RO132706A2 - Dispozitiv pentru titanizarea spaţială a supapelor profilate - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un dispozitiv pentru titanizarea spaţială a supapelor profilate cu forme complexe şi dimensiuni majorate maximal, supuse emisiei ionilor de titan, în batiscaful instalaţiei de titanizare, şi se aplică în domeniul construcţiilor de maşini. Dispozitivul, conform invenţiei, cuprinde nişte lagăre (6) şi nişte angrenaje (7 şi 8), cu transfer de cuplu fără motorizări suplimentare, introduse într-un batiscaf (3) de mărime dată, cunoscută, realizând rotirea continuă şi expunerea spaţială a suprafeţei active la o supapă sau la nişte supape (4) profilate, spre tunul de ionizare, pe toată durata procesului de titanizare multistrat, structura unitară şi modulată, suplă şi fiabilă, fiind interschimbabilă, cu adaptări rapide şi costuri minime pe orice instalaţie de titanizare, şi poate procesa simultan una sau mai multe supape (4) profilate, având dimensiuni majorate maximal la un diametru (D/2), folosind eficient spaţiul disponibil în incinta vidată a batiscafului (3).

Description

Invenția se referă la un dispozitiv pentru expunere spațiala a supapelor profilate cu forme complexe si dimensiuni majorate maximal, supuse emisiei ionilor de titan, in batiscaful instalației de titanizare si se aplica in domeniul construcțiilor de mașini. Orice instalație de titanizare cunoscuta, nu are un sistem eficient si flexibil care sa permită efecuarea metalizărilor dure la piese speciale, capabile sa ocupe volumul util al incintei vidate a batiscafului. Dispozitivul propus, este unitar, modulat și poate fi aplicat la toate tipurile de instalații de titanizare cunoscute. Numai după fabricarea acestui dispozitiv, destinat procesării supapelor profilate cu diametre (d) si lungimi (Lp) majorate, poate fi eliminata restricția impusa de fabricant la instalații cunoscute, unde sunt admise numai piese de mici dimensiuni la marimea platanului(Dpl), ele ocupând doar spațiul util pe un platan. In instalațiile actuale, NU pot fi titanizate supape pentru motoare cu ardere interna. Se extinde cu 100% gama aplicațiilor posibile la orice instalația de titanizare actuala, inclusiv pentru supape profilate, cu dimensiuni majorate la limita superioara(Dp/2) a platoului central al batiscafului. NU necesita achiziție de instalații noi (de titanizare). Scad cheltuielile de investiții cu 30%.

Descrierea soluției existente

La toate instalațiile de titanizare actuale, spațiul disponibil in batiscaf este limitat si permite operarea cu piese mici, la marimea platanului existent. Când se lucrează cu piese mai mari, avand forme complexe si dimensiuni majorate cu 50%, nu mai poate fi utilizata instalația cunoscuta. Singura soluție este achiziționarea unei noi instalații cu platan la dimensiunea piesei așezate staționar pe acesta. Daca s-ar introduce in batiscaf supape profilate, ele nu pot fi expuse spațial spre tunul de ionizare si ar ramane ne-titanizate la partea activa. Supapa,

a 2016 00989

08/12/2016 staționara (fara rotatie proprie) pe platan, se titanizeaza asimetric, numai pe jumatatea expusa ionizarii si va fi un rebut. Nu sunt condiții de operare cu supape profilate pe o instalație cunoscuta cu batiscaf normal, fara ajutorul dispozitivului nou propus.

Dezavantajele instalațiilor de titanizare obișnuite, fără dispozitivul de expunere spațiala a supapelor profilate, sunt:

-nu permite procesarea supapelor pentru motoare termice cu diametre (d) si lungimi (Lp); -risipă de resurse umane, materiale și financiare la lucru cu instalații actuale, mai mari adecvat piesei, cu fixare staționara a acestora pe platan;

-risipă de energie electrica la operare cu o singura piesa, mai mare, așezata pe platan;

-pierderi colaterale: spațiu disponibil in batiscaf neutilizat si consum de material ionizant(titan).

