步进梁式铝合金轮毂棒坯锻前天然气加热炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种步进梁式铝合金轮毂棒坯锻前天然气加热炉，包括炉体，炉体的顶部设有多个炉用高温热风循环风机，炉体的底部设有步进梁式棒坯传动装置，炉体前后炉口设有辊棒式传动辊道、工件位置检测装置和炉门，炉体内设有天然气燃烧系统和PID闭环温度系统，所述炉体内顶部和两侧壁设有导风板。通过热电偶、烧嘴调功单元、PID温控仪表和无纸记录仪组成的闭环温度控制系统，实现炉温在工艺温度范围内稳定±5℃的加热与控制。

Walking beam aluminum alloy wheel bar billet before forging natural gas heating furnace

The utility model discloses a natural gas heating furnace before forging a walking beam type aluminum alloy hub rod billet, including a furnace body. There are a number of high temperature hot air circulating fans at the top of the furnace body, and the bottom of the furnace body is provided with a step beam type rod billet transmission device at the bottom of the furnace body, and a roll bar type transfer roller table, a workpiece position detection device and a furnace are provided in the front of the furnace body. A natural gas burning system and a PID closed loop temperature system are arranged in the furnace body, and the ceiling and two sides of the furnace body are provided with an air deflector. A closed loop temperature control system composed of thermocouple, burner control unit, PID temperature control instrument and paperless recorder is used to realize the heating and control of the furnace temperature within a stable range of 5 degrees C in the range of process temperature.

