CN107120970A - 薄壁圆筒工件热套用加热炉 - Google Patents

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尚书鹏
王均馗
李梦启
张韵曾
杨立峰
郑维
曲建
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Harbin Electric Power Equipment Co Ltd
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Harbin Electric Power Equipment Co Ltd
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    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B17/00—Furnaces of a kind not covered by any preceding group
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness

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Abstract

本发明涉及一种薄壁圆筒工件热套用加热炉，加热炉1内侧壁安装高精度激光位移传感器3，激光位移传感器3安装固定在支架4上，支架4固定在地面支柱上，入射光线3g与观察窗口7垂直，激光位移传感器3与观察窗口7靠近加热炉1内侧壁一侧保留间隙，四个激光位移传感器3的位置在加热炉圆周方向均匀分布。本发明通过在加热炉1外安置的激光位移传感器3，可准确的测量加热炉1内热套工件10的位置变化。加热的同时可对热套工件10的位置进行调整，打开加热炉盖2后即可快速完成热套操作，避免了薄壁圆筒件的温度下降，大大提高了热套的成功率。

Description

薄壁圆筒工件热套用加热炉
技术领域
本发明涉及一种薄壁圆筒工件热套用加热炉
背景技术
大型薄壁圆筒工件热套加工是比较常用的一种工艺方法，广泛应用于各个领域的生产制造过程，小尺寸及壁厚较大的工件热套相对较为简单，大尺寸的薄壁圆筒工件热套，由于薄壁工件散热快，通常采用在加热炉中进行热套的方法，由于薄壁件在加热炉中的定位比较困难，在打开炉盖后如果不在短时间内完成热套操作，依然会造成工件温度降低，导致热套失败；还用一种方法是利用中频感应加热的方法，将感应线圈缠绕在被加热工件外圆表面，用保温毯对工件进行包裹，利用定位工装对工件进行限位，从而保证了热套精度，但此种方法用于大型薄壁工件加热时容易造成工件温度不均匀的问题，局部热膨胀尺寸难以保证，导致热套失败的风险依然较大。现有薄壁圆筒工件热套通过以下几种方式实现：
1、通过加热炉加热，在工件达到热套温度后打开炉盖，进行对准操作，但薄壁工件散热较快，而且在炉内进行对准操作难度大，操作不方便。
2、通过中频感应加热配以辅助导向工装的方式进行热套，但由于尺寸较大的薄壁圆筒件，中频感应加热的均匀性较差，被加热工件各部分存在温度差，热膨胀尺寸很难控制，易导致热套失败。
发明内容：
本发明的目的是提供一种薄壁圆筒工件热套用加热炉，能够解决大型薄壁工件加热过程中受热不均匀，定位难度大的问题。本发明目的技术方案为：一种薄壁圆筒工件热套用加热炉，加热炉1内侧壁安装高精度激光位移传感3，激光位移传感器3安装固定在支架4上，支架4固定在地面支柱上，入射光线3g与观察窗口7垂直，激光位移传感器3与观察窗口7靠近加热炉1内侧壁一侧保留间隙，四个激光位移传感器3的位置在加热炉圆周方向均匀分布。
激光位移传感器3与观察窗口7靠近加热炉1内侧壁一侧保留间隙为：1mm～2mm距离，加热炉1四周均布调节螺杆6以及内螺纹套管5，内螺纹套管5贯穿加热炉1壁并且与加热炉1固定，调节螺杆6配装在内螺纹套管5上调整热套工件10的位置。
本发明工作原理：
