专利名称：电磁感应铆钉加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铆钉加热装置。
背景技术：
目前，国内轨道车辆的牵引梁、枕梁、缓冲梁等构件的铆接生产仍在采用在车间内用开放式焦碳炉加热铆钉的生产方法。此生产工艺需要在现场对焦碳进行粉碎、筛选、引火用木材破碎、清理炉灰、用木材点火引燃焦碳、铆钉加热等烦琐的过程。由于焦碳炉火不均匀及加热件被埋在焦碳中，极易造成操作者对加热时间及温度控制不准，常常出现过热和过烧规象，造成废品的发生。焦碳炉加热铆钉的时间长，易造成铆钉氧化脱碳，表面形成较厚的氧化皮，影响铆接的强度和质量。焦碳炉加热的热效率低，严重浪费能源。焦碳炉加热铆钉慢，烧一个铆钉平均需要1分钟左右，使得生产效率低下。焦碳炉在燃烧时产生大量的烟尘和有害的二氧化硫气体充斥在车间内，空气污染严重，木材、焦碳的破碎，筛选、炉灰清理等，也都将对环境造成污染。
发明内容
由于已有的生产工艺方式和加热装置不能适应现代化生产的需要，本发明的目的是提供一种能实现自动退料的电磁感应铆钉加热装置。
本发明的上述目的是这样实现的，结合
如下电磁感应铆钉加热装置是由装在本体11上的加热装置、顶出料机构和冷却系统组成，加热装置是由衬套9及其外壁上的感应线圈8组成，顶出料机构是由汽缸7和退料顶杆12组成，退料顶杆12与衬套9在同一轴线上，退料顶杆12可进入或退出衬套9，冷却系统的循环水进出接头2与感应线圈8及退料顶杆12相通。
衬套9在水平方向斜置，衬套的出料端高于退料顶杆12的入口端。
衬套9可以采用多根排列，每根衬套9均有其对应的感应线圈8、顶出料机构和冷却机构。
气缸7经阀14、三联件15、电磁换向阀17和节流阀18的气源13连接，退料顶杆12顶料由与电磁换向阀相连的脚踏开关5控制，退料顶杆12返回由磁性开关19控制。
冷却系统中装有水压不足预警和断水保护系统。
采用本发明的电磁感应铆钉加热装置加热铆钉的工艺方法具有以下效果与轨道车辆铆接生产中正在应用的工艺技术相比，本发明技术方案的工艺简单，节省了工序和工时，根除了对环境的污染，加热速度是焦碳炉的3-4倍，使生产率大大提高。热效率是焦碳炉的3-5倍，使能耗降低，节省能源；被加热工件产生的氧化皮少，仅是工件重量的0.5％，而焦碳炉产生的氧化皮是工件重量的5％，而且无烧损现象，大大降低了废品率。本装置的废品率一般不超过工件总量的0.5％，而焦碳炉的废品率大于3％，所以可节省原材料，同时也提高了铆钉加热和铆接的质量。装置操作简单，移动方便，在作业半径10米的范围内可满足不同工位的铆接生产需要，减少了工人的劳动强度。降低了工作环境温度，改善了工人的工作条件。本装置的加热成本比焦碳炉降低30％以上，其经济效益和社会效益都十分明显。
图1是电磁感应铆钉加热装置的主视图及局部剖面图；图2是图1的A-A剖视图；图3是图1的侧视图；图4是图3的俯视图；图5是电磁感应铆钉加热装置气动原理图；图6是图1的C放大图；图7是图1的D放大图；图8是感应原理图。
图中1.中频电源 2.循环水进出接头 3.气动控制电源 4.气源快速接头5.脚踏开关 6.接料盘 7.气缸 8.感应线圈 9.衬套 10.气动控制按钮 11.本体 12.退料顶杆13.气源 14.阀 15.三联件 16.消音器17.电磁换向阀 18.节流阀 19.磁性开关具体实施方式
下面以附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容及其工作过程。
参阅图1、图2、图3和图4以六工位为例，即采用六套加热装置和顶出料机构。加热装置采用电磁感应加热方式，它是在加热孔即衬套9的外壁上装有感应线圈8，感应线圈8由通水铜管绕制而成，固定在本体上，其两端分别与中频电源1的两极相联，同时又与循环水进出接头2相通。参阅图6感应线圈并不与铆钉接触，能量是通过电磁感应传递的。
其感应原理参阅图8。
在装置的本体11下安装四个轮子，其移动半径为10m，可适应不同地点和不同工位的铆钉加热。装置的下部装有六个脚踏开关5，用以分别控制六个气缸动作，来实现工件的退出。
参阅图1气动控制按钮10用来开、停气缸控制电源。上部有六个与水平夹角20°的铆钉加热斜孔，即衬套9，可将铆钉放入此孔，使铆钉加热。在本体支架上装有气缸7，气缸右端的退料项杆12与铆钉加热孔的轴线重合，以便使其不受干涉进入加热孔，将加热的铆钉顶出。
顶杆与循环水进出接头2相通，使其在进入加热孔受热起到冷却作用。气缸7的动作受脚踏开关5的控制，当加热的铆钉加热到需要的温度时，踏脚踏开关5就可使气缸工作，把工件迅速顶出加热孔，落入接料盘6中。衬套9即为加热孔，其形状为阶梯孔以便适应铆钉的形状，其为易损件，可根据需要更换。
