RU2232198C1 - Thermal power processing apparatus - Google Patents
Thermal power processing apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2232198C1 RU2232198C1 RU2003113840/02A RU2003113840A RU2232198C1 RU 2232198 C1 RU2232198 C1 RU 2232198C1 RU 2003113840/02 A RU2003113840/02 A RU 2003113840/02A RU 2003113840 A RU2003113840 A RU 2003113840A RU 2232198 C1 RU2232198 C1 RU 2232198C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipes
- movable
- power unit
- holes
- thermal power
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области термосиловой обработки (ТСО) маложестких осесимметричных деталей типа "вал" и может быть использовано на машиностроительных предприятиях.The invention relates to the field of thermal power treatment (TCO) of low-rigidity axisymmetric parts of the “shaft” type and can be used at engineering enterprises.
Известно устройство для ТСО валов малой жесткости, включающее стапель с захватами в концевых сечениях, причем стапель выполнен в виде трубы из металла с коэффициентом теплового расширения меньшим, чем у изделия [1].A device for TCO shafts of low rigidity, including a slipway with grips in end sections, and the slipway is made in the form of a pipe made of metal with a coefficient of thermal expansion less than that of the product [1].
Недостатком данного устройства является невозможность обеспечить стабильность прикладываемого усилия в процессе ТСО, что может привести к переупрочнению материала, неравномерной по длине вала структуры металла, остаточной деформации и, следовательно, к нестабильности размеров в эксплуатационный период с потерей точности.The disadvantage of this device is the inability to ensure the stability of the applied force during the TCO process, which can lead to material reinforcement, uneven metal structure along the shaft length, permanent deformation and, consequently, dimensional instability during the operational period with loss of accuracy.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению, выбранным в качестве прототипа, является устройство для ТСО, включающее стапель с подвижным и неподвижным захватами, шахтную печь, силовой узел [2].The closest device of the same purpose to the claimed invention, selected as a prototype, is a device for TCO, including a slipway with movable and fixed grippers, a shaft furnace, a power unit [2].
Недостатком данного устройства является сложность конструкции из-за использования силового узла в виде гидроцилиндров, невысокая надежность работы устройства в связи с действием высоких температур вблизи гидравлической части устройства, что обуславливает возможность утечек рабочей среды, высокую пожароопасность, а также трудность регулирования рабочих нагрузок в связи с высокими температурными деформациями рабочих элементов гидроцилиндров.The disadvantage of this device is the design complexity due to the use of a power unit in the form of hydraulic cylinders, the low reliability of the device due to the action of high temperatures near the hydraulic part of the device, which leads to the possibility of leakage of the working environment, high fire hazard, as well as the difficulty of regulating workloads due to high temperature deformations of the working elements of hydraulic cylinders.
Задача, на решение которой направленно заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности и эффективности ТСО с достижением следующих технических результатов: упрощение конструкции устройства для ТСО путем использования его внутренних ресурсов; повышение стабильности структуры материала и остаточных напряжений по длине детали за счет управления величиной прикладываемого при ТСО усилия.The problem to which the invention is directed is to increase the reliability and efficiency of TCO with the following technical results: simplifying the design of the device for TCO by using its internal resources; increasing the stability of the material structure and residual stresses along the length of the part by controlling the magnitude of the force applied during TCO.
Эта задача решается тем, что в устройстве для ТСО осесимметричных нежестких валов, содержащем стапель с подвижным и неподвижным захватами, печь, силовой узел, последний выполнен в виде вертикально размещенных телескопически соединенных между собой труб, полости которых заполнены рабочей средой, а донные части которых выполнены с отверстиями, при этом внутренние трубы выполнены подвижными и снабжены обратными клапанами для открывания отверстий при выдвижении труб вверх, внешние трубы выполнены неподвижными и снабжены выпускными клапанами для открывания отверстий при обратном движении внутренних труб вниз, а в качестве рабочей среды используется сыпучий материал; выпускные клапаны могут быть выполнены с возможностью регулирования усилия их поджатия к отверстиям в донной части труб.This problem is solved by the fact that in the device for TCO axisymmetric non-rigid shafts containing the slipway with movable and fixed grippers, the furnace, the power unit, the latter is made in the form of vertically placed telescopically interconnected pipes, the cavities of which are filled with a working medium, and the bottom parts of which are made with holes, while the inner pipes are movable and equipped with check valves to open the holes when the tubes extend upward, the outer pipes are fixed and equipped with exhaust valves for opening holes during the reverse movement of the inner pipes down, and bulk material is used as a working medium; exhaust valves can be made with the possibility of regulating the force of their compression against the holes in the bottom of the pipes.
