CN110703825A

CN110703825A - 一种用于粉末冶金连杆工序余热的调控***

Info

Publication number: CN110703825A
Application number: CN201911009790.9A
Authority: CN
Inventors: 邓伟; 冀会平; 张涛涛; 董绍杰; 贾德文; 杨晓春; 施慧; 管方楞; 朱艳苹
Original assignee: YUNNAN XIYI INDUSTRY CO LTD
Current assignee: YUNNAN XIYI INDUSTRY CO LTD
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-01-17

Abstract

本发明公开了一种用于粉末冶金连杆工序余热的调控***，主要用于粉末冶金连杆在烧结、锻造、控制风冷工序中对余热、温度数据的调控。主要技术方案：该***包含A温度传感模组、B温度控制模组、C人机交互模组、D本地报警模组、E远程报警模组、F风机控制模组、G传送调节模组、主控模组、工控机及总线收发器，每个模组均与其它模组通过总线收发器相互连接，H主控模组单独连接工控机。本发明通过试用证明：从根本上克服了能源浪费、温度数据控制不准确的现象，达到节约能源，保障连杆质量，改善工作环境,提高生产效率，满足现代化生产的需求。

Description

一种用于粉末冶金连杆工序余热的调控***

技术领域

本发明涉及一种发动机连杆制造用的温度调控***，具体是一种用于粉末冶金连杆在烧结、锻造、控制风冷工序中对余热、温度数据的调控***。

背景技术

连杆是发动机的关键部件(见图1)，随着科技的快速发展，国际上采用高强度、低摩擦、轻量化的粉末冶金连杆(以下简称连杆),已逐渐走向市场。而国内因工艺水平和技术设备的限制，一直未能实现产业化生产，具体的制造技术未见报道,尤其是连杆在烧结、锻造、控制风冷工序中对余热温度的处理调控等核心技术还是空白。

我公司作为专业化发动机连杆生产的厂家,连杆制造的工艺流程(见图2)主要是:混合金属粉末、压制成型、烧结、锻造、控制风冷、检验等。实际操作中,烧结的炉内温度要求达到1250℃以上，靠色谱对比测量，烧结后的连杆有1250℃，冷却后进入下道工序锻造；锻造时要重新加热到锻造温度1150℃以上进行锻造，靠色谱对比测量，锻造完成后仍有850℃以上，冷却后进入下道控制风冷工序；控制风冷是将连杆加热至约950℃，以一定的速率降至约510℃。这样的加工制造存在以下缺陷，1、烧结工序的余热和锻造工序的余热没有较好的利用,造成浪费，不利于环保。2、过程中,每道工序的温度数据都要靠现场人工测量和简单的入口出口的控制，控制准确性差，直接影响到连杆金相组织出现缺陷及不稳定，导致废品的产生。3、温度数据控制只能现场进行,造成工作环境差和工作效率低下。这些技术难题急待解决。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题和目的是：针对目前连杆在烧结、锻造、控制风冷工序中存在的缺陷，进行技术改进，利用现代电子技术手段，设计一种用于粉末冶金连杆的工序余热、温度数据的调控***。从根本上克服能源浪费、温度数据控制不准确和工作效率低下的现象。达到节约能源，保障连杆质量，改善工作环境,提高生产效率，满足现代化生产的需求。

本发明的主要技术方案：该***包含A温度传感模组、B温度控制模组、C人机交互模组、D本地报警模组、E远程报警模组、F风机控制模组、G传送调节模组、H主控模组、工控机及总线收发器；其结构：A温度传感模组与B温度控制模组、C人机交互模组、D本地报警模组、E远程报警模组、F风机控制模组、G传送调节模组、H主控模组通过总线收发器相互连接，H主控模组与G传送调节模组、F风机控制模组、E远程报警模组、D本地报警模组、C人机交互模组、B温度控制模组、A温度传感模组通过总线收发器相互连接，每一个模组均与其它模组通过总线收发器相互连接，H主控模组单独通过总线收发器及网线连接工控机；每个模组除实现自己的功能外，通过总线收发器与其它各个模组进行数据通讯交换；使用中，H主控模组和工控机安装在办公室，综合各个模组的调控情况通过显示屏报告，其余模组均安装在车间的工作现场，通过显示屏报告该工序和各环节的调控情况。