图2表示了中频电源1即电源导流接排、循环水进出接头2、气动控制电源3、气源快速接头4的布局，中频电源1为六个感应线圈8提供电源，循环水进出接头2为六个感应线圈和六个气缸顶杆提供循环水，使之冷却。参阅图7气动控制电源为气缸7工作提供电源，通过气动控制按钮10来实现接通或关闭，并通过脚踏开关5和磁性开关19来控制气缸7工作。气缸控制原理参阅图5气源快速接头4为气缸7提供气源，通过电磁换向阀和控制电路来实现气缸的工作。
加热装置操作方法和过程如下首先，起动水循环系统使冷却循环水进出接头2有水流过，并使水压保持在0.06MPa。此时六个感应线圈8及气缸退料项杆12都将有冷却水流过，以便在工作时起到冷却作用。启动中频电源1并接通控制电源3，打开气源开关，此时加热装置的水、气、电都已接通，按下气动控制按钮10使气动控制系统启动。将工件(铆钉)放入装置的衬套9(加热孔)中，此衬套为碳化硅材料制成，具有一定的强度和韧性。当工件放入衬套9中时，它就处于感应线圈产生的交变磁场中。由于电磁感应作用使工件产生涡流而发热，工件温度不断升高，直至达到需要的温度后(800～1000℃)，踏下脚踏开关5，使气缸7动作。带动退料顶杆12把工件快速顶出衬套9，而气缸顶杆在磁性开关19在磁性开关的控制下快速返回，以免顶杆在衬套中被加热而损坏。气缸的工作速度、行程以及顶杆的位置都是可调的。本装置共有六个脚踏开关，分别控制六个气缸。这六个气缸分别根据工件加热温度的需要，把工件项出衬套9，使工件落入接料盘6中，然后再取出去铆接。此装置共有六个加热工位，每个加热工位加热时间为20秒。那么，此装置六个工位同时工作的状态下，平均每隔4-6秒可取出一个达到加热温度的铆钉，从而大大提高了生产率。经计算，其生产效率是焦碳炉的7倍。为使工件方便放入衬套9中以及减少对衬套的其移动半径为10m，可适应不同地点和不同工位的铆钉加热。冲击，同时也为使加热产生的氧化皮容易排出而不致于污染气缸和研损气缸杆，所以感应线圈和衬套做成与水平成20°夹角。这样的设计通过实验证明是最佳的。若感应线圈和衬套垂直放置，则由于工件自重加上感应线圈内的磁场吸力，将使工件快速落入形成冲击，易使衬套受到冲击而损坏。另外，垂直放置将使工件氧化皮及其它粉尘落到气缸上，易导致气缸杆被研损坏，减少气缸寿命，增加其故障率。若感应线圈和衬套水平放置，则氧化皮和衬套磨损产生的粉末不易排出，在衬套中堆积，影响工件的放入和推料顶杆将工件顶出的操作。
权利要求
1.电磁感应铆钉加热装置是由装在本体(11)上的加热装置、顶出料机构和冷却系统组成，其特征在于加热装置是由衬套(9)及其外壁上的感应线圈(8)组成，顶出料机构是由汽缸(7)和退料项杆(12)组成，退料项杆(12)与衬套(9)在同一轴线上，退料项杆(12)可进入或退出衬套(9)，冷却系统的循环水进出接头(2)与感应线圈(8)及退料项杆(12)相通。
2.根据权利要求1所述的电磁感应铆钉加热装置，其特征在于衬套(9)在水平方向斜置，衬套的出料端高于退料项杆(12)的入口端。
3.根据权利要求1或2所述的电磁感应铆钉加热装置，其特征在于所说的衬套(9)可以采用多根排列，每根衬套(9)均有其对应的感应线圈(8)、顶出料机构和冷却机构。
4.根据权利要求1所述的电磁感应铆钉加热装置，其特征在于所说的气缸(7)由经阀、三联件、电磁换向阀和节流阀的气源提供，退料顶杆(12)顶料由与电磁换向阀相连的脚踏开关(5)控制，退料顶杆(12)返回由磁性开关控制。
5.根据权利要求1所述的电磁感应铆钉加热装置，其特征在于冷却系统中装有水压不足预警和断水保护系统。
全文摘要
本发明涉及的电磁感应铆钉加热装置属于一种铆钉加热装置。它是由装在本体11上的加热装置、顶出料机构和冷却系统组成，加热装置是由衬套9及其外壁上的感应线圈8组成，顶出料机构是由汽缸7和退料顶杆12组成，退料顶杆12与衬套9在同一轴线上，退料顶杆12可进入或退出衬套9，冷却系统的循环水进出接头2与感应线圈8及退料顶杆12相通。所说的衬套9在水平方向斜置，衬套的出料端高于退料顶杆12的入口端，冷却系统中装有水压不足预警和断水保护系统。本发明解决了现有铆钉加热工艺过程复杂、生产成本高、加工效率低、加工质量差及废品率高、对环境污染等缺点。
文档编号B21J15/00GK1425516SQ02142349
公开日2003年6月25日 申请日期2002年9月17日 优先权日2002年7月2日
发明者高印寒, 文世河, 马增志, 陈如娜, 程鹏, 尹程秋 申请人:吉林大学