RO132707A2 - Dispozitiv pentru titanizarea spaţială a pieselor cilindrice - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un dispozitiv pentru titanizarea spaţială a pieselor cilindrice supuse emisiei ionilor de titan utilizat în domeniul construcţiilor de maşini. Dispozitivul, conform invenţiei, cuprinde un platou (1) rotitor cu sens de mişcare orar, pe care sunt dispuse şase platane (2) de mici dimensiuni, pe care se aşază nişte piese supuse titanizării, platanele (2) cu mişcare de rotaţie în sens antiorar, atât platoul (1), cu diametru Dp, cât şi platanele (2), cu diametru Dpl, fiind acţionate sincronizat de către transmisia planetară a unui batiscaf (3) de formă cilindrică, cu diametru Dc, care este o incintă vidată în care se produce bombardarea cu ioni de titan asupra pieselor mici aşezate în camera de lucru, uzual, piesele fiind limitate dimensional la mărimea platanelor, iar numărul pieselor procesate simultan este limitat la numărul de platane disponibile şi la câte piese încap în batiscaf (3), dispozitivul mărind gama de utilizare a instalaţiei pentru piese mai mari, supuse titanizării, cu respectarea condiţiei de expunere spaţială a piesei către tunul de titanizare; astfel, o piesă (4), un ax de lungime maximă Lp, este fixată la ambele capete pe câte un suport (5) prevăzut cu un lagăr (6) de rostogolire, iar mişcarea de rotaţie a piesei în sens orar este asigurată de angrenajul conic, compus dintr-o roată (7) condusă şi o roată (8) motoare antrenată de platanul rotitor printr-un ax (9) hexagonal de antrenare introdus în locaşul conjugat din platan, roata (7) condusă se asigură, la un singur capăt, cu un ştift (10) în scopul transferării cuplului motor, iar piesa (4), în mişcare continuă de rotaţie, sprijină pe un suport (11) care se roteşte sincron, odată cu platoul (1) central, de care este fixat, asigurându-se astfel expunere la 360° a piesei la o rotaţie completă a platoului, iar poziţionarea excentrică a unui tun (12) de ionizare se face în plan vertical în interiorul batiscafului (3), la adâncime (h) reglabilă şi excentricitate (e) fixă.

Description

Invenția se referă la un dispozitiv pentru expunere spațiala a pieselor, cu dimensiuni majorate maximal, supuse emisiei ionilor de titan, in batiscaful instalației PVD 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 tratamentului termic la toata gama de piese capabile sa ocupe volumul util al incintei 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 pieselor- tip axe- cu lungimi majorate, poate fi eliminata restricția gabaritului limitat, impus constructiv, la instalații cunoscute, la care sunt admise piese de mici dimensiuni. Ele ocupa doar spațiul util pe un platan. In instalațiile actuale, NU pot fi titanizate piese/axe mai mari decât marimea platanului. Se extinde cu 70% gama aplicațiilor posibile la instalația de titanizare, inclusiv pentru piese tip axe, cu dimensiuni majorate la limita superioara a mărimii 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, de tip axe cu prelucrări complexe, avand dimensiuni majorate cu 70%, nu mai poate fi utilizata instalația cunoscuta, fiind necesara o noua instalație cu batiscaf mărit. Singura soluție este achiziționarea unei noi instalații cu platan la dimensiunea piesei tip ax. Axele mai lungi, daca s-ar introduce in batiscaf, nu pot fi expuse spațial spre tunul de ionizare si s-ar anula efectul de rotire a platanului, ramanand numai rotatia platoului central. Piesa se titanizeaza asimetric,

a 2016 00990

08/12/2016 numai pe jumatatea statica expusa ionizarii si va fi un rebut. Nu sunt condiții de operare cu piese tip axe pe o instalație cunoscuta cu batiscaf normal, fara ajutorul dispozitivului nou propus.

Dezavantajele instalațiilor de titanizare obișnuite, fără dispozitivul de expunere spațiala a pieselor tip axe, sunt:

-nu permite operare cu axe mai lungi decât marimea platanului;

-risipă de resurse umane, materiale și financiare la lucru cu instalații mai mari, adecvat axei; -risipă de energie electrica la operare cu o singura piesa, așezata pe platan- alta nu încape; -pierderi colaterale: spațiu disponibil in batiscaf neutilizat si consum de material ionizat(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 dimensiunile maximale admise la piesele care pot fi introduse in batiscaf.

