PL249420B1

PL249420B1 - Urządzenie do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego

Info

Publication number: PL249420B1
Application number: PL445274A
Authority: PL
Inventors: Wojciech Kacalak; Zbigniew Budniak; Dariusz Lipiński; Monika Szada-Borzyszkowska; Marek Mizerny; Roman Mizerny
Original assignee: Holding Zremb Gorzow Spolka Akcyjna; Politechnika Koszalinska; Siec Badawcza Lukasiewicz Inst Metali Niezelaznych
Priority date: 2023-06-20
Filing date: 2023-06-20
Publication date: 2026-04-13
Also published as: PL445274A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do generowania wibracji, zwłaszcza w procesie cynkowania zanurzeniowego. Urządzenie składa się między innymi z pierwszego generatora (1) wibracji oraz drugiego generatora (2) wibracji. Konstrukcja urządzenia pozwala na zmianę kątowego położenia obu generatorów, to zaś skutkuje zmianą płaszczyzn, w których wywoływane są drgania o dominującej amplitudzie. Urządzenia do generowania sprzyjają lepszemu i bardziej wydajnemu prowadzeniu procesu cynkowania zanurzeniowego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do generowania wibracji, zwłaszcza w procesie cynkowania zanurzeniowego. Generalnie proces cynkowania zanurzeniowego ma na celu pokrycie powierzchni przedmiotów, na ogół stalowych, powłoką cynku. Proces ten pozwala na zwiększenie ochrony przed korozją spowodowaną działaniem powietrza i wody. Cynkowanie zanurzeniowe jest stosowane powszechnie w wielu sektorach gospodarki, w tym między innymi w budownictwie i lotnictwie. Urządzenia do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego sprzyjają lepszemu i bardziej wydajnemu prowadzeniu tego procesu.

W stanie techniki znane są urządzenia i sposoby, które wykorzystywane są w technikach powlekania wibracyjnego, w tym również w technikach cynkowania zanurzeniowego.

W polskim zgłoszeniu patentowym P.421681 ujawniony został układ generatorów wibracji do zastosowania w procesie cynkowania zanurzeniowego, zawierający dwa generatory wibracji. Opisany układ charakteryzuje się tym, że generatory są podwieszone do układu nośnego (belki) za pomocą łańcuchów, a platforma połączona jest z dwoma trzpieniami, połączonymi z korpusami generatorów poprzez sprężyny. Charakterystyka dynamiczna układu może być zmieniana w wyniku zmiany masy korpusów generatorów połączonych z płytą, a częstość drgań wymuszonych mieści się w zakresie 5-20 Hz.

W amerykańskim zgłoszeniu patentowym US4129668A ujawniony został sposób wyciągania przedmiotów zanurzonych w kąpieli cynkowej z wykorzystaniem dwóch wibratorów połączonych z platformą, na której zawiesza się przedmioty do cynkowania, wielu wibratorów połączonych z platformą, na której zawiesza się przedmioty do cynkowania, lub z wykorzystaniem wielu wibratorów umieszczonych w pojemniku zamontowanym z jednej strony z ramionami za pomocą sztywnego wspornika, a z drugiej strony ze sprężyną, która z kolei jest połączona z liną. Ponadto w tym zgłoszeniu wskazane jest, że wibratory połączone są na stałe z platformą nośną lub z pojemnikiem.

Na podstawie znanego stanu techniki można stwierdzić, iż obecnie w dziedzinie techniki odnoszącej się do procesów cynkowania zanurzeniowego brakuje rozwiązań, które umożliwiałyby zmianę położenia płaszczyzn elementów czynnych generatora w trakcie procesu. Tym samym problemem technicznym, przed którym stanęli twórcy niniejszego wynalazku, było opracowanie urządzenia do generowania drgań w procesie cynkowania zanurzeniowego, które to urządzenie pozwalałoby na zmianę płaszczyzn cyklicznych przemieszczeń wywoływanych drganiami układu generatorów wibracji. Dodatkowo problemem technicznym było opracowanie urządzenia, które umożliwiałoby zmianę cech dynamicznych układu, w którym wibracje są przenoszone przez ruchomą względem korpusu generatora, drgającą płytę wibracyjną na układ zawieszenia przedmiotów. W związku z powyższym Zgłaszający opracował rozwiązanie eliminujące braki i niedoskonałości wynikające ze stanu techniki.