Sunt cunoscute preocupări și soluții tehnice care au contribuit la modernizarea acestor instalații de titanizare. Totuși, ele nu au reușit să elimine restricția privind utilizarea la forme cu gerometrie complexa (ex. la supape profilate) si a dimensiunilor maximale admise la piesele care pot fi introduse in batiscaf.

Sunt cunoscute în lume doua tipuri de rezolvări pentru titanizat piese speciale :

- cu platan profilat la marimea pieselor complexe, staționare, așezate pe acel platan, avand ca efect titanizari incorecte, de slaba calitate ;

-dezvoltarea tipo-seriilor de instalații cu dimensiuni (L x 1 x h) si cu volume majorate in trepte la batiscaf.

Astfel, la producători consacrați, avem următoarele rezolvări:

-VTD Germania- are in fabricație volume variate si majorate in trepte, la batiscaf;

-BULATT 6 Rusia- cu aceleași volume variate la batiscaf dar limitate maximal la 100 dm³;

In Romania nu se fabrica instalații de titanizare. Ele sunt achiziționate, direct sau indirect, de la aceeași producători. Nici un model analizat nu dispune de un sistem sigur și eficient, pentru expunere spațiala a supapelor profilate, cu dimensiuni (d) si (Lp) majorate la volumul util al incintei si așezate pe spațiul limitat al platanului, gata sa preia emisia ionilor de titan in batiscaful unei instalatiiPVD de titanizare, cunoscute.

Descrierea soluției proiectate

Un sistem optim trebuie să elimine dezavantajele enumerate anterior. Toate firmele s-au concentrat pe dezvoltarea tipo-seriilor de instalații cu volume utile si/sau platane cu dimensiuni in trepte crescătoare, corespunzător mărimii admise pentru piesele procesate.

a 2016 00989

08/12/2016

Cel mai comod, sigur și operativ mod de operare pentru supape profilate, pe instalații care nu admit mărimi superioare la piesele supuse titanizarii, descris de invenție, constă în forma nouă, originală a mecanismelor noi introduse intr-un batiscaf de mărime data, cunoscuta. Dispozitivul are o structură unitară și modulată, suplă și fiabilă(fig.l) este interschimbabil și compatibil, cu adaptări rapide și costuri minime, pe orice instalație de titanizare, cunoscută. Noutatea constă în crearea si introducerea unei dispozitiv specific, in structura instalației actuale pentru titanizare, caracterizată prin aceea că realizează rotirea continua si expunerea spațiala a suprafeței interesate a supapei, spre tunul de ionizare, pe toata durata procesului. Este posibila titanizarea unei singure supape profilate la marimea (d si Lp), avand dimensiuni majorate maximal la marimea maxima Dp/2. Se elimina astfel restricția impusa de fabricant prin care interzice titanizarea supapelor cu geometrie complexa. Cu adaptari specifice, soluția tehnica permite aranjarea in sir circular a supapelor profilate pe platane, in interiorul batiscafului, când se poate realiza titanizarea simultana la supape multiple, avand valori dimensionale- diametre (d) si lungimi (Lp)- identice sau diferite.

Soluția tehnică:

Pe un platou rotitor(l) cu sens de mișcare orar, sunt dispuse patru platane(2) de mici dimensiuni, pe care se aseaza piese supuse titanizarii multistrat. Platanele(2) au mișcare de rotatie in sens antiorar. Atat platoul, cu diametru (Dp), cat si platanele, cu diametru (Dpi), sunt acționate sincronizat de către transmisia planetara a batiscafului(3), care are o forma cilindrica cu diametru (Dc). Batiscaful este o incinta vidata in care se produce bombardarea cu ioni de titan, aluminiu, crom si combinații asupra pieselor mici așezate in camera de lucru. Uzual, piesele sunt limitate dimensional la marimea platanelor, iar numărul pieselor procesate simultan este limitat, la numărul de platane disponibile si/sau la cate piese pot sa incapa in batiscaf.

