Claims (2)
Изобретение относитс к электротермии , в частности к цементационным электропечам. Химико-термическа обработка дет лей, проводима в цементационных электропечах, служит дл повышени механических свойств и срока их слу бы. Наилучшее сочетание механических свойств поверхности цементованных деталей и их сердцевины обеспечиваетс при ведении процесса науглероживани в 2-3 стадии (например, пер ды насыщени , диффузии). Кажда из стадий характеризуетс соответствующими значени ми температурного уровн и его длительности, значени ми углеродного потенциала атмосферы печи и длительности периода науглероживани . Указанные параметры процесса цементации должны выдерживатьс в заданных пределах, гарантирующих получение необходимого распределени углерода в цементованном слое. Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл цементации с программным управлением, содержащее нагревательную камеру, датчики и регул торы температуры и углеродного потенциала, схемы переключени уставок по температуре и углеродному потенциалу и устройство ввода, задающее момент переключени уставок l 1. Недостатком устройства вл етс недостаточна стабильность эксплуаационных показателей обрабатываемых деталей вследствие одновременного изменени уставок регул тором температуры и углеродного потенциала без учета динамической характеристики печи . Цель изобретени - улучшение качества химико-термической обработки деталей. Эта цель достигаетс тем, что устройство дл цементации с программным управлением, содержащее нагревательную камеру, датчики и регул торы температуры и углеродного потенциала, схемы переключени уставок регул торов и устройство ввода, снабжено дополнительным датчиком температуры, установленным в нагревательной камере печи, и формирователем задержки, соединенным первым входом с дополнительным дат« (иком температуры, вторым входом со схемой переключени уставок по температуре, третьим входом - с устрройстврм ввода, а выходом - со переключени уставок по углеродVnoMy потенциалу. Кроме того, формирователь задержки состоит из последовательно соединенных компаратора, логического элемента 2И-НЕ и одновибратора, причем первый вход компаратора соединен с блоком переключени уставок регул тора температуры, а второй вход с датчиком температуры печи, второй вход логического элемента 2И-НЕ соед нен с блоком ввода. На фиг. 1 представлена структурна схема устройства, на фиг.2 - функцио нальна схема формировател задержки Устройство содержит нагревательную камеру 1, датчики 2 и 3 температуры и углеродного потенциала, per гул торы 4 и 5 температуры и углерод ного потенциала, блоки 6 и 7 переключени уставок регул торов по темп ратуре и по углеродному потенциалу, блок 8 ввода, датчик 9 температуры, блок 10 задержки, нагреватель 11, исполнительный орган 12, компаратор 13, операционный усилитель Tt, функциональный логический элемент 2И-1-1Е 15, одновибратор 16, потенциометр 17 установки уровн задержки, заграждаю щий фильтр 18 против импульсных поле и заграждающий фильтр 19 против помехи общего вида. Устройство работает следующим образом. При переходе с одной стадии науглероживани на другую {во врем веде ни технологического процесса) с бло ка 8 ввода поступает сигнал, задающий момент переключени специально сформированных уставок регул торов на блоки 6 и 7 переключени уставок . При этом сигнал с блока 8 посту 9 5 - 4 пает на блок 6 непосредственно, а на блок 7 - через блок 10, формирующий задержку в переключении уставки регул тора 5 углеродного потенциала по отношению к моменту переключени уставки регул тора k температуры. Врем задержки определ етс временем достижени температуры печи нового измененного значени и зависит от динамической характеристики печи и деталей. При равенстве сигналов с блоков, поступающих на блок 10, сигнал с блока 8 поступает также и на блок 7, разреша тем самым измен ть уставку регул тору углеродного потенциала. Работа устройства в динамике осуществл етс следующим образом. При изменении технологического режима нагревательной камеры, т.е. изменении углеродного потенциала атмосферы и температуры, от блока 8 ввода поступает сигнал на блок 6 пере лючени уставки температуры (и через блок 10 формировани задержки на блок 7 формировани уставки углеродного потенциала. Этот сигнал соответствует времени начала изменени уставок. С целью увеличени стабильности эксплуатационных показателей обрабатываемых деталей начало изменени углеродного потенциала атмосферы должно осуществл тьс после того, как температура изделий достигает нового заданного значени . Это св зано с тем, что издели имеют различную тепловую инерцию, котора в тоже врем значительно превышает инерцию атмосферы печи. После изменени уставки температуры , поступающей на регул тор k температуры от блока 6, температура печи измен етс со скоростью, завис щей от тепловой инерции печи и садки. В момент достижени заданного уровн температуры сигнал от блока 9 становитс равным сигналу от блока 6.