Установка для нагрева изделий в электролите Советский патент 1986 года по МПК C21D1/44 

1

12637

Изобретение относится к металлургии, а именно к установкам непрерывного действия для нагрева заготовок под слоем электролита при обработке металла давлением и при термической обработке.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей, упрощение конструкции установки и повышение надежности работы.

На фиг. 1 изображена предлагаемая установка,(разрез А-А на фиг. на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. I коллекторное устройство электропитания

Установка содержит шестипозиционный поворотный барабан-анод 1 в виде катушки, каждая позиция которой оснащена двумя держателями 2 изделия, размещенными соосно с наружной стороны от ее обечайки 3 на торцовых стенках. Каждый держатель имеет опорньй экран 4 с металлической вставкой 5, подключенной электрокабелем 6 через коллекторное устройство 7 электропитания к источнику постоянного тока катод 4 Электроизоляционная втулка опорного экрана 4 поджата к нагреваемой заготовке 8 пружиной 9. Одна из каждой пары соосно установленных держателей 2 имеет привод перемещения опорного экрана 4, вьшолненный в виде пневмоцилиндра 10. Барабан-анод 1 закреплен на валу 11, установленном горизонтально в двух подшипниках 12. На одном из концов вала 11 закреплена вэздухоподводящая муфта 13, полость которой соединена с каналом, вьтолненным в валу 11. На другом конце вала 11 