本发明通过实际应用证明：完全达到研制目的，本发明能够将烧结后连杆余温直接进行锻造，锻造后的余温直接进行控制风冷,不须再加热，有效地节约了能源，节约用电百分之六十五以上；在烧结、锻造余温利用过程中，对连杆的烧结温度、锻造温度、模具温度、粉末冶金材料的相变温度等参数及环节，进行实时监控、自动调整与修正，并记录储存；处理后的连杆金相组织、硬度、机械性能全部达标、无裂纹、无应力反弹、扭曲度合格，有效地提高了产品质量，填补了国内粉末冶金连杆制造的空白；调控过程中，值守人员可以在现场或现场以外的地方通过屏幕监视，遇到异常情况发出报警，值守人员在较远的地方通过手机收到信息并及时进行处理，从而节省了成本。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细地描述。

图1，是粉末冶金连杆的示意图。

图2，是粉末冶金连杆的工艺流程图。

图3，是本发明的结构图，也是本发明的工作原理示意图。

图4，是本发明的烧结工序调控示意图，在烧结炉内装有炉内温度探头A1。

图5，是本发明的锻造工序调控示意图，在闭式锻造模具中装有锻造温度探头A2和模具温度探头A3。

图6，是本发明的控制风冷工序调控示意图，在控风冷装置中装有入口温度探头A4和出口温度探头A5。

具体实施方式

参照图3，对本发明的主要技术方案进行说明:该***包含A温度传感模组、B温度控制模组、C人机交互模组、D本地报警模组、E远程报警模组、F风机控制模组、G传送调节模组、H主控模组、工控机及总线收发器；其结构：A温度传感模组与B温度控制模组、C人机交互模组、D本地报警模组、E远程报警模组、F风机控制模组、G传送调节模组、H主控模组通过总线收发器相互连接，H主控模组与G传送调节模组、F风机控制模组、E远程报警模组、D本地报警模组、C人机交互模组、B温度控制模组、A温度传感模组通过总线收发器相互连接，每一个模组均与其它模组通过总线收发器相互连接，H主控模组单独通过总线收发器及网线连接工控机；每个模组除实现自己的功能外，通过总线收发器与其它各个模组进行数据通讯交换；使用中，H主控模组和工控机安装在办公室，综合各个模组的调控情况通过显示屏报告，其余模组均安装在车间的工作现场，通过显示屏报告该工序和各环节的调控情况。

参照图3，所述的A温度传感模组由温度传感器、传感器探头、显示屏(Lcd12864)组成；B温度控制模组由单片机控制器(STM32F103ZET6)、电信号转化电阻(4-20ma)、总线收发器(PCA82C250)、显示屏(Lcd12864)组成；C人机交互模组由单片机控制器(STM32F103ZET6)、总线收发器(PCA82C250)、显示屏(Lcd12864)、按键组成；D本地报警模组由单片机控制器(STM32F103ZET6)、总线收发器(PCA82C250)、Mos管(2sc2233)、报警器(LTA-505-3TJ)、显示屏(Lcd12864)组成；E远程报警模组由单片机控制器(STM32F103ZET6)、总线收发器(PCA82C250)、远程无线通信模块(GPRS)、通信模块(SIM800C)、显示屏(Lcd12864)组成；F风机控制模组由单片机控制器(STM32F103ZET6)、总线收发器(PCA82C250)、数模转换器(DA芯片TLV5631)、显示屏(Lcd12864)组成；G传送调节模组由单片机控制器(STM32F103ZET6)、总线收发器(PCA82C250)、数模转换器(DA芯片TLV5631)、显示屏(Lcd12864)组成；H主控模组由单片机控制器(STM32F103ZET6)、总线收发器(PCA82C250)、串行通讯芯片(ST3232)、显示屏组成；工控机(研华IPC-610)。以上模组专门为调控***设计，模组的元器件均为市场购置，自行组装而成。

参照图3、4、5、6，本发明的具体使用操作：一、首先将烧结、锻造、控制风冷工序用的的烧结炉、闭式锻造模具和控风冷装置(自制设备)，通过连接板和输送带按顺序有机地联接起来，形成一条生产流水线；二、根据烧结、锻造、控制风冷工序的技术要求，确定烧结的炉内温度1250—1300℃(见图4)、连杆锻造温度1150—1200℃(见图5)、闭式锻造模具温度150—200℃(见图5)、控风冷装置的入口处温度850—950℃(见图6)、控风冷装置的出口处温度510-560℃(见图6)、设定控制风冷的温度冷却曲线；三、将炉内温度探头A1、锻造温度探头A2、模具温度探头A3、控制风冷入口温度探头A4、控制风冷出口温度探头A5，分别接入A温度传感模组的输入端；四、将五个标准温度参数设定值和标准温度冷却曲线输入A温度传感模组和C人机交互模组；五、调控***开始工作，在烧结工序中加热时温度正常，自动流入锻造工序，锻造工序中(不用加热)温度正常，自动流入控制风冷工序，控制风冷工序中(不用加热)温度正常和温度冷却曲线在设定的曲线范围内，说明各道工序控制合格，否则不能自动流入下一道工序并报警提醒。

