鍛造加熱溫度分區控制系統的制作方法
【專利說明】
[技術領域]
[0001]本實用新型涉及鍛造技術領域，具體地說是一種鍛造加熱溫度分區控制系統。[【背景技術】]
[0002]鍛造領域中的常規工藝流程是:機器人上料—進料輸送鏈、夾輥送料—棒料加熱—快速出料—紅外測溫—機器人分選棒料—鍛壓，而在這個過程中棒料加熱是整個工藝的核心部分，因為棒料如果不能加熱到理想的鍛壓溫度或者是棒料的芯表溫差過大都會造成無法鍛壓出合格的產品。
[0003]目前，在國內通常采取的加熱方式是燃燒式蓄熱爐對棒料加熱和利用SCR(可控硅)的中頻感應爐對棒料進行加熱。隨著感應加熱設備技術的發展，IGBT模塊作為感應加熱爐的變頻核心部件被應用，這種設計可以實現棒料溫度的分區控制，也就是說在不同的區域加載到棒料上面的功率是不同的，能夠實現節能、氧化皮少，棒料芯表溫差小等優點。所以一經投入并將逐步代替傳統的棒料加熱方式。
[【實用新型內容】]
[0004]本實用新型的目的就是要解決上述的不足而提供一種鍛造加熱溫度分區控制系統，能夠實現在不同的區域對功率、頻率進行科學的分配，即在加熱區加載較大的功率和較低的頻率，使溫度得以迅速提升。
[0005]為實現上述目的設計一種鍛造加熱溫度分區控制系統，包括上料機器人1、傳輸鏈
2、傳輸電機3、夾送輥4、中頻加熱裝置和接料機器人5，所述上料機器人I設置于傳輸鏈2的輸入端，所述傳輸鏈2的輸出端連接夾送輥4，所述傳輸鏈2通過傳輸電機3驅動，所述夾送輥4的出料端連接中頻加熱裝置，所述中頻加熱裝置包括感應加熱線圈6和IGBT電源模塊7，所述感應加熱線圈6設有至少兩個，至少兩個所述感應加熱線圈6之間相互獨立，并分別與IGBT電源模塊7連接，所述中頻加熱裝置的出料端設有接料機器人5。
[0006]所述夾送輥4上連接有用于調節其夾緊力的壓縮空氣管路8。
[0007]還包括用于檢查棒料表面溫度的測溫裝置9，所述夾送輥4與感應加熱線圈6之間、以及感應加熱線圈6與接料機器人5之間均設置有測溫裝置9。
[0008]所述感應加熱線圈6分別與冷卻水管10連通。
[0009]所述中頻加熱裝置設有三段，分別為預加熱段、中間加熱段以及終端加熱段，所述感應加熱線圈6設有三個，三個所述感應加熱線圈6的匝數相同。
[0010]本實用新型同現有技術相比，結構新穎、簡單，設計合理，利用IGBT電源模塊作為變頻核心部件，可以實現在不同的區域對功率、頻率進行科學的分配，即在加熱區加載較大的功率和較低的頻率，使溫度得以迅速提升;在保溫區能夠實現溫度的合理保持，在均熱區實現棒料溫度在棒料內的科學滲透，最終實現棒料的芯表溫差非常小，接近一致；由于不同區域加載的功率不同，使得功率的分配更加科學、更加合理，因此不會造成能源的浪費，能夠起到極大的節能效果。此外，本實用新型所述的鍛造加熱溫度分區控制系統不會產生煙氣等污染源，從而不會對環境造成破壞，可廣泛應用于汽車曲軸、齒輪等鍛造領域，也可以應用于工程機械鍛造件實型鍛造技術領域。
[【附圖說明】]
[0011]圖1是本實用新型的結構不意圖一；
[0012]圖2是本實用新型的結構示意圖二；
[0013]圖中:1、上料機器人2、傳輸鏈3、傳輸電機4、夾送輥5、接料機器人6、感應加熱線圈7、IGBT電源模塊8、壓縮空氣管路9、測溫裝置10、冷卻水管。
