SU1294843A1 - Автоматизированна лини дл термического упрочнени изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автомат эированным лини м дл  термического упрочнени  изделий. Цель изобретени - расширение технологических возможностей и расширение сортамента обраба- тываемьтх изделий. Изделие подаетс  к соответствующей закалочной машине и остан.авливаетс  соосно ее центру. Несуща  штанга закалочной машины с узлом подвески спрейеров движетс  вниз до касани  обода роликов. Планки спрейеров наезжают наклонной гранью на изделие и отклон ют спрейер к центру, обеспечива  между боковыми поверхност ми издели  и спрейером зазоры. Двухканальный вал, жестко соединенный с узлом подвески, вращаетс  и в вал через двухподводный шарнир подаетс  жидкость. Охлаждающа  жидкость подаетс  из спрейерных на верхнюю и радиальные грани издели , а из форсунок струи жидкости направл ютс  к днищу и отража сь от него, попадают на нижнюю грань издели . Вертикаль ые ролики спрейеров прижимаютс  к внутренней поверхности издели , в результате чего между боковыми камерами вращающихс  спрейеров и радиальной поверхностью издели  посто нно поддерживаетс  одно рассто ние . Посто нный зазор поддерживаетс  между центральной камерой спрейеров и верхней гранью издели , т.к. обод узла подвески спрейеров, враща сь , катитс  по горизонтальным роликам. По окончании охлаждени  подачу жидкости отключают, спрейеры останавливаютс  и узел подвески спрейеров поднимают. Изделие передаетс  на выгрузку. На линии можно обраба- тывать издели  типа тел вращени  широкого сортамента. 5 з.п. ф-лы, 5 ил. с (Л to со 4 СХ) 4 00

Description

Изобретение относитс  к области термического упрочнени  изделий типа тел вращени , например колец и бандажей .

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей линии и сортамента обрабатываемых изделий.

На фиг. 1 схематично показана лини , горизонтальна  проекци ; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - закалочна  машина, разрез; на фиг. 4 - спрейер с узлом подвески; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4

Автоматизированна  лини  дл  термического упрочнени  изделий включает расположенные по ходу технологического процесса механизм загрузки содержащий рольганг 1, центровате- ли 2, упор 3 с приводом 4 подъема, механизм перемещени , включающий направл ющие рельсы 5, т нущую цепь 6 с закрепленными на ней жесткими упорами 7 и приводом 8 ее перемещени , приемные столы 9, штабеле- ры 10 и закалочные машины 11, кажда  из которых содержит опорное основание 12 с жестко закрепленными на нем вертикальными пневмоцилинд- рами 13, спрейеры 14 с узлом 15 подвески и приводом 16 вращени , а также трубопроводы 17 дп  подвода охлаждающей жидкости. Каждый спрей- ер 14 состоит из трех камер: наружной боковой 18, центральной 19 и внутренней боковой 20.

Кажда  закалочна  машина имеет жестко закрепленное на опорном основании 12 центрирующее устройство 2 выполненное в виде рамы 22 с двум  iр дами направл ющих роликов 23, в котором с возможностью вертикального перемещени  установлена несуща  штанга 24, св занна  со штоками вертикальных пневмоцилиндров 13, внут- ри которой в подщипниках 25 установлен двухканальный полый вал 26, верхний конец которого соединен с жестко закрепленным на штанге 24 приводом 16 вращени  спрейеров 14, а к нижнему концу прикреплен узел 15 подвески спрейеров, состо щий из ротора 27, выполненного в виде распределительной головки 28 с радиальными трубами 29 и ободом 30, и горизон- тальных направл ющих 31, которые установлены с возможностью перемещени . К горизонтальным направл ющим 3 прикреплены спрейеры 14. Направл ю

5

0

5

5

0 5 0 5

0

щие 31 шарнирно соединены с ротором т гами (рычагами) 32. Кроме того, кажда  закалочна  машина имеет горизонтальное днище 33, расположенное ниже уровн  , головок направл ющих рельсов 5, а каждый спрейер 14 оснащен р дом форсунок 34, направлен- ньк под острым углом к горизонтальному днищу 29.