Выполнение силового узла в виде телескопически соединенных между собой труб позволяет регулировать длину рабочей зоны устройства, что позволяет обрабатывать детали различной длины, а также адаптироваться к температурным деформациям детали в процессе ТСО, снижает энергоемкость процесса ТСО из-за того что нагревается только заготовка, а не весь стапель для осуществления ТСО.The implementation of the power unit in the form of telescopically interconnected pipes allows you to adjust the length of the working area of the device, which allows you to process parts of different lengths, and also adapt to temperature deformations of the part during the TSS, reduces the energy consumption of the TSS process due to the fact that only the workpiece is heated, and the entire stock for the implementation of TCO.
Расположение труб вертикально позволяет использовать гравитационные силы для регулирования их вылета путем пересыпания рабочей среды.The vertical arrangement of the pipes allows the use of gravitational forces to control their outflow by pouring the working medium.
Выполнение труб с внутренними полостями позволяет сделать устройство для ТСО более компактным из-за использования их как направляющих для подвижного захвата, а также для размещения нагружающего механизма.The implementation of pipes with internal cavities allows you to make the device for TCO more compact due to the use of them as guides for movable gripping, as well as to accommodate the loading mechanism.
Заполнение внутренних полостей труб рабочей смесью повышает надежность работы устройства за счет большей устойчивости при действии сжимающих усилий при ТСО, при этом не нужна сложная управляющая аппаратура, упрощаются условия эксплуатации за счет того что скорость истечения сыпучего материала зависит не от давления, а от величины выходного отверстия.Filling the internal cavity of the pipes with a working mixture increases the reliability of the device due to greater stability under compressive forces under TCO, it does not require complex control equipment, operating conditions are simplified due to the fact that the flow rate of bulk material does not depend on pressure, but on the size of the outlet .
Выполнение внутренних труб с донной частью позволяет совместить функции силового нагружения и направления движения подвижного захвата, а выполнение внешних труб с донной частью формирует под ними полость для рабочей смеси.The implementation of the inner pipes with the bottom allows you to combine the functions of power loading and the direction of movement of the movable grip, and the execution of the outer pipes with the bottom forms a cavity under them for the working mixture.
Установка в донных частях труб клапанов дает возможность совместить несущую конструкцию устройства для ТСО с устройством управления силовой нагруженностью вала в процессе обработки.Installation in the bottom parts of the valve pipes makes it possible to combine the supporting structure of the device for TCO with the device for controlling the power load of the shaft during processing.
Установка в отверстиях донной части внутренних труб обратных клапанов, выполненных с возможностью открывания отверстий при выдвижении труб, разрешает проводить регулировку положения подвижного захвата в адаптационном режиме без дополнительной регулировки при термической деформации заготовки, при этом отслеживается термическое удлинение заготовки.The installation of check valves in the openings of the bottom of the inner pipes, which are designed to open the holes when the pipes extend, allows the adjustment of the position of the movable gripper in the adaptive mode without additional adjustment during thermal deformation of the workpiece, while the thermal elongation of the workpiece is monitored.
Выполнение внешних труб подвижными позволяет отслеживать тепловые деформации заготовки.The execution of external pipes movable allows you to track the thermal deformation of the workpiece.
Выполнение внутренних труб неподвижными создает возможность втягивания внутренних труб за счет высыпания рабочей смеси в полость, находящуюся под внутренними трубами.The execution of the inner tubes motionless makes it possible to retract the inner tubes by pouring the working mixture into the cavity under the inner tubes.
Расположение в донной части внешних труб выпускных клапанов позволяет создавать и регулировать силовое нагружение изделия при его охлаждении за счет компенсации температурных деформаций в процессе охлаждения заготовки и создания силового замыкания с формированием в заготовке пластически деформированных направленных структур.The location in the bottom of the outer pipes of the exhaust valves allows you to create and control the force loading of the product when it is cooled by compensating for temperature deformations during cooling of the workpiece and creating a force circuit with the formation of plastically deformed directed structures in the workpiece.
Использование в качестве рабочей среды сыпучей смеси позволяет регулировать адаптивно выдвижение труб с заданным усилием без сложных систем управления.The use of a granular mixture as a working medium makes it possible to adaptively adapt the extension of pipes with a given force without complex control systems.
