ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ДЛИННОМЕРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ Российский патент 2006 года по МПК C23C2/00 

Изобретение относится к металлургии и машиностроению, в частности к оборудованию для нанесения покрытий на длинномерные изделия. Более конкретно изобретение относится к поточным линиям для нанесения металлических покрытий на длинномерные изделия, преимущественно трубы.

Известна поточная лини для нанесения покрытий на изделия, преимущественно трубы малого диаметра, подвешенных вертикально (патент РФ № 2048211, МПК В 05 С 13/00, В 05 С3/00, опубликовано 20.11.1995 г.), содержащая установленные по ходу технологического процесса ванны, перемещающееся в горизонтальной плоскости средство подачи изделий к ваннам, выполненное в виде тележек с приводом. Поточная линия содержит также подвески для закрепления изделий в вертикальном положении, вертикальные направляющие с перемещающимися по этим направляющим каретками, выполненными в виде площадок; каретки соединены с приводом для перемещения кареток по вертикальным направляющим, т.е. для подъема-опускания изделий. В известном устройстве поточной линии тележки с пакетом труб перемещаются по рельсам, расположенным по замкнутому контуру.

Недостатком известной поточной линии является сложность конструкции, снижающая надежность ее работы.

Во-первых, для подачи изделий к ваннам, тележка, перемещаясь по замкнутой траектории, составленной из прямолинейных отрезков, меняет направление движения в следующих случаях:

- при переходе от отрезка к отрезку траектории;

- при отклонении от соответствующего отрезка траектории непосредственно к ванне.

Тем самым подача изделий к ваннам с изменением направления движения предусматривает использование поворотных устройств, а также средств управления ими.

Во-вторых, перемещение тележки по прямолинейному отрезку траектории осуществляется в режиме эстафеты, другими словами в шаговом режиме. Для выполнения каждого шага требуется использование отдельного привода; общее число приводов зависит от количества пошаговых перемещений, необходимых для осуществления полного технологического цикла движением по замкнутой траектории. Так, из вышеуказанного описания известной поточной линии следует, что число приводов, включающих по отдельности звездочку, редуктор и двигатель, равно 60. Такое большое количество приводных устройств значительно усложняет конструкцию поточной линии, затрудняет подвод энергоносителей, что отрицательно влияет на надежность ее работы.

В основу создания изобретения положена техническая задача упрощения конструкции поточной линии, повышения надежности ее работы.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известной поточной линий для нанесения покрытий на длинномерные изделия, содержащей установленные по ходу технологического процесса ванны, средство подачи в горизонтальной плоскости изделий к ваннам, снабженное приводом, вертикальные направляющие с перемещающимися по ним каретками, привод для перемещения кареток по вертикальным направляющим, подвески для закрепления изделий в вертикальном положении, согласно изобретению средство подачи изделий выполнено в виде транспортного ротора на несущей конструкции с установленными на транспортном роторе вертикальными направляющими с каретками, каждая каретка несет, по меньшей мере, одну подвеску, привод перемещения каждой каретки установлен на несущей конструкции и оснащен толкателем с установленным на нем с возможностью контакта с каретками магнитом, причем каретки установлены на вертикальных направляющих с возможностью фиксации в верхнем положении, а в нижнем положении каретки взаимодействуют с упругими элементами.

Предпочтительно привод транспортного ротора оснащать средством периодического действия.

Целесообразно средство периодического действия выполнять в виде храпового механизма.

Целесообразно подвески для закрепления изделий выполнять в виде цанг.

Выполнение средства для подачи изделий в виде транспортного ротора с установленными непосредственно на нем конструктивными элементами для удержания изделий обеспечивает доставку изделий от ванны к ванне при перемещении по круговой однонаправленной траектории с помощью одного привода. Таким образом, для подачи изделий к ваннам нет необходимости усложнять конструкцию значительным количеством кинематически связанных передаточных средств, а также поворотными устройствами и средствами управления ими.

Размещение подвесок на каретках дает возможность закреплять изделия непосредственно на каретках без дополнительных средств.

Размещение привода неподвижно на несущей конструкции позволяет упростить подвод к нему коммуникаций с энергоносителями - электричества или жидкости. Оснащение привода перемещения каретки толкателем с магнитом позволяет наиболее просто прерывать связь каретки с приводом при вращении транспортного ротора и восстанавливать эту связь при остановке ротора в технологической позиции.

Установив каретки на направляющих с возможностью фиксации в верхнем положении, появилась возможность удерживать каретки при вращении транспортного ротора, когда контакт между толкателем с магнитом и кареткою отсутствует.

Взаимодействие кареток в нижнем положении с упругими элементами создает дополнительную подъемную силу в начальный момент движения каретки вверх, что повышает надежность силовой связи магнита с кареткою т.к. силы упругости сжатых элементов действуют в направлении движения и компенсируют силы инерции, возникающие в начальный момент движения каретки вверх.