参照图5，所述的闭式锻造模具，是在由下模座1、下模2、上模4、上模座5组成的开放式锻造模具基础上，在下模上方，安装一个与下模吻合的框架6，主要是起保温和避免连杆3的锻渣从水平方向飞出。

参照图3，本发明的工作原理：1、当A温度传感模组接收到温度探头A1、A2、A3、A4、A5的传输信号通过转换后，判断温度是否超出已设定的标准温度范围，把结果发给C人机交互模组和H主控模组，主控模组进行报警控制、数据储存与转发。2、通过总线收发器将A温度传感模组中的信息传输给B温度控制模组，通过传输信号转换后，温度经过控制器运算，把模拟控制量直接发给C人机交互模组、F风机控制模组及G传送调节模组，如果控制异常，直接通知D本地报警模组和E远程报警模组。3、利用C人机交互模组，通过按键设置温度冷却参数曲线与控制参数、报警次数，实时显示工序加热温度，工序余热温度，并与标准的温度设定参数进行对比分析，为后续实现实时调控做好数据处理。4、D本地报警模组接到以上的信息，自动做出分析和判断后，做出是否启动报警模组的指令和将A温度传感模组的信息进行实时显示，实现现场温度实时监控和异常情况的报警，接受其它模组报警信息，控制发送信息到H主控模组与E远程报警模组(包含有关人员的手机)。5、根据现场监控和报警信息，接收B温度控制模组的控制量，F风机控制模组和G传送调节模组，通过转化器输出控制变频器来自动调节对控风冷装置的传输带速度、风机的电机转速，进行实时调控，实现对工序温度的自动化调整，确保温度冷却曲线在设定的曲线范围内。6、通过主控模组监控、协调各个模组，并通过总线收发器传输数据到工控机，工控机接收后，储存到数据库(SQL)。

本发明已对XY-1602、JD-402、HLN-030等多种型号的粉末冶金连杆工序进行余热和温度数据的调控，效果较好，完全达到研制目的。

Claims

1.一种用于粉末冶金连杆工序余热的调控***，其特征在于：包含A温度传感模组、B温度控制模组、C人机交互模组、D本地报警模组、E远程报警模组、F风机控制模组、G传送调节模组、H主控模组、工控机及总线收发器；其结构：A温度传感模组与B温度控制模组、C人机交互模组、D本地报警模组、E远程报警模组、F风机控制模组、G传送调节模组、H主控模组通过总线收发器相互连接，H主控模组与G传送调节模组、F风机控制模组、E远程报警模组、D本地报警模组、C人机交互模组、B温度控制模组、A温度传感模组通过总线收发器相互连接，每一个模组均与其它模组通过总线收发器相互连接，H主控模组单独通过总线收发器及网线连接工控机；每个模组除实现自己的功能外，通过总线收发器与其它各个模组进行数据通讯交换；使用中，H主控模组和工控机安装在办公室，综合各个模组的调控情况通过显示屏报告，其余模组均安装在车间的工作现场，通过显示屏报告该工序和各环节的调控情况。

2.根据权利要求1所述的用于粉末冶金连杆工序余热的调控***，其特征在于：使用操作步骤为，一、首先将烧结、锻造、控制风冷工序用的的烧结炉、闭式锻造模具和控风冷装置，通过连接板和输送带按顺序有机地联接起来，形成一条生产流水线；二、根据烧结、锻造、控制风冷工序的技术要求，确定烧结的炉内温度1250—1300℃、连杆锻造温度1150—1200℃、闭式锻造模具温度150—200℃、控风冷装置的入口处温度850—950℃、控风冷装置的出口处温度510-560℃、设定控制风冷的温度冷却曲线；三、将炉内温度探头A1、锻造温度探头A2、模具温度探头A3、控制风冷入口温度探头A4、控制风冷出口温度探头A5，分别接入A温度传感模组的输入端；四、将五个标准温度参数设定值和标准温度冷却曲线输入A温度传感模组和C人机交互模组；五、调控***开始工作，在烧结工序中加热时温度正常，自动流入锻造工序，锻造工序中温度正常，自动流入控制风冷工序，控制风冷工序中温度正常和温度冷却曲线在设定的曲线范围内，说明各道工序控制合格，否则不能自动流入下一道工序并报警提醒。