Выполнение клапанов с регулятором усилия их поджатия позволяет предварительно задавать требуемое прикладываемое растягивающее усилие при ТСО с учетом условий обработки (размеров детали и ее материала).The execution of valves with a force control of their preload allows you to pre-set the required applied tensile force at TCO taking into account the processing conditions (dimensions of the part and its material).
Общий вид устройства приведен на фиг.1, вариант системы управления - на фиг.2.A general view of the device is shown in figure 1, a variant of the control system is shown in figure 2.
Устройство (фиг.1) содержит стапель 1, на котором крепится неподвижный захват 2 и силовой узел 3 в виде наружных 4 и внутренних 5 труб с донной частью 6 с отверстием 7 и обратным клапаном 8. Полости 9 наружных 4 и внутренних 5 труб заполнены сыпучей смесью 10 (песок, графит, чугунная дробь). Концентрично оси размещена печь 11 и подвижный захват 12. В донной части наружных труб 4 имеются отверстия 13 с регулируемыми выпускными клапанами 14, соединенных с блоком регулирования (не показан).The device (Fig. 1) contains a slipway 1 on which a fixed grip 2 and a power unit 3 are attached in the form of external 4 and internal 5 pipes with a bottom part 6 with an opening 7 and a check valve 8. The cavities 9 of the external 4 and internal 5 pipes are filled with loose a mixture of 10 (sand, graphite, cast iron). The furnace 11 and the movable gripper 12 are arranged concentrically to the axis. In the bottom of the outer pipes 4 there are openings 13 with adjustable exhaust valves 14 connected to a control unit (not shown).
Этот блок может содержать (фиг.2) измерительное устройство 16, которое соединено с усилителем 17, сравнивающим устройством 18, приводом 19 регулирования зазора выпускного клапана 14. К сравнивающему устройству также присоединен задатчик 20 величины прикладываемого усилия.This block may comprise (FIG. 2) a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Вал 15 помещают в печь 11, зажимают в подвижном 12 и неподвижном 2 захватах и проводят его нагрев, при котором за счет термического удлинения вала 15 происходит перемещение подвижного захвата 12 с выдвижением внутренних труб 5 силового узла 3. При этом происходит открытие обратного клапана 8, и через отверстие 7 сыпучая смесь 10 пересыпается из внутренней 5 в наружную трубу 4, заполняя под закрытой донной частью 6 полость 9. При переходе к остыванию вала 15 происходит его термическое сжатие, а за счет захватов 2 и 12 происходит его растяжение при охлаждении вала и удержание в прямолинейном состоянии, что приводит к формированию устойчивой равновесной структуры за счет пластической деформации.The shaft 15 is placed in the furnace 11, clamped in the movable 12 and stationary 2 captures and conduct its heating, in which due to the thermal extension of the shaft 15, the movable gripper 12 is moved with the extension of the inner tubes 5 of the power unit 3. This opens the check valve 8, and through the hole 7, the bulk mixture 10 is poured from the inner 5 into the outer pipe 4, filling the cavity 9 under the closed bottom 6. When the shaft 15 is cooled, it is thermally compressed, and due to the grippers 2 and 12 it is stretched when cooled and securing the shaft in a straight condition, which leads to the formation of stable equilibrium structure due to plastic deformation.
С использованием блока управления устройство будет работать следующим образом. Для создания постоянного растягивающего усилия предварительно настраивают задатчик 20 величины прикладываемого усилия. При изменении нагрузки в процессе ТСО ее значение с измерительного устройства 16 усилия деформации поступает через усилитель 17 на сравнивающее устройство 18. Сигнал рассогласования от измерительного устройства 16 и задатчика 20 поступает на привод 19 регулирования зазора выпускного клапана 15, который, изменяя величину отверстия 14, управляет скоростью истечения сыпучего материала 11, за счет чего стабилизируется или изменяется по определенному закону величина прикладываемого усилия.Using the control unit, the device will work as follows. To create a constant tensile force, the
Цикл обработки повторяется до полного опорожнения внутренней полости, после чего сыпучую смесь из неподвижной части стапеля пересыпают обратно в полости подвижных труб.The treatment cycle is repeated until the inner cavity is completely empty, after which the granular mixture from the fixed part of the slipway is poured back into the cavities of the movable pipes.
