如何提高螺旋灯的烤管质量贾如正( 新乡市电光机械厂孙文俊河南新乡4 5 3 0 0 2 )由于螺旋灯涂粉工艺中使用的黏合剂以及所用玻管材质的不同，在烤管时所需烤管的温度也不同，这就给烤管工艺提出了更高的要求，如何在烤管工艺中将水分、黏合剂等杂质经过合理的温度加热处理后，使其全部“燃烧”挥发掉，对提高灯的品质有着十分重要的意义。目前，螺旋灯常用的烤管设备有两种形式：( 1 ) 隧道式，( 2 ) 圆盘间歇转动式。隧道式制造简单，价格便宜，但由于长度较长( 一般在8 1 6 m ) ，占地面积窄长，对厂房有一定的要求，且能源损失较圆盘间隙转动式大。圆盘间歇转动式虽然制造要求较隧道式复杂，但占地面积小，能源损失较小，维修方便，且易配套成线使用，已被大多数制灯企业所认同。加热使用的能源有燃气和石英管电炉丝远红外加热两种形式，由于后种加热方式对炉内温度的控制较燃气容易，且易实现自动化控制，因而容易控制不同黏合剂及玻管材质所需的烤管温度，易提高烤管的质量，且较为清洁，已广泛在隧道式和圆盘式设备上使用。图1 为隧道式烤管设备示意图，图2 为常用的K 1 0 0 型圆盘问转动歇式烤管设备局部图。图l 隧道式烤管示意图1 排气孔2 驱动链条3 石英管电热丝4 支架5 保温层6 吹热风管综观两种设备烤管原理，均为烤箱内外两侧的远红外石英管电炉丝向中间运行的灯管进行辐射加热，当灯管的温度达到黏合剂所需分解的温度时( 不同黏合剂所需的分解温度不同，因此，应根据所用黏合剂和玻管的材质，确定在什么温度状态下开始吹风) ，灯管内黏合剂开始反应、挥发、被“燃烧“ 掉，这时，向灯管内吹入适当的热风，将灯管内被“燃烧“ 掉的杂质气体吹掉，经高温烘烤处理，再向灯管内吹入热风，这样反复加热、吹热风，进一步使杂质气体逐步挥发掉或使残余杂质成分的含量降为最低，逐渐冷却至常温，完成烤管工艺要求的。这两种设备都有一个共同的特点，就是灯管在烘烤运行中是被动的，宏观上灯管内部有效发光区域的荧光粉被烘烤的相对“均匀”，但微观上则是不均匀的。如图3 所示，这是因为灯管在烘烤运行中，灯管是固定在支架上的，是不会转动的，因此灯管的外表面所受到两侧远红外线辐射的程度是不均匀的，A 、B两点大于C 、D 两点，虽然对点灯没有影响，但微观上对发光机理是有影响的。反过来我们再看这两种设备的优缺点。隧道式：优点是灯管的A 和B ，C 和D 两点所受到的辐射是对称的，但A 、B 两点大于C 、D 两点；缺点是灯管的两只管脚在加热时易变形，灯管的圈数越多变形越大，灯管的挂钩宽，两只灯脚的变形小，挂钩窄变形大，且灯管易晃动，不易吹进热风，而挂钩的宽窄对灯管顶端的有效发光区域在烘烤中有遮挡，宽了影响大，窄了影响小，均影响灯的品质。圆盘间歇转动式：优点是解决了灯管的支架问题，使灯管的有效发光面均裸露在远红外线的辐射中，由于采用管脚定位，减小了两只管脚的变形，且易控制吹热风量的大小，减少了能源损失；缺点是灯管的有效发光面所受到的热辐射不对称，见图2 。高温烘烤箱及吹风装置俯视图图2K 1 0 0 型螺旋灯烤管机局部视图1 夕h 烤箱2 远红外加热石英管3 内烤箱4 热风管道5 配电接头6 烤箱上盖7 硒英管支架8 头子9 内烤箱支架1 0 转盘1 1 支架1 2 外烤箱支架1 3 接管灯管运动方向l三A 9 三总体上讲，圆盘间歇式要优于隧道式。但要进一步提高螺旋灯的品质，就必须在烤管设备上进一步改进完善，使螺旋灯有效发光区域( 整个外表面) 烘烤的状况趋于“绝对均匀”，使荧光粉中杂质的含量降为最低或趋于零最为理想，这就是我们要解决的问题。因此，我们受到微波炉烤香肠的启发，在K 1 0 0 型烤管机设计的基础上，构思出了K 8 0 型烤管机设计结构。首先我们要解决的问题是，将K 1 0 0 型烤管机的缺点头子上支撑两只灯管改为支撑一只灯管，为不减少产量，同时为确保烤管时间的要求，将头子改为双工位，即在圆盘上8 0 分度1 6 0 个工位( 8 0 分度是根据设备如何完成烤管工艺要求，经过综合分析计算确定的，下面将论证) ，这样不仅缩小了烤箱内部的空间，而且在不增大烤箱外部尺寸的基础上，加厚了保温层，迸一步减少了能源的损失，同时使灯管得到来自烤箱两侧远红外的辐射趋于均衡。其二是头子机构的设计，见图4 。图4K 8 0 型烤管机头子机构6 5杆位板如何确定头子机构的自转规律性，是实现螺旋灯烤管趋于“绝对均匀“ 性的关键。首先，我们根据两头子间的中心距，确定出驱动头子自转的驱动链轮的最大直径，同时也计算出了转盘每转一个工位，头子所经过的弧长。