SU1186374A1

SU1186374A1 - Installation for centrifugal bimetal deposition on components

Info

Publication number: SU1186374A1
Application number: SU843730408A
Authority: SU
Inventors: Виктор Абрамович Щигель; Святослав Иванович Сурма
Original assignee: Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1984-04-25
Filing date: 1984-04-25
Publication date: 1985-10-23

Abstract

УСТАНОВКА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖН БИМЕТАЛПИЗАЦИИ ДЕТАЛЕЙ, содержащ станину, полый ротор с приводом. гнезда дл наплавл емых деталей прижимной механизм и нагреватель, отличающа с тем, что, с целью повышени производительности путем одновременной наплавки нескольких деталей и равномерного распределени металла по наплавл емым поверхност м, полый ротор снабжен базовой втулкой с радиальными каналами, сообщающимис с гнездами дл наплавл емых деталей, и распределительной втулкой с отверсти ми, установленной в базовой втулке с возможностью осевого перемещени относительно нее дл совмещени отверстий с радиальными каналами.INSTALLATION FOR CENTRIFUGAL BIMETALPIZATION OF PARTS, containing a frame, a hollow rotor with a drive. nests for weldable parts, a clamping mechanism and a heater, characterized in that, in order to increase productivity by simultaneously welding up several parts and uniformly distributing the metal over the weldable surfaces, the hollow rotor is provided with a base sleeve with radial channels communicating with the sockets for the weld parts, and a distribution sleeve with holes installed in the base sleeve with the possibility of axial movement relative to it to align the holes with the radial channels.

Description

1one

Изобретение относитс к устройствам дл центробежного лить , в частности к устройствам дл центробежной биметаллизации деталей, и может быть использовано в литейном производстве дл получение биметаллических деталей.The invention relates to devices for centrifugal casting, in particular to devices for centrifugal bimetallization of parts, and can be used in the foundry industry to obtain bimetallic parts.

Целью изобретени вл етс повышение производительности путем одновременной наплавки нескольких де- .талей и равномерного распределени металла по наплавл емым поверхност мThe aim of the invention is to increase productivity by simultaneously depositing several parts and uniformly distributing metal over the weldable surfaces.

На фиг, 1 показана установка, общий вид; на фиг. 2 - ротор установ ки, продольный разрез; на фиг. 3 - деталь с наплавл емыми.поверхност ми; на фиг. 4 - вкладыш.Fig, 1 shows the installation, the general view; in fig. 2 - rotor installation, longitudinal section; in fig. 3 - detail with weldable surfaces; in fig. 4 - liner.

Установка (фиг. 1) состоит из станины 1, на которой в подшипниках 2 установлен шпиндель 3. Шпиндель кинематически св зан с двигателем 4 ременной передачей, включающей шкивы 5 и ремень 6. К фланцу шпиндел через теплоизолирующую прокладку 7 соосно шпинделю крепитс польш ротор 8. Внутри ротора фиг, 2| установлены стопой на базовой втулке 9 соосно с ротором наплавл емые детали 10 и расположенные между ни-The installation (Fig. 1) consists of a bed 1 on which spindle 3 is mounted in bearings 2. The spindle is kinematically connected with the belt drive motor 4, including the pulleys 5 and the belt 6. To the spindle flange through a heat insulating gasket 7, the polishing rotor 8 Inside the rotor of FIG. 2 | foot mounted on the base sleeve 9 coaxially with the rotor, the weldable parts 10 and located between

и вкладыши 1 1 . Стопа деталей и вкладышей прижимаетс к ротору вand inserts 1 1. Foot parts and inserts are pressed against the rotor in

