CN104596240B - 一种圆柱体工件在炉内的输送系统及其输送方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆柱体工件炉内的输送系统及其输送方法，属于炉体配件技术领域，输送系统包括设置在炉内的微倾斜轨道单元、工件定位单元、拨钢机单元和与工件定位单元一一对应的驱动装置，所述拨钢机单元设置在微倾斜轨道单元的前后端，所述工件定位单元等距设置在微倾斜轨道单元旁，所述工件定位单元包括至少两个奇数定位单元和至少两个偶数定位单元，所述奇数定位单元和偶数定位单元分别与工件平行成排、且相互错开设置，所述驱动装置设置在奇数定位单元和偶数定位单元之间；输送方法包括入炉过程、输送过程、分离及定位过程、出炉过程。本发明使得热处理炉系统得到实质性简化，成本大幅降低，炉体热效率和工件热处理质量得以提升。

Description

一种圆柱体工件在炉内的输送系统及其输送方法

技术领域

本发明属于炉体配件技术领域，涉及一种圆柱体工件在炉内的输送系统及其输送方法。

背景技术

现有热处理炉和加热炉内的圆柱体工件如圆管、轴类、圆棒等输送系统，采用齿形步进梁系统用于支撑和输送圆柱体工件，其步进梁系统为n列固定梁和n列活动梁，正常情况下工件放在固定梁上，活动梁用于将工件提升并往前移动，活动梁依靠液压系统和炉底机械系统驱动，完成“上升—平移向前—下降—平移后退”这样的运动轨迹，以达到将工件往前输送的目的，但存在以下问题：

1)其固定梁和活动梁均需做成齿形，结构复杂，制造加工难度大，成本高；

2)工件在方向的运动包括活动梁平移传送和在固定梁上的少量滚动，滚动圈数较少，对工件温度均匀性和工件弯曲变形量控制均不太有利；

3)液压系统、炉底机械及其控制系统的投资占整个炉子投资额度达到约25％；步进梁系统的投资占整个炉子投资额度达到约18％；

4)由于炉底机械设备需占据较大的空间，因此这类炉子的炉坑基础需要下挖4.5米左右，极大地增加了土建工程量；同时需要增设炉坑排水设施；

5)由于活动梁的支撑立柱需穿过炉底耐材与炉底机械相连，因此炉底需要开设很多较大的椭圆形孔洞，以便活动立柱在里面前进和后退，需要专门设计密封设备来遮蔽这些孔洞，造成投资增加；同时也增大了炉气溢出散热损失，降低了炉子热效率。

针对上述问题，有必要研发出一种新结构的输送系统及使用该系统的输送方法，能简化设备结构和输送操作程序，降低制造难度和使用成本，减少热损失，有效提高工件热处理质量、操作效率和安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种圆柱体工件在炉内的输送系统及其输送方法，克服了现有技术采用步进梁系统存在的设备复杂、加工难度大、使用成本高、热处理质量差的问题。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：

一种圆柱体工件在炉内的输送系统，包括微倾斜轨道单元、工件定位单元、拨钢机单元和与工件定位单元一一对应的驱动装置，所述拨钢机单元设置在微倾斜轨道单元的前后两端，所述工件定位单元等距设置在微倾斜轨道单元旁，所述工件定位单元包括至少两个奇数定位单元和至少两个偶数定位单元，所述奇数定位单元和偶数定位单元分别与工件平行成排、且相互错开设置，所述驱动装置设置在奇数定位单元和偶数定位单元之间。

进一步，所述奇数定位单元和偶数定位单元均为两个，均关于炉子中心线对称设置。

进一步，所述驱动装置包括设置在奇数定位单元和偶数定位单元之间的连接杠杆、设置在奇数定位单元之间或偶数定位单元之间的与连接杠杆铰接的驱动杆、对驱动杆产生驱动力的动力系统。