Istotę wynalazku stanowi urządzenie do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego, posiadające pierwszy generator wibracji oraz drugi generator wibracji, przy czym każdy z tych generatorów, niezależnie, posiada silnik wibracyjny, oraz urządzenie posiada jednorożny hak obrotowy, na którym zawieszona jest trawersa, na której zawieszane są przedmioty cynkowane. Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że każdy silnik wibracyjny osadzony jest na, odpowiadającej mu, płycie wibracyjnej, która osadzona jest ruchomo i sprężyście na sprężynach. Sprężyny zamocowane są do podstawy i do górnej części korpusu, przy czym w podstawie każdego z generatorów wibracji znajduje się cylindryczny, nieprzelotowy, otwór centrujący, w którym na stałe osadzona jest tuleja. Tuleja posiada kołnierz stożkowy tulei zakończony powierzchnią czołową kołnierza stożkowego. Powierzchnia czołowa kołnierza stożkowego połączona jest ślizgowo z powierzchnią czołową tulei centrującej. Tuleja centrująca posiada kołnierz stożkowy tulei centrującej. Kołnierz stożkowy tulei centrującej i kołnierz stożkowy tulei osadzone są w rowku obwodowym powstałym przez połączenie pierwszego półpierścienia zaciskowego i drugiego półpierścienia zaciskowego. Do płyty wibracyjnej przymocowany jest na stałe jednorożny hak obrotowy, który przechodzi przez przelotowy otwór fasolkowy w tulei centrującej, która połączona jest z płytą. Pierwszy generator wibracji oraz drugi generatora wibracji osadzone są na odpowiadającej im płycie. Płyta przytwierdzona jest na stałe do, wspólnej dla obu generatorów, platformy nośnej, przy czym platforma nośna zawieszona jest nad kadzią cynkowniczą, a przedmioty cynkowane zawieszone są na trawersie za pomocą wieszaków.

Korzystnie rowek obwodowy ma trapezowy przekrój poprzeczny.

Korzystnie rowek obwodowy ma wewnętrzną powierzchnię, która przylega ściśle do kołnierza stożkowego tulei centrującej i kołnierza stożkowego tulei.

Korzystnie pierwszy półpierścień zaciskowy i drugi półpierścień zaciskowy połączone są ze sobą za pomocą śrub.

Korzystnie śruby wkręcone są w otwory przelotowe w pierwszym półpierścieniu zaciskowym oraz w otwory przelotowe w drugim półpierścieniu zaciskowym.

Korzystnie trzon jednorożnego haka obrotowego pozbawiony jest połączenia z podstawą oraz z tuleją centrującą.

Korzystnie tuleja centrująca połączona jest trwale z płytą za pomocą elementów złącznych.

Korzystnie położenie pierwszego generatora wibracji jest zmieniane względem osi wzdłużnej platformy nośnej o dowolny kąt φι, zaś położenie drugiego generatora wibracji jest zmieniane względem osi wzdłużnej platformy nośnej o dowolny kąt φ2.

Urządzenie do generowania wibracji dzięki swej budowie oraz dzięki możliwości zmiany położenia generatorów wibracji umożliwia tworzenie różnych konfiguracji układu wibracji. Wprowadzenie zmian w ustawienie generatorów wibracji umożliwia wywoływanie drgań przedmiotów cynkowanych nie tylko w płaszczyźnie pionowej, ale również poziomej. Wybór układu wzbudzania wibracji umożliwia wywoływanie drgań przedmiotów cynkowanych w różnych kierunkach.

Analizując wpływ zmian położenia płaszczyzn wirowania tarcz z niewyważeniem generatorów wibracyjnych umieszczonych na wspólnej platformie nośnej na wartość i kierunek drgań przedmiotów cynkowanych stwierdzono, że do szczególnie korzystnej konfiguracji wzajemnych położeń generatorów wibracji zaliczyć można układy, w których:

• obydwa generatory wywołują drgania o największej amplitudzie w płaszczyźnie Oxz, a kierunki ruchu obrotowego tarcz z niewyważeniem są zgodne lub przeciwne;

• obydwa generatory wywołują drgania o największej amplitudzie w płaszczyźnie Oyz, a kierunki ruchu obrotowego tarcz z niewyważeniem są zgodne lub przeciwne;

• jeden generator wywołuje drgania o amplitudzie największej w płaszczyźnie Oxz, a drugi w płaszczyźnie Oyz, a kierunki ruchu obrotowego tarcz z niewyważeniem są zgodne lub przeciwne;

• jeden generator wywołuje drgania o amplitudzie największej w płaszczyźnie Oyz, a drugi w płaszczyźnie Oxz, a kierunki ruchu obrotowego tarcz z niewyważeniem są zgodne lub przeciwne.