Горизонтальные направл ющие 31 узла подвески 15 спрейеров шарнирно подвешены на роторе 27, а каждый спрейер 14 имеет два вертикальных ролика 35 и установочные планки 36. Опорное основание каждой закалочной машины содержит горизонтальные обкатные ролики 37, установленные под ободом 30 ротора 27. Двухканальный полый вал 26 каждой закалочной машины соединен через двухподводный гидравлический шарнир 38 с трубопроводами 17. Автоматизированна  лини  дл  термического упрочнени  изделий снабжена системой датчиков (не показаны), фиксирующих окончание соответствующих операций и дающих команды на последующих операций, благодар  чему работа линии после поступлени  издели  на рольганг 1 протекает в автоматическом режиме.

Автоматизированна  лини  дл  термического упрочнени  изделий с перечисленным оборудованием встраиваетс  в поточные линии кольцепрокатных и бандажных цехов и в зависимости от заданной производительности на потоке включает соответствующее количество закалочных машин.

Автоматизированна  лини  работает в следующей последовательности.

Нагретое до температуры аустениза- ции изделие 39, например кольцо, укладчиком подаетс  на рольганг 1, которым транспортируетс  вдоль автоматизированной линии до упора 3. При этом обрабатываемое изделие сначала центрируетс  по оси рольганга при помощи центрователей 2, направл ющие которых разведены на размер, соответствующий наружному диаметру издели , а затем достигает опущенного упора 3 и останавливаетс .

Дп  подачи издели  к соответствующей закалочной машине 11 включают приводы подъема 4 упора 3 и перемещени  8 т нущей цепи 6. Упор 3 поднимаетс , открыва  проход изделию, а т нуща  цепь 6 начинает перемещатьс .

312

Один нт жестких упоров 7, з крегиюн- иых на гдепи 6, входит п контакт с внутренней поверхностью кольм и начинает т нуть изделие по направл ющим рельсам 5 вдоль технологичес- кой линии. При этом спрейеры 14 закалочной машины подн ты с гарантированным sasopoN относительно перемеишрмо го издели . Когда кольцо 39 доходит до соответствующей закалочной машины привод 8 перемещени  т нущей цепи 6 отключаетс . Изделие останавливаетс  соосно центру закалочной машины.

В штоковые полости вертикальных пневмоцшгандров 13, установленных на опорном основании 12, подаетс  сжатый воздух. Несуща  штанга 21 с узлом 15 подвески спрейеров 14 движатс  вниз по направл ющим роликам 23 центрирующего устройства 21 до тех пор, пока обод 30 узла, подвески спрейеров не упретс  в горизонтальные обкатные ролики 37. При опускании узла 15 подвески спрейеров 1А установочные планки 36, наезжа  своей наклонной поверхностью на верхнюю грань неподвижного издели  39, отклон ютс  вместе, с шарнирно подвешенными спрейерами 14 в направлении от центра издели , обеспечива  между радиальными поверхност ми издели  и соответствующими боковыми камерами 18 и 20 спрейеров гарантированные зазоры, исключающие возможность столкновени  форсунок 34 и вертикальных роликов 35 опускаемых спрейеров с нагретым изделием 39. Так а  самоустановка спрейера относительно радиальных поверхностей издели  особенно эффективна в случа х, когда изделие имеет некоторую эллипс ность (отклонение от округлости) или имеет место недостаточно точна  остановка издели , привод ща  к отклонению центра издели  относительно закалочной машины.

