RU67899U1

RU67899U1 - DEVICE FOR ISOTHERMAL DEFORMATION

Info

Publication number: RU67899U1
Application number: RU2007130304/22U
Authority: RU
Inventors: Игорь Адольфович Изаков; Денис Владимирович Капитаненко; Юрий Алексеевич Магай
Priority date: 2007-08-08
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2007-11-10

Abstract

Полезная модель относится к области к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для изотермического деформирования. Устройство для изотермического деформирования включает штамповый блок, теплоизолирующий блок, нагревательное устройство. Штамповый блок состоит из нижней и верхней опорных плит и штампов, выполненных с возможностью крепления каждого к одной из опорных плит. В теплоизолирующем блоке часть его образована листовыми кожухами, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом. Нагревательное устройство состоит из двух секций, каждая из которых содержит пару токоведущих плит, соединенных элементом сопротивления. Элемент сопротивления каждой секции выполнен в виде единой листовой детали. Технический результат полезной модели - повышение ресурса и надежности работы устройства. 2 ил.The utility model relates to the field of metal forming, and in particular to devices for isothermal deformation. A device for isothermal deformation includes a stamp block, a heat insulating block, a heating device. The stamp block consists of the lower and upper base plates and dies, made with the possibility of attaching each to one of the base plates. In the heat-insulating block, part of it is formed by sheet casing, the space between which is filled with heat-insulating material. The heating device consists of two sections, each of which contains a pair of current-carrying plates connected by a resistance element. The resistance element of each section is made in the form of a single sheet part. The technical result of the utility model is to increase the resource and reliability of the device. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для изотермического деформирования.The utility model relates to the processing of metals by pressure, and in particular to devices for isothermal deformation.

Известна установка для изотермического деформирования (А.с. №1496892, МПК-4 B21J 1/06, опубл. 30.07.89), содержащая штамповый блок со штампом, нагревательное устройство, выполненное в виде двух секций, расположенных по обе стороны штампа, при этом каждая секция состоит из нижней и верхней горизонтально расположенных токоведущих плит с элементами сопротивления, которые представляют собой пластины из жаростойкого сплава, обращенные плоскостями к штампу и выполненные прогнутыми в сторону, противоположную штампу, причем секции нагревательного устройства электрически соединены между собой с помощью планок. Работа данной установки с приведенным выше конструктивным выполнением нагревательного устройства достаточно надежна, так как выход из строя одной или нескольких пластин, из которых выполнен каждый элемент сопротивления, ведет только к уменьшению мощности и практически не влияет на работоспособность устройства.A known installation for isothermal deformation (A.S. No. 1496892, MPK-4 B21J 1/06, publ. 07/30/89), containing a stamp block with a stamp, a heating device made in the form of two sections located on both sides of the stamp, when each section consists of lower and upper horizontally located current-carrying plates with resistance elements, which are plates of heat-resistant alloy, facing planes to the stamp and made curved in the direction opposite to the stamp, and sections of the heating device va are electrically interconnected using strips. The operation of this installation with the above structural design of the heating device is quite reliable, since the failure of one or more plates of which each resistance element is made, only leads to a decrease in power and practically does not affect the operability of the device.

Однако данная установка не обеспечивает требуемую равномерность нагрева штампового блока, поскольку величины токов в средних и крайних пластинах будут различны из-за неодинакового пути тока через токоведущие плиты. Относительно низкое напряжение (~ 5 В), используемое в установке, при большой мощности обусловливает большую величину тока и требует большого сечения шин или кабелей, соединяющих нагревательное устройство с трансформатором, т.е. увеличивает металлоемкость коммуникаций.However, this installation does not provide the required uniformity of heating of the die block, since the current values in the middle and extreme plates will be different due to the unequal current path through the current-carrying plates. The relatively low voltage (~ 5 V) used in the installation, at high power, causes a large amount of current and requires a large section of buses or cables connecting the heating device to the transformer, i.e. increases the metal consumption of communications.

