RU2232198C1 - Thermal power processing apparatus - Google Patents

Thermal power processing apparatus Download PDF

Info

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
Application number
RU2003113840/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003113840A (en
Inventor
Д.А. Расторгуев (RU)
Д.А. Расторгуев
О.И. Драчев (RU)
О.И. Драчев
Д.Ю. Воронов (RU)
Д.Ю. Воронов
Original Assignee
Тольяттинский государственный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тольяттинский государственный университет filed Critical Тольяттинский государственный университет
Priority to RU2003113840/02A priority Critical patent/RU2232198C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2232198C1 publication Critical patent/RU2232198C1/en
Publication of RU2003113840A publication Critical patent/RU2003113840A/en

Links

Images

Landscapes

  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Abstract

FIELD: equipment for thermal power processing of axisymmetric non-rigid shafts.
SUBSTANCE: apparatus has holding block with movable and immovable grips, furnace and power unit. Power unit has tubes telescopically connected with one another and arranged in vertical position. Tube cavities are filled with working fluid. Tube bottom parts are equipped with apertures. Movable inner tubes are provided with return valves for opening of apertures on backward motion of inner tubes in downward direction. Bulk material is used as working fluid.
EFFECT: enhanced reliability in operation and increased efficiency in thermal power processing of objects.
2 cl, 2 dwg

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 measuring device 16, which is connected to an amplifier 17, a comparing device 18, an actuator 19 for adjusting the clearance of the exhaust valve 14. A setting unit 20 of the applied force is also connected to the comparing device.

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 adjuster 20 of the magnitude of the applied force is pre-adjusted. When the load changes in the TCO process, its value from the measuring device 16 of the strain force is supplied through the amplifier 17 to the comparing device 18. The error signal from the measuring device 16 and the setter 20 is fed to the valve 19 for adjusting the clearance of the outlet valve 15, which, by changing the size of the hole 14, controls the flow rate of the bulk material 11, due to which the magnitude of the applied force is stabilized or changed according to a certain law.

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)

1. Устройство для термосиловой обработки осесимметричных нежестких валов, содержащее стапель с подвижным и неподвижным захватами, печь, силовой узел, отличающееся тем, что силовой узел 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 использован сыпучий материал.1. A device for thermoset processing axisymmetric non-rigid shafts, comprising a slipway with movable and fixed grippers, a furnace, a power unit, characterized in that the power unit is made in the form of vertically placed, telescopically connected pipes, the cavities of which are filled with a working medium, and the bottom parts 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 provided with exhaust valves for opening holes during the reverse movement of the inner pipes down, and bulk material is used as the working medium. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выпускные клапаны выполнены с возможностью регулирования усилия их поджатия к отверстиям в донной части труб.2. The device according to claim 1, characterized in that the exhaust valves are made with the possibility of regulating the force of their pressing against the holes in the bottom of the pipes.
RU2003113840/02A 2003-05-12 2003-05-12 Thermal power processing apparatus RU2232198C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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