套29分别固定在保温炉体1的炉底板30顶面和底面，梯度定位板25上的定位孔通过定位销轴27与下导向套29连接。板料进入炉内进行时，需要准确导向定位，由于零件尺寸不同，需要多种定位尺寸，在炉内不可能安装众多的定位。我们采用了梯度定位板25，根据常用的5种尺寸，梯度定位板25顶部设置8个台阶，预留了三个尺寸，每个台阶高差20mm，通过调整梯度定位板25高度可提供各种定位尺寸。调整时，拔去定位销轴27，手动操作液压装置26向上(或向下)微调，在炉外将梯度定位板25微动到预定位置，把定位销轴插入定位孔中。

如图8所示，炉内板料移动机构4包括纵向气缸31、移动机构安装板32、移动托料板33、横移气缸安装板34、横移气缸35、移动托料板固定座36、横移导轨37。纵向气缸31固定在基座上，移动机构安装板32固定在纵向气缸气缸轴顶部，横移气缸安装板34和横移导轨37并排安装在移动机构安装板32上，横移气缸35安装在横移气缸安装板34上且气缸轴与横移导轨37连接，横移导轨37滑动连接在移动机构安装板32上，移动托料板固定座36固定连接在横移导轨37上，移动托料板33固定在移动托料板固定座36上且伸入保温炉体1内，移动托料板33用于承托板料。

目前的产品中最窄的板料350mm，板料宽度小于500mm的炉内可以同时加热2片。这就需要将进入炉内的板料从位置1移到出料的位置2。因此增添了炉内板料移动机构。

板料到达位置1时，纵向气缸31(6个)将移动机构安装板32顶起。移动托料板33带着板料同时升起，然后横移气缸安装板34上的横移气缸35推动托料板33沿直线导轨37移动，使固定座36到位置2，随后纵向气缸31下行，横移气缸安装板34回到原位。横移气缸35退回，移动托料板33等回到位置1，进入下一循环。

如图9所示，加热机温控系统包括安装在保温炉体1内的加热棒38和温度传感器39。炉内布置了20个30kw的加热棒38，它们被安装在炉顶的下方，距工件300mm，所有固定用零件均使用1cr25ni20si耐高温不锈钢。为使加热均匀可靠，在炉内根据热量传导和散失情况，布置了8个温度传感器39，以控制整个加热的均匀性。

氮气保护系统包括氮气机及8组氮气入口40，为防止加热过程中的氧化，在保温炉体1内均匀安装的8组氮气入口40，使炉内氮气氛围达95％以上，为此使用了一部250m³/小时的氮气机。

加热炉的全部动作均由prc进行自动控制，根据实际情况编程，可调节速度节拍等。全过程都有检测反馈装置，两端的板料位置检测是双布置，生产过程安全可靠。并在关键部位安装了摄像头，通过大屏幕可实时观测生产过程。