Opublikowano: 19.XII.1964 48876 KI j I B L Ur MKP C 21 d AQQ UKD Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Janusz Dobrowolski, inz. Józef Ko- jemski Wlasciciel patentu: Przedsiebiorstwo Projektowania i Dostaw Inwesty¬ cyjnych Przedsiebiorstwo Panstwowe, Warszawa (Polska) Urzadzenie do chlodzenia przy hartowaniu dlugich rur grubosciennych, zwlaszcza obciazników Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do chlo¬ dzenia przy hartowaniu dlugich rur gruboscien¬ nych zwlaszcza obciazników w pozycji poziomej w dowolnym cieklym osrodku chlodzacym.Najwazniejszymi parametrami hartowania stali sa: temperatura hartowania oraz szybkosc i wa¬ runki chlodzenia. Parametry te zaleza glównie od rodzaju stali oraz od ksztaltu i wielkosci hartowa¬ nych przedmiotów.Dlugie gruboscienne rury naleza do przedmiotów o niekorzystnych ksztaltach z punktu widzenia procesu hartowania, bowiem zarówno przy grzaniu jak i chlodzeniu wystepuja odksztalcenia przed¬ miotów np. skrzywienia.W celu unikniecia latwo powstajacych tu od¬ ksztalcen przedmiotów stosuje sie powszechnie hartowanie przedmiotów umieszczonych w pozycji pionowej. Stwierdzono bowiem, ze w tej pozycji latwiej uniknac nierównomiernosci chlodzenia oraz oddzialywania sil promieniowych. Takie hartowa¬ nie mozna przeprowadzac jedynie w specjalnie do tego przeznaczonych budynkach, nietypowych i kosztownych. Ostatnio czynione sa próby przejscia do sposobu hartowania przedmiotów umieszczo¬ nych w polozeniu poziomym, co pozwoliloby na uruchamianie produkcji w kazdej niemal typowej hali hartowni zakladu. Przejscie od hartowania przedmiotów w pozycji pionowej do hartowania w pozycji poziomej polaczone jest jednak z trud- 10 15 20 25 30 nosciami technologicznymi. Przedmioty wymagaja specjalnych zaczepów lub koszy, wysokiej hali i specjalnych urzadzen do podnoszenia. Rzutuje to na wielkosc miejsca i koszty oprzyrzadowania.Obrót ciezkich i dlugich przedmiotów z pozycji po¬ ziomej do pionowej jest zawsze niebezpieczny i trudny pod wzgledem zabezpieczenia wlasciwych warunków bezpieczenstwa i higieny pracy. * • Spotykane w literaturze technicznej wzmianki na temat hartowania dlugich rur grubosciennych w pozycji poziomej podaja trzy sposoby, mianowi¬ cie — przedmioty nieruchome zanurza sie w bardzo intensywnie mieszanym cieklym osrodku, przed¬ miot wprawia sie w ruch obrotowy w cieklym osrodku oraz przedmiot w linii automatycznej chlodzi sie przez natryskiwanie go cieklym niepal¬ nym osrodkiem.Urzadzenie wedlug wynalazku do hartowania dlugich rur grubosciennych w pozycji poziomej uwzglednia zarówno ruch obrotowy przedmiotu jak i mieszanie osrodka chlodzacego. Jest ono przedstawione, tytulem przykladu, na rysunku w dwóch odmianach, przy czym fig. 1 przedstawia urzadzenie w przekroju wzdluznym, fig. 2 — urza¬ dzenie w przekroju poprzecznym, fig. 3 — odmiane urzadzenia w przekroju wzdluznym, fig. 4 — od¬ miane urzadzenia w przekroju poprzecznym, a fig. 5 — schemat instalacji zasilania odmiany urzadze¬ nia poszczególnych komór zbiornika w swieza ciecz chlodzaca. 