裝載機(jī)鏟刀刃在作業(yè)中，受強(qiáng)烈的沖擊和磨擦，要求有良好的韌性的耐磨性， 時(shí)鏟刀刃須與鏟斗底、側(cè)壁焊接，要求有良好的焊接性能 。大型裝載機(jī)的鏟刀刃尺寸很大，要保證熱處理后無(wú)顯著變形，其難度是很大的。因此，國(guó)產(chǎn)裝載機(jī)將鏟刀刃分為數(shù)段加工和熱處理，然后焊接組裝。而國(guó)外進(jìn)口的裝載機(jī)鏟刀刃是整體式的。為了提高國(guó)產(chǎn)裝載機(jī)的質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)能力，1993年廈門工程機(jī)械股份有限公司、山東工業(yè)大學(xué)工業(yè)爐研究所承接了國(guó)家重大引進(jìn)技術(shù)消化吸收項(xiàng)目的子項(xiàng)目――裝載機(jī)鏟刀刃熱處理及焊接工藝攻關(guān)材料性能論證。1996年1月研制成功，同年6月由國(guó)家機(jī)電部鑒定驗(yàn)收。
　　1 生產(chǎn)線組成及其技術(shù)關(guān)鍵
　　生產(chǎn)線由推料機(jī)、淬火爐、淬火壓床、中間輸送輥道、回火爐、末端輸送輥道、供水及冷卻系統(tǒng)、保護(hù)氣供氣系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)等組成。設(shè)備平面布置如圖1，主要技術(shù)參數(shù)見表1。

　　1.供氣系統(tǒng) 2.推料機(jī) 3.淬火加熱爐 4.供水及冷卻系統(tǒng) 5.淬火壓床 6.中間輸送輥道 7.回火爐 8.末端輸送輥道 9.微機(jī)控制系統(tǒng)
　　表1
　　設(shè)備名稱 技術(shù)參數(shù)
　　推料機(jī) 最大推力（KN）
　　推料速度（m/s）
　　最大移動(dòng)距離（mm） 117
　　0.2
　　4400
　　淬火爐 額定溫度（ºC）
　　額定功率（kW）
　　爐膛工作尺寸（mm）
　?。ㄩL(zhǎng)×寬×高）
　　氨氣純度（%） 950
　　144
　　3400×650×180
　　99.5
　　淬火壓床 標(biāo)稱壓力（KN）
　　活動(dòng)橫梁行程（mm）
　　最大供水量（m³/h） 2000
　　0-350
　　500
　　輸送輥道 傳輸速度（m/s） 0.26
　　回火爐 額定溫度（ºC）
　　額定功率（kW）
　　爐膛工作尺寸（mm）
　?。ㄩL(zhǎng)×寬×高）
　　工件輸送速度（%） 200
　　90
　　7600×650×180
　　0.26
鏟刀刃生產(chǎn)過(guò)程為：由推料機(jī)將待處理鏟刀刃推入淬火爐，在保護(hù)氣氛中加熱至920ºC，保溫1h后迅速推入淬火壓床，冷卻，再經(jīng)中間輸送輥道進(jìn)入回火爐，回火2h后送至末端輥道，處理完畢。
　　該生產(chǎn)線研制的主要技術(shù)關(guān)鍵是工件平衡輸送，少無(wú)氧加熱淬火后變形量很小，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。
　　1.1 工件輸送機(jī)構(gòu)
　　鏟刀刃是大型板件，采用推送式或輥棒式兩種方式輸送。當(dāng)采用推送式輸送時(shí)，吊車待處理工件吊到輥道上，把工件推入淬火爐加熱，該工件頂著爐內(nèi)已經(jīng)加熱好的工件，將其推出炕外，送到淬火壓床輥道上。當(dāng)推料小車推 到預(yù)定的位置后，觸動(dòng)限位開關(guān)，減速器反向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)小車返回原位。如此循環(huán)將工件推入、頂出淬火爐。采用輥棒式輸送量，鏟刀刃直接放在輥道上，隨四其的轉(zhuǎn)動(dòng)前進(jìn)。在淬火爐、淬 火壓床、回火爐中均采用該輸送方式。