осевом направлении гайкой 12. С втул кой 9 сопр гаетс распределительна втулка 13 с возможностью осевого перемещени относительно втулки 9, обеспечиваемого канавкой 14 в роторе 8. Права фасонна часть втулки 13 взаимодействует с рычагами 15, ра- диально установленными на гайке 12 с возможностью поворота в шарнире 16 в плоскости, проход щей через ось вращени ротора 8. Свободные концы рьиагов снабжены грузами 17. С передней фасонной частью 18 втулки 13 взаимодействует через ролик 19 (фиг. 1) рычаг 20, установленный с возможностью поворота на станине 1 . Рычаг 20 шарнирно св зан с штоком 21 силового цилиндра 22, шарнирно установленного на станине 1. Наплавл ема деталь 10 (фиг. 3) представл ет собой тело вращени с наплавленной прерьгоистой поверхностью 23 на ее выступах 24. Кажда детаЛь сопр гаетс с двум соседними с ней вкладьш1ами 1 1 (фиг. 4) таким образом , что выступы 25 вкладьш1а вход т в пазы наплавл емой детали, располо-axial direction by a nut 12. A sleeve 9 is mated with a distributor sleeve 13 with axial movement relative to the sleeve 9 provided by a groove 14 in the rotor 8. The right shaped part of the sleeve 13 interacts with the levers 15 radially mounted on the nut 12 to turn the hinge 16 in the plane passing through the axis of rotation of the rotor 8. The free ends of the rogings are supplied with weights 17. With the front shaped part 18 of the sleeve 13, the lever 20, which is rotatably mounted on the base 1, cooperates through the roller 19 (FIG. 1). The lever 20 is pivotally connected to the rod 21 of the power cylinder 22 pivotally mounted on the bed 1. The weld piece 10 (Fig. 3) is a rotational body with a welded surface 23 on its protrusions 24. Each piece is mated with two adjacent 1 1 (FIG. 4) in such a way that the protrusions 25 of the insert are inserted into the grooves of the weld part,

863742863742

женной слева от него. Деталь, расположенна справа от вкладыша I1 и со стороны вкладьш1а не имеюща выступов , сопр гаетс с вкладышем с помощью 5 штифтов 26, запрессованных во вкладыши и вход щих в конструктивное или технологическое отверстие 27 детали. Крайн лева в стопе деталь сопр гаетс своим отверстием с фланцем базовой втулки 9 с помощью штифта 28. При указанном сопр жении вкладьш1ей и детали кажда наплавл ема поверхность ограничена бортиками, образованными поверхност ми соседних вкладышей. Поверхности вкладьш1ей изготовл ютс с такой точностью, что щели между вкладьш1ами и детал ми достаточно малы дп проникновени сквозь них расплавленного металла. Кроме этого,to his left. The part located to the right of the insert I1 and without the protrusions on the side of the insert 1 is mated to the insert with 5 pins 26, pressed into the inserts and included in the structural or technological hole 27 of the part. The extreme left in the foot of a part is mated with its hole with the flange of the base sleeve 9 by means of a pin 28. With the specified junction of the insert and part, each weld surface is bounded by flanges formed by the surfaces of the adjacent liners. The surfaces of the inserts are fabricated with such precision that the gaps between the inserts and the parts are small enough for the penetration of the molten metal through them. Besides,

0 перед наплавкой втулки вкладыши и боковую поверхность детали, не подлежащую наплавке, покрывают графитной смазкой, что делает эти поверхности несмачиваемыми жидким металлом0, before the fusing of the sleeve, the liners and the side surface of the part that are not subject to fusion are coated with graphite lubricant, which makes these surfaces non-wettable with liquid metal

5 и предохран ет от проникновени последнего в щели. Внутренний диаметр вкладьппа вьшолн етс с таким расчетом, чтобы объем полости, образованной наплавл емой поверхностью, наружной5 and prevents the latter from penetrating into the slit. The inside diameter of the plug-in is sized so that the volume of the cavity formed by the weld surface is

Q поверхностью базовой втулки 9 и поверхностью вкладьш1ей был больше объема наплавл емого металла. Вкладыши 11 вместе с внешней поверхностью базовой втулки 9 образуют каналыThe Q surface of the base sleeve 9 and the surface of the insert was larger than the volume of the deposited metal. The liners 11 together with the outer surface of the base sleeve 9 form channels