4887648876 3 Urzadzenie przedstawione na fig. 1 i 2 ma zbior¬ nik 1 z ciecza chlodzaca, zaopatrzony w rynny prze¬ lewowe 2 rozmieszczone wewnatrz zbiornika w je¬ dnakowych odstepach wzajemnych; - - Miedzy tymi rynnami rozmieszczone sa pomo¬ sty 3, przesuwane w kierunku pionowym za pomo¬ ca cylindrów hydraulicznych 4. Na kazdym pomo¬ scie w jednakowych wzajemnych odstepach np. co 1 m rozmieszczone sa walkowe mechanizmy 5 po¬ laczone ze sdba walami napedowymi 6 przenosza¬ cymi naped na walki 8 za posrednictwem kól ze- baytch 9 i 10 od silnika np. hydraulicznego 7.Z kazdym pomostem 3 sprzegniety jest zasilaja¬ cy uklad 11, z poziomo przesuwna glowica zaopa¬ trzona w dysze 12 do doprowadzania swiezej cieczy chlodzacej do wnetrza przedmiotu obrabianego 13.Oprócz tego pod kazdym pomostem na calej dlu¬ gosci hartowanego przedmiotu 13 rozmieszczone sa dysz"e 15'ukladu 14 doprowadzajacego swieza ciecz" chlodzaca do zbiornika 1..Uklad hydrauliczny, jako jeden z typowych ukla¬ dów, sklada,sie z pompy, filtru i rozdzielacza ste¬ rowanego elektromagnetycznie, hydraulicznie lub mechanicznie. Przesterowanie rozdzielacza naste- pllje-przy dojsciu- pomostu- 3-do dolnego-polozenia krancowego oraz w polozeniu posrednim miedzy dolnym a górnym, polozeniem krancowym ruchu cylindra 4, po wycisnieciu w tych miejscach dzwig-- ni sterowniczych.Dzwignia umieszczona w pozycji posredniej ru¬ chu cylindra daje sie recznie usuwac z obszaru dzialania poruszajacego sie pomostu.Podgrzana ciecz chlodzaca usuwa sie ze zbiorni¬ ka przez otaczajace kazdy pomost rynny przelewo¬ we 2 do zbiornika posredniego, z którego jest kie¬ rowana ponownie do obiegu poprzez filtr i chlo¬ dnice.Odmiana urzadzenia przedstawiona na fig. 3 i 4, nie ma pomostów^ natomiast zastosowano zbiornik 17 skladajacy sie z szeregu komór, przy czym kaz¬ da komora jest polaczona z komora sasiednia za pomoca przepustnic 18 otwieranych lub zamyka¬ nych np. za pomoca korby 19 polaczonej z walem 20, na którym sa zamocowane kola lancuchowe 21 prowadzace lancuch 22, a drugie kolo lancuchowe 23 jest zaklinowane na osi przepustnicy 18.Przelewy 24 zbiornika 17 sa rozmieszczone w kaz¬ dej komorze przy czym komora pierwsza jest umieszczona nizej niz sasiednia, a sasiednia komo¬ ra nizej niz nastepna tak, iz zbiornik tworzy ka¬ skadowy uklad komór.W kazdej komorze rozmieszczone sa w okreslo¬ nych odstepach np. co 1 m walkowe mechanizmy 5 sprzegniete walami napedowymi 6 przy czym tu¬ taj istnieje mozliwosc zastosowania jako zródla napedu równiez silnika elektrycznego 25 umiesz¬ czonego wraz z reduktorem na zewnatrz zbiornika.Zastosowano tutaj równiez dwie niezalezne in¬ stalacje zasilajace ciecz chlodzaca; pierwsza sluzy do wprowadzania cieczy do wnetrza przedmiotu hartowanego, a druga do dzialania ciecza od zew¬ natrz na calej dlugosci przedmiotu. Do wprowa¬ dzania cieczy do wnetrza przedmiotu sluzy dysza 27 glowicy 26 osadzona przesuwnie poosiowo w kie¬ runku przedmiotu. Do