[【具體實施方式】]
[0014]下面結合附圖對本實用新型作以下進一步說明:
[0015]如附圖所示，本實用新型包括:上料機器人1、傳輸鏈2、傳輸電機3、夾送輥4、中頻加熱裝置和接料機器人5，上料機器人I設置于傳輸鏈2的輸入端，傳輸鏈2的輸出端連接夾送輥4，傳輸鏈2通過傳輸電機3驅動，夾送輥4的出料端連接中頻加熱裝置，中頻加熱裝置包括感應加熱線圈6和IGBT電源模塊7，感應加熱線圈6設有至少兩個，至少兩個感應加熱線圈6之間相互獨立，并分別與IGBT電源模塊7連接，中頻加熱裝置的出料端設有接料機器人5。
[0016]其中，夾送輥4上連接有用于調節其夾緊力的壓縮空氣管路8;還包括用于檢查棒料表面溫度的測溫裝置9，夾送輥4與感應加熱線圈6之間、以及感應加熱線圈6與接料機器人5之間均設置有測溫裝置9;感應加熱線圈6分別與冷卻水管10連通；中頻加熱裝置設有三段，分別為預加熱段、中間加熱段以及終端加熱段，感應加熱線圈6設有三個，三個感應加熱線圈6的匝數相同。
[0017]本實用新型能夠實現在鍛造加熱系統中溫度分區的功能。上料機器人的功能是將事先準備好的需要加入的棒料放置到傳輸鏈上，傳輸鏈負責將棒料在傳輸電機的帶動下運抵夾送輥，再由夾送輥將棒料送入感應加熱線圈。通過IGBT電源模塊對線圈上面加載的是中頻感應電，當棒料進入線圈時，也就是需要被加熱的負載進入了線圈，棒料在中頻電源的感應下通過渦流被加熱。當棒料被加熱到理想溫度時，通過傳輸鏈運抵分選棒料機器人進行分選。測溫裝置是檢查棒料表面溫度的檢查元件，冷卻水管是線圈及電源冷卻的部件，通過調節壓縮空氣的力，就可以通過壓縮空氣管路調節夾送輥的夾緊力。
[0018]加熱工藝的優劣以及重復精度對鍛壓成形工藝有重要影響。首先，必須確保坯料具有成形所需的合理熱焓值。其次，軸/徑向溫度分布均勻。但是這與氧化皮與粘接問題降低的要求相矛盾。另外一個引起高度重視的是與日益上升的能耗成本背景相關的節能問題。再有，加熱系統的長度也受到廠房的空間大小約束。因此，根據客戶要求以及適應加熱工藝是獲取高度可靠性和生產效率至關重要。
[0019]加熱效果與加熱線的總長度，線圈的數量和功率，以及頻率都有重要關系。對于單一電源加熱的加熱系統，只能實現對某一特定規格，特定產量條件下的還料加熱單獨設計與之相適應的最優化的溫度分布，最小氧化皮以及最低的粘接率和能耗。這可以通過選擇合適的線圈匝數以及工作頻率(單一電源，單一頻率)來實現，由于頻率單一，無法采用最優化的頻率加熱不同加熱工藝階段的坯料。比如對于坯料最初預熱階段，此時坯料還處于鐵磁體狀態，比較適合采用低頻率加熱以便不僅僅加熱坯料的表層，同時也深入加熱坯料內部。在加熱的中間階段，坯料表面溫度介于居里溫度和所需的鍛造溫度之間，此時適合采用比預熱階段高的頻率加熱以降低能耗。在最后階段，主要目的是彌補表面與中心溫度之間的溫差以獲得理想的軸/徑向溫度分布。這時需要最高的工作頻率以補償表面散熱。采用獨立控制，以不同頻率向各個線圈獨立供電的新技術后，盡管各個階段所需功率不同，我們仍能采用匝數相仿的線圈。這樣，同一線圈可以用于任何加熱階段，從而有效減少備用線圈數量要求。