Sunt cunoscute în lume doua tipuri de rezolvări pentru operare cu piese tip axe : cu platan la marimea pieselor procesate și respectiv cu volume mărite la batiscaf, caz în care apar tipo-serii de instalații cu dimensiuni (L x 1 x h) majorate in trepte.

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 100dm³;

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 pieselor tip axe, cu lungimi majorate la volumul util al incintei si așezate pe spațiul limitat al platanului, gata sa preia emisia ionilor de titan in batiscaful unei instalații PVD 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.

Cel mai comod, sigur și operativ mod de operare cu piese tip axe, 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.

a 2016 00990

08/12/2016

Noutatea constă în crearea si introducerea unei dispozitiv specific, in structura instalației cunoscute pentru titanizarea pieselor, caracterizată prin aceea că reaiizeaza rotirea continua si expunerea spațiala a suprafeței interesate a piesei spre tunul de ionizare, pe toata durata procesului. Este posibila titanizarea unei singure axe complexe cu dimensiuni majorate maximal (diametru d si lungime Lp), fata de limita impusa de fabricant. Cu adaptari specifice, soluția tehnica permite supra-etajarea pieselor de tip axe, in interiorul batiscafului, pe trei nivele, când se poate realiza titanizarea simultana a trei piese cu diametre d si lungimi Lp avand dimensiuni identice sau de mărimi diferite.

Soluția tehnică:

Titanizarea unei singure axe

Pe un platou rotitor(l) cu sens de mișcare orar, sunt dispuse sase platane(2) de mici dimensiuni, pe care se aseaza piese supuse titanizarii. 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 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.

Turatia platoului central este nl. Turatia platanelor n2 are valoare mai mare, data de relația: n2= i x nl in care: i = raport 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.

Dispozitivul propus mărește gama de utilizare a instalației, inclusiv pentru piese mai mari, supuse titanizarii, cu respectarea condiției de expunere spațiala a piesei către tunul de titanizare.

Astfel, piesa(4) un ax cu prelucrări complexe de lungime maxima Lp, este fixata la ambele capete pe cate un suport(5) prevăzut cu lagar de rostogolire(6). Mișcarea de rotatie a piesei 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

a 2016 00990

08/12/2016 platan. Roata condusa se asigura, la un singur capat, cu știft filetat(lO) in scopul transferării cuplului motor. Piesa(4), in mișcare continua de rotatie, 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 piesei la o rotatie completa a platoului. Poziționarea excentrica a tunului de ionizare(12), 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, 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(13), fixa.

Rotirea continua si expunerea spațiala a suprafeței interesate a piesei spre tunul de ionizare, pe toata durata procesului(max.90 minute) face posibila titanizarea unei singure axe complexe cu diametru maxim d si lungime mărită la Lp.

Titanizarea simultana a axelor multiple

Cu adaptari specifice, soluția tehnica prezentata in fig.l, poate fi repetata prin supra-etajarea pieselor de tip axe, pe trei nivele în legătură cu fig.2. Mișcarea de rotatie se culege de la perechi de platane situate diametral opus, in număr de maximum trei.

Peste nivel 1, se aseaza alte doua etaje cu piese tip axe, decalate in plan orizontal cu 120° . Se realizează, simultan, titanizarea la trei piese identice si/sau diferite, daca inaltimea batiscafului permite acest lucru.

In acest caz, axele vor avea diametru de trei ori mai mic decât situația prezentata anterior dar cu lungimi diferite(<Lp) ori chiar cu lungimi Lp identice.

Scopul invenției este atingerea unor obiective :

-găsirea soluției tehnice optime de așezare a pieselor tip axe pe doua platane situate diametral opus in interiorul batiscafului;

-găsirea soluției tehnice optime de rotire a piesei tip ax(axelor multiple) pe toata durata de operare;

-găsirea formei adecvate la lagare si angrenaje, cu transfer de cuplu fara motorizări suplimentare;

-adaptarea unui sistem reglabil de sprijin a axelor, cu lungimi variabile intre lagare, pentru a înlătura dezavantajul limitatii dimensionale la piesele admise in batiscaf si supuse titanizarii;

-să asigure 100% acționarea ferma si rotirea piesei tip ax in lagare comparativ cu procentajul de 0% întâlnit la instalațiile clasice, care nu dispun de acest dispozitiv ;

-să elimine(0%) riscul de patinare pe fluxul de putere al mecanismelor noi introduse;

-obiectivul cu impact major constă în extensia aplicațiilor la piese tip axe, supuse titanizarii pe o instalație cunoscuta cu limitări dimensionale si spațiale impuse (de fabricant). Astfelpot fi /Ț’C .σ

a 2016 00990

08/12/2016 procesate, piese tip axe cu lungimi Lp, majorate maximal, la marimea/volumul batiscafului disponibil.