Применение средства периодического действия для привода транспортного ротора позволяет останавливать транспортный ротор при размещении кареток над ваннами для операции погружения-извлечения изделий.

Рациональным является выполнение средства периодического действия для привода транспортного ротора в виде храпового механизма - типового механизма поворота в шаговом режиме.

Рациональным является выполнение подвески для закрепления изделий в виде цанги - типового зажимного элемента.

Анализ известных технических решений, касающихся поточных линий для нанесения покрытий, а также анализ совокупности существенных признаков предлагаемого изобретения позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

Возможность достижения поставленной технической задачи предлагаемой совокупностью существенных признаков позволяет сделать вывод о соответствии данного изобретения критерию «существенные отличия».

Предпочтительный пример выполнения изобретения поясняется с помощью приложенных чертежей:

фиг.1 - схема поточной линии;

фиг.2 - поточная линия - вид спереди;

фиг.3 - поточная линия - вид сбоку;

фиг.4 - поточная линия - вид сверху;

фиг.5 - фиксатор (вид Б на фиг.3);

фиг.6 - храповый механизм (разрез А-А на фиг.3).

В данном примере заявляемая поточная линия предназначена для нанесения металлического покрытия, например, из олова на поверхность труб длиной до 3000 мм с диаметром 10-25 мм. Технологический процесс нанесения покрытия на трубы включает три операции: травление в водном растворе хлористого цинка, нанесение металлического покрытия из расплава олова и охлаждение. На схеме поточной линии согласно фиг.1 каждой операции соответствует определенная позиция. В позиции 1 производится загрузка-выгрузка труб; в позиции 2 трубы подвергаются травлению; в позиции 3 наносится покрытие; в позициях 4, 5 и 6 трубы охлаждаются. Оборудование поточной линии для нанесения покрытия размещено в последовательности выполнения технологических операций. Трубы передаются с одной позиции на другую поштучно. Время выполнения операций травления и нанесения покрытия одинаково и равно такту выпуска; время охлаждения с температуры нанесения покрытия до температуры окружающей среды в три раза больше времени выполнения предыдущих операций, поэтому для выполнения данной операции предусмотрено три позиции 4, 5 и 6.

В соответствии с фиг.2, 3, 4 в состав поточной линии входят две заглубленные ванны: ванна 7, заполненная флюсом для травления - раствором хлористого цинка, ванна 8, заполненная расплавом олова и транспортный ротор 9 для подачи труб 10 последовательно по позициям 1-2-3-4-5-6 (см. фиг.1). Транспортный ротор 9 вращается в подшипниках 11, установленных на несущей конструкции 12. Он состоит из верхнего 13 и нижнего 14 дисков, соединенных направляющими в виде двенадцати попарных стоек 15, на которых установлены с возможностью перемещения шесть кареток 16. Привод с толкателем в виде штока гидроцилиндра 17 для перемещения кареток 16 вверх и вниз установлен на несущей конструкции 12 и размещен над каждой ванной 7, 8. Конец толкателя гидроцилиндра 17 снабжен магнитом 18. Каретки 16 расположены относительно друг друга под углом 60 градусов. В верхнем положении каретки 16 удерживаются фиксаторами 19 (фиг.3), выполненными в виде шарика 20, пружины 21 и кольцевой канавки 22 на направляющих 15 (фиг.5). На фиг.2 видно, что в нижнем положении каретки 16 контактируют с упругими элементами, выполненными в виде пружин 23. Каждая каретка 16 снабжена подвеской в виде цанги 24 для закрепления на ней трубы 10.

Вращение транспортного ротора 9 осуществляется от привода периодического действия, выполненного в виде храпового механизма 25 (фиг.3), изображенного на фиг.6. Этот механизм состоит из храпового колеса 26, жестко соединенного с осью 27 транспортного ротора 9, подпружиненной собачки 28, рычага 29, установленного на той же оси 27 и свободно поворачивающегося вокруг нее. Конец рычага 29 соединен шарнирно со штоком гидроцилиндра 30. Угловой шаг зубьев храпового колеса 26 равен 60 градусов, поэтому за один ход штока гидроцилиндра 30 храповое колесо 26 вместе с транспортным ротором 9 поворачиваются на этот угол.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

В позиции 1 загрузки - выгрузки труба 10 закрепляется вертикально с помощью цанги 24, размещенной на каретке 16. При этом все каретки 16 удерживаются от перемещения вниз под действием силы тяжести фиксаторами 19. Ходом поршня гидроцилиндра 30 рычагом 29 через собачку 28 храповое колесо 26 вместе с транспортным ротором 9 поворачивается на угол 60 градусов, равный шагу зубьев храпового колеса 26. Поворотом транспортного ротора 9 труба 10 подается из позиции 1 загрузки - выгрузки в позицию 2 и размещается над ванной 7 с флюсом. Толкатель - шток гидроцилиндра 17 опускается. Магнит 18 входит в контакт с кареткой 16. Под действием усилия на штоке гидроцилиндра 17 пружина 21 сжимается и шарик 20 выдавливается из кольцевой канавки 22. Каретка 16 освобождается от действия фиксаторов 19 и опускается по стойкам 15 в нижнее положение с погружением трубы 10 в ванну 7 с флюсом. Перемещением каретки 16 сжимаются пружины 23. При перемещении каретки 16 вниз связь штока гидроцилиндра 17 с кареткой 16 осуществляется с помощью магнита 18.

