正航儀器整理爐門密封設計的要求
時間：2015-07-21 作者：www.zj6d.com 點擊:次
正航儀器整理爐門密封設計的要求
1.凝固爐爐內(nèi)溫度是很高的，使得爐門密封與壓緊成為凝固爐使用中很棘手的一個問題。利用爐門的自重靠1.5°~3°斜面產(chǎn)生的分力來壓緊爐門框，是國內(nèi)加熱爐最常見的壓緊機構(gòu)。這種機構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單易行且價格低廉，目前國內(nèi)廠家大多用這種結(jié)構(gòu)。但這種結(jié)構(gòu)的缺點是密封不嚴密，易跑火，爐門框和爐門邊框易燒壞。門框和爐門邊框局部的燒損，又會造成更嚴重跑火，從而形成惡性循環(huán)，極大地影響爐內(nèi)溫度場的均勻，影響質(zhì)量，同時，大大降低了爐門使用壽命。據(jù)了解，國外的加熱爐已不大采用這種結(jié)構(gòu)了。改革開放以來，隨著鍛造加熱工藝、熱處理工藝要求的提高，對凝固爐的溫度場均勻性的要求也提高了。這就要求創(chuàng)新和改進凝固爐的爐門密封與壓緊機構(gòu)，以適應高爐溫和均勻性的要求。針對這個問題，本文在結(jié)合各種形式的加熱爐爐門密封與壓緊的創(chuàng)新與改進的分析與研究的基礎上，對于凝固爐的爐門壓緊作了改進和提高，以期待獲得更好的密封效果，從而保證凝固爐的正常工作。
2.爐門壓緊機構(gòu)設計
爐門壓緊機構(gòu)有鏈條動力式、氣缸壓緊、彈簧壓緊、30。斜軌道壓緊、四連桿重力壓緊等幾種。幾種機構(gòu)簡介如下：
(1) 鏈條動力式壓緊爐門
爐門鏈條式機械壓緊機構(gòu)布置在爐子前立柱的兩側(cè)，避免了爐內(nèi)高溫氣體和臺車出爐時高溫爐料對鏈條式機械壓緊機構(gòu)直接輻射。爐門是用設在兩側(cè)支承軸架通過連結(jié)板與滾輪支承拉桿絞接，形成四連桿。爐子前立柱的兩側(cè)各有一條供滾輪上下移動的軌道，兩側(cè)的連接板各自與一條環(huán)行的鏈條連接。當減速機通過鏈輪、鏈條驅(qū)動環(huán)行鏈條時，爐門就隨著滾輪沿垂直的滾輪軌道作上下移動。爐子前立柱的底部設置有爐門到關閉爐口位置的擋鐵裝置，爐門上也有相應的擋鐵。當爐門在環(huán)行鏈條驅(qū)動下，上移使爐門擋鐵離開爐前立柱擋鐵裝置時，爐門先后有兩個動作。：
第一個動作爐門向外平移
環(huán)行鏈條向上運動時，開始爐門在其重量作用下停留在立柱擋鐵裝置，環(huán)行鏈條僅驅(qū)動爐門壓緊結(jié)構(gòu)的連接板以爐門支承軸架的軸為軸心轉(zhuǎn)動，當連接板轉(zhuǎn)到與環(huán)行鏈條垂直時止住(碰上連接板限位塊)，此前連結(jié)板與環(huán)行鏈條成鈍角姿態(tài)。也就是說，爐門向外平移，爐門在連接板作用下由松開壓緊爐口狀態(tài)到離開，并保持一定的間隙。這時，爐門仍停留在立柱擋鐵裝置。
第二個動作爐門整體向上移動