Problema pe care o rezolvă invenția este de a realiza un dispozitiv complex în formă constructivă nouă, originală, pentru rotirea piesei in lagare, cu așezare pe doua platane situate diametral opus dar fara motorizare suplimentara (culege mișcarea existenta la platan).

Fără acest dispozitiv, in batiscaful instalației de titanizare pot fi procesate piese tip axe de dimensiuni mici, la marimea platanului dat, nu insa si axe mai mari, la marimea reala 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 si lagerelor reglabile specifice si adaptate la marimea batiscafului dat.

Avantaje ale instalațiilor de titanizare cu dispozitivul de expunere spațiala a pieselor tip axe, în raport cu stagiul actual al tehnicii:

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

-pot fi procesate piese mai lungi cu 60%, fata de situația clasica, obișnuita ;

-nu necesita motorizări suplimentare pentru rotirea pieselor lungi 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 pieselor tip axe la emisia ionilor de titan, este îndeplinita;

-folosește eficient spațiul disponibil in batiscaf si reduce cu 60% 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 pieselor tip axe la emisia ionilor de titan sunt:

-persoane fizice sau juridice care au în dotare instalații de titanizare, de orice mărime sau tip. Va folosi același batiscaf pentru piese tip axe, mai lungi cu 60% fata de limitarea actuala, clasica, cunoscuta si impusa de fabricant.

a 2016 00990

08/12/2016

Scopul este să permită extensia aplicațiilor la piese tip axe 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 dublei mișcări de rotatie imprimata piesei in batiscaf. Execuția și adaptarea dispozitivului nu necesită investii majore. Ele sunt cu mult sub valoarea unei instalații noi, atunci când lungimea piesei depășește cu 30% limita spațiului disponibil in batiscaful actual, cunoscut. Din analiza comparată a costurilor, dispozitivul de expunere spațiala a pieselor tip axe reprezenta sub 1,5% din prețul de fabricație al unei instalații de titanizare, noi, de orice tip sau clasă de mărime.

Dezavantaj-u\ ar fi tentația beneficiarilor să folosească instalația de titanizare clasica din dotare, fara dispozitiv de extensie a aplicațiilor la piese tip axe, pentru care ei prefera sa comande procesarea acestora la alte firme care dispun de instalații mai mari. 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 pieselor tip axe la emisia ionilor de titan, poate fi integrat in orice instalație de titanizare cunoscuta si realizează extensia aplicațiilor la piese mai mari/lungi in același batiscaf, la care pana acum erau limitări dimensionale si spațiale impuse (de fabricant). Dispozitivul propus necesita investiții reduse, are funcționare sigura cu procesare(titanizare) operativa si maximă eficiență.

Considerații finale :

Dispozitivul, pentru expunere spațiala a pieselor tip axe 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 piese tip axe 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 instalație de titanizare. Noutatea constă în introducerea mecanismelor, transmisiilor si lagerelor reglabile specifice si adaptate la marimea batiscafului dat.

Claims (3)

1. REVENDICĂRI

   1. Se revendică forma nouă, originală, a dispozitivului (fig.l), cu lagare si angrenaje, cu transfer de cuplu fara motorizări suplimentare, introduse intr-un batiscaf de mărime data, cunoscuta, caracterizată prin aceea că reaiizeaza rotirea continua si expunerea spațiala a suprafeței interesate a piesei spre tunul de ionizare, pe toata durata procesului de titanizare.
2. 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) simultan, una(fig.l) sau mai multe piese tip axe (fig.2), cu dimensiuni majorate maximal (diametru d si lungime Lp), la limita maxima a spațiului disponibil in incinta vidata a batiscafului.
3. 3. Se revendica extensia aplicațiilor la piese tip axe supuse titanizarii, in batiscaf cu volum dat, caracterizată prin aceea că acum pot fi procesate si piese cu dimensiuni * majorate maximal, fata de situația anterioara, la care nu erau admise decât piese mici la marimea platanului. Se elimina dezavantajul limitării dimensionale, impuse de fabricant, la piesele procesate in instalațiile actuale, cunoscute.