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°斜面產生的分力來壓緊爐門框，是國內加熱爐最常見的壓緊機構。這種機構的優點是結構簡單易行且價格低廉，目前國內廠家大多用這種結構。但這種結構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，極大地影響爐內溫度場的均勻，影響質量，同時，大大降低了爐門使用壽命。據了解，國外的加熱爐已不大采用這種結構了。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。這就要求創新和改進凝固爐的爐門密封與壓緊機構，以適應高爐溫和均勻性的要求。針對這個問題，本文在結合各種形式的加熱爐爐門密封與壓緊的創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.爐門壓緊機構設計
爐門壓緊機構有鏈條動力式、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布置在爐子前立柱的兩側，避免了爐內高溫氣體和臺車出爐時高溫爐料對鏈條式機械壓緊機構直接輻射。爐門是用設在兩側支承軸架通過連結板與滾輪支承拉桿絞接，形成四連桿。爐子前立柱的兩側各有一條供滾輪上下移動的軌道，兩側的連接板各自與一條環行的鏈條連接。當減速機通過鏈輪、鏈條驅動環行鏈條時，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。當爐門在環行鏈條驅動下，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，環行鏈條僅驅動爐門壓緊結構的連接板以爐門支承軸架的軸為軸心轉動，當連接板轉到與環行鏈條垂直時止住(碰上連接板限位塊)，此前連結板與環行鏈條成鈍角姿態。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
爐門壓緊結構的連接板到達限位塊后，連接板停止運動，環行鏈條繼續帶動爐門整體上移，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。當爐門在環行鏈條驅動下，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。這時環行鏈條還在向下移動，驅動連接板以爐門支承軸架的軸為軸心轉動，是與環行鏈條成鈍角方向轉動(離開連接板限位塊)，此前連接板與環行鏈條成直角姿態。連接板的轉動帶動爐門向內平移直到爐門壓緊爐門框停止，其結構如圖4.12所示。
這是用于加熱爐的一種較為理想的壓緊機構。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，使得機構運行更加安全、可靠。
(2) 爐門氣缸壓緊機構
爐門氣缸壓緊機構是用氣缸驅動一套連桿機構壓緊爐門。加熱爐的氣缸壓緊機構一般將氣缸布置在爐子前立柱的兩側，盡量避免爐內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的軌道有兩種形式。
(1)固定軌道形式，即爐門兩側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，軌道有一段能使滾輪向內產生水平位移的斜凹軌道，這個位移量可保證在氣缸驅動連桿機構壓緊爐門時不產生干擾(反卡)。當氣缸松開后爐門上升時，爐門兩側的滾輪沿著斜凹軌道運行，使爐門產生向外水平位移，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，氣缸驅動軌道帶動爐門兩側的滾輪將爐門與爐門框壓緊；爐門松開時，氣缸驅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定；
(2)門密封的可靠性，我們采用的結構是在爐門耐熱鑄鐵邊框的內側有一圈可調節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。
(3) 爐門彈簧壓緊機構
爐門彈簧壓緊機構是一種結構簡單又運行安全可靠的機構。彈簧壓緊爐門設計的關鍵是根據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(最小工作負荷、最大工作負荷和工作行程)，然后通過優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時要強調以下幾方面的工作。
(1)彈簧設計計算時，充分考慮彈簧使用的環境溫度，對剪切彈性模量進行修正，選用合理的材料；
(2)結構設計時，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運行更加安全可靠。爐門彈簧壓緊機構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，彈簧壓緊機構在高溫爐上使用是完全可行的。
(4) 30°斜軌道壓緊機構
30°斜軌道壓緊機構在國外多用于中溫熱處理爐。爐門兩側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，軌道有一段能使滾輪向內產生水平位移的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
四連桿爐門壓緊機構是從國外引進的一種新型爐門壓緊結構。這種爐門壓緊結構也是一種結構簡單又運行安全可靠的機構。其工作原理是利用爐門自身的重力，利用四連桿機構將爐門壓緊，爐門的壓緊力可調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，限制了該機構的使用。