爐門壓緊結(jié)構(gòu)的連接板到達限位塊后，連接板停止運動，環(huán)行鏈條繼續(xù)帶動爐門整體上移，爐門打開。爐門升起的高度由行程開關控制，并由減速機的制動電機制動鎖住。當爐門在環(huán)行鏈條驅(qū)動下，向下運動使爐門擋鐵到達爐前立柱擋鐵裝置時，爐門停止下移。這時環(huán)行鏈條還在向下移動，驅(qū)動連接板以爐門支承軸架的軸為軸心轉(zhuǎn)動，是與環(huán)行鏈條成鈍角方向轉(zhuǎn)動(離開連接板限位塊)，此前連接板與環(huán)行鏈條成直角姿態(tài)。連接板的轉(zhuǎn)動帶動爐門向內(nèi)平移直到爐門壓緊爐門框停止，其結(jié)構(gòu)如圖4.12所示。
這是用于加熱爐的一種較為理想的壓緊機構(gòu)。鏈條既起到提升作用又起到爐門拉緊作用，爐子的立柱和爐門壓緊機構(gòu)都布置在爐門口的后面，暴露在爐口的只有耐熱鋼制造的爐門護板，使得機構(gòu)運行更加安全、可靠。
(2) 爐門氣缸壓緊機構(gòu)
爐門氣缸壓緊機構(gòu)是用氣缸驅(qū)動一套連桿機構(gòu)壓緊爐門。加熱爐的氣缸壓緊機構(gòu)一般將氣缸布置在爐子前立柱的兩側(cè)，盡量避免爐內(nèi)高溫氣體和臺車出爐時高溫爐料對氣缸的直接輻射。爐門是通過其定位滾輪沿著軌道垂直升降。本院設計的爐門氣缸壓緊機構(gòu)的軌道有兩種形式。
(1)固定軌道形式，即爐門兩側(cè)的定位滾輪是沿著一條固定的軌道上下移動。在爐門落到最低點的過程中，軌道有一段能使?jié)L輪向內(nèi)產(chǎn)生水平位移的斜凹軌道，這個位移量可保證在氣缸驅(qū)動連桿機構(gòu)壓緊爐門時不產(chǎn)生干擾(反卡)。當氣缸松開后爐門上升時，爐門兩側(cè)的滾輪沿著斜凹軌道運行，使爐門產(chǎn)生向外水平位移，爐門與爐門框分離。
(2)活動軌道形式，即軌道分為固定和活動兩個部分，爐門上端的軌道為固定軌道，爐門下端的軌道為活動軌道。氣缸通過連桿與活動導軌連接，爐門壓緊時，氣缸驅(qū)動軌道帶動爐門兩側(cè)的滾輪將爐門與爐門框壓緊；爐門松開時，氣缸驅(qū)動軌道帶動滾輪使爐門與爐門框脫離。這時活動軌道退回到原位，即與爐門上端的固定軌道成一條直線，爐門提升到固定軌道上，完成爐門打開。
要確保氣缸壓緊爐門的可靠性，要作到以下幾點：
(1)壓縮空氣的氣源要穩(wěn)定；
(2)門密封的可靠性，我們采用的結(jié)構(gòu)是在爐門耐熱鑄鐵邊框的內(nèi)側(cè)有一圈可調(diào)節(jié)的用鋯纖維布包鋯纖維毯的密封條，該密封圈可確保爐門密封的嚴密性；
(3)氣缸的可靠遮蔽，防止熱氣流和熱工件對氣缸的損害；
(4)良好的使用維護，按使用說明書的要求進行定期維護保養(yǎng)。
(3) 爐門彈簧壓緊機構(gòu)
爐門彈簧壓緊機構(gòu)是一種結(jié)構(gòu)簡單又運行安全可靠的機構(gòu)。彈簧壓緊爐門設計的關鍵是根據(jù)爐門的大小和重量確定爐門的壓緊力，合理確定彈簧的有關參數(shù)(最小工作負荷、最大工作負荷和工作行程)，然后通過優(yōu)化設計確定彈簧的直徑和長度。在高溫爐采用彈簧壓緊機構(gòu)時要強調(diào)以下幾方面的工作。