为了确保烤管趋于“绝对均匀”性要求，我们确定了转盘转动一个工位，头子( 上的灯管) 沿自转轴方向旋转3 6 0 。+ 4 5。，这样经过计算，确定出了所需链轮的节距，同时也得出，转盘每转动一个工位，头子( 上的灯管) 自转角度为3 6 0 。+ 4 5 。这个结果告诉我们，转盘每转8 个工位，头子自转8 + 1 周( 即灯管多自转一圈) ，转盘转动一周，灯管已经多自转了8 0 - 8 = 1 0 圈，这样灯管在炉内的旋转过程中，不仅在烤箱内起到了“搅拌”作用，使炉内温度趋于均衡，而且能进一步满足烤管趋于“绝对均匀”性的要求。由于螺旋灯的两只管脚的方向，对机械手从头子机构上下管至传送链上的载体内有严格的方向要求，因为在传送链上要对灯管的两只管脚进行外擦粉，因此，两只管脚在传送链上载体的方向是确定不能改变的，所以，要求头子机构自转到机械手下管工位时，灯管的两只管脚的方向，必须与传送链上载体内的灯管管脚的插孔平行。因此，这就要求头子机构在下管工位时，灯管的两只管脚定位板的位置状态，经过旋转一周( 转盘转动一周) 后，应与起始状态位置一样，这样才能满足对灯管管脚进行外擦粉的要求，因此转盘的总工位数应能满足头子自转的整数倍，在确保产量和烤管时间的基础上，经计算，确定转盘为双工位，以8 0 分度，1 6 0 工位为最佳状态，也就是说头子( 上的灯管) 机构经过8 0 次转位后( 即转盘转动一周) ，这时头子( 上的灯管) 已经自转了8 0 工位4 5 。工位- - 3 6 0 。= 9 0 圈。不仅满足了管脚擦粉的要求，而且也满足了烤管趋于“绝对均匀”性的要求。其三是如何解决灯管的吹热风的问题，因为螺旋灯管是随头子机构的自转而转动的，只有停位时，管脚才停止，但管脚的位置在每次停位时是变化的，无法在炉内设置固定吹风管道进行吹热风，而且也只能在停位时进行吹热风，因此我们在头子机构的设计中，将转动轴做成空心的，见图4 ，一方面可以减少空心轴在高温状态下的变形，另一方面在吹热风时也可利用空心轴所受到的辐射热量，这样不仅能保证向灯管内吹进的是热风，而且也能进一步减少转动轴的变形，这对机械手下灯管十分重要。由于吹风管和转动轴设计的是一个整体( 焊接在一起) ，随转动轴的转动而一起转动，头子支杆是安装在转动轴的上方孔内，一方面起到“瓶塞”作用，另一方面可以上下调整，来满足不同规格灯管的定位，因为管脚定位板在头子支杆上是螺纹连接，可以上下调整，两个螺母固定，用以确保吹风管对准灯管管脚，以倾斜一个角度，向灯管内吹热风，这样不仅能控制吹风量的大小，而且能减少能源的损失。其四是如何解决热风源及何时何工位吹风的问题，见图5 ，K 8 0型螺旋灯烤管机烤箱截面图所示。图5K 8 0 型螺旋灯烤管机烤箱截面图1 热风管道2 热风主管道3 工位吹风管4 固定链条定位卡5 转盘6 内烤箱支架7 内烤箱8 烤箱盖9 石英管电热丝装置l O 头子1 1 外烤箱1 2 烤箱瓷窑1 3 外烤箱支架1 4 支座1 5 辅助支架热风主管道的直径与转盘上工位头子机构的直径是相等的，在热风主管道上设有若干个热风源包。当转盘停位时，在烤箱段内所有头子的下端均设有从热风主管道上引出的工位吹风管，对准头子机构上转动轴下端的喇叭孔，这种设计方法是为了满足不同黏合剂和玻管所需烤管温度下，所对应工位开始吹风的需要，不需要的工位吹风管可临时堵上。当转盘停位时，电磁阀打开，开始吹风，当转盘转位时，电磁阀关闭，停止吹热风，吹热风的时问由电凸轮和电磁阀控制。进风量的大小则由气体流量计和主管道阀门共同控制。以上四个问题的解决，从机械方面满足了烤管趋于“绝对均匀”性的工艺要求，剩下的是要解决机械方面的一个关键技术问题，那就是转盘的端面跳动问题，由于转盘的直径较大，在加工中，避免不了端跳，而且直径越大端跳越大。由于头子机构的自转形式是采用链轮链条的传动形式，链条是固定不动的，当转盘的端跳量大于链轮与链条的配合间隙时，必将发生干涉，因此为了解决这一问题，我们专门设计出了特殊链条，这种链条允许驱动头子机构转动的链轮随转盘的端跳在_ 4 - l O m m 的范围内变化，这样不仅解决了转盘要求加工精度高，费用高的问题，而且也确保了头子机构自转的可靠性。K 8 0 型螺旋灯烤管机的成功设计，解决了螺旋灯在烤管工艺中进一步提高螺旋灯的烤管品质问题，这将是螺旋灯烤管中的一次“革命”，目前国内外还没有这方面的技术报道，因此，在螺旋灯烤管设备方面必将填补一项国内外空白。6 7