doprowadzania cieczy cd 10 15 20 25 30 40 45 50 55 60 65 zewnatrz sluzy instalacja identyczna do tej jaka przewidziana jest w odmianie pierwszej z ta tylko róznica, ze tutaj kazda komora zasilana jest z od¬ dzielnego ukladu a w pierwszej odmianie mogla byc czesciowo scalona, oraz kazda komora zaopa¬ trzona jest w oddzielny przewód 28 (fig. 5) polaczo¬ ny z zaworem 29 sluzacym do przelaczania pom¬ py 30 z przewodu 28 na przewód 31.Przedmioty 13 sa przenoszone z pieca do kapieli chlodzacej za pomoca specjalnego podchwytu za¬ bezpieczajacego przedmioty przenoszone przed wy¬ ginaniem sie.Urzadzenie wedlug wynalazku przedstawione na fig. 1 i 2 dziala w sposób nastepujacy: po wysunie¬ ciu trzona pieca hartowniczego zawierajacego wsad obejmujacy kilka przedmiotów 13, kazdy z nich zostaje przeniesiony kolejno za pomoca specjalne¬ go podchwytu ponad zbiornik 1 oraz opuszczony na walki 8 mechanizmów 5 rozmieszczonych na po¬ moscie 3 w odstepach np. co 1 m.Podczas ladowania przedmiotów pomosty 3 znaj¬ duja sie w krancowym górnym polozeniu i sa do¬ cisniete do twardego zderzaka. Przy ustawieniu po¬ mostu w polozenie znajdujace sie nad lustrem ply- nif umieszczony na nim przedmiol; 13 nie styka sie z ciecza chlodzaca, gdyz pomost nie opadnie bedac podtrzymywany cylindrami hydraulicznymi 4.Teraz uruchamia sie np. za pomoca dzwigni na¬ ped walków 8, przesterowanie rozdzielacza ukladu hydraulicznego, przesuniecie glowicy z dysza wtry¬ skowa 12 i otwarcie wyplywu cieczy chlodzacej.Instalacja zasilajaca w swieza ciecz zbiornik 1 jest • wlaczana wczesniej lub równoczesnie.Silnik hydrauliczny 7 przymocowany do pomo¬ stu 3 napedza poprzez waly 6 kola zebate 10 kaz¬ dego walkowego mechanizmu 5.Kazde kolo 10 zazebia sie stale z dwoma kolami zebatymi 9 sprzegnietymi z walkami 8 wskutek tarcia miedzy walkami & a przedmiotem 13 który zaczyna sie obracac.Do obracajacego sie juz przedmiotu wsunieta zo¬ staje w znany sposób dysza 12, a przesuniecie osio¬ we glowicy dyszy 12 powoduje otwarcie zaworu i ciecz chlodzaca zostaje wtryskiwana do wnetrza przedmiotu 13. Pierwsze zetkniecie sie cieczy z roz¬ grzanymi do temperatury hartowania, sciankami hartowanego przedmiotu powoduje zapalenie lub odparowanie cieczy, co spowoduje podniesienie sie cisnienia w otworze, utrudniajace dalszy doplyw cieczy, jednak znaczne cisnienie z jakim ciecz wy¬ plywa z dyszy 12 natychmiast usuwa poduszki ga¬ zowe powstale wewnatrz przedmiotu 13.W trakcie tego pomost 3 wraz z przedmiotem 13 szybko opuszcza sie na dól do cieczy w zbiorniku 1, poniewaz przesterowany rozdzielacz lub zawór za¬ myka doplyw oleju od pompy, laczac cylinder ze zbiornikiem ukladu hydraulicznego.Opuszczanie sie pomostów bedzie trwac do czasu az cylinder dojdzie do dolnego punktu krancowego, gdzie umieszczony przelacznik spowoduje przeste¬ rowanie ukladu hydraulicznego olej pod cisnieniem wplywa do cylindra wobec czego pomost zacznie sie unosic do góry. Pomost dotarlby do krancowego górnego polozenia gdyby nie przelacznik, który