29, сообщающие указанные полости с атмосферой при расположении распределительной втулки 13 в крайнем левом положении. При иной форме наплавл емых деталей форма вкладышей и конструкци креплени деталей и вкладьш1ей к ротору могут быть другими. Если наплавл ема поверхность ограничена бортиками, образованными самой конструкцией детали, то во вкладьш1ах вообще нет необходимости. Однако в любом случае крепление деталей должно быть таковым, чтобы они располагались радиально относительно оси ротора , В базовой втулке напротив каждой наплавл емой поверхности имеетс отверстие 30 (канал).29, communicating these cavities with the atmosphere at the location of the distribution sleeve 13 in the leftmost position. With a different shape of the weldable parts, the shape of the liners and the structure of fastening parts and inserts to the rotor may be different. If the weld surface is limited by the edges formed by the part design itself, then inserts are generally not necessary. However, in any case, the fastening of the parts must be such that they are located radially relative to the rotor axis. In the base sleeve, there is an opening 30 (channel) opposite each weld surface.

На распределительной втулке также имеютс боковые отверсти 31 несколько меньшего диаметра, чем отверсти 55 30. Отверсти 31 расположены таким образом, что в крайнем левом положении распределительной втулки 13 оси :отверстий 30 и 31 совпадают, а в Крайнем правом положении отверсти одной втулки перекрыты телом другой Дл предотвращени поворота распределительной втулки относительно базо вой на краю последней выполнен паз 32, сопр гающийс со штифтом 33, за прессованным в распределительную вту ку. Дл получени более качественной наплавки ротор расположен внутри цилиндрического нагревател , а дл ускорени охлаждени детали и вкладыщей вокруг ротора располагаютс сопла с подведенным воздухом (не показа ны . Установка работает следующим обра зом, .. На базовую втулку, сн тую с установки , надевают подлежащие наплавке детали и вкладыши в указанном пор дка . Пакет собранных деталей вкладыщей устанавливают в ротор вместе с базовой втулкой 9, Затем в ротор; вставл ют внутреннюю распределительную втулку, образующую единый узел с гайкой 12 и рычагами 15, и навинчивают гайку на ротор, прижима . к нему пакет деталей и вкладышей, Вклю чают нагреватель, После выдержки ;времени, достаточной дл прогрева деталей и вкладышей до температуры наплавл емого металла, включают злектродвигатель 4, сообщающий через ременную передачу вращение шпинделю 3 и ротору 8, Вместе с ротором вращаютс рычаги и закрепленные на ник грузы, которые под действием центробежных сил поворачивают рычаги и перемещают распределительную втулку 13 в крайнее правое положение, пр котором отверсти 30 и 31 перекрыты Через горловину распределительной втулки во внутреннюю часть ротора заливают дозу расплавленного металла , объем которой равен суммарному объему наплавл емого металла. Под действием центробежных сил расплавленный металл растекаетс по поверх ности внутренней распределительной втулки 9, образу равномерный слой. Через промежуток времени,достаточный дл растекани металла и затухани в немпереходных волновых процессов , в бесщтоковую полость цилиндра 22 подаетс сжатый воздух, а щтоковую полость сообщают с атмосферой, вследствие чего шток 21 выдвигаетс поворачива рычаг 20 с роликом 19 против часовой стрелки. Ролик 19 прижимаетс к торцу вращающейс втул ки 13, и, преодолева усили рычагов 15, перемещает ее в крайнее левое положение , при котором оси отверстий 31 и 30 совмещаютс , и металл под действием центробежных сил затекает в полости, образованные наплавл емой поверхностью, внешней стороной базовой втулки 9 и поверхност ми вкладышей 11, При этом воздух из указанных полостей через каналы 29, образованные вкладьш1ами . I 1 и поверхностью базоврй втулки 9, удал етс в атмосферу. В соответствии с указанным выбором объема этих полостей внутренн часть ротора 8 полностью освобождаетс от металла. Вследствие равномерности сло и одинакового давлени металл равномерно распредел етс по всем наплавл емым поверхност м. В нижней части ротора слой расплавленного металла несколько толще и давление несколько вьше, чем в верхней части, вследствие действи силы т жести . Однако это обсто тельство не повли ет на равномерность распределени металла, поскольку по мере затекани последнего разница толщин становитс все меньше и меньше, а выбором диаметра отверсти всегда можно добитьс , чтобы затекание металла происходило в течение нескольких оборотов.