(1)彈簧設計計算時，充分考慮彈簧使用的環(huán)境溫度，對剪切彈性模量進行修正，選用合理的材料；
(2)結(jié)構(gòu)設計時，放置彈簧的地方設一套遮蔽裝置，以有效防止彈簧受到熱輻射。這些措施，會使彈簧壓緊的爐門機構(gòu)運行更加安全可靠。爐門彈簧壓緊機構(gòu)若是在設計上考慮彈簧的使用溫度，選擇相應的材料，在使用中采取措施防止彈簧直接受到熱輻射，及時按期更換到期的彈簧，彈簧壓緊機構(gòu)在高溫爐上使用是完全可行的。
(4) 30°斜軌道壓緊機構(gòu)
30°斜軌道壓緊機構(gòu)在國外多用于中溫熱處理爐。爐門兩側(cè)的定位滾輪是沿著立柱上一條固定的軌道上下移動，在爐門到達最低點位置處，軌道有一段能使?jié)L輪向內(nèi)產(chǎn)生水平位移的30°斜軌道。當爐門落到此處時，滾輪在30。斜軌道運行中在垂直向爐門框分力的作用下，爐門向爐門框平移并靠爐門的自重將爐門壓緊。
(5) 爐門四連桿重力壓緊機構(gòu)
四連桿爐門壓緊機構(gòu)是從國外引進的一種新型爐門壓緊結(jié)構(gòu)。這種爐門壓緊結(jié)構(gòu)也是一種結(jié)構(gòu)簡單又運行安全可靠的機構(gòu)。其工作原理是利用爐門自身的重力，利用四連桿機構(gòu)將爐門壓緊，爐門的壓緊力可調(diào)整爐門壓下時支點的位置，爐門在重力的帶動下將爐門壓緊。該機構(gòu)原來用于中溫爐，主要原因是支點處須用幾個軸承，受軸承使用溫度的影響，限制了該機構(gòu)的使用。
1.凝固爐爐內(nèi)溫度是很高的，使得爐門密封與壓緊成為凝固爐使用中很棘手的一個問題。利用爐門的自重靠1.5°~3°斜面產(chǎn)生的分力來壓緊爐門框，是國內(nèi)加熱爐最常見的壓緊機構(gòu)。這種機構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單易行且價格低廉，目前國內(nèi)廠家大多用這種結(jié)構(gòu)。但這種結(jié)構(gòu)的缺點是密封不嚴密，易跑火，爐門框和爐門邊框易燒壞。門框和爐門邊框局部的燒損，又會造成更嚴重跑火，從而形成惡性循環(huán)，極大地影響爐內(nèi)溫度場的均勻，影響質(zhì)量，同時，大大降低了爐門使用壽命。據(jù)了解，國外的加熱爐已不大采用這種結(jié)構(gòu)了。改革開放以來，隨著鍛造加熱工藝、熱處理工藝要求的提高，對凝固爐的溫度場均勻性的要求也提高了。這就要求創(chuàng)新和改進凝固爐的爐門密封與壓緊機構(gòu)，以適應高爐溫和均勻性的要求。針對這個問題，本文在結(jié)合各種形式的加熱爐爐門密封與壓緊的創(chuàng)新與改進的分析與研究的基礎上，對于凝固爐的爐門壓緊作了改進和提高，以期待獲得更好的密封效果，從而保證凝固爐的正常工作。
2.爐門壓緊機構(gòu)設計
爐門壓緊機構(gòu)有鏈條動力式、氣缸壓緊、彈簧壓緊、30。斜軌道壓緊、四連桿重力壓緊等幾種。幾種機構(gòu)簡介如下：