В момент посадки обода 30 на горизонтальные обкатные ролики 37 подаетс  команда на включение злектро- двигател  привода 16 вращени . Уста- новленньй в подшипниках 25 двухка- нальный полый вал 26 и жестко соединенный с ним узел 15 подвески спрейеров начинают вращатьс . Через двух- подводный гидравлический шарнир 38 3 двухканальный полый вал 26 подаетс  охлаждающа  жидкость, причем через центральный канал полого вала.

o

G 0 5 0

5

5

0 5

.распрс де.пшч льнум) i хлопку 28 и нижний 11ЯД радиальных труб 29 охладитель подводитс  и наружные боковые 18 п центральные 19 камеры вращающихс  спрейероп 14, а через кольцевой периферийный канал полого вала 26, расцределительЕ1ую головку 27 и верхний р д радиа.11ьнь1х труб 29 - во внутренние боковые, спрейерные камеры 20.. Охлаждающа  жидкость из отверстий спрейерных камер подаетс  на верхнюю и радиальные грани обрабатываемого издели  39. Из форсунок 34 струи охлада тел  под острым углом направл ютс  к горизонтальному днищу 33 и, отража сь от него, попадают на нижнюю грань теркоупрочн емого издели . Центробежные силы, которые возникают при вращении спрейеров 14, отклон ют последние в направлении от оси вращени .

Вертикальные ролики 35 спрейеров прижимаютс  к внутренней радиальной поверхности издели -кольца 39 и ,. спрейеры кат тс  по ней как по копиру . В результате между боковыми камерами 18 и 20 вращающихс  спрейеров и радиальными-поверхност ми издели , даже в случа х его несоосности с  а- калочной машиной или отклонени  от округлости, посто нно поддерживаетс  одно и то же рассто ние (40 - 50 мм). Между центральными спрейерными камерами 19 и верхней -гранью издели  также поддерживаетс  посто нный зазор, так как- обод 30 узла 15 подвески спрейеров, враща сь, катитс  по горизонтальным обкатным роликам 37, которые , воспринима  статические нагрузки , устран ют торцевое биение обода 30. По окончании процесса охлаждени  от}слючают подачу охлаждающей жидкости, электродвигатель привода 16 вращени  и включают вертикальные пневмоцклиндры 13 на подъеме . Спрейеры 14 останавливаютс , а их вертикальные ролики 35 отход т от внутренней радиальной поверхности издели . Несуща  штанга 24 с двух- канальным польш валом 26 и узлом 15 подвески спрейеров пoдни saeтc  в крайнее верхнее положение.

Включают привод 8 перемещени  т -. нущей цепи. При этом т нуща  цепь f при помощи жесткого упора 7 т нет охлажденное изделие 39 по направл ю щим рельсам 5 дальше по технологическому потоку.

При эксплуатации автоматизированной линии можно примен ть два варианта загрузки закалочных машин - последовательную загрузку и непрерывную. Когда изделие полностью охлаждаетс  в одной закалочной машине, то целесообразно использовать последовательную загрузку, при которой сначала загружаетс  четверта  закалочна  машина, затем треть , втора  и перва . Термеупрочненные издели  в той же последовательности выдаютс  на приемные столы 9, а затем на штабелеры 10, где они.складываютс  в стопы.

После выдачи издели  из первой ма|шины начинаетс  следующий цикл загрузки . В зависимости от заданной производительности на потоке количество работающих закалочных машин может измен тьс  от четырех до двух.

Наибольшую производительность лини  имеет при использовании варианта непрерывной загрузки, согласно которому каждое изделие охлаждаетс  в нескольких машинах, т.е. реализуетс  процесс ступенчатого термоупрочнени . При работе на четырех машинах врем  охлаждени  на каждой из них составл ет одну четвертую от продолжительности полного охлаждени  издели . При этом изделие сначала загружаетс  в первую закалочную машину, где охлаждаетс  до определенной температуры. После этого изделие из первой закалочной машины переводитс  во вторую, и одновременно в первую машину с рольганга 1 поступает следующее изделие. Затем следует операци  охлаждени , после чего из второй машины изделие поступает в третью, из первой - во вторую, с рольганга 1 - в первую и т.д. Издели  прошедшие все четыре ступени охлаждени , выдаютс  на приемные столы 9 и Штабелеры 10. Использование варианта непрерывной загрузки позвол ет форми- ровать на каждой машине свой режим охлаждени .