Известно также устройство для изотермического деформирования, включающее штамповый блок, состоящий из нижней и верхней опорных плит и штампов, выполненных с возможностью крепления каждого к одной A device for isothermal deformation is also known, including a stamp block consisting of lower and upper base plates and dies made with the possibility of attaching each to one

из опорных плит, теплоизолирующий блок, часть которого образована листовыми кожухами, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом, нагревательное устройство, состоящее из двух секций, каждая из которых содержит пару токоведущих плит, соединенных элементом сопротивления (Патент РФ №2259901 МПК-7 B21J 1/06, В21К 29/00, опубл. 2005.09.10). В данном техническом решении секции нагревательного устройства расположены по обе стороны штампового блока и соединены между собой последовательно с помощью перемычки, размещенной вне теплоизолирующего блока, а каждый элемент сопротивления представляет собой набор пластин. Данное устройство обеспечивает равномерность прогрева штампа и снижение металлоемкости коммуникаций.from base plates, a heat-insulating block, part of which is formed by sheet casings, the space between which is filled with heat-insulating material, a heating device consisting of two sections, each of which contains a pair of current-carrying plates connected by a resistance element (RF Patent No. 2259901 MPK-7 B21J 1 / 06, B21K 29/00, publ. 2005.09.10). In this technical solution, sections of the heating device are located on both sides of the stamp block and are connected to each other sequentially by means of a jumper located outside the heat-insulating block, and each resistance element is a set of plates. This device ensures uniform heating of the stamp and reduction of metal consumption of communications.

Однако надежность данного устройства недостаточна. Случайное повреждение одной из пластин (местное уменьшение площади ее поперечного сечения) увеличивает ее электрическое сопротивление, ведет к перегреву поврежденного участка и к перегоранию поврежденной пластины элемента сопротивления. Выход из строя (обрыв) одной пластины увеличивает сопротивление секции и вызывает ее перегрев относительно другой секции, что ведет к ускоренному выходу из строя (перегоранию) остальных пластин перегретой секции.However, the reliability of this device is insufficient. Accidental damage to one of the plates (local reduction of its cross-sectional area) increases its electrical resistance, leads to overheating of the damaged area and to burnout of the damaged plate of the resistance element. The failure (break) of one plate increases the resistance of the section and causes it to overheat relative to the other section, which leads to an accelerated failure (burnout) of the remaining plates of the overheated section.

Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение ресурса и надежности работы устройства.The technical result of the claimed utility model is to increase the resource and reliability of the device.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для изотермического деформирования, включающем штамповый блок, состоящий из нижней и верхней опорных плит и штампов, выполненных с возможностью крепления каждого к одной из опорных плит, теплоизолирующий блок, часть которого образована листовыми кожухами, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом, нагревательное устройство, состоящее из двух секций, каждая из которых содержит пару токоведущих плит, соединенных элементом сопротивления, The specified technical result is achieved by the fact that in the device for isothermal deformation, including a stamp block, consisting of lower and upper base plates and dies made with the possibility of attaching each to one of the base plates, a heat-insulating block, part of which is formed by sheet casing, the space between which filled with heat-insulating material, a heating device consisting of two sections, each of which contains a pair of current-carrying plates connected by a resistance element,

элемент сопротивления каждой секции выполнен в виде единой листовой детали.the resistance element of each section is made in the form of a single sheet part.

Выполнение элемента сопротивления каждой секции нагревательного устройства в виде единой листовой детали позволяет существенно уменьшить перегрев поврежденного участка элемента сопротивления, в случае его повреждения, что обеспечивает повышение ресурса и надежности работы устройства.The implementation of the resistance element of each section of the heating device in the form of a single sheet part can significantly reduce overheating of the damaged section of the resistance element, in case of damage, which increases the resource and reliability of the device.