Turația platoului central este ni. Turația platanelor n2 are valoare mai mare, data de relația; n2= i x nl in care: i = raport de transmitere al angrenajul cilindric interior.

Același raport de transmitere se calculează cu relația:

i= z2 ; zl in care: z2=numar dinți la platan(2), condus;

zl=numar dinți la platou(l), conducător.

La instalația de titanizare tip VTD-Germania, raportul de transmitere este i=2

Așadar, turatia la platane este de 2 ori mai mare decât la platoul central.

a 2016 00989

08/12/2016 fi

Dispozitivul propus mărește gama de utilizare a instalației, inclusiv pentru supape profilate la marimea platanului sau cu lungimi mai mari, maximum Lp=Dp/2, supuse titanizarii, cu respectarea condiției de expunere spațiala a piesei către tunul de titanizare.

Astfel, o supapa profilata(4) cu prelucrări complexe de lungime maxima (Lp), este așezata pe un platan (2). Supapa se sprijină pe unul(12) sau doua lagare(13) de rostogolire care asiguara rotatie proprie a supapelor in jurul axei longitudinale. Lagarul de rostogolire(6), din zona centrala este in consola si se sprijină pe partea fixa a suportului(5). Acest lagar preia căpătui tijei cu supapa. Lagarul marginal sprijină pe același suport (5) prevăzut cu lagar de rostogolire asemanator(6) si asigura celalalt capat de sprijin al tijei. Căpătui liber al tijei se introduce in partea rotitoare a lagărului (5) si asigura mișcare de rotatie proprie la supapa profilata. Mișcarea de rotatie a supapei, in sens orar, este asigurata de angrenajul conic, compus din roata condusa(7) si roata motoare(8) antrenata de platanul rotitor prin ax hexagonal de antrenare(9) introdus in locașul conjugat din platan. Roata condusa se asigura pe tija supapei, la un singur capat, cu stift filetat(lO) in scopul transferării cuplului motor. Piesa(4), in mișcare continua de rotatie, se sprijină pe un suport(l 1) care se rotește sincron, odata cu platoul central(l), de care este fixat. Se asigura astfel expunere la 360° a supapei profilate la o rotatie completa a platoului central. Poziționarea excentrica a tunului de ionizare(14), in plan vertical in interiorul batiscafului, la adancime(h) reglabila si cu excentricitate(e) fixa, conferă orientare spațiala a piesei, cu dimensiuni majorate la limita maxima(Dp/2), care poate sa incapa in interiorul batiscafului de titanizare. Tunul de titanizare este staționar, fiind montat pe carcasa batiscafului, așezata si ea pe masa de lucru(l 5), fixa. Rotirea continua si expunerea spațiala a suprafeței interesate a supapei profilate spre tunul de ionizare, pe toata durata procesului(max.20 minute) face posibila titanizarea unei singure supape profilate cu diametru maxim (d) si lungime mărită la (Lp). Cu adaptari specifice, soluția tehnica descrisa, se repeta prin dispunera circulara a patru supape profilate pe cele patru platane, prezentate in fig.l. Mișcarea de rotatie se culege individual, de la fiecare platan pentru supapa profilata așezata pe platan. Se realizează titanizarea simultana, la patru piese identice si/sau diferite, daca platoul central a batiscafului permite. In acest caz, supapele pot avea lungimea maxima(Lp) si diametre(d) identice ori diferite. întreg sistemul, așezat pe platoul central, este in mișcare de rotatie eontinua. Rotațiile proprii ale supapei(lor) in jurul axei(lor) longitudinale, combinate cu rotatile sincronizate ale platoului central(Dp) si ale platanelor(Dpl), determina expunerea spațiala a supapelor, către tunul de emisie a ionilor de titan din incinta vidata la batiscafului.

Se asigura astfel expunere la 360° a supapei profilate, la o rotatie completa a platoului.