(1) 鏈條動力式壓緊爐門
爐門鏈條式機械壓緊機構(gòu)布置在爐子前立柱的兩側(cè)，避免了爐內(nèi)高溫氣體和臺車出爐時高溫爐料對鏈條式機械壓緊機構(gòu)直接輻射。爐門是用設在兩側(cè)支承軸架通過連結(jié)板與滾輪支承拉桿絞接，形成四連桿。爐子前立柱的兩側(cè)各有一條供滾輪上下移動的軌道，兩側(cè)的連接板各自與一條環(huán)行的鏈條連接。當減速機通過鏈輪、鏈條驅(qū)動環(huán)行鏈條時，爐門就隨著滾輪沿垂直的滾輪軌道作上下移動。爐子前立柱的底部設置有爐門到關閉爐口位置的擋鐵裝置，爐門上也有相應的擋鐵。當爐門在環(huán)行鏈條驅(qū)動下，上移使爐門擋鐵離開爐前立柱擋鐵裝置時，爐門先后有兩個動作。：
第一個動作爐門向外平移
環(huán)行鏈條向上運動時，開始爐門在其重量作用下停留在立柱擋鐵裝置，環(huán)行鏈條僅驅(qū)動爐門壓緊結(jié)構(gòu)的連接板以爐門支承軸架的軸為軸心轉(zhuǎn)動，當連接板轉(zhuǎn)到與環(huán)行鏈條垂直時止住(碰上連接板限位塊)，此前連結(jié)板與環(huán)行鏈條成鈍角姿態(tài)。也就是說，爐門向外平移，爐門在連接板作用下由松開壓緊爐口狀態(tài)到離開，并保持一定的間隙。這時，爐門仍停留在立柱擋鐵裝置。
第二個動作爐門整體向上移動
爐門壓緊結(jié)構(gòu)的連接板到達限位塊后，連接板停止運動，環(huán)行鏈條繼續(xù)帶動爐門整體上移，爐門打開。爐門升起的高度由行程開關控制，并由減速機的制動電機制動鎖住。當爐門在環(huán)行鏈條驅(qū)動下，向下運動使爐門擋鐵到達爐前立柱擋鐵裝置時，爐門停止下移。這時環(huán)行鏈條還在向下移動，驅(qū)動連接板以爐門支承軸架的軸為軸心轉(zhuǎn)動，是與環(huán)行鏈條成鈍角方向轉(zhuǎn)動(離開連接板限位塊)，此前連接板與環(huán)行鏈條成直角姿態(tài)。連接板的轉(zhuǎn)動帶動爐門向內(nèi)平移直到爐門壓緊爐門框停止，其結(jié)構(gòu)如圖4.12所示。
這是用于加熱爐的一種較為理想的壓緊機構(gòu)。鏈條既起到提升作用又起到爐門拉緊作用，爐子的立柱和爐門壓緊機構(gòu)都布置在爐門口的后面，暴露在爐口的只有耐熱鋼制造的爐門護板，使得機構(gòu)運行更加安全、可靠。
(2) 爐門氣缸壓緊機構(gòu)
爐門氣缸壓緊機構(gòu)是用氣缸驅(qū)動一套連桿機構(gòu)壓緊爐門。加熱爐的氣缸壓緊機構(gòu)一般將氣缸布置在爐子前立柱的兩側(cè)，盡量避免爐內(nèi)高溫氣體和臺車出爐時高溫爐料對氣缸的直接輻射。爐門是通過其定位滾輪沿著軌道垂直升降。本院設計的爐門氣缸壓緊機構(gòu)的軌道有兩種形式。
(1)固定軌道形式，即爐門兩側(cè)的定位滾輪是沿著一條固定的軌道上下移動。在爐門落到最低點的過程中，軌道有一段能使?jié)L輪向內(nèi)產(chǎn)生水平位移的斜凹軌道，這個位移量可保證在氣缸驅(qū)動連桿機構(gòu)壓緊爐門時不產(chǎn)生干擾(反卡)。當氣缸松開后爐門上升時，爐門兩側(cè)的滾輪沿著斜凹軌道運行，使爐門產(chǎn)生向外水平位移，爐門與爐門框分離。