进一步，所述微倾斜轨道单元与水平方向的夹角为1°～5°。

本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的：

一种上述输送系统的输送方法，其步骤为：

1)入炉过程：拨钢机将圆柱体工件从入炉辊道上拨送到微倾斜轨道单元上；

2)输送过程：工件在重力作用下沿微倾斜轨道单元不断滚动实现输送；在该过程中，通过工件定位单元的奇、偶定位单元交替升降将相邻工件隔开并等距固定在微倾斜轨道单元上；

3)出炉过程：拨钢机将工件从微倾斜轨道单元上拨送到出炉辊道上。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置微倾斜轨道单元可使圆柱体工件在依靠重力的分力作用而自动滚动前进，不再需要液压系统和活动梁将工件抬起和向前输送，简化了操作程序和设备结构，可提高输送效率、降低制造成本和难度；并通过驱动装置对工件定位单元的奇、偶定位单元进行交替升降控制将相邻的两个工件隔开和定位，避免工件之间相互挤压，同时减少工件之间相互遮蔽，保证各工件受热均匀，提高工件热处理质量；采用本结构输送系统的炉底不再需要设置大量的活动立柱穿出孔，可以简化设备结构、减少孔洞的热损失，利于提高炉子的热效率和改善炉区工作环境，进一步降低制造难度和成本。

2、工件定位单元包含两列奇数定位单元和两列偶数定位单元，奇、偶定位单元交替升降过程中，奇、偶定位单元的重力势能相互转换，驱动装置做的功只需补偿这一过程中的机械摩擦损失，节能效果显著。

3、传统输送系统中，每步进一次工件转动一次，工件的转动总长度约为炉长的1/4，本本系统中，工件前进过程中不断转动，转动总长约等于炉长，在同等炉长情况下工件的滚动圈数可达传统炉型的4倍以上，可有效避免弯曲变形，同时促进工件受热的均匀性，提高产品质量。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明一种圆柱体工件在炉内的输送系统的纵向截面结构示意图；

图2为本发明一种圆柱体工件在炉内的输送系统的横向截面结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图所示，一种圆柱体工件在炉内的输送系统，包括微倾斜轨道单元1、工件定位单元2、拨钢机单元3和与工件定位单元2一一对应的驱动装置4，所述拨钢机单元3设置在微倾斜轨道单元1的前后两端，入炉时，前端拨钢机单元3将圆柱体工件依靠拨钢机从入炉辊道上拨送到微倾斜轨道单元1上，出炉时，后端拨钢机单元3从微倾斜轨道单元1上将圆柱体工件拨送到出炉辊道上，所述工件定位单元2等距设置在微倾斜轨道单元1上，可将工件等距固定在微倾斜轨道单元1上进行加热，使工件受热均匀，质量更好，所述工件定位单元2包括至少两个奇数定位单元201和至少两个偶数定位单元202，所述奇数定位单元201和偶数定位单元202分别与工件平行成排、且相互错开设置，即奇数定位单元201与偶数定位单元202分别成排设置，且之间设置有间隔，从而避免工件相互挤压和相互遮蔽，保证产品的质量，所述驱动装置4设置在奇数定位单元201和偶数定位单元202之间实现对奇数定位单元201和偶数定位单元202的驱动。

本实施例输送原理：如图所示，所述微倾斜轨道单元1从入炉端向出炉端设置有高低落差，以便与水平方向形成一个倾斜角α，当工件放在轨道上后，其沿着轨道面方向会受到一个重力的分力F＝G*sinα(其中G为工件的重量)，在这个力F的作用下，克服摩擦阻力圆柱形工件便会自动向前滚动实现位置移动，而无需外界提供驱动。

本实施例通过设置微倾斜轨道单元1可使圆柱体工件在依靠重力的分力作用而自动滚动前进，不再需要液压系统和活动梁将工件抬起和向前输送，简化了操作程序和设备结构，可提高输送效率、降低制造成本和难度；并通过驱动装置4对工件定位单元2的奇、偶定位单元(201、202)进行交替升降控制将相邻的两个工件隔开和定位，避免工件之间相互挤压，同时减少工件之间相互遮蔽，保证各工件受热均匀，提高工件热处理质量；采用本结构输送系统的炉底不再需要设置大量的活动立柱穿出孔，可以简化设备结构、减少孔洞的热损失，利于提高加热炉的热效率和改善炉区工作环境，进一步降低制造难度和成本。

本实施例中，所述奇数定位单元201和偶数定位单元202均优选为两个，均对称设置在微倾斜轨道单元1的左右两端，使驱动装置4作用在奇数定位单元201和偶数定位单元202上的作用力一致，有利于减少偏摆、卡滞，方便控制。