Scopul invenției este atingerea unor obiective :

a 2016 00989

08/12/2016

-găsirea soluției tehnice optime de așezare a supapelor profilate pe cele patru platane disponibile din interiorul batiscafului dat;

-găsirea soluției tehnice optime de rotire a supapelor profilate in jurul propriilor axe longitudinale (prin lagar de rostogolire cu rulment);

-găsirea formei adecvate la lagare si angrenaje, pentru a genera rotatii sincronizate si transfer de cuplu la supapele profilate, fara motorizări suplimentare;

-adaptarea unui sistem de sprijin a supapelor profilate, cu lungimi variabile intre reazeme, pentru a înlătura dezavantajul ne-admiterii pieselor complexe -tip supape- in batiscafurile actuale, cunoscute, supuse titanizarii multistrat;

-să asigure 100% acționarea ferma si rotirea proprie a supapelor profilate comparativ cu procentajul de 0% întâlnit la instalațiile clasice, care nu dispun de acest dispozitiv ;

-să elimine riscul de patinare pe fluxul transferului de putere la mecanismele noi introduse; -obiectivul cu impact major constă în extensia aplicațiilor la supape profilate, supuse titanizarii multistrat pe o instalație cunoscuta cu limitări dimensionale si spațiale impuse (de fabricant). Astfel pot fi procesate, supape profilate majorate maximal, la marimea (Dp/2) raportat la volumul batiscafului disponibil.

Problema pe care o rezolvă invenția este de a realiza un dispozitiv complex în formă constructivă nouă, originală, pentru rotirea proprie la supape profilate, cu așezare pe fiecare platan disponibil, dar fara motorizare suplimentara (culege mișcarea existenta la platan si o transfera prin angrenaj conic). Fără acest dispozitiv, in batiscaful instalației de titanizare pot fi procesate piese de dimensiuni mici, la marimea platanului dat, nu insa si supape multiple, la marimea disponibila a incintei batiscafului considerat.

Altă problemă constă în adoptarea unei structuri unitare și modulate, suple și fiabile, care să poată fi aplicată la orice mărime a batiscafului disponibil. Sistemul este interschimbabil și compatibil (cu adaptări rapide și costuri minime) pe orice tip de instalație de titanizare cunoscuta. Noutatea constă în introducerea mecanismelor, transmisiilor, lagărelor si suportilor reglabili, specifici si adaptați la marimea batiscafului dat.

Avantaje ale instalațiilor de titanizare cu dispozitivul de expunere spațiala a supapelor profilate, în raport cu stadiul actual al tehnicii :

- extensia aplicațiilor la supape profilate supuse titanizarii multistrat, in batiscaf cu volum dat la care nu erau admise pana acum decât piese mici la marimea platanului;

-pot fi procesate piese multiple, cu 75% mai mult, fata de situația clasica, obișnuita;

a 2016 00989

08/12/2016

-nu necesita motorizări suplimentare pentru rotirea supapelor profilate in incinta batiscafului, fata de situația actuala când piesa este fixa, așezata pe un platan in mișcare de rotatie, la randu-i rotit de către platoul central.

-dispozitivul propus nu modifica, funcțional sau tehnologic, sistemul actual, clasic, cu dubla mișcare de rotatie imprimata piesei procesate in batiscaf;

-condiția esențiala la dispozitivul creat, cu expunere spațiala a supapelor profilate la emisia ionilor de titan, este îndeplinita;

-folosește eficient spațiul disponibil in batiscaf si reduce cu 75% consumul de material ionizat(titan).

-dispozitivul este un produs util și căutat care poate completa dotarea tehnica la orice instalație de titanizare clasica, cunoscuta.

Beneficiarii interesați de dispozitivul pentru expunere spațiala a supapelor profilate la emisia ionilor de titan sunt:

-persoane fizice sau juridice care au în dotare instalații de titanizare, de orice mărime sau tip. Pot folosi același batiscaf, fata de interdicția impusa de fabricant la instalațiile actuale, cunoscute, care interzice titanizarea de piese cu forma speciala (ex. supape profilate).

