[發明專利]一種應用于真空氣體表面熱處理過程的智能監控方法及監控系統

有效

• 申請號: 202010034300.7
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111045377B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 顏志斌;朱煜;蔣佩洋;盧世寧;龍沖
• 申請（專利權）人: 貴州航天精工制造有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;C23C8/20;C23C8/24;C23C8/30
• 代理公司: 遵義浩嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 52112
• 代理人: 石文義

1.一種應用于真空氣體表面熱處理過程的智能監控方法，其特征在于：所述智能監控方法是利用杠桿原理，將真空滲碳、滲氮和碳氮共滲過程的增重數值傳輸到處理器PC端(1)；處理器PC端(1)根據增重數值導入熱力學模型、動力學模型數據庫，從而計算出最佳的工藝參數，由控制系統(3)控制真空熱處理爐(4)按工藝參數執行；具體監控方法為：處理器PC端(1)接收增重測量裝置(2)傳輸的實時數值信息，處理器PC端(1)先保存接收的數值信息，然后再將數值信息導入熱力學模型、動力學模型數據庫，根據導入的數值信息，利用origin軟件中的Non-linear Curve Fit 功能對動力學曲線進行擬合，經擬合后得到氣固反應動力學模型相關系數R2；根據擬合的相關系數自動判定匹配，確定相應的溫度、氣體壓力及時間相關工藝參數；最后將計算出的最佳溫度、氣體壓力及時間相關工藝參數傳輸至控制系統(3)，通過控制系統(3)來控制真空熱處理爐(4)中的相應設備，實現對真空熱處理爐(4)中的工件熱處理，通過增重測量裝置(2)反映工件在熱處理過程中的實時增重；

其中所述增重測量裝置(2)包括有第一內六角緊固螺釘(21)、測量件(22)、杠桿(23)、卡盤前蓋(24)、活動卡爪(25)、第二內六角緊固螺釘(26)、壓力傳感器(27)、安裝座(28)、第三內六角緊固螺釘(29)、第四內六角緊固螺釘(210)、頂針環(211)、支點銷(212)、第五內六角緊固螺釘(213)、卡盤后蓋(214)、內六角調節齒輪(215)和卡爪驅動齒輪(216)；

所述測量件(22)與真空熱處理爐(4)中待表面處理的工件材料一致，并在其端面有一通孔，用于安裝固定測量件(22)；所述測量件(22)通過第一內六角緊固螺釘(21)安裝固定于杠桿(23)的前端面；

所述杠桿(23)兩端設有用于安裝緊固的螺紋孔，并在其中一端柱面設有一通孔，用于安裝所述支點銷(212)；所述杠桿(23)沿所述卡盤前蓋(24)及卡盤后蓋(214)的軸向設置；

所述卡盤前蓋(24)和卡盤后蓋(214)均設置為圓盤狀結構，在所述卡盤前蓋(24)中設有與卡盤后蓋(214)中位置及大小相一致的第一、第二孔位，并在其端面沿其徑向均布有多個大小一致的方形凸臺，并在所述方形凸臺開有方形孔，所述活動卡爪(25)的一端位于方形孔中；在所述卡盤前蓋(24)中的小圓柱面的頂端沿第一孔位的中心設有一個方形臺階，在方形臺階上開有一個半圓柱形的卡位，通過所述卡位用于安裝支點銷(212)；在所述卡盤后蓋(214)端面設有沿其軸線平行的第一、第二孔位通孔，第三、第四孔位的螺紋孔以及徑向的螺紋通孔，所述內六角調節齒輪(215)的一端位于第二孔位中；卡盤前蓋(24)和卡盤后蓋(214)之間通過第五內六角緊固螺釘(213)相連接；

所述活動卡爪(25)設置為T形結構，并在T形的底部設有螺距，所述螺距與所述卡爪驅動齒輪(216)中的平面螺紋相匹配，且T形的底部截面與所述卡盤前蓋(24)徑向的方形孔相一致；

所述安裝座(28)的底座上設有第一、第二孔位，所述第一、第二孔位用于與所述卡盤后蓋(214)中的第三、第四孔位的螺紋孔相配合，并在安裝座(28)的頂端開有第三孔位通孔和螺紋通孔；所述安裝座(28)通過第二內六角緊固螺釘(26)與所述卡盤后蓋(214)相連接；

所述壓力傳感器(27)通過第三內六角緊固螺釘(29)固定于安裝座(28)中，用于測量所述測量件(22)在表面熱處理時的實時增重情況，并將數據傳輸至處理器PC端(1)；

所述頂針環(211)為圓柱面并具有頂針的圓形墊圈，所述頂針環(211)通過第四內六角緊固螺釘(210)固定于所述杠桿(23)的后端面；

所述支點銷(212) 穿過杠桿(23)柱面上的通孔，作為杠桿(23)的支點；

所述內六角調節齒輪(215)兩端面中心軸位置各設有一個凸出圓柱軸，用于配合所述卡盤前蓋(24)及卡盤后蓋(214)中的孔位，并在其一端設有內六角孔；

所述卡爪驅動齒輪(216)為圓周有齒且一端面有平面螺紋的圓盤結構，并在其中心有通孔，所述通孔的直徑與所述卡盤后蓋(214)中第一孔位的直徑相等。

2.根據權利要求1所述的一種應用于真空氣體表面熱處理過程的智能監控方法，其特征在于：所述實時增重數值信息為所述增重測量裝置(2)中的測量件(22)在真空熱處理爐(4)中，在表面熱處理滲碳、滲氮和碳氮共滲過程中，為實時增重的數值按設定比例放大后的數值信息。