ротора. При этом все отверсти в течение одного оборота наход тс под действием переменного давлени : от максимального в нижней части до минимального в верхней части, чтообеспечивает при нескольких оборотах равномерность дозировки. Далее одновременно выключают на- греватель и в охлаждающие сопла пода-, ют воздух, в штоковую полость цилиндра 22 подают давление, а бесштоковую сообщают с атмосферой. При этом шток вт гиваетс в цилиндр, рычаг 20 с роликом 19 поворачиваетс по часовой стрелке, а распределительна втулка 13 возвращаетс в крайнее правое положение. При этом происходит охлаждение наплавл емого металла и его кристаллизаци . По истечении времени, необходимого дл кристаллизации, двигатель 4 выключают. По истечении времени, необходимого дл охлаждени деталей и вкладьшей до температуры 35-40с, выключаетс подача воздуха . После остановки ротора 8 от-On the distribution sleeve there are also side holes 31 of slightly smaller diameter than the holes 55 30. The holes 31 are arranged in such a way that in the leftmost position of the distribution sleeve 13 axes: the holes 30 and 31 coincide, and in the far right position the holes of one sleeve are blocked by the body of the other To prevent the distribution sleeve from turning relative to the base on the edge of the latter, a groove 32 is made, which mates with the pin 33, which is pressed into the distribution sleeve. In order to obtain a better weld, the rotor is located inside the cylindrical heater, and to accelerate cooling of the part and the air around the rotor, there are air-fed nozzles (not shown. The installation works as follows. The base sleeve removed from the installation is put on to be deposited parts and inserts in the specified order. The package of assembled parts of the liner is installed into the rotor together with the base sleeve 9. Then into the rotor; insert the internal distribution sleeve forming a single assembly with a nut 12 and levers 15, and screw the nut onto the rotor, clamping to it a package of parts and inserts, turn on the heater, After holding, enough time to warm up the parts and inserts to the temperature of the weld metal, turn on electric motor 4, communicating via a belt drive rotation of the spindle 3 and the rotor 8, together with the rotor rotate the levers and fixed on the nick weights, which under the action of centrifugal forces rotate the levers and move the distribution sleeve 13 to the extreme right position, which apertures 30 and 31 are blocked Through the mouth of the distribution sleeve, a dose of molten metal is poured into the inner part of the rotor, the volume of which is equal to the total volume of the deposited metal. Under the action of centrifugal forces, the molten metal spreads over the surface of the inner distribution sleeve 9, forming a uniform layer. After a period of time sufficient for the metal to flow and damp in non-transition wave processes, compressed air is supplied to the brushless cavity of the cylinder 22, and the rod of the cavity communicates with the atmosphere, as a result of which the rod 21 moves out of the lever 20 with the roller 19 counterclockwise. The roller 19 is pressed to the end of the rotating sleeve 13, and, overcoming the forces of the levers 15, moves it to the leftmost position, in which the axes of the holes 31 and 30 are aligned, and the metal flows into the cavities formed by the weld surface with the outer side The base sleeve 9 and the surfaces of the liners 11, In this case, the air from these cavities through the channels 29 formed by the inserts. I 1 and the surface of the base sleeve 9 is removed to the atmosphere. In accordance with the said selection of the volume of these cavities, the inner part of the rotor 8 is completely free of metal. Due to the uniformity of the layer and the same pressure, the metal is evenly distributed over all weldable surfaces. In the lower part of the rotor, the layer of molten metal is somewhat thicker and the pressure is somewhat higher than in the upper part due to gravity. However, this circumstance does not affect the uniform distribution of the metal, since as the latter flows, the thickness difference becomes smaller and smaller, and the choice of the diameter of the hole can always be achieved so that the flow of metal takes place over several rotor revolutions. In this case, all the holes during one revolution are under the action of alternating pressure: from the maximum in the lower part to the minimum in the upper part, which ensures uniformity of dosage at several turns. Then, the heater is simultaneously turned off and air is supplied to the cooling nozzles, pressure is supplied to the rod cavity of the cylinder 22, and rodless pressure is communicated with the atmosphere. In this case, the rod retracts into the cylinder, the lever 20 with the roller 19 rotates clockwise, and the distribution sleeve 13 returns to the extreme right position. When this occurs, the deposited metal is cooled and crystallized. After the time required for crystallization, the engine 4 is turned off. After the time required for cooling the parts and the contribution to a temperature of 35-40 seconds, the air supply is turned off. After stopping the rotor 8 from