После нанесения флюса труба 10 извлекается из ванны 7. Шток гидроцилиндра 17 втягивается. Каретка 16 поднимается вверх до упора и закрепляется фиксатором 19 в этом положении. При закреплении каретки 16 шарик 20 под действием пружины 21 попадает в кольцевую канавку 22, препятствуя тем самым перемещению каретки 16 вниз под действием силы тяжести. В начальный момент движения каретки 16 вверх с помощью сжатых пружин 23 создается дополнительная подъемная сила. При перемещении вверх каретка 16 соединена со штоком гидроцилиндра 17 магнитом 18. Ходом штока гидроцилиндра 17 магнит 18 отрывается от каретки 16. Таким образом, связь между кареткой 16 и штоком гидроцилиндра 17 прерывается, что дает возможность осуществить новый поворот транспортного ротора 9.

В позиции 1 загрузки-выгрузки в цангу 24 следующей каретки 16 устанавливается вторая труба 10. Храповым механизмом 25 транспортный ротор 9 снова поворачивается на один шаг. Первая труба 10 подается в позицию 3 и размещается над ванной 8 с расплавом олова, а вторая труба 10 подается в позицию 2 и размещается над ванной 7 с флюсом. Обе трубы 10 вышеуказанным способом одновременно погружаются в ванны 7 и 8, а затем извлекаются из них. Далее поворотом транспортного ротора 9 трубы 10 последовательно подаются в позиции 4, 5 и 6, где они охлаждаются. После полного оборота труба 10 с нанесенным покрытием в позиции 1 снимается с транспортного ротора 9. На освободившееся место устанавливается новая труба 10 и процесс нанесения покрытия на трубы 10 повторяется.

Заявляемая поточная линия обеспечивает следующие технические преимущества:

- упрощение конструкции;

- повышение надежности работы;

- снижение металлоемкости;

- уменьшение энергоемкости.

Изобретение относится к оборудованию для нанесения покрытий на длинномерные изделия, в частности к поточным линиям для нанесения металлических покрытий на вертикально установленные длинномерные изделия, преимущественно трубы. Поточная линия содержит установленные по ходу технологического процесса ванны, средство подачи в горизонтальной плоскости изделий к ваннам, снабженное приводом, вертикальные направляющие с перемещающимися по ним кареткам, привод для перемещения кареток по вертикальным направляющим, подвески для закрепления изделий в вертикальном положении, при этом средство подачи изделий выполнено в виде транспортного ротора на несущей конструкции с установленными на транспортном роторе вертикальными направляющими с каретками, каждая каретка несет, по меньшей мере, одну подвеску, привод перемещения каждой каретки установлен на несущей конструкции транспортного ротора и оснащен толкателем с установленным на нем с возможностью контакта с каретками магнитом, причем каретки установлены на вертикальных направляющих с возможностью фиксации в верхнем положении, а в нижнем положении каретки взаимодействуют с упругими элементами. Технический результат: упрощение конструкции поточной линии, повышение надежности ее работы. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Поточная линия для нанесения покрытий на длинномерные изделия, содержащая установленные по ходу технологического процесса ванны, средство подачи в горизонтальной плоскости изделий к ваннам, снабженное приводом, вертикальные направляющие с перемещающимися по ним каретками, привод для перемещения кареток по вертикальным направляющим, подвески для закрепления изделий в вертикальном положении, отличающаяся тем, что средство подачи изделий выполнено в виде транспортного ротора на несущей конструкции с установленными на транспортном роторе вертикальными направляющими с каретками, каждая каретка несет, по меньшей мере, одну подвеску, привод перемещения каждой каретки установлен на несущей конструкции транспортного ротора и оснащен толкателем с установленным на нем с возможностью контакта с каретками магнитом, причем каретки установлены на вертикальных направляющих с возможностью фиксации в верхнем положении, а в нижнем положении каретки взаимодействуют с упругими элементами.2. Поточная линия по п.1, отличающаяся тем, что привод транспортного ротора оснащен средством периодического действия.3. Поточная линия по п.2, отличающаяся тем, что средство периодического действия выполнено в виде храпового механизма.4. Поточная линия по п.1, отличающаяся тем, что подвески для закрепления изделий выполнены в виде цанг.