Вследствие этого блок формировани задержки пропускает разрешающий сигнал с блока В на блок 7 и новое значение уставки углеродного потенциала подаетс с блока 7 на регул тор 5 углеродного потенциала. Этим достигаетс одновременное измерение углеродного потенциала атмосферы печи и температуры изделий в соответствии с требуемой программой. 5 Сигнал от термопарыj ныи реальной температуре в печи пос ле фильтрации помех импульсного и общего вида усиливаетс операцион .ным усилителем 14 и поступает на один вход компаратора 13 (вход В). С выхода блока 6 сигнал, соответствующий программе управлени температурой в печи, через делитель напр жени поступает на второй вход компаратора 13 ( вход А). При этом потенциометром 17 уровень этого сиг нала устанавливаетс на 10-20 ниже уровн , подаваемого на первый вход компаратора в установившемс режиме В исходном режиме, соответствующем первому этапу программы, напр жение в точке В выше, чем в точке А на 10-20% и на в.ыходе компаратора у тановлен сигнал логической единицы, что разрешает прохождение сигнала смены этапов. После окончани первого этапа , если по программе происходит увеличение температуры в печи на вт ром этапе, напр жение в точке А ,скачком увеличитс и на выходе ком Паратора установитс сигнал логического нул ,запрещающий прохождение сигнала смеНы этапов первого канала на выход, т.е. на счетчик этапов еторого канала (управление углеродным потенциалом). По мере подъема температуры печи напр жение в точке В увеличиваетс и по достижении уровн компарировани компаратора 13 на выходе (в точке D)по витс сигнал логической еди ницы, а так как на втором входе логического элемента 15 также присутствует сигнал логической единицы, то на его выходе по витс отрицательный перепад напр жени . Из этого перепада однрвибратором 16 формируетс импульс управлени счетчиком этапов второго канала и канал перей . дет на второй этап.Таким, образом,при увеличении температуры в печи на последуюш .их этапах переход второго кан ла на следующий этап происходит с задержкой, обусловленной реальной инерционностью печи и издели . При этом врем задержки можно регулировать с помощью потенциометра 17Если на следующем этапе по.программе происходит пониженив температуры в печи, то напр жение в точке А скачком уменьшаетс , но это не повли ет на состо ние выхода пропорциональ- компаратора 13 и в точке D останетс 9337556 сигнал логической единицы. Это состо ние компаратора, как было указано выше, разрешает прохождение сигнала смены этапов первого канала на входе счетчика этапов второго канала. Второй канал перейдет на следующий этап, т.е. при уменьшении температуры в печи на последующих этапах переход второго канала на следующий этап происходит одновременно с первым каналом. Использование устройства с программным управлением дл химико-термической обработки деталей позвол ет за счет обеспечени повышенных механических свойств поверхности цементованных деталей и их сердцевины получить годовой экономический эф- . . фект пор дка 100-150 тыс.руб. Формула изобретени 1. Устройство дл цементации с программным управлением, содержащее нагревательную камеру, датчики и регул торы температуры и углеродного потенциала, блок переключени уставок регул торов и устройство ввода, отличающеес тем, что, с целью улучшени качества химикотермической обработки изделий, оно снабжено дополнительным датчиком температуры, установленным в нагревательной камере печи, и формирователем задержки, соединенным первым входом с дополнительным датчиком температуры, вторым входом - со схемой переключени уставок по температуре , третьим входом - с устройством ввода, а выходом - со схемой переключени уставок по углеродному потенциалу. This invention relates to electrothermal conditions, in particular to cementing electric furnaces. Chemical-thermal processing of the details, carried out in the grouting electric furnaces, serves to increase the mechanical properties and the term of their service. The best combination of mechanical properties of the surface of cemented parts and their cores is provided by conducting the carburization process in 2-3 stages (for example, saturation and diffusion). Each of the stages is characterized by the corresponding values of the temperature level and its duration, the carbon potential of the atmosphere of the furnace and the duration