В предлагаемом устройстве для изотермического деформирования перегрев поврежденного участка будет существенно меньше, по сравнению с известными решениями и прототипом при одинаковых размерах повреждения и мощностях. В случае повреждения элемента сопротивления одной из секций нагревательного устройства оно проявится в возникновении и увеличении разности температур между элементами сопротивления обоих секций, которую легко обнаружить прямым измерением температур элементов сопротивления. При этом, в отличие от известных технических решений, для выравнивания температур элементов сопротивления двух секций в заявляемом устройстве достаточно увеличить сопротивление той секции, в которой температура нагрева элемента сопротивления меньше. Это можно осуществить, уменьшив площадь поперечного сечения элемента сопротивления, например, подрезав его с любой из боковых сторон, что приведет к уменьшению мощности нагрева, но позволит обеспечить равномерность нагрева и, соответственно, продлить срок службы предлагаемого устройства.In the proposed device for isothermal deformation, the overheating of the damaged area will be significantly less compared to the known solutions and the prototype with the same damage sizes and capacities. In case of damage to the resistance element of one of the sections of the heating device, it will manifest itself in the occurrence and increase of the temperature difference between the resistance elements of both sections, which is easy to detect by direct measurement of the temperature of the resistance elements. Moreover, in contrast to the known technical solutions, to equalize the temperatures of the resistance elements of two sections in the inventive device, it is sufficient to increase the resistance of that section in which the heating temperature of the resistance element is lower. This can be done by reducing the cross-sectional area of the resistance element, for example, cutting it from either side, which will reduce the heating power, but will ensure uniform heating and, accordingly, extend the life of the proposed device.

В предлагаемом устройстве для изотермического деформирования, как и в прототипе, секции нагревательного устройства соединены между собой последовательно, т.е. к каждому элементу сопротивления напряжение подводится с противоположных углов ("по диагонали"). Это может привести к неравномерности нагрева. При этом в прототипе неравномерность может проявляться в пределах каждой пластины и выравнивается в пределах секции.In the proposed device for isothermal deformation, as in the prototype, sections of the heating device are interconnected in series, i.e. voltage is supplied to each resistance element from opposite angles ("diagonally"). This can lead to uneven heating. Moreover, in the prototype, unevenness can occur within each plate and is aligned within the section.

В предлагаемом устройстве неравномерность нагрева можно уменьшить за счет уменьшения электрического сопротивления токоведущих плит относительно элементов сопротивления. Для различных размеров элементов сопротивления достаточно иметь отношение площадей поперечных сечений токоведущих плит и нагревательных элементов от 3 до 15.In the proposed device, the unevenness of heating can be reduced by reducing the electrical resistance of the current-carrying plates relative to the resistance elements. For different sizes of resistance elements, it is sufficient to have a ratio of the cross-sectional areas of current-carrying plates and heating elements from 3 to 15.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами, на которых изображены:The proposed technical solution is illustrated by drawings, which depict:

На фиг.1 показан поперечный вертикальный разрез устройства.Figure 1 shows a transverse vertical section of the device.

На фиг.2. показан вид А на одну из секций нагревательного устройства.In figure 2. Shows view A on one of the sections of the heating device.

Устройство для изотермического деформирования включает штамповый блок, состоящий из нижней 1 и верхней 2 опорных плит и штампов 3, 4, выполненных с возможностью крепления каждого, соответственно, к одной из опорных плит 1 и 2, теплоизолирующий блок, часть которого образована листовыми кожухами 5 и 6, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом 7, нагревательное устройство, состоящее из двух секций, каждая из которых содержит пару токоведущих плит 8, 9, соединенных элементом сопротивления 10 (приваренным к токоведущим плитам и обращенным к штампам 3, 4). Элемент сопротивления 10 каждой секции выполнен в виде единой листовой детали, имеющей прогиб в сторону листового кожуха 5, что исключает возможность замыкания нагревательного элемента 10 сопротивления на штамп 3 или 4.A device for isothermal deformation includes a stamp block, consisting of lower 1 and upper 2 base plates and dies 3, 4, made with the possibility of fastening each, respectively, to one of the base plates 1 and 2, an insulating block, part of which is formed by sheet casing 5 and 6, the space between which is filled with heat-insulating material 7, a heating device consisting of two sections, each of which contains a pair of current-carrying plates 8, 9 connected by a resistance element 10 (welded to the current-carrying plates am and facing stamps 3, 4). The resistance element 10 of each section is made in the form of a single sheet part having a deflection towards the sheet casing 5, which eliminates the possibility of shorting the resistance heating element 10 to a stamp 3 or 4.