Scopul este să permită extensia aplicațiilor la supape profilate supuse titanizarii, in batiscaf cu volum dat, la care nu erau admise, pana acum, decât piese mici la marimea platanului. Nu necesita motorizări suplimentare pentru generarea mișcărilor de rotatie imprimata supapei profilate in batiscaf. Execuția și adaptarea dispozitivului nu necesită investiții majore. Ele sunt cu mult sub valoarea unei instalații noi. Din analiza comparată a costurilor, dispozitivul de expunere spațiala a pieselor sferice reprezenta sub 15% din prețul de fabricație al unei instalații de titanizare, noi, de orice tip sau clasă de mărime.

Dezavantajar fi tentația beneficiarilor să folosească instalația de titanizare clasica din dotare, fara dispozitiv de extensie a aplicațiilor la supape profilate, pentru care ei prefera sa comande procesarea acestora la alte firme care eventual dispun de instalații adecvate, dotate cu un dispozitiv asemanator. Se recomandă o analiză cost-beneficiu, obiectivă și atentă. Așa poate fi atenuat dezavantajul descris. La instalațiile de titanizare cunoscute, se face o analiză de poziționare optimă a noului dispozitiv, care trebuie să fie adaptat spatiilor disponibile având forma diferită, originală. Este soluția optimă de aplicat la toate tipurile de instalații de titanizare, clasice.

Invenția, constă în aceea că dispozitivul, pentru expunere spațiala a supapelor profilate la emisia ionilor de titan, poate fi integrat in orice instalație de titanizare cunoscuta si realizează extensia aplicațiilor la acest tip de piese, in același batiscaf. Pana acum nu erau

a 2016 00989

08/12/2016 admise (de fabricant) la titanizat supape pentru motoare termice. Dispozitivul propus necesita investiții reduse, are funcționare sigura cu procesare (titanizare multistrat) operativa si maximă eficiență.

Considerații finale :

Dispozitivul, pentru expunere spațiala a supapelor profilate la emisia ionilor de titan, in batiscaful instalațiilor de titanizare, se aplică în domeniul construcțiilor de mașini. Dispozitivul este aplicabil la toate tipurile de instalații de titanizare cunoscute.

Principala utilizare a invenției constă in extensia aplicațiilor la supape profilate supuse titanizarii, in batiscaf cu volum dat, la care nu erau admise, pana acum, decât piese mici la marimea platanului unei instalații de titanizare cunoscute.

Dispozitivul are o structură unitară și modulată, suplă și fiabilă, este interschimbabil și compatibil(cu adaptări rapide și costuri minime) pe orice tip de instalație de titanizare. Noutatea constă în introducerea mecanismelor, transmisiilor, lagărelor si suporților reglabili specifici si adaptați la marimea batiscafului dat.

Claims (3)

1. Se revendică forma nouă, originală, a dispozitivului (fig.1), cu lagare(6) si angrenaj e(7; 8), cu transfer de cuplu fara motorizări suplimentare, introduse intr-un batiscaf(3) de mărime data, cunoscuta, caracterizată prin aceea că realizează rotirea continua si expunerea spațiala a suprafeței active la o supapa sau la supape multiple, profilate(4), spre tunul de ionizare, pe toata durata procesului de titanizare multistrat.

2. Se revendica structură unitară și modulată, suplă și fiabilă, caracterizată prin aceea că este interschimbabila și compatibila, cu adaptări rapide și costuri minime, pe orice instalație de titanizare, cunoscută si poate procesa(titaniza multistrat) simultan, una sau mai multe supape profilate(4) din (fig.1) avnd dimensiuni majorate maximal la diametru (Dp/2), folosind eficient spațiului disponibil in incinta vidata a batiscafului.

3. Se revendica extensia aplicațiilor la supape profilate(4) supuse titanizarii, in batiscaf(3) cu volum dat, caracterizat prin aceea ca nu erau admise, pana acum, decât piese mici la marimea platanului (Dpi), fiind exclusa suprafața cu profil complex a supapei(lor) profilate. Se elimina dezavantajul ne-procesarii supapelor, impuse de fabricant, in instalații actuale, cunoscute.