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1、过盈热转配工业设备中有许多重要零部件是用厚壁圆筒过盈热装 配后加工而成的，一般都由心轴、闷头、厚壁圆筒体采用高 温过盈热装配工艺，将圆筒两头加热到500600，把闷头 热装配在滚筒内，按照热胀冷缩原理，待圆筒自然冷却后将 闷头抱合成一体;机械加工时,为了尽可能减小动平衡误差， 以圆筒外径为定心基准加工两头心轴外圆。这样,一方面降 低了圆筒零件的加工成本,减小了心轴与圆筒的不同轴度误 差，还减轻了零件自重，节省了材料。因此是机械加工行业最 常采用的制造工艺。在上述制造工艺中，厚壁圆筒两端加热是实现热装配工 艺的关键，许多工厂采用烧焦碳地炉的落后工艺，浪费了能 源，影响了环保，工人劳动强度大，生产
2、效率低，安全条件差， 特别是一些直径较大的圆筒,因焦碳埋不住筒体，造成加热 不均匀、过烧等问题，常需多次返工才能勉强装配，严重影响 了产品质量，是亟待解决的工艺难题。为此，笔者在郑州纺织 机械厂参与了厚壁圆筒过盈热装配炉的工艺方案研讨与设 备设计。2相对落后的热装配加热工艺在调研中，看到有些厂家采用开放式煤气（或天然气）地 炉的加热方案，经实地考察，虽然此方案满足了流水线作业 的要求，但大气式烧咀发热量低,多用于铸工造型烘干，用在 地炉上效果极差,经常是贴近火焰的零件表面温度高，一旦 转到上面,温度严重下降，加热极不均匀;加上保温措施不利, 只能勉强用于小直径的圆筒加热,且零件表面氧化严重,加
3、 热温度不够高，现场工人反映不如原有的焦碳地炉好用。 另外，也看到一些厂家采用的专用台车式炉加热方案，此方 案加热温度比较均匀、到位，但不符合流水线作业要求，台车 一次加热辊筒太少，工作效率太低;加热辊筒多了，装到最后 温度下降太多，影响装配效果;工人高温操作环境恶劣，劳动 强度大，卸车工作条件危险;装料较多或加热大直径圆筒时， 炉膛透热面积较大，热损失较多，加热效率上不去。此方案因 工作效率低，工人劳动强度大，尽管在许多工厂使用，也不受 现场工人欢迎。3热装配专用设备的工艺方案及结构设计根据上述方案的调查比较，按照流水线作业的工艺要求, 提出了新的设计方案如图2所示。采用炉底、后墙、炉顶3
4、面固定，炉前面、两侧面共3个活动炉门随机调整密封的炉 型结构。炉底地沟采用耐火砖砌制；地沟以上后墙、炉顶采 用硅酸铝耐火纤维轻型结构。具体作法是:先用槽钢、角钢 型材焊成炉体钢架，在钢架上焊接固定钢板网（也可以是粗 铁丝网，但镀锌铁丝不太好焊接），用细铁丝把耐火纤维压缩 块临时捆扎在钢板网上,再用专用的耐火泥粘接剂外敷在炉 后墙和炉顶表面，透过钢板网孔粘接固定硅酸铝耐火纤维， 形成严密的隔火炉墙，待耐火泥粘接剂干结后形成坚硬的墙 皮壳体，既保护了硅酸铝耐火纤维使之免于风化和受潮,又 密封了炉墙炉顶,形成可靠的轻型炉顶(此外，采用传统耐火 砖炉型，很难作成单墙体悬空吊顶)。从而实现了炉底、炉顶、
5、 炉后墙3面固定的设计要求。炉体两侧及前面有3扇吊装活 动炉门,根据炉膛进料出料要求随机启动两侧活动炉门，而 后随时封闭；再根据圆筒直径调整前门开启高度，最大限度 地减少炉膛热量损失，提高加热效率。炉膛采用上3下4共7 个烧咀供热,最大耗气量为700 m3 h。在加热小直径圆筒时, 可只采用地沟里的4个烧咀供热;加热大直径圆筒时，上下7 个烧咀同时供热,提高了炉体适应能力，增加了圆筒与火焰 的接触面积与时间，有效提高了加热速度。此炉汇集了流水 线地炉与台车式炉窑的优势,在炉型设计上有所创新。1993年4月，该设计项目按图纸施工就绪后,一次试炉成 功，经10 a的实际使用，充分显示了各方面的优越
6、性,具体表 现为以下几点：(1) 与原焦碳地炉相比，生产效率提高3倍左右。(2) 该热装配专用炉的设计成功，可从根本上彻底结束 热装配工艺直接烧煤的落后作业方式,改善了现场操作工人 的劳动条件，大大降低了操作工人的劳动强度,改善了周围的工作环境，消除了粉尘污染。(3) 经初步测定，该热装配专用炉热效率在15%以上。图2过盈热装配专用加热炉4进一步改进意见(1) 以前采用烧咀仍是20世纪50、60年代使用的低压 煤气烧咀。如能选用新型节能型燃烧装置，定可进一步提高 热效率，降低能耗。(2) 基于热装配流水作业的特点，决定了该炉型只能开 放性燃烧，不论炉体是否设计烟道,烟气都会通过圆筒出现 在炉前，造成高温;在炎热的夏天，炉前工况仍不十分理想, 仍需要进一步强化炉前的通风配套设施。(3) 虽然该炉型一次试炉成功,但期间风险重大,如烧咀 阀门不严或炉前通风不良，形成炉前煤气淤积，贸然点火就 会造成严重的人身伤亡事故。故笔者建议，一定要特别重视 炉前配套通风设施的完善、可靠性。(4) 为防止炉顶、后墙透火,硅酸铝耐火纤维的施工可靠 性至关重要，所以，必须由有经验的人来施工，避免炉体工作 时透火，造成电线、煤气管道受热，形成难以想象的重大工伤 事故和损失。
