Установка для диффузионного борирования шнеков в обмазках Российский патент 2025 года по МПК C23C8/70 A23P30/20 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного производства, а именно к установкам для упрочнения рабочих органов типа шнек, эксплуатируемых в сельскохозяйственных машинах для животноводства, и может быть использовано как на малых хозяйствах, так и на крупных сельскохозяйственных предприятиях.

Известен аналог - стенд для закалки валов и трубных деталей (патент РФ 2499058), техническим результатом которого является получаемый от использования изобретения процесс в введении подачи охлаждающей жидкости с регулировкой скорости подачи (расхода) жидкости на внутреннюю поверхность трубных деталей, тем самым формируются водяные рубашки вокруг них, которые выравнивают температуру по толщине детали и предохраняют от окисления внутреннюю поверхность, чем улучшают качество внутренней поверхности и процесс термообработки. Состоит из стойки, гидравлического подъемника, гидрооборудования, электрооборудования, приспособления, нижнего центра, индуктора, совмещенного со спрейером, узла управления. Основным недостатком данного устройства является отсутствие возможности упрочнения шнеков диффузионным борированием в обмазках.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существующих признаков относится источник БЕЛОУСОВ Д.В. и др. Диффузионное борирование как способ упрочнения шнека, Актуальные вопросы науки и практики, Сборник научных статей по материалам XII Международной научно-практической конференции, Том Часть 1. Уфа, 20 июня 2023. Основным недостатком данной технологии упрочнения шнека является отсутствие возможности совершения вращательного движения шнека и поступательного движения преобразователя частоты, что существенно увеличивает время технологической операции и не решает позволяет добиться равномерного нагрева рабочей поверхности шнека.

Анализ известных технических решений показал, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала технических средств для упрочнения деталей типа шнек в сельскохозяйственном производстве диффузионным борированием в обмазках.

Техническим результатом изобретения является увеличение ресурса работы шнека за счет получения износостойкого упрочняющего покрытия на рабочей кромке деталей типа шнек, тем самым повышая его надежность.

Для решения указанной технической проблемы и достижения заявленного технического результата в установке для диффузионного борирования шнеков в обмазках, включающей преобразователь частоты и индукционный нагреватель применяется станина, размещенная на опорах перемещающего устройства, стол, подшипниковые узлы, закрепленный на подрамнике электродвигатель, переднюю поворотную ось и заднюю бабку, установленные на станине передней поворотной оси и станине задней бабки соответственно, электродвигатель передней поворотной оси, главный винт, выполненный с возможностью приведения стола в движение по принципу шарико-винтовой пары, четырехкулачковую поворотную ось, закрепленную в корпусе передней оси и подключенную к электродвигателю передней поворотной оси с помощью ременной передачи, модуль управления, обеспечивающий управление электронными компонентами установки, при этом станина передней поворотной оси и станина задней поворотной оси размещены на передней и задней каретках, выполненных с возможностью перемещения по передней и задней направляющим, электродвигатель выполнен шаговым и с возможностью приведения во вращение главного винта через соединительную муфту, стол имеет закрепленные на крепежной раме четыре неповоротных колеса с подшипниками, на столе установлен преобразователь частоты, к которому напрямую подключен индукционный нагреватель и резервуар с погружным насосом для охлаждающей жидкости, выполненный с возможностью циркуляции охлаждающей жидкости по трубопроводам, соединяющим резервуар и индукционный нагреватель с преобразователем частоты для охлаждения индукционного нагревателя, четырехкулачковая поворотная ось и задняя бабка выполнены с возможностью крепления упрочняемой детали типа шнек.

Предложенное техническое решение поясняется чертежом, на котором представлена схема установки для диффузионного борирования шнеков в обмазках.

Установка состоит из станины установки 1, размещенной на опоре 2 перемещающего устройства 3. К торцам станины установки 1 присоединяются стенки с подшипниковыми узлами 4. При этом используются шариковые радиальные подшипники, обеспечивающие свободное вращение главного винта 5.