Urządzenie do generowania wibracji umożliwia zmianę płaszczyzn, w których wywoływane są drgania o dominującej amplitudzie. Tym samym umożliwia to zmianę amplitudy i częstości drgań przedmiotów cynkowanych w poszczególnych płaszczyznach na skutek wymuszeń generowanych wibracji. Pierwszy generator wibracji i drugi generator wibracji mogą wywoływać drgania w wyniku ruchu obrotowego niewyważonej masy. Przy czym ruch ten może odbywać się w płaszczyznach, których rozmieszczenie można zmieniać poprzez kątowe przestawianie położenia obu generatorów wibracji.

Ponadto zamiana wzajemnego położenia płaszczyzn o dominujących amplitudach drgań generatorów wibracji powoduje istotne zmiany w wielkości oraz kierunku drgań układu, co może być wykorzystywane również w innych procesach do generowania drgań w płaszczyznach korzystnych z uwagi na inne wymagania technologiczne. Z tego też powodu urządzenie według wynalazku, umożliwiające zmianę położenia płaszczyzn drgań generatorów wibracji, stanowi rozwiązanie obecnych problemów technicznych i stanowi, alternatywne wobec znanego ze stanu techniki, rozwiązanie umożliwiające wydajniejsze usuwanie pozostałości z powierzchni przedmiotów wynurzanych z kąpieli cynkowej.

Urządzenie do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego zostało przedstawione w przykładach wykonania i na rysunku, na którym:

fig. 1 - przedstawia urządzenie do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego w widoku z przodu;

fig. 2 - widok z góry urządzenia do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego;

fig. 3 - widok z lewej strony urządzenia do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego;

fig. 4 - przekrój A-A urządzenia do generowania wibracji w ujęciu z fig. 2;

fig. 5 - widok izometryczny urządzenia do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego;

fig. 6 - widok izometryczny urządzenia do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego dla innej konfiguracji generatorów wibracji;

fig. 7 - półwidok i półprzekrój tulei centrującej;

fig. 8 - widok z góry tulei centrującej;

fig. 9 - przekrój B-B w widoku izometrycznym połączenia zaciskowego tulei korpusu generatora z tuleją centrującą w ujęciu z fig. 4;

fig. 10 - pierwszy półpierścień zaciskowy (9) i drugi półpierścień zaciskowy (10) w widoku izometrycznym;

fig. 11 - widok izometryczny urządzenia do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego dla konfiguracji φι = 90° i φ? = 90°;

fig. 12 - widok izometryczny urządzenia do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego dla konfiguracji φι = 0° i φ = 90°;

fig. 13 - widok izometryczny urządzenia do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego dla konfiguracji φι = 90° i φ? = 0°.

