專利名稱：料架可旋轉(zhuǎn)立式真空高壓氣淬爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金設(shè)備中的高壓氣淬爐， 一種料架可旋轉(zhuǎn)的立式真空高壓氣淬爐。
背景技術(shù)：
在軍工、航天等加工技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)熱處理工藝的工件受熱均勻性要求越來越高。然 而目前使用的真空高壓氣淬爐，在高溫高真空作業(yè)時(shí)，工件在爐內(nèi)是靜止不動(dòng)的，由于 爐溫存在偏差，所以工件受熱也很難保證一致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種料架可旋轉(zhuǎn)的立式真空高壓氣淬爐，使工件在加熱時(shí)旋轉(zhuǎn)， 可保證工件受熱均勻性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
料架可旋轉(zhuǎn)的立式真空高壓氣淬爐，為立式下開門、底裝料式真空爐，包括以工控 機(jī)及PLC為主的控制系統(tǒng)，其特征是下爐門內(nèi)側(cè)內(nèi)圓設(shè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)支座，支座上同軸安裝 旋轉(zhuǎn)圓盤、料架，旋轉(zhuǎn)圓盤下部同軸安裝大齒輪，偏心設(shè)置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的小齒輪 與大齒輪周嚙合，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使承載工件的料架可以繞垂直中心軸旋轉(zhuǎn)；料架 根部設(shè)較厚隔熱層，加熱室下屏保溫層為環(huán)形、兩者之間有環(huán)臺(tái)形間隙；轉(zhuǎn)盤及其上的 隔熱層、料架，以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)都隨爐門一同升降；真空爐采用PLC技術(shù)控制，各種 動(dòng)作、爐內(nèi)溫度和料架旋轉(zhuǎn)均連鎖控制。
本發(fā)明的料架可旋轉(zhuǎn)的真空氣淬爐，在高溫狀態(tài)裝載工件情況下，料架能繞垂直中 心軸旋轉(zhuǎn)，不僅能夠保證各部位的工件受熱均勻一致。該發(fā)明解決了由于高溫時(shí)保溫隔 熱層變形帶來旋轉(zhuǎn)時(shí)造成刮碰、保溫層散熱可能影響動(dòng)密封的問題，該設(shè)備在真空、正 壓、動(dòng)密封、保溫、冷卻等各個(gè)方面性能都得到了較好的保證。
爐殼體是壓力容器，冷卻時(shí)，可承受爐內(nèi)0.6MPa的氣體壓力。
該設(shè)備的主要技術(shù)性能
極限真空度6. 7X10-4Pa
工作真空度133 10-3Pa
壓升率《0. 5 Pa/h
冷卻氣體壓力《0.6MPa (abs)
控制方式工控機(jī)和PLC控制及管理，可自動(dòng)/手動(dòng)
最大裝載量500KG


圖1是料架可旋轉(zhuǎn)立式真空氣淬爐的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖3是控制流程框圖；
具體實(shí)施例方式
料架可旋轉(zhuǎn)立式真空氣淬爐，其結(jié)構(gòu)見圖1:包括以工控機(jī)及PLC為主的控制系統(tǒng)，
設(shè)備采用立式下開門、底裝料式真空爐，加熱室安裝在上爐體13中，上爐體13上部有 冷卻風(fēng)機(jī)14，并有抽空管路15與抽真空設(shè)備相通，加熱室由中間的圓筒狀及上下圓形保 溫層組成，其特征是下爐門10內(nèi)側(cè)內(nèi)圓固定旋轉(zhuǎn)平臺(tái)支座9，支座9上同軸安裝旋轉(zhuǎn)圓 盤6、料架8，旋轉(zhuǎn)圓盤6下部同軸安裝大齒輪5，偏心設(shè)置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1，其驅(qū)動(dòng) 主軸19固定小齒輪3，小齒輪3與大齒輪5周嚙合，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓盤6轉(zhuǎn)動(dòng)，使承載工件 的料架8可以繞垂直中心軸4旋轉(zhuǎn)；料架8上方為放置工件的工作區(qū)，料架8根部的旋 轉(zhuǎn)圓盤6上設(shè)較厚隔熱層7，加熱室下屏保溫層11為與筒壁相接的外周環(huán)形、與內(nèi)圓的 較厚隔熱層7上表面持平，兩者之間軸向有環(huán)臺(tái)形間隙。旋轉(zhuǎn)圓盤6及其上的隔熱層7、 料架8以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1都隨下爐門10 —同升降。真空爐采用PLC技術(shù)控制，作業(yè)時(shí) 的開門裝料、抽空、加熱、料架旋轉(zhuǎn)、充氣冷卻等所有動(dòng)是連鎖控制的，避免出現(xiàn)誤動(dòng) 作，確保設(shè)備可靠運(yùn)行。