Главный винт 5 по принципу шарико-винтовой пары приводит в движение стол 6 с закрепленным на нем преобразователем частоты 7 с подключенным напрямую индукционным нагревателем 8. К столу 6 при помощи крепежной рамы 9 равномерно закреплены четыре неповоротные колеса с подшипниками 10, перемещающиеся по опоре 2, что позволяет обеспечить жесткость и плавность перемещения стола 6. Охлаждение индукционного нагревателя 8 осуществляется благодаря циркуляции охлаждающей жидкости по трубопроводам 11, подключенным к индукционному нагревателю 8, идущими к емкости с охлаждающей жидкостью 12. Циркуляцию воды осуществляет погружной насос 13, установленный в резервуаре охлаждающей жидкости 12.

Главный винт 5 приводится во вращение от шагового электродвигателя 14 через соединительную муфту 15. Шаговый электродвигатель 14 закреплен на подрамнике 16, соединенной со станиной установки 1.

К индукционному нагревателю 8 подводят упрочняемую деталь типа шнек 17, которая закрепляется при помощи четырехкулачковой поворотной оси 18 и задней бабки 19. Четырехкулачковая поворотная ось 18 и задняя бабка 19 установлены на станине передней поворотной оси 20 и станине задней бабки 21 соответственно. Станина передней поворотной оси 20 размещена на передней каретке 22 и перемещается по направляющей передней каретки 23, которая неподвижно закреплена на опоре 2. Станина задней бабки 19 размещена на задней каретке 24 и перемещается по направляющей задней каретки 25, которая неподвижно закреплена на опоре 2.

Четырехкулачковая поворотная ось 18 закреплена в корпусе передней поворотной оси 26 и подключена, с помощью ременной передачи 27, к электродвигателю передней поворотной оси 28, что приводит во вращательное движение упрочняемую деталь типа шнек 17 с необходимой частотой вращения.

Управление включением и выключением шаговым электродвигателем 14, электродвигателем поворотной оси 28, погружным насосом 13, преобразователем частоты 7 осуществляется с модуля управления 29, который неподвижно закреплен на опоре 2, при помощи крепежных стоек 30.

Установка работает по следующему алгоритму: подготовленный к обработке (с нанесенной шихтой) упрочняемая деталь типа шнек 17, закрепляется с помощью четырехкулачковой поворотной оси 18 и задней бабки 19, которые размещены на станине передней поворотной оси 20 и станине задней бабки 21 соответственно. Происходит перемещение упрочняемой детали типа шнек 17 к индукционному нагревателю 8 по направляющей передней каретки 22 и направляющей задней каретки 25. От модуля управления 29 подается питание на электронные компоненты устройства: преобразователь частоты 7, электродвигатель передней поворотной оси 28, шаговый электродвигатель 14 и погружной насос 13. Происходит запуск преобразователя частоты 7 и погружного насоса 13. Погружной насос 13 циркулирует охлаждающую жидкость по трубопроводам и из емкости с охлаждающей жидкостью 12 через индукционный нагреватель 8. После нагрева индукционного нагревателя 8 до необходимой по технической документации температуры происходит запуск шагового электродвигателя 14 приводящего в движение главный винт 5, который перемещает стол 6. Плавность перемещение стала 6 обеспечивается за счет закрепленных к нему, при помощи крепежной рамы 9, четырех неповоротных колес с подшипниками 10, которые перемещаются по опоре 2. Одновременно с запуском шагового электродвигателя 14 запускается электродвигатель передней поворотной оси 28, который с помощью ременной передачи 27 приводит во вращательное движение четырехкулачковую поворотную ось 18. Упрочняемая деталь типа шнек 17 начинает вращение. Происходит сверхвысокочастотный нагрев рабочей поверхности упрочняемой детали типа шнек 17, которая подведена индукционному нагревателю 8. Упрочнение детали типа шнек 17 завершается после обработки всей его рабочей поверхности, это происходит, когда стол 6 перемещает преобразователь частоты 7 в крайнее левое положение установки.