of the carbonization period. The specified parameters of the cementation process must be maintained within the prescribed limits to ensure that the required distribution of carbon in the cemented layer is obtained. The closest to the present invention is a programmed grouting device containing a heating chamber, sensors and temperature and carbon potential controllers, temperature and carbon potential setting switching circuits and an input device specifying the setting switching moment l 1. The device’s drawback is insufficient the stability of the performance of the machined parts due to the simultaneous change of the settings by the temperature controller and the carbon potential without dynamic characteristics of the furnace. The purpose of the invention is to improve the quality of chemical-heat treatment of parts. This goal is achieved by the fact that a programmed cementation unit containing a heating chamber, sensors and temperature and carbon potential regulators, switching circuits for the controller settings and an input device is equipped with an additional temperature sensor installed in the furnace heating chamber and a delay generator, connected by the first input with an additional date (temperature, the second input with the temperature switching circuit, the third input with the input device, and the output with switching settings on carbon VnoMy potential. In addition, the delay driver consists of a series-connected comparator, a logic element 2I-NOT and a one-shot, the first input of the comparator is connected to the switching unit of the temperature controller settings, and the second input of the logic element Fig. 1 is a block diagram of the device, Fig. 2 is a functional diagram of the delay generator. The device contains a heating chamber 1, sensors 2 and 3 temperatures and carbon potential, per throttles 4 and 5 temperatures and carbon potential, switching blocks 6 and 7 of the setpoints of the temperature and carbon potential regulators, input block 8, temperature sensor 9, delay block 10, heater 11, actuator organ 12, comparator 13, operational amplifier Tt, functional logic element 2I-1-1E 15, one-shot 16, potentiometer 17 for setting the delay level, blocking filter 18 against impulse fields, and blocking filter 19 against general disturbance. The device works as follows. During the transition from one carburizing stage to another {during the technological process), the input block 8 receives a signal that sets the moment of switching over the specially formed settings of the regulators to the blocks 6 and 7 of the set points. In this case, the signal from block 8 to post 9 5–4 goes to block 6 directly, and to block 7 through block 10, which forms a delay in switching the setpoint of carbon potential regulator 5 relative to the moment of switching the setpoint of temperature regulator k. The delay time is determined by the time at which the furnace temperature reaches the new changed value and depends on the dynamic characteristics of the furnace and the parts. When the signals from the blocks arriving at block 10 are equal, the signal from block 8 also goes to block 7, thereby allowing the setting of the carbon potential controller to be changed. The operation of the device in the dynamics is as follows. When changing the technological mode of the heating chamber, i.e. the change in atmospheric carbon potential and temperature, from input unit 8, a signal is sent to block 6 to switch over the temperature setpoint (and through block 10 to form a delay to block 7 to form the carbon potential setpoint. This signal corresponds to the time when the set-point changes begin. details of the beginning of the change in the carbon potential of the atmosphere should be carried out after the temperature of the products reaches a new predetermined value. that the products have different thermal inertia, which at the same time significantly exceeds the inertia of the furnace atmosphere.After changing the setpoint temperature coming to the temperature controller k from unit 6, the furnace temperature changes at a rate dependent on the thermal inertia of the furnace and charge. the moment the temperature reaches a given level, the signal from block 9 becomes equal to the signal from block 6. As a result, the delay shaping block passes the enabling signal from block B to block 7 and the new setpoint value of the carbon potential delivers from block 7 to the controller 5 carbon potential. This achieves the simultaneous measurement of the carbon potential of the furnace atmosphere and the temperature of the products in accordance with the required program. 