Обе секции нагревательного устройства расположены по обе стороны от штампов 3, 4, симметрично относительно продольной оси устройства для изотермического деформирования, при этом обе секции нагревательного устройства электрически соединены между собой перемычкой 11, размещенной вне пределов теплоизоляционного блока.Both sections of the heating device are located on both sides of the dies 3, 4, symmetrically with respect to the longitudinal axis of the device for isothermal deformation, while both sections of the heating device are electrically connected to each other by a jumper 11 located outside the thermal insulation block.

Устройство для изотермического деформирования работает следующим образом.A device for isothermal deformation works as follows.

Сначала производится монтаж штампов 3 и 4 соответственно с нижней 1 и верхней 2 опорными плитами штампового блока. Затем к нижним First, the dies 3 and 4 are mounted, respectively, with the lower 1 and upper 2 supporting plates of the stamp block. Then to the bottom

токоведущим плитам 9 подводится напряжение 8 В через понижающий однофазный трансформатор. Падение напряжения на каждой секции нагревательного устройства составляет 4 В, так как сами секции соединены последовательно перемычкой, связывающей верхние токоведущие плиты 8. Нагревательное устройство должно обеспечить нагрев штампов 3, 4 и других деталей штампового блока общей массой 600 кг до 950°С за 7 часов. Требуемая для этого мощность с учетом тепловых и электрических потерь составляет 35 кВт. При этом через каждую секцию проходит ток 4300 А. Этот ток нагревает элементы сопротивления 10, которые, в свою очередь, излучением нагревают штампы 3, 4 и другие детали штампового блока. Вследствие того, что элементы сопротивления 10 каждой секции выполнены в виде единой листовой детали, случайные их повреждения не вызывают существенного перегрева поврежденных участков, увеличивая тем самым надежность устройства. Отношение размеров элемента сопротивления 10 составляет b/h=1,24 (в нашем случае b=445 mm, h=360 мм). Достаточная равномерность нагрева обеспечивается тем, что отношение площадей поперечных сечений токоведущих плит 8 и 9 к площади поперечного сечения элемента сопротивления 10 составляет 15. Это отношение может быть уменьшено при меньших b/h. Загрузку и выгрузку заготовок осуществляют через специальное окно (на чертежах не показано) теплоизолирующего блока.current-carrying plates 9 are supplied with a voltage of 8 V through a step-down single-phase transformer. The voltage drop at each section of the heating device is 4 V, since the sections themselves are connected in series by a jumper connecting the upper current-carrying plates 8. The heating device must ensure that the dies 3, 4 and other parts of the stamp block are heated to a total weight of 600 kg to 950 ° C in 7 hours . The power required for this, taking into account heat and electric losses, is 35 kW. At the same time, a current of 4300 A passes through each section. This current heats the resistance elements 10, which, in turn, heat dies 3, 4 and other parts of the stamp block by radiation. Due to the fact that the resistance elements 10 of each section are made in the form of a single sheet part, their accidental damage does not cause significant overheating of the damaged areas, thereby increasing the reliability of the device. The ratio of the dimensions of the resistance element 10 is b / h = 1.24 (in our case, b = 445 mm, h = 360 mm). Sufficient uniformity of heating is ensured by the fact that the ratio of the cross-sectional areas of the current-carrying plates 8 and 9 to the cross-sectional area of the resistance element 10 is 15. This ratio can be reduced at lower b / h. The loading and unloading of blanks is carried out through a special window (not shown in the drawings) of the insulating block.

Таким образом, использование заявленного устройства для изотермического деформирования позволяет увеличить ресурс работы нагревательного устройства и тем самым увеличить надежность и долговечность устройства для изотермического деформирования.Thus, the use of the claimed device for isothermal deformation can increase the life of the heating device and thereby increase the reliability and durability of the device for isothermal deformation.

Claims

A device for isothermal deformation, including a stamp block, consisting of lower and upper base plates and dies made with the possibility of attaching each to one of the base plates, a heat-insulating block, part of which is formed by sheet casings, the space between which is filled with heat-insulating material, a heating device, consisting of two sections, each of which contains a pair of current-carrying plates connected by a resistance element, characterized in that the resistance element of each section is made flax as a single sheet part.