【技术实现步骤摘要】
步进梁式铝合金轮毂棒坯锻前天然气加热炉
本技术涉及一种汽车铝合金轮毂棒坯的锻前天然气加热装备，尤其涉及一种步进梁式铝合金轮毂棒坯锻前天然气加热炉。
技术介绍
随着全球对环境问题越来越重视，作为排放大户，汽车的能耗一直是人们的关注焦点，全球主要汽车市场都在不断提高汽车的排放标准。为了降低能耗，减少排放，同时也顺应由燃料汽车向电动汽车转变，汽车轻量化是最佳的途径，也是汽车行业发展迫切的需求。轮毂是汽车中重要的零件，与轮胎配合组成车轮，它在工作中，除了受到车身正压力作用外，还要承受启动、制动、转向时各个方向的不规则受力，这就要求轮毂具有足够的强度和较高的耐疲劳性。相对传统的钢铁材料轮毂，采用铝合金材料制成的轮毂具有重量轻、能耗低、散热性好、舒适性高、外观精美等优点。铝合金是优质的结构件材料，经过热处理后屈强比高，重量轻。汽车轮毂采用铝合金，与钢制件比可以减轻约35％左右的重量，对汽车的轻量化、节能减排都具有突出的意义。由于铝合金具有相变区间窄、熔点低等材料特性，铝合金轮毂在成形前的棒坯加热对温度精度要求非常高，需要控制在工艺温度的±5℃范围内。为了满足汽车轮毂铝合金棒坯采用天然气加热的温度精度控制在工艺温度的±5℃范围内，需要对加热炉的燃烧系统、炉内传动机构等方面做专门研究与设计，以实现大尺寸铝合金轮毂棒坯的整个截面在工艺温度范围内均匀精确加热。首先，传统的铝合金加热炉一般采用电阻式加热，即将电阻加热器布置在两侧导风板和炉墙之间，循环风从风机出来后经过电阻加热器时被加热，然后再吹到炉膛加热工件。为了降低生产能源成本，考虑采用天然气加热方式，由于铝合金加热属于低温加热，考虑到温度均匀性要求较高，不能利用热辐射方式加热，只能采用以热风对流传热为主的加热方式加热工件，因而需要研究天然气烧嘴在设计有循环风机的炉膛里稳定燃烧技术。其次，传统设备多采用网带式或链式传动，工件在炉内前进时圆周方向没有转动，而热风吹到工件上的角度方向也是固定，这样对于加热大直径坯料时，容易形成圆周方向加热效果不同，导致工件截面圆周方向温度不一致，影响锻压成形时的性能一致性。为了保证轮毂棒坯加热时截面圆周方向加热均匀，需要研究棒坯在炉内传送技术，实现工件圆周方向自传，满足圆周方向受热均匀一致，为下一步锻压成形打好温度基础。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种步进梁式铝合金轮毂棒坯锻前天然气加热炉。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：本技术的步进梁式铝合金轮毂棒坯锻前天然气加热炉，包括炉体，所述炉体的顶部设有多个炉用高温热风循环风机，所述炉体的底部设有步进梁式棒坯传动装置，所述炉体前后炉口设有辊棒式传动辊道、工件位置检测装置和炉门，所述炉体内设有天然气燃烧系统和PID闭环温度系统，所述炉体内顶部和两侧壁设有导风板。由上述本技术提供的技术方案可以看出，本技术实施例提供的步进梁式铝合金轮毂棒坯锻前天然气加热炉，采用带护火筒的天然气烧嘴加热，采用炉用高温热风循环风机，采用炉膛顶部和两侧布置的导风板，采用带棒坯自传功能的步进梁式棒坯传动装置，采用辊棒式进出传动辊道，采用了升降式炉门，采用先进的PID闭环温控系统，能够满足铝合金轮毂棒坯在工艺温度范围内稳定实现全圆周方向截面±5℃的加热温度精度，可以用于汽车铝合金轮毂锻前高精度加热工艺过程。附图说明图1和图2分别为本技术实施例提供的步进梁式铝合金轮毂棒坯锻前天然气加热炉侧面剖视结构示意图和横截面结构示意图。图3为本技术实施例中步进梁式棒坯传动装置运送棒坯示意图。图中：1、炉体，2、高温循环风机，3、步进梁式棒坯传动装置，4、天然气烧嘴，5、导风板，6、进出辊道，7、电控系统。具体实施方式下面将对本技术实施例作进一步地详细描述。本技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本技术的步进梁式铝合金轮毂棒坯锻前天然气加热炉，其较佳的具体实施方式是：包括炉体，所述炉体的顶部设有多个炉用高温热风循环风机，所述炉体的底部设有步进梁式棒坯传动装置，所述炉体前后炉口设有辊棒式传动辊道、工件位置检测装置和炉门，所述炉体内设有天然气燃烧系统和PID闭环温度系统，所述炉体内顶部和两侧壁设有导风板。所述的步进梁式棒坯传动装置包括固定梁和步进梁，所述步进梁设有液压驱动装置和步进梁位置检测装置，所述液压驱动装置、步进梁位置检测装置与PLC组成闭环式的步进机构控制单元。所述辊棒式传动辊道连接有变频电机，所述辊棒式传动辊道、工件位置检测装置和变频电机与PLC组成工件进出料控制单元。所述的PID闭环温度控制系统包括由热电偶、烧嘴调功单元、PID温控仪表和无纸记录仪组成的温度控制单元。所述的天然气燃烧系统包括带护火筒的天然气烧嘴、点火电极、电磁阀、比例阀和电动蝶阀。本技术的步进梁式铝合金轮毂棒坯锻前天然气加热炉，采用步进梁式棒坯传动装置，实现工件前进时自旋转；采用带工件位置检测的辊棒式传动辊道，实现工件精确定位；采用带护火筒的天然气烧嘴加热，实现稳定可控燃烧；采用大风量炉用高温热风循环风机和顶部和两侧布置的导风板，实现热量充分混合的热风均匀吹入炉膛；采用具有PID功能的闭环温度控制系统，实现在400-600℃±5℃的工艺温度范围内稳定的加热与控制；通过以上措施，该步进梁式铝合金轮毂棒坯天然气加热炉可以用于大截面铝合金棒坯锻前高精度高精度加热过程。具体实施例：如图1至图3所示，本技术中工件炉内传动形式采用步进梁式，并通过行程控制，可以在棒坯在每一次的步进前进时，自传一定角度，实现棒坯截面圆周均匀受热，提高截面温度均匀性。本技术中，炉膛顶部和两侧设计有导流板，顶部导流板上设计为蜗壳式，提高循环风在两侧供给的均匀性，侧壁导流板设计为上下两端折45度弯，减小风压损失，保证了工件受热的均匀性。本技术中，为了提高燃烧稳定性和风机吸入热量均匀性，考虑到炉温低于600℃及炉膛较宽，对传统的天然气烧嘴结构进行改进，包括加长烧嘴管，增加了保护火焰的护火筒，保证烧嘴稳定可控燃烧，同时热量充分被循环风机吸走与炉气混合。本技术中，步进梁式棒坯传动装置通过液压驱动装置，步进梁位置检测装置、和PLC组成闭环式的步进机构控制单元，实现步进动作精确控制。通过辊棒式传动辊道、工件位置检测装置、PLC和变频电机组成工件进出料控制单元，实现工件进出动作位置精确控制，满足自动化生产要求。本技术中，通过热电偶、烧嘴调功单元、PID温控仪表和无纸记录仪组成的闭环温度控制系统，实现炉温在工艺温度范围内稳定±5℃的加热与控制。以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种步进梁式铝合金轮毂棒坯锻前天然气加热炉，其特征在于，包括炉体，所述炉体的顶部设有多个炉用高温热风循环风机，所述炉体的底部设有步进梁式棒坯传动装置，所述炉体前后炉口设有辊棒式传动辊道、工件位置检测装置和炉门，所述炉体内设有天然气燃烧系统和PID闭环温度系统，所述炉体内顶部和两侧壁设有导风板。

【技术特征摘要】
1.一种步进梁式铝合金轮毂棒坯锻前天然气加热炉，其特征在于，包括炉体，所述炉体的顶部设有多个炉用高温热风循环风机，所述炉体的底部设有步进梁式棒坯传动装置，所述炉体前后炉口设有辊棒式传动辊道、工件位置检测装置和炉门，所述炉体内设有天然气燃烧系统和PID闭环温度系统，所述炉体内顶部和两侧壁设有导风板。2.根据权利要求1所述的步进梁式铝合金轮毂棒坯锻前天然气加热炉，其特征在于，所述的步进梁式棒坯传动装置包括固定梁和步进梁，所述步进梁设有液压驱动装置和步进梁位置检测装置，所述液压驱动装置、步进梁位置检测装置与PLC组成闭环式的步进机构控制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贤君，张文良，罗平，苏航，贾巍，周彤，
申请(专利权)人：北京机电研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11