Pierwszy przykład wykonania

W pierwszym przykładzie wykonania, pokazanym na fig. 1,2 i 3, przedstawione jest urządzenie do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego, które składa się z pierwszego generatora 1 wibracji oraz drugiego generatora 2 wibracji. Pierwszy generator 1 wibracji oraz drugi generator 2 wibracji mają taką samą budowę (fig. 4), przy czym każdy z tych generatorów składa się z silnika wibracyjnego 19, który posiada wirującą tarczę z regulowanym niewyważeniem. Silnik wibracyjny 19 osadzony jest na płycie wibracyjnej 8. Płyta wibracyjna 8 osadzona jest ruchomo i sprężyście na, zamocowanych do podstawy 7 i do górnej części korpusu 5, czterech sprężynach 28. W podstawie 7 pierwszego generatora 1 wibracji znajduje się cylindryczny nieprzelotowy otwór centrujący 17, w którym na stałe osadzono tuleję 12. Tuleja 12 posiada kołnierz stożkowy 15 tulei 12 zakończony powierzchnią czołową 30 kołnierza stożkowego 15 tulei 12. Powierzchnia czołowa 30 kołnierza stożkowego 15 tulei 12 połączona jest ślizgowo z powierzchnią czołową 29 tulei centrującej 13. Tuleja centrująca 13 (fig. 7 i 8) posiada kołnierz stożkowy 16 tulei centrującej 13. Kołnierz stożkowy 16 tulei centrującej 13 i kołnierz stożkowy 15 tulei 12 osadzone są w rowku obwodowym 27 powstałym przez połączenie pierwszego półpierścienia zaciskowego 9 i drugiego półpierścienia zaciskowego 10, przy czym wewnętrzna powierzchnia rowka obwodowego 27, o przekroju trapezowym, przylega ściśle do kołnierza stożkowego 16 tulei centrującej 13 i kołnierza stożkowego 15 tulei 12 (fig. 9 i 10). Pierwszy półpierścień zaciskowy 9 i drugi półpierścień zaciskowy 10 połączone są ze sobą za pomocą śrub 11. Śruby 11 wkręcone są w otwory przelotowe w pierwszym półpierścieniu zaciskowym 9 oraz w otwory przelotowe w drugim półpierścieniu zaciskowym 10. Do płyty wibracyjnej 8 przymocowany jest na stałe jednorożny hak obrotowy 24. Tuleja centrująca 13 posiada przelotowy otwór fasolkowy 26 przez który przechodzi trzon jednorożnego haka obrotowego 24. Trzon jednorożnego haka obrotowego 24 nie styka się z podstawą 7 ani też z tuleją centrującą 13. W tym przykładzie wykonania szerokość przelotowego otworu fasolkowego 26 wynosi 70 mm, zaś jego długość wynosi 116 mm. Tuleja centrująca 13 połączona jest trwale za pomocą elementów złącznych 14 z płytą 6. Każdy spośród pierwszego generatora 1 wibracji oraz drugiego generatora 2 wibracji osadzony jest niezależnie na odpowiadającej mu płycie 6. Każda płyta 6 jest przytwierdzona na stałe do wspólnej dla obu generatorów platformy nośnej 3. W tym przykładzie wykonania niezależnie, korpus 5 każdego spośród pierwszego generatora 1 wibracji oraz drugiego generatora 2 wibracji zamocowany jest do płyty 6 za pomocą śrub wstawionych do czterech otworów montażowych 22 w podstawie 7 korpusu 5 i do czterech współosiowych otworów montażowych 21 w płycie 6 przymocowanej do platformy nośnej 3. Rozstaw otworów montażowych 22 wzdłuż podstawy 7 wynosił 720 mm, a wzdłuż jej szerokości rozstaw otworów montażowych 22 miał wartość 520 mm. Z kolei w płycie 6 było wydrążonych osiem otworów montażowych 21 tworzących dwa zestawy zawierające po cztery otwory montażowe 21. W pierwszym zestawie rozstaw otworów wzdłuż osi x wynosił 720 mm, a wzdłuż osi z wynosił 520 mm. Z kolei w drugim zestawie rozstaw otworów wzdłuż osi x wynosił 520 mm, a wzdłuż osi z wynosił 720 mm.

Platforma nośna 3 zawieszona jest nad kadzią cynkowniczą wypełnioną roztopionym cynkiem, w którym zanurzane są przedmioty cynkowane 18. Przedmioty cynkowane 18 zawieszone są na trawersie 4 za pomocą wieszaków 20. Trawersa 4 posiada dwa ucha 25, które zaczepione są na dwóch jednorożnych hakach obrotowych 24 należących niezależnie do pierwszego generatora 1 wibracji oraz drugiego generatora 2 wibracji.

Odkręcenie śrub 11 pozwala poluzować pierwszy półpierścień zaciskowy 9 i drugi półpierścień zaciskowy 10, to zaś daje możliwość niezależnej zmiany położenia pierwszego generatora 1 wibracji o dowolny kąt φι oraz drugiego generatora 2 wibracji o dowolny kąt φ2, względem osi wzdłużnej platformy nośnej 3 (fig. 6). W tym przykładzie wykonania, pokazanym na fig. 5, kąt φι = 0°, a kąt φ2 = 0°.

Drugi przykład wykonania

W drugim przykładzie wykonania, pokazanym na fig. 11, przedstawione jest urządzenie do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego o budowie analogicznej do tej przedstawionej w pierwszym przykładzie wykonania, z tą różnicą, że kąt φ1 = 90°, a kąt φ2 = 90°.

Trzeci przykład wykonania

W trzecim przykładzie wykonania, pokazanym na fig. 12, przedstawione jest urządzenie do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego o budowie analogicznej do tej przedstawionej w pierwszym przykładzie wykonania, z tą różnicą, że kąt φ1 = 0°, a kąt φ2 = 90°.

Czwarty przykład wykonania

W czwartym przykładzie wykonania przedstawione jest urządzenie do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego o budowie analogicznej do tej przedstawionej w pierwszym przykładzie wykonania, z tą różnicą, że kąt φ1 = 90°, a kąt φ2 = 0°.