Использование данного устройства позволяет повысить надежность проведения ТСО, повысить стабильность структуры материала и остаточных напряжений по длине детали, упростить конструкцию устройства для ТСО.Using this device allows you to increase the reliability of the TSS, to increase the stability of the material structure and residual stresses along the length of the part, to simplify the design of the device for TSS.
ЛитератураLiterature
1. А.с. СССР №1407696, кл. С 21 D 1/62, 1/63, 1988.1. A.S. USSR No. 1407696, cl. C 21 D 1/62, 1/63, 1988.
2. Драчев О.И. Экспериментальная установка для термомеханической обработки деталей. // Технология и автоматизация машиностроения. Выпуск 47. - Киев: Тэхника. - 1991. - С. 40-44.2. Drachev O.I. An experimental setup for thermomechanical processing of parts. // Technology and automation of mechanical engineering. Issue 47. - Kiev: Technics. - 1991. - S. 40-44.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003113840/02A RU2232198C1 (en) | 2003-05-12 | 2003-05-12 | Thermal power processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003113840/02A RU2232198C1 (en) | 2003-05-12 | 2003-05-12 | Thermal power processing apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2232198C1 true RU2232198C1 (en) | 2004-07-10 |
RU2003113840A RU2003113840A (en) | 2004-12-27 |
Family
ID=33414439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003113840/02A RU2232198C1 (en) | 2003-05-12 | 2003-05-12 | Thermal power processing apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2232198C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466195C1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Method of automatic diagnostics and control of thermal power processing of low stiff axisymmetrical parts, and device for its implementation |
RU2518207C1 (en) * | 2012-11-23 | 2014-06-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method of heat treatment of rails |
RU2754628C1 (en) * | 2020-12-08 | 2021-09-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" | Device for fixing axisymmetric parts during their thermal power processing |
-
2003
- 2003-05-12 RU RU2003113840/02A patent/RU2232198C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ДРАЧЕВ О.И. и др. Экспериментальная установка для термомеханической обработки деталей. Технология и автоматизация машиностроения. – Киев: Тэхника, 1991, с. 40-44. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466195C1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Method of automatic diagnostics and control of thermal power processing of low stiff axisymmetrical parts, and device for its implementation |
RU2518207C1 (en) * | 2012-11-23 | 2014-06-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method of heat treatment of rails |
RU2754628C1 (en) * | 2020-12-08 | 2021-09-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" | Device for fixing axisymmetric parts during their thermal power processing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2232198C1 (en) | Thermal power processing apparatus | |
Na et al. | Finite element analysis of pressure on 2024 aluminum alloy created during restricting expansion-deformation heat-treatment | |
CN103615545B (en) | A kind of adjustable point regulates the Self-power temp. regulator of temperature | |
CN104294066B (en) | Rapid solidification preparation method of ultrahigh-strength plasticity TiNiNbMo shape memory alloy | |
US6334479B1 (en) | Multiple-slide die-casting system | |
KR900701495A (en) | Temperature control device and method of plastic compression molding machine | |
CN101653798B (en) | System for processing curved face of plate material | |
CN201275614Y (en) | Controller for automatic casting with equivalent amount of liquid | |
Mingguang et al. | Numerical simulation and analysis of hot cracking in the casting of fork | |
CN105757263A (en) | Water-cooling butterfly valve used for adjusting high-temperature and high-pressure gas pipeline | |
KR101273927B1 (en) | A forming device for tube bulging by gas pressure and the method thereof | |
CN109797425B (en) | Clamping device of single crystal directional precision casting furnace and control method thereof | |
CN208528077U (en) | A kind of casting device | |
KR101920660B1 (en) | Heat treatment apparatus for transmission plate | |
Kowalewski | The surface of constant rate of energy dissipation under creep and its experimental determination | |
CN219199246U (en) | High-temperature flue gate | |
JP6192821B2 (en) | Method of warping a machine bed and / or press ram of a punch press and punch press | |
CN211708576U (en) | Chain bearing replacing device | |
KR100658827B1 (en) | Heating apparatus for semi-solid billet of die-casting | |
JP2720725B2 (en) | Creep test method | |
Shu et al. | A Study of hot deformation behavior for BT 20 alloy | |
JP2001025900A (en) | Gib block correction device of c-frame press | |
CN207447133U (en) | Low-resistance refractory layer between a kind of heating plate and insulating brick | |
CN208322066U (en) | A kind of casting mould temperature control equipment | |
CN206702168U (en) | A kind of efficiently anti-casting flaw metal structure casting processing sandbox housing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050513 |