隔熱層7比下屏保溫層11厚，且下部較大形成帶凸臺(tái)形狀，凸臺(tái)伸入加熱室下屏保 溫層ll的內(nèi)圓孔中，軸向形成有直角彎的環(huán)臺(tái)形間隙，該間隙既是冷卻時(shí)冷卻氣體的通 道，也防止高溫時(shí)保溫層變形致使旋轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)的隔熱層7與環(huán)形下屏保溫層11互相刮碰， 并且彎道間隙可以減少輻射熱量傳出，增強(qiáng)保溫效果。旋轉(zhuǎn)隔熱層7與件11之間的間隙 與上部回風(fēng)口的面積之和要滿足通過冷卻氣體量的要求。
旋轉(zhuǎn)圓盤6座在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)支座9上，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)支座9上有一圈半圓形鋼球滾道，里 面裝滿鋼球。圓盤6旋轉(zhuǎn)時(shí)在鋼球上滾動(dòng)，這一結(jié)構(gòu)保證圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)和足夠的承載能 力。
圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)由一大一小兩嚙合的齒輪3， 5傳遞的，這對(duì)齒輪嚙合起到減速的作用同 時(shí)，也大大減少旋轉(zhuǎn)圓盤向小齒輪軸的傳熱，避免密封部位過熱而影響密封的可靠性。
旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1安置在爐門外，固定小齒輪3的軸即驅(qū)動(dòng)主軸19穿過下爐門的動(dòng)密 封組件2采用J0型真空用橡膠密封圈18 (JB1091-83)和V型密封圈17，動(dòng)密封組件2 的組合形式，見圖2a，動(dòng)密封結(jié)構(gòu)V型密封圈子17在上下分別有隨形支撐環(huán)；兩個(gè)J0 型圈18的外圈安置在環(huán)形支撐件的上、下緣上，其內(nèi)圈斜面相向設(shè)置，該環(huán)形支撐件壁 上有徑向通孔，固定兩密封圈支撐件的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)也有徑向孔通道；右邊b圖是V型圈 形狀尺寸。V型圈主要用來承受爐內(nèi)0.6Mpa的正壓。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1由變頻調(diào)速電機(jī)、減速機(jī)等構(gòu)成，用變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速在3 15RPM之間連續(xù)可調(diào)，并可正反向帶 動(dòng)料架8旋轉(zhuǎn)，料架8旋轉(zhuǎn)與爐內(nèi)加熱過程由PLC自控系統(tǒng)連鎖控制。
整套設(shè)備的工作過程見圖3:在工控機(jī)的PLC控制系統(tǒng)控制下作業(yè)，上爐體13固 定在支撐架16上不動(dòng)，下爐門10降下來裝料，下爐門IO升上關(guān)閉后抽真空，真空度符 合工藝要求后加熱，達(dá)到工藝要求需旋轉(zhuǎn)的溫度后，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)l，料架8旋轉(zhuǎn)。 料架8的旋轉(zhuǎn)速度、轉(zhuǎn)向和時(shí)間，根據(jù)PLC預(yù)置程序執(zhí)行。溫升達(dá)到要求，加熱結(jié)束后， 向爐內(nèi)快速回充入惰性氣體，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，冷卻氣體在爐內(nèi)循環(huán)，將工件迅速冷卻下來。 以實(shí)現(xiàn)淬火的目的，爐殼可內(nèi)充入0. 6Mpa冷卻氣體。
權(quán)利要求