Принцип действия установки основан на получении поверхностного упрочненного слоя на рабочей кромке деталей типа шнек за счет использования диффузионного борирования в обмазках с применением сверхвысокочастотного нагрева.

Установка для диффузионного борирования шнеков в обмазках по сравнению с прототипом имеет преимущество - использование метода диффузионного борирования в обмазках индукционным нагревом увеличивает ресурс работы детали типа шнек за счет получения износостойкого упрочняющего покрытия на его рабочей кромке, тем самым повышая его надежность.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного производства, а именно к установкам для упрочнения рабочих органов типа шнек, эксплуатируемых в сельскохозяйственных машинах для животноводства, и может быть использовано как на малых хозяйствах, так и на крупных сельскохозяйственных предприятиях. Установка содержит преобразователь частоты и индукционный нагреватель, при этом дополнительно содержит станину, размещенную на опорах перемещающего устройства, стол, подшипниковые узлы, закрепленный на подрамнике электродвигатель, переднюю поворотную ось и заднюю бабку, установленные на станине передней поворотной оси и станине задней бабки соответственно, электродвигатель передней поворотной оси, главный винт, выполненный с возможностью приведения стола в движение по принципу шарико-винтовой пары, четырехкулачковую поворотную ось, закрепленную в корпусе передней оси и подключенную к электродвигателю передней поворотной оси с помощью ременной передачи, модуль управления, обеспечивающий управление электронными компонентами установки, при этом станина передней поворотной оси и станина задней поворотной оси размещены на передней и задней каретках, выполненных с возможностью перемещения по передней и задней направляющим, электродвигатель выполнен шаговым и с возможностью приведения во вращение главного винта через соединительную муфту, стол имеет закрепленные на крепежной раме четыре неповоротных колеса с подшипниками, на столе установлен преобразователь частоты, к которому напрямую подключен индукционный нагреватель и резервуар с погружным насосом для охлаждающей жидкости, выполненный с возможностью циркуляции охлаждающей жидкости по трубопроводам, соединяющим резервуар и индукционный нагреватель с преобразователем частоты для охлаждения индукционного нагревателя, четырехкулачковая поворотная ось и задняя бабка выполнены с возможностью крепления упрочняемой детали типа шнек. Технический результат – повышение надежности и увеличение ресурса работы шнека. 1 ил.

Установка для диффузионного борирования шнеков в обмазках, содержащая преобразователь частоты и индукционный нагреватель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит станину, размещенную на опорах перемещающего устройства, стол, подшипниковые узлы, закрепленный на подрамнике электродвигатель, переднюю поворотную ось и заднюю бабку, установленные на станине передней поворотной оси и станине задней бабки соответственно, электродвигатель передней поворотной оси, главный винт, выполненный с возможностью приведения стола в движение по принципу шарико-винтовой пары, четырехкулачковую поворотную ось, закрепленную в корпусе передней оси и подключенную к электродвигателю передней поворотной оси с помощью ременной передачи, модуль управления, обеспечивающий управление электронными компонентами установки, при этом станина передней поворотной оси и станина задней поворотной оси размещены на передней и задней каретках, выполненных с возможностью перемещения по передней и задней направляющим, электродвигатель выполнен шаговым и с возможностью приведения во вращение главного винта через соединительную муфту, стол имеет закрепленные на крепежной раме четыре неповоротных колеса с подшипниками, на столе установлен преобразователь частоты, к которому напрямую подключен индукционный нагреватель и резервуар с погружным насосом для охлаждающей жидкости, выполненный с возможностью циркуляции охлаждающей жидкости по трубопроводам, соединяющим резервуар и индукционный нагреватель с преобразователем частоты для охлаждения индукционного нагревателя, четырехкулачковая поворотная ось и задняя бабка выполнены с возможностью крепления упрочняемой детали типа шнек.