za-48376 5 6 bezpiecza jednoczesnie przedmiot przed wynurza¬ niem sie z cieczy.Przelacznik ten umieszczony jest na mechanizmie pozwalajacym na usuwanie go z drogi przesuwu pomostu za pomoca np. dzwigni recznej. Odchyla¬ nie przelacznika nastepuje przed rozpoczeciem lub po skonczeniu zabiegu chlodzenia, gdy zalezy, aby przedmiot znalazl sie ponad ciecza.Zatem, pomost z zaladowanym przedmiotem za¬ czyna wykonywac ruchy oscylacyjne w plaszczyz¬ nie pionowej. -Po zaladowaniu nastepnego przed¬ miotu czynnosci sa identyczne do wyzej opisanych a chwila wlaczenia zalezna jest od polozenia po¬ mostu juz pracujacego. Z chwila wiec kiedy po¬ most juz pracujacy osiagnie w swoich ruchach oscylacyjnych, w chwili wlaczenia sasiedniego po¬ mostu dolny punkt krancowy, wówczas zostaje uruchomiony samoczynnie pomost dopiero co zala¬ dowany. W ten sposób, kiedy jeden pomost bedzie sie podnosil, sasiedni bedzie opadal na dól.Dzieki takim ruchom pomostów nastepuje grun¬ towne przemieszanie cieczy w calym zbiorniku, a ciecz najcieplejsza wyplywajac na powierzchnie jest odprowadzana przez rynny przelewowe 2 znaj¬ dujace sie obok kazdego pomostu 3.Odmiana urzadzenia przedstawiona na fig. 3, 4 dziala w sposób nastepujacy: Przed rozpoczeciem przenoszenia przedmiotów 13 do urzadzenia chlo¬ dzacego, w komorze pierwszej zbiornika 17, obniza sie poziom cieczy do przewidzianej wysokosci tak, aby przeniesiony przedmiot nie stykal sie z ciecza chlodzaca.Obnizenie poziomu cieczy nastepuje przez wla¬ czenie instalacji doprowadzajacej swieza ciecz od dolu ostatniej komory roboczej. Pompa 32 po wla¬ czeniu, zasysa ciecz przewodem 33 polaczonym z komora pierwsza do chwili przelaczenia samoczyn¬ nego za pomoca zaworu 34 odcinajacego przewód 33 od pompy.Uruchomienie przedmiotu po jego zaladowaniu do przygotowanej komory nastepuje podobnie, jak w opisanym urzadzeniu tylko tutaj obrót przed¬ miotu jest zsynchronizowany zarówno z instalacja¬ mi zasilania w swieza ciecz do wewnatrz hartowa¬ nego przedmiotu oraz od zewnatrz na jego calej dlugosci, jak i od istalacji otwierajacej przepustni- ce 18. Przez otwory przepustnicy 18 w bardzo krót¬ kim czasie ciecz z komory sasiedniej przedostaje sie do komory uruchamianej. Po uplywie czasu po¬ trzebnego do wyrównania poziomu cieczy w dwóch omawianych komorach, nastepuje zamkniecie prze- pustnic 18, przy czym pompa 30 zasilajaca instala¬ cje dostarczajaca swieza ciecz od dolu w komorze, zasysa ciecz z komory sasiedniej przewodem 28 az do chwili obnizenia cieczy do poziomu wyjsciowe¬ go. Teraz zawór 29 samoczynnie odlacza pompe 30 od przewodu 28 a laczy ja z przewodem 31 pola¬ czonym z chlodnica.Sasiednia komora moze teraz przyjac nastepny przedmiot. Ostatni zbiornik roboczy posiada zbior¬ nik pomocniczy z nadmiarem cieczy.Podzial zbiornika na komory przy intensywnym przeplywie checzy chlodzacej wewnatrz i z zew¬ natrz przedmiotu poddanego obróbce przy jedno¬ czesnym jego obrocie zapewnia zachowanie opty¬ malnych warunków chlodzenia przy hartowaniu. PL