　　 1.2 減少鏟刀刃熱處理變形的措施
　　 該生產(chǎn)線的技術(shù)關(guān)鍵是，保證鏟刀刃在淬火回火且的變形量控制在允許的范圍內(nèi)。我們選擇在淬火壓床下進(jìn)行淬火的方案，主要采取旭下技術(shù)措施。
（1）提高爐溫均勻性 淬火爐采用電熱輻射客加熱，通過(guò)理論計(jì)算，鏟刀刃淬火加熱時(shí)比歐數(shù)Bi<0.23，故將輻射管水平布置在鏟刀刃上方200mm處。淬火爐分前、中、后三區(qū)，各區(qū)獨(dú)立供電控溫，提高爐門字符封性，爐子兩端及爐門均選用耐火纖維預(yù)制件保溫。
　?。?）淬火床設(shè)有浮動(dòng)輸送輥道 大淬火壓床中設(shè)計(jì)了置于上下噴頭之間的可浮動(dòng)輸送輥道，在輸送工件時(shí)，輥道的工作面高度現(xiàn)淬火爐軌道面一致，待鏟刀刃送至淬火位置后，由壓床推動(dòng)橫梁下移使輸送輥道下移，并將鏟刀刃放置在下壓誠(chéng)意上該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)工亻由淬火爐到淬火壓床最快的傳遞，減少工件降溫。
　?。?）確定理想的噴水結(jié)構(gòu) 這里的關(guān)鍵問(wèn)題是解決好壓頭結(jié)構(gòu)和噴水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，壓頭結(jié)構(gòu)選用對(duì)置式，上下各16個(gè)壓頭，壓頭噴沙土孔的位置和孔大小，經(jīng)過(guò)多次噴水試驗(yàn)和改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)均勻噴水。按淬火工藝要求，淬火工件一旦就位，上下噴頭應(yīng)立即同時(shí)噴水且噴水量均勻。由于水泵遠(yuǎn)離淬火壓床，抽出的水要經(jīng)管道延時(shí)后才能到達(dá)噴頭；為此，設(shè)計(jì)了水包分水器，將其放在淬火壓床的這邊。水包始終充滿水，一旦水泵開動(dòng)，水包內(nèi)的水立即噴出，保證噴水的及時(shí)和均勻。
　　噴水系統(tǒng)通過(guò)改變5臺(tái)抽水泵的組合及調(diào)節(jié)32個(gè)水閥的開啟度，調(diào)節(jié)上下噴頭的噴水量。并通過(guò)PLC控制系統(tǒng)控制噴水冷卻時(shí)間，以便控制淬火組織的轉(zhuǎn)變。
　　1.3 保護(hù)氣氛的選用
　　淬火爐中保護(hù)氣氛的種類是根據(jù)其淬火前材料狀態(tài)及要求來(lái)確定的。因制作鏟刀刃的IE0912鋼板是軋制退火狀態(tài)，表面有一層氧化薄層，在淬火加熱時(shí)不應(yīng)再加重氧化，故選用99.5%的氨氣，這種氣氛對(duì)工件氧化少，且成本較低，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，無(wú)爆炸危險(xiǎn)。
　　1.4 生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制
　　該生產(chǎn)線選用日本歐姆龍系列模塊可編程控制器兒為PLC控制系統(tǒng)?？紤]到生產(chǎn)線周圍環(huán)境惡劣，且須對(duì)水、電、溫度、壓力、氣氛、時(shí)間及工件輸送等多種綜合因素進(jìn)生嚴(yán)格控制，做到動(dòng)作準(zhǔn)確，安全可靠，既方便操作，又 方便維修保養(yǎng)，因此該系統(tǒng)通過(guò)6個(gè)控制柜和3個(gè)操作臺(tái)連接整條生產(chǎn)線及其配套系統(tǒng)，即從推料機(jī)、淬火爐、淬火壓