1、一種料架可旋轉(zhuǎn)的立式真空高壓氣淬爐，為立式下開門、底裝料式真空爐，包括以工控機(jī)及PLC為主的控制系統(tǒng)，其特征是下爐門(10)內(nèi)側(cè)內(nèi)圓設(shè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)支座(9)，支座(9)上同軸安裝旋轉(zhuǎn)圓盤(6)、料架(8)，旋轉(zhuǎn)圓盤(6)下部同軸安裝大齒輪(5)，偏心設(shè)置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(1)上的小齒輪(3)與大齒輪(5)周嚙合，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓盤(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，使承載工件的料架(8)可以繞垂直中心軸(4)旋轉(zhuǎn)；料架(8)根部設(shè)較厚隔熱層(7)，加熱室下屏保溫層(11)為環(huán)形、兩者之間有環(huán)臺(tái)形間隙；旋轉(zhuǎn)圓盤(6)及其上的隔熱層(7)、料架(8)，以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(1)都隨下爐門(10)一同升降；真空爐采用PLC技術(shù)，各種動(dòng)作、爐內(nèi)溫度和料架旋轉(zhuǎn)均連鎖控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的料架可旋轉(zhuǎn)的立式真空高壓氣淬爐，其特征在于下爐門的 隔熱保溫層:料架(8)根部的旋轉(zhuǎn)圓盤(6)上設(shè)較厚隔熱層(7)，隔熱層(7)比下屏保溫層(11) 厚，且下部較大形成帶凸臺(tái)形狀，加熱室下屏保溫層(ll)為與筒壁相接的外周環(huán)形、與內(nèi) 圓的較厚隔熱層(7)上表面持平，隔熱層(7)凸臺(tái)伸入加熱室下屏保溫層(11)的內(nèi)圓孔中， 形成軸向有直角彎的環(huán)臺(tái)形間隙；旋轉(zhuǎn)隔熱層(7)與加熱室下屏保溫層(11)之間的間隙與 上部回風(fēng)口的面積之和要滿足通過冷卻氣體量的要求。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的料架可旋轉(zhuǎn)的立式真空高壓氣淬爐，其特征在于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)1安置在下爐門(10)外，固定小齒輪(3)的驅(qū)動(dòng)主軸(19)穿過下爐門，采用動(dòng)密封組 件(2)，動(dòng)密封結(jié)構(gòu)V型密封圈子(17)在上下分別有隨形支撐環(huán)；兩個(gè)J0型圈(18)的外 圈安置在環(huán)形支撐件的上、下緣上，其內(nèi)圈斜面相向設(shè)置，該環(huán)形支撐件壁上有徑向通孔， 固定兩密封圈支撐件的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)也有徑向孔通道。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的料架可旋轉(zhuǎn)的立式真空高壓氣淬爐，其特征在于控制系統(tǒng)， 設(shè)備采用PLC控制技術(shù)，料架旋轉(zhuǎn)與爐內(nèi)加熱過程連鎖控制，料架轉(zhuǎn)速由變頻調(diào)速器控制， 轉(zhuǎn)速在3 15 RPM之間連續(xù)可調(diào)，并可正反向旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
料架可旋轉(zhuǎn)的立式真空高壓氣淬爐，為立式下開門、底裝料式真空爐，包括以工控機(jī)及PLC為主的控制系統(tǒng)，其特征是下爐門內(nèi)側(cè)內(nèi)圓設(shè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)支座，支座上同軸安裝旋轉(zhuǎn)圓盤、料架，旋轉(zhuǎn)圓盤下部同軸安裝大齒輪，偏心設(shè)置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的小齒輪與大齒輪周嚙合，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使承載工件的料架可以繞垂直中心軸旋轉(zhuǎn)；料架根部設(shè)較厚隔熱層，加熱室下屏保溫層為環(huán)形、兩者之間有環(huán)臺(tái)形間隙；轉(zhuǎn)盤及其上的隔熱層、料架，以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)都隨爐門一同升降；真空爐采用PLC技術(shù)控制，各種動(dòng)作、爐內(nèi)溫度和料架旋轉(zhuǎn)均連鎖控制。該設(shè)備能夠保證各部位的工件受熱均勻一致，在真空、正壓、動(dòng)密封、保溫、冷卻等性能都得到了較好的保證。
文檔編號(hào)C21D1/56GK101319272SQ20081001238
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者張曉東, 曲紹芬, 楊建川, 巖 石, 趙建業(yè), 顧景文 申請(qǐng)人:沈陽恒進(jìn)真空科技有限公司