(2)活動軌道形式，即軌道分為固定和活動兩個部分，爐門上端的軌道為固定軌道，爐門下端的軌道為活動軌道。氣缸通過連桿與活動導軌連接，爐門壓緊時，氣缸驅(qū)動軌道帶動爐門兩側(cè)的滾輪將爐門與爐門框壓緊；爐門松開時，氣缸驅(qū)動軌道帶動滾輪使爐門與爐門框脫離。這時活動軌道退回到原位，即與爐門上端的固定軌道成一條直線，爐門提升到固定軌道上，完成爐門打開。
要確保氣缸壓緊爐門的可靠性，要作到以下幾點：
(1)壓縮空氣的氣源要穩(wěn)定；
(2)門密封的可靠性，我們采用的結(jié)構(gòu)是在爐門耐熱鑄鐵邊框的內(nèi)側(cè)有一圈可調(diào)節(jié)的用鋯纖維布包鋯纖維毯的密封條，該密封圈可確保爐門密封的嚴密性；
(3)氣缸的可靠遮蔽，防止熱氣流和熱工件對氣缸的損害；
(4)良好的使用維護，按使用說明書的要求進行定期維護保養(yǎng)。
(3) 爐門彈簧壓緊機構(gòu)
爐門彈簧壓緊機構(gòu)是一種結(jié)構(gòu)簡單又運行安全可靠的機構(gòu)。彈簧壓緊爐門設計的關鍵是根據(jù)爐門的大小和重量確定爐門的壓緊力，合理確定彈簧的有關參數(shù)(最小工作負荷、最大工作負荷和工作行程)，然后通過優(yōu)化設計確定彈簧的直徑和長度。在高溫爐采用彈簧壓緊機構(gòu)時要強調(diào)以下幾方面的工作。
(1)彈簧設計計算時，充分考慮彈簧使用的環(huán)境溫度，對剪切彈性模量進行修正，選用合理的材料；
(2)結(jié)構(gòu)設計時，放置彈簧的地方設一套遮蔽裝置，以有效防止彈簧受到熱輻射。這些措施，會使彈簧壓緊的爐門機構(gòu)運行更加安全可靠。爐門彈簧壓緊機構(gòu)若是在設計上考慮彈簧的使用溫度，選擇相應的材料，在使用中采取措施防止彈簧直接受到熱輻射，及時按期更換到期的彈簧，彈簧壓緊機構(gòu)在高溫爐上使用是完全可行的。
(4) 30°斜軌道壓緊機構(gòu)
30°斜軌道壓緊機構(gòu)在國外多用于中溫熱處理爐。爐門兩側(cè)的定位滾輪是沿著立柱上一條固定的軌道上下移動，在爐門到達最低點位置處，軌道有一段能使?jié)L輪向內(nèi)產(chǎn)生水平位移的30°斜軌道。當爐門落到此處時，滾輪在30。斜軌道運行中在垂直向爐門框分力的作用下，爐門向爐門框平移并靠爐門的自重將爐門壓緊。
(5) 爐門四連桿重力壓緊機構(gòu)
四連桿爐門壓緊機構(gòu)是從國外引進的一種新型爐門壓緊結(jié)構(gòu)。這種爐門壓緊結(jié)構(gòu)也是一種結(jié)構(gòu)簡單又運行安全可靠的機構(gòu)。其工作原理是利用爐門自身的重力，利用四連桿機構(gòu)將爐門壓緊，爐門的壓緊力可調(diào)整爐門壓下時支點的位置，爐門在重力的帶動下將爐門壓緊。該機構(gòu)原來用于中溫爐，主要原因是支點處須用幾個軸承，受軸承使用溫度的影響，限制了該機構(gòu)的使用。