Использование предлагаемой линии позволит повысить пропускную способ- ность термического участка на 19% за счет сокращени  производительности цикла работы закалочной машины на 40 с.

Так как в процессе термоупрочнени  изделие неподвижно лежит на направл ющих рельсах, а спрейеры, установленные в горизонтальных направл ющих с возможностью перемещени , вращаютс 

вокруг издели , то в закалочных машинах линии можно термоупрочн ть не только колеса, но и издели  типа тел вращени  широкого сортамента, такие как бандажи, кольца с широким диапазоном диаметров и высот, заготовки дл  шестерен, а также особо т желые кольцевые издели  диаметром до 3000 м и высотой до 350 мм.

За счет дифференциального охлаждени  изделий в закалочных машинах формируетс  благопри тна  система остаточных напр жений.

Так как все спрейерные камеры в процессе термоупрочнени  оказываютс  точно сориентированными относительно соответствующих охлаждаемых поверхностей , это приводит к однородному распределению механических свойств в рабочем слое термоупрочненного издели .

Формирование на каждой закалочной машине своего режима охлаждени  при непрерывном варианте загрузки дает возможность более гибко управл ть прцессом термообработки и осуществл ть различн,;е способы термоупрочнени .

Claims (6)

1. Автоматизированна  лини  дл  термического упрочнени  изделий, содержаща  механизм загрузки, механизм перемещени  изделий вдоль линии, последовательно установленные закалочные машины, кажда  из которых выполнена в виде опорного основани  с закрепленным на нем пневмоцилиндром вертикального перемещени , спрейера с узлом подвески и привода вращени  спрейера, трубопроводы подвода охладител  к закалочным машинам, приспособление выгрузки, отличающа с  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей и сортамента обрабатываем1.х изделий, лини  снабжена размещенными в каждой закалочной машине центрирующим устройством , закрепленном на опорном основании, полой штангой, расположенной в центрирующем устройстве, и установленным ко-тксиально штанге в подшипниках многоканальным полым валом, соединенным с трубопроводом подачи охладител ,, и верхним концом с приводом вращени  спрейера, а нижним - с узлом подвески, выполненным в виде ротора с ободом с внешней стороны, распределительной головки

с радиальными трубами, закрепленными в роторе, и горизонтальных направл ющих , имеющих возможность перемещатьс  и к которым прикреплены спрей- еры, при этом центрирующее устройст- во выполнено в виде рам с направл ющими роликами, а пола  штанга соединен с пневмоцилиндром вертикального перемещени .

2.Лини  по п. 1,отличаю- щ а   с   тем, что механизм перемещени  выполнен в виде направл ющих рельс и приводного цепного транспортера с упорами.

3.Лини  по пп. 1 и 2, отличающа с  тем, что она снаб .жена расположенным в каждой закалочной машине ниже уровн  головки на правл ющих рельс горизонтальным дни щем, а спрейер выполнен П-образным

-

- fO

f5

20

. с р дом форсунок, нижние из которых направ.пены под. острым углом к днищу,

4.Лини  по пп. 1 и 2, отличающа с  тем, что горизонтальные направл ющие узла подвески шарнирно соединены через т ги с ротором , а каждый спрейер выполнен с вертикальными роликами и направл ющими планками.

5.Лини  по п. 1,отличаю- щ а   с   тем, что она снабжена установленными на опорном основании каждой закалочной машины под ободом ротора горизонтальными обкатными роликами.

6.Лини  по п. 1, о т л и ч а ю- щ а   с   тем, что многоканальный вал каждой закалочной мап1ины соединен с трубопроводами подачи охладител  через многоподводный гидравлический шарнир.

зв

ff

Фиг. t

г 3

А-А

39 JJ

Фыг.З

J5

.5

Редактор Н.Егорова

Составитель Н.Куэовкйна

Техред Л.ОлеЙмик Корректор С.Черни

Заказ, 563/28 Тираж 550Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4