[0020]多電源概念基于IGBT變頻電源技術。在模塊化變頻電源中，每個IGBT單元是一個250KW的變頻電源裝置。各個模塊可以根據加熱工藝要求自由組合以便每個線圈獲得所需的功率。通常情況下，每個線圈可以由最多3個模組的IGBT向該加熱區間提供所需功率。在其后的加熱區間一般要求較低的功率，因此所用的IGBT模組也較少。加熱最后階段的保溫由單個250KW的IGBT模塊。設計思路是每個加熱階段的加熱能力獨立于線圈設計。各模塊相互連接，從而獲得加熱工藝所需的功率大小、頻率的高低，以便實現穩定分區控制的目標。
[0021]本實用新型并不受上述實施方式的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種鍛造加熱溫度分區控制系統，其特征在于:包括上料機器人(I)、傳輸鏈(2)、傳輸電機(3)、夾送輥(4)、中頻加熱裝置和接料機器人(5)，所述上料機器人(I)設置于傳輸鏈(2)的輸入端，所述傳輸鏈(2)的輸出端連接夾送輥(4)，所述傳輸鏈(2)通過傳輸電機(3)驅動，所述夾送輥(4)的出料端連接中頻加熱裝置，所述中頻加熱裝置包括感應加熱線圈(6)和IGBT電源模塊(7)，所述感應加熱線圈(6)設有至少兩個，至少兩個所述感應加熱線圈(6)之間相互獨立，并分別與IGBT電源模塊(7)連接，所述中頻加熱裝置的出料端設有接料機器人(5)。2.如權利要求1所述的鍛造加熱溫度分區控制系統，其特征在于:所述夾送輥(4)上連接有用于調節其夾緊力的壓縮空氣管路(8)。3.如權利要求1或2所述的鍛造加熱溫度分區控制系統，其特征在于:還包括用于檢查棒料表面溫度的測溫裝置(9)，所述夾送輥(4)與感應加熱線圈(6)之間、以及感應加熱線圈(6)與接料機器人(5)之間均設置有測溫裝置(9)。4.如權利要求3所述的鍛造加熱溫度分區控制系統，其特征在于:所述感應加熱線圈(6)分別與冷卻水管(10)連通。5.如權利要求4所述的鍛造加熱溫度分區控制系統，其特征在于:所述中頻加熱裝置設有三段，分別為預加熱段、中間加熱段以及終端加熱段，所述感應加熱線圈(6)設有三個，三個所述感應加熱線圈(6)的匝數相同。
【專利摘要】本實用新型涉及一種鍛造加熱溫度分區控制系統，包括上料機器人(1)、傳輸鏈(2)、傳輸電機(3)、夾送輥(4)、中頻加熱裝置和接料機器人(5)，上料機器人(1)設置于傳輸鏈(2)輸入端，傳輸鏈(2)輸出端連接夾送輥(4)，傳輸鏈(2)由傳輸電機(3)驅動，夾送輥(4)出料端連接中頻加熱裝置，中頻加熱裝置包括感應加熱線圈(6)和IGBT電源模塊(7)，感應加熱線圈(6)設有至少兩個，該感應加熱線圈(6)之間相互獨立，并分別與IGBT電源模塊(7)連接，中頻加熱裝置出料端設有接料機器人(5)；本實用新型能夠實現在不同的區域對功率、頻率進行科學的分配，即在加熱區加載較大的功率和較低的頻率，使溫度得以迅速提升。
【IPC分類】B21K29/00
【公開號】CN205200446
【申請號】CN201520989819
【發明人】姜興華
【申請人】埃博普感應系統（上海）有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月2日