5 The signal from the thermocouple at a real temperature in the furnace after filtering out the noise of a pulsed and general form is amplified by the operational amplifier 14 and fed to one input of the comparator 13 (input B). From the output of block 6, the signal corresponding to the temperature control program in the furnace goes through the voltage divider to the second input of comparator 13 (input A). With this potentiometer 17, the level of this signal is set at 10-20 below the level supplied to the first input of the comparator in a steady state In the initial mode corresponding to the first stage of the program, the voltage at point B is higher than at point A by 10-20% and at the w.exit of the comparator, the signal of the logical unit is set, which allows the passage of the change of stages signal. After the end of the first stage, if according to the program, the temperature in the furnace in the second stage increases, the voltage at point A increases abruptly and a logical zero signal is set at the output of the compressor, prohibiting the passage of the signal from the first channel to the output, i.e. to the stage counter of the costly channel (carbon potential control). As the furnace temperature rises, the voltage at point B increases and when the level of comparator 13 of the comparator 13 reaches (at point D), a logical one signal appears, and since the second input of the logic element 15 also has a logical one signal, Wits output negative voltage drop. From this differential, a single-pulse 16 forms a pulse of controlling the counter of the stages of the second channel and a channel for switching. This will lead to a second stage. Thus, as the temperature in the furnace increases, the next stage of the second channel goes to the next stage with a delay due to the real inertia of the furnace and the product. In this case, the delay time can be adjusted using a potentiometer. If the next step in the program reduces the temperature in the furnace, the voltage at point A decreases abruptly, but this does not affect the output state of the proportional comparator 13 and will remain at point D 9337556 logical unit signal. This state of the comparator, as mentioned above, allows the passage of the signal of changing the stages of the first channel to the input of the counter of the stages of the second channel. The second channel goes to the next stage, i.e. when the temperature in the furnace decreases at the subsequent stages, the transition of the second channel to the next stage occurs simultaneously with the first channel. The use of a programmed device for chemical-heat treatment of parts allows, by providing improved mechanical properties of the surface of cemented parts and their cores, to obtain an annual economic effect. . effect of about 100-150 thousand rubles. Claim 1. Device for cementation with software control, containing a heating chamber, sensors and temperature and carbon potential regulators, a switch unit for controller settings and an input device, characterized in that, in order to improve the quality of chemical heat treatment of products, it is equipped with an additional sensor temperature set in the heating chamber of the furnace, and a delay driver connected by the first input with an additional temperature sensor, the second input to the switching circuit neither the temperature setpoints, the third input - with the input device, and the output - with the switching circuit of the carbon potential settings.
2. Устройство по П.1, отличающеес тем, что, формирователь задержки состоит из последовательно соединенных компаратора, логического элемента 2И-НЕ и одновибратора , причем первый вход компаратора соединен с блоком переключени уставок регул тора температуры, а второй вход - с датчиком температуры печи, второй вход логического элемента 2И-НЕ соединен с блоком ввода. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Проспект фирмы: Aichelin Industrieoffeiibau, Австри , 1970,2. The device according to claim 1, characterized in that the delay generator consists of a series-connected comparator, a logic element 2I-NOT and a one-shot, the first input of the comparator is connected to the switching unit of the temperature controller settings, and the second input - with the furnace temperature sensor , the second input of the logic element 2И-NOT is connected to the input block. Sources of information taken into account in the examination 1. Prospectus of the company: Aichelin Industrieoffeiibau, Austria, 1970,