Spis oznaczeń:

1. pierwszy generator wibracji

2. drugi generator wibracji

3. platforma nośna

4. trawersa

5. korpus

6. płyta

7. podstawa

8. płyta wibracyjna

9. pierwszy półpierścień zaciskowy

10. drugi półpierścień zaciskowy

11. śruby

12. tuleja

13. tuleja centrująca

14. elementy złączne

15. kołnierz stożkowy tulei

16. kołnierz stożkowy tulei centrującej

17. otwór centrujący

18. przedmioty cynkowane

19. silnik wibracyjny

20. wieszaki

21. otwory montażowe w płycie

22. otwory montażowe w podstawie

23. zawiesie łańcuchowe

24. jednorożny hak obrotowy

25. ucha

26. otwór fasolkowy

27. rowek obwodowy

28. sprężyny

29. powierzchnia czołowa tulei centrującej

30. powierzchnia czołowa kołnierza stożkowego n - obroty silnika bezwładnościowego

L - odległość pomiędzy generatorami wibracyjnymi

Ο1Χ1Ζ1, Ο2Χ2Ζ2 - lokalne płaszczyzny wibracji

Oxz - globalna pionowa płaszczyzna wibracji

Oxy - globalna pozioma płaszczyzna wibracji φι - kąt obrotu lokalnej płaszczyzny wibracji Ο1Χ1Ζ1 φ2 - kąt obrotu lokalnej płaszczyzny wibracji Ο2Χ2Ζ2

Claims

1. Urządzenie do generowania wibracji w procesie cynkowania zanurzeniowego, posiadające pierwszy generator (1) wibracji oraz drugi generator (2) wibracji, przy czym każdy z tych generatorów niezależnie posiada silnik wibracyjny (19), oraz urządzenie posiada jednorożny hak obrotowy (24), na którym zawieszona jest trawersa (4), na której zawieszane są przedmioty cynkowane (18), znamienne tym, że każdy silnik wibracyjny (19) osadzony jest na, odpowiadającej mu, płycie wibracyjnej (8), która osadzona jest ruchomo i sprężyście na sprężynach (28), zamocowanych do podstawy (7) i do górnej części korpusu (5), przy czym w podstawie (7) każdego z generatorów wibracji znajduje się cylindryczny, nieprzelotowy, otwór centrujący (17), w którym na stałe osadzona jest tuleja (12), która posiada kołnierz stożkowy (15) tulei (12) zakończony powierzchnią czołową (30) kołnierza stożkowego (15), która połączona jest ślizgowo z powierzchnią czołową (29) tulei centrującej (13), przy czym tuleja centrująca (13) posiada kołnierz stożkowy (16) tulei centrującej (13), przy czym kołnierz stożkowy (16) tulei centrującej (13) i kołnierz stożkowy (15) tulei (12) osadzone są w rowku obwodowym (27) powstałym przez połączenie pierwszego półpierścienia zaciskowego (9) i drugiego półpierścienia zaciskowego (10), a do płyty wibracyjnej (8) przymocowany jest na stałe jednorożny hak obrotowy (24), który przechodzi przez przelotowy otwór fasolkowy (26) w tulei centrującej (13), która połączona jest z płytą (6), przy czym pierwszy generator (1) wibracji oraz drugi generator (2) wibracji osadzone są na odpowiadającej im płycie (6), która przytwierdzona jest na stałe do, wspólnej dla obu generatorów, platformy nośnej (3), przy czym platforma nośna (3) zawieszona jest nad kadzią cynkowniczą, a przedmioty cynkowane (18) zawieszone są na trawersie (4) za pomocą wieszaków (20).

2. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że rowek obwodowy (27) ma trapezowy przekrój poprzeczny.

3. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że rowek obwodowy (27) ma wewnętrzną powierzchnię, która przylega ściśle do kołnierza stożkowego (16) tulei centrującej (13) i kołnierza stożkowego (15) tulei (12).

4. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że pierwszy półpierścień zaciskowy (9) i drugi półpierścień zaciskowy (10) połączone są ze sobą za pomocą śrub (11).

5. Urządzenie według zastrzeżenia 4, znamienne tym, że śruby (11) wkręcone są w otwory przelotowe w pierwszym półpierścieniu zaciskowym (9) oraz w otwory przelotowe w drugim półpierścieniu zaciskowym (10).

6. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że trzon jednorożnego haka obrotowego (24) pozbawiony jest połączenia z podstawą (7) oraz z tuleją centrującą (13).

7. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że tuleja centrująca (13) połączona jest trwale z płytą (6) za pomocą elementów złącznych (14).

8. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że położenie pierwszego generatora (1) wibracji jest zmieniane względem osi wzdłużnej platformy nośnej (3) o dowolny kąt φ1, zaś położenie drugiego generatora (2) wibracji jest zmieniane względem osi wzdłużnej platformy nośnej (3) o dowolny kąt φ2.