如图3所示，本发明利用高精度激光位移传感器3进行非接触定位，激光位移传感器3通过半导体激光器3d透过镜片3e和传感器玻璃窗3a发射一道激光垂直穿过观察窗口7玻璃后投射在热套工件10表面上，产生的漫反射的光线以一定角度穿过观察窗口7 玻璃，透过传感器玻璃窗3a和镜片3f将光线投射到线性电荷耦合元件CCD阵列3b上，通过信号处理器3c将信号发至工作台8，从而得到实测数值。整个过程中由于漫反射的光线需要以一定角度穿过观察窗口7，观察窗口7为8mm～10mm厚度的石英玻璃，所以会导致漫反射光线发生折射，导致实际测量数据发生偏差，激光位移传感器3得到的数值并不是实际的尺寸。加热炉1四周均布的激光位移传感器3都是透过相同厚度的石英玻璃采集从加热炉内工件表面反射的光线，均布在加热炉1四周的激光位移传感器3所测得数值与实际距离尺寸的偏差是相同的，当热套工件10在加热炉的位置发生偏差时，处于对点位置的两个激光位移传感器3所得到的数值差也能准确反映工件在这个方向上产生的偏移量，通过这个原理，我们可以在加热过程中对热套工件10位置进行调整，保证在加热后热套工件10位置与加热前保持一致。
本发明工作过程：
首先将加热炉盖2打开，将热套工件10落至加热炉1内，利用激光位移传感器3将热套工件10调整至加热炉中心位置，将工件9吊至热套工件10上方，两工件进行对准操作后，将工件9吊起至加热炉盖2上方，此时关闭炉盖进行加热，将激光位移传感器 3的数值归零，热套工件10达到热套温度后，通过调节螺杆6调整热套工件10位置，将四个激光位移传感器3的数值调整至一致，然后打开炉盖，将工件9迅速落下完成热套操作。
本发明具有的有益效果：
1、加热炉1内侧壁四周安装高精度激光位移传感器3，激光位移传感器3通过与地面固定的支架4进行连接，保证激光位移传感器3的位置不会因为加热炉1的温度变化而变化。
2、激光位移传感器3的入射光线3g要求与观察窗口7垂直，激光位移传感器3与观察窗口7靠近加热炉1内侧壁一侧保留 1mm～2mm距离，保证四个激光位移传感器3的位置对称，测得的偏差值相同。
3、加热炉1四周均布的调节螺杆6贯穿加热炉1壁，可通过调节螺杆6调整热套工件10位置。
本发明通过在加热炉1外安置的激光位移传感器3，可准确的测量加热炉1内热套工件10的位置变化。加热的同时可对热套工件10的位置进行调整，打开加热炉盖2后即可快速完成热套操作，避免了薄壁圆筒件的温度下降，大大提高了热套的成功率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视图
图3为本发明的激光位移传感器原理说明图；
具体实施方式
如图1所示，一种薄壁圆筒工件热套用加热炉，加热炉1内侧壁安装高精度激光位移传感3，激光位移传感器3安装固定在支架 4上，支架4固定在地面支柱上，入射光线3g与观察窗口7垂直，激光位移传感器3与观察窗口7靠近加热炉1内侧壁一侧保留间隙，如图2所示，四个激光位移传感器3的位置在加热炉圆周方向均匀分布。
如图1所示，激光位移传感器3与观察窗口7靠近加热炉1内侧壁一侧保留间隙为：1mm～2mm距离，加热炉1四周均布调节螺杆6以及内螺纹套管5，内螺纹套管5贯穿加热炉1壁并且与加热炉1固定，调节螺杆6配装在内螺纹套管5上调整热套工件10的位置。

Claims (2)

1.一种薄壁圆筒工件热套用加热炉，其特征是：加热炉(1)内侧壁安装高精度激光位移传感器(3)，激光位移传感器(3)安装固定在支架(4)上，支架(4)固定在地面支柱上，入射光线(3g)与观察窗口(7)垂直，激光位移传感器(3)与观察窗口(7)靠近加热炉(1)内侧壁一侧保留间隙，四个激光位移传感器(3)的位置在加热炉圆周方向均匀分布。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁圆筒工件热套用加热炉，其特征是：激光位移传感器(3)与观察窗口(7)靠近加热炉(1)内侧壁一侧保留间隙为：1mm～2mm距离，加热炉(1)四周均布调节螺杆(6)以及内螺纹套管(5)，内螺纹套管(5)贯穿加热炉(1)壁并且与加热炉(1)固定，调节螺杆(6)配装在内螺纹套管(5)上调整热套工件(10)的位置。
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