К1)учиваетс гайка 12 и вместе с рычагами 15 и распределительной втулкой 13 удал етс из ротора 8. Затем из ротора вынимаетс базова втулкаK1) the nut 12 is considered and together with the levers 15 and the distribution sleeve 13 it is removed from the rotor 8. Then the base sleeve is taken out of the rotor

9со стопой деталей и вкладьшей. Стопа разбираетс и наплавл емые детали отдел ютс . Далее процесс повтор етс . Процедура последовательного включени и выключени нагрева, охлаждени двигател 4 и силового цилиндра 22 через заданные промежутки времени может быть автоматизирована . Тогда в течение одного цикла работы установки при наличии двойного комплекта вкладышей 11 и еще одной втулки 9 оператор может разобрать стопу с наплавленными детал ми9 with foot parts and inserts. The stop is disassembled and the parts to be deposited are detached. The process then repeats. The procedure of successively turning on and off the heating, cooling of the engine 4 and the power cylinder 22 at predetermined intervals of time can be automated. Then, during one cycle of the installation, if there is a double set of inserts 11 and another sleeve 9, the operator can disassemble the stack with the deposited parts

10и вкладьшами 11, собрать на внеш2810 and inserts 11, assemble on ext28

23 /3 3123/3 31

ней распределительной втулке очередную стопу вкладышей и деталей, подлежащих наплавке, которые устанавливаютс в ротор непосредственно пос ле съема стопы с наплавленными детал ми ,thereafter, the distribution sleeve is another stack of liners and parts to be deposited, which are installed in the rotor immediately after removal of the foot with weld over parts,

В сравнении с базовой установкой дл биметаллизации обойм автологовIn comparison with the basic setup for bimetallization of autolog collars

гидрокоробок баббитом в которой наплавка выступов обойм осуществл етс вручную, использование предложенного устройства позвол ет за счет равномерной наплавки баббита на выступыBabbitt's hydrobox in which the overhang of the ledges of the cage is manually operated, the use of the proposed device allows for the uniform surfacing of babbit on the protrusions

и сокращени его потерь, св занных с ручной наплавкой, снизить расход баббита на 10% и в 6 раз увеличить производительность биметаллизации за счет механизации процесса.and reduce its losses associated with manual overlaying, reduce the consumption of babbit by 10% and increase the productivity of bimetallization by 6 times due to the mechanization of the process.

/7/ 7

1515

23 h J323 h J3

фиг.22

A-AA-A

SS

Z7Z7

6-66-6

Claims

INSTALLATION FOR CENTRIFUGAL BIMETAL METALIZATION OF PARTS, containing a bed, a hollow rotor with a drive, nests for surfaced parts, a clamping mechanism and a heater, characterized in that, in order to increase productivity by simultaneously surfacing several parts and evenly distributing metal over the surfaced surfaces, the hollow rotor is equipped with a base a sleeve with radial channels communicating with sockets for surfaced parts, and a distribution sleeve with holes installed in the base sleeve with the possibility axial movement relative to it to align the holes with the radial channels.

2Z s

^th

--G

Figure 1

1 1186374 2