本实施例中，所述驱动装置4包括设置在奇数定位单元和偶数定位单元之间的连接杠杆401、设置在奇数定位单元之间或偶数定位单元之间的与连接杠杆401铰接的驱动杆402、对驱动杆402产生驱动力的动力系统403，所述动力系统403对驱动杆402进行旋转驱动，在驱动杆402转动中，带动连接杠杆401绕支点上下摆动，设置在杠杆两端的奇数定位单元和偶数定位单元实现上升和下降，从而实现对工件的行进控制。

本实施例中，所述微倾斜轨道单元与水平方向的夹角α为1°～5°，优选为2°～3°，使工件在微倾斜轨道单元上滚动速度适当，不至于太快，对工件表面造成损伤，也不至于太慢，影响输送效率，有利于保证使用效果。

使用以上一种圆柱体工件在炉内的输送系统的输送方法，具体包括以下步骤：

1)入炉过程：拨钢机将圆柱体工件从入炉辊道上拨送到微倾斜轨道单元上；

2)输送过程：工件在重力作用下沿微倾斜轨道单元不断滚动实现输送；在该过程中，通过工件定位单元的奇、偶定位单元交替升降将相邻工件隔开并等距固定在微倾斜轨道单元上；

3)出炉过程：拨钢机将工件从微倾斜轨道单元上拨送到出炉辊道上。

在步骤2)输送过程中，需要工件向前滚动时，奇数(或偶数)工件定位单元缓慢向下运动，同时偶数(或奇数)定位单元缓慢向上运动，当奇数(或偶数)工件定位单元的顶部低于轨道单元的上表面后，原本停留在奇数(或偶数)工件定位单元出的圆柱形工件开始向前滚动一个工位，到达偶数(或奇数)定位单元。

本实施例圆柱体工件依靠重力的分力作用沿微倾斜轨道单元自动滚动前进，简化了输送操作程序，可提高输送效率、降低制造成本和难度；并通过驱动装置对工件定位单元的奇、偶定位单元进行交替升降控制将相邻的两个工件隔开和定位，避免工件之间相互挤压，同时减少工件之间相互遮蔽，保证各工件受热均匀，提高工件热处理质量。

传统输送系统中，每步进一次工件转动一次，工件的转动总长度约为炉长的1/4，本实施例工件前进过程中不断转动，在同等炉长情况下工件的滚动圈数可达传统炉型的4倍以上，有效避免弯曲变形，同时促进工件受热的均匀性，提高产品质量；本实施例工件定位单元包含两列奇数定位单元和两列偶数定位单元，所述奇、偶定位单元交替升降过程中，奇、偶定位单元的重量势能相互转换，驱动装置做的功只需补偿这一过程中的机械摩擦损失，节能效果显著。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种圆柱体工件在炉内的输送系统，其特征在于：包括设置在炉内的微倾斜轨道单元、工件定位单元、拨钢机单元和与工件定位单元一一对应的驱动装置，所述拨钢机单元设置在微倾斜轨道单元的前后端，所述工件定位单元等距设置在微倾斜轨道单元旁，所述工件定位单元包括至少两个奇数定位单元和至少两个偶数定位单元，所述奇数定位单元和偶数定位单元分别与工件平行成排、且相互错开设置，所述驱动装置设置在奇数定位单元和偶数定位单元之间，所述奇数定位单元和偶数定位单元均为两个，均关于炉子中心线对称设置，所述驱动装置包括设置在奇数定位单元和偶数定位单元之间的连接杠杆、设置在奇数定位单元之间或偶数定位单元之间的与连接杠杆铰接的驱动杆、对驱动杆产生驱动力的动力系统。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱体工件在炉内的输送系统，其特征在于：所述微倾斜轨道单元与水平方向的夹角为1°～5°。

3.使用权利要求1～2任一所述的一种圆柱体工件在炉内的输送系统的输送方法，其步骤为：

1)入炉过程：拨钢机将圆柱体工件从入炉辊道上拨送到微倾斜轨道单元上；

2)输送过程：工件在重力作用下沿微倾斜轨道单元不断滚动实现输送；在该过程中，通过工件定位单元的奇、偶定位单元交替升降将相邻工件隔开并等距固定在微倾斜轨道单元上；

3)出炉过程：拨钢机将工件从微倾斜轨道单元上拨送到出炉辊道上。