1.凝固爐爐內溫度是很高的，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°斜面產生的分力來壓緊爐門框，是國內加熱爐最常見的壓緊機構。這種機構的優點是結構簡單易行且價格低廉，目前國內廠家大多用這種結構。但這種結構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，極大地影響爐內溫度場的均勻，影響質量，同時，大大降低了爐門使用壽命。據了解，國外的加熱爐已不大采用這種結構了。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。這就要求創新和改進凝固爐的爐門密封與壓緊機構，以適應高爐溫和均勻性的要求。針對這個問題，本文在結合各種形式的加熱爐爐門密封與壓緊的創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.爐門壓緊機構設計
爐門壓緊機構有鏈條動力式、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布置在爐子前立柱的兩側，避免了爐內高溫氣體和臺車出爐時高溫爐料對鏈條式機械壓緊機構直接輻射。爐門是用設在兩側支承軸架通過連結板與滾輪支承拉桿絞接，形成四連桿。爐子前立柱的兩側各有一條供滾輪上下移動的軌道，兩側的連接板各自與一條環行的鏈條連接。當減速機通過鏈輪、鏈條驅動環行鏈條時，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。當爐門在環行鏈條驅動下，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，環行鏈條僅驅動爐門壓緊結構的連接板以爐門支承軸架的軸為軸心轉動，當連接板轉到與環行鏈條垂直時止住(碰上連接板限位塊)，此前連結板與環行鏈條成鈍角姿態。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
爐門壓緊結構的連接板到達限位塊后，連接板停止運動，環行鏈條繼續帶動爐門整體上移，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。當爐門在環行鏈條驅動下，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。這時環行鏈條還在向下移動，驅動連接板以爐門支承軸架的軸為軸心轉動，是與環行鏈條成鈍角方向轉動(離開連接板限位塊)，此前連接板與環行鏈條成直角姿態。連接板的轉動帶動爐門向內平移直到爐門壓緊爐門框停止，其結構如圖4.12所示。
這是用于加熱爐的一種較為理想的壓緊機構。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，使得機構運行更加安全、可靠。
(2) 爐門氣缸壓緊機構
爐門氣缸壓緊機構是用氣缸驅動一套連桿機構壓緊爐門。加熱爐的氣缸壓緊機構一般將氣缸布置在爐子前立柱的兩側，盡量避免爐內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的軌道有兩種形式。
(1)固定軌道形式，即爐門兩側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，軌道有一段能使滾輪向內產生水平位移的斜凹軌道，這個位移量可保證在氣缸驅動連桿機構壓緊爐門時不產生干擾(反卡)。當氣缸松開后爐門上升時，爐門兩側的滾輪沿著斜凹軌道運行，使爐門產生向外水平位移，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，氣缸驅動軌道帶動爐門兩側的滾輪將爐門與爐門框壓緊；爐門松開時，氣缸驅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定；
(2)門密封的可靠性，我們采用的結構是在爐門耐熱鑄鐵邊框的內側有一圈可調節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。
(3) 爐門彈簧壓緊機構
爐門彈簧壓緊機構是一種結構簡單又運行安全可靠的機構。彈簧壓緊爐門設計的關鍵是根據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(最小工作負荷、最大工作負荷和工作行程)，然后通過優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時要強調以下幾方面的工作。
(1)彈簧設計計算時，充分考慮彈簧使用的環境溫度，對剪切彈性模量進行修正，選用合理的材料；
(2)結構設計時，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運行更加安全可靠。爐門彈簧壓緊機構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，彈簧壓緊機構在高溫爐上使用是完全可行的。
(4) 30°斜軌道壓緊機構
30°斜軌道壓緊機構在國外多用于中溫熱處理爐。爐門兩側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，軌道有一段能使滾輪向內產生水平位移的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
四連桿爐門壓緊機構是從國外引進的一種新型爐門壓緊結構。這種爐門壓緊結構也是一種結構簡單又運行安全可靠的機構。其工作原理是利用爐門自身的重力，利用四連桿機構將爐門壓緊，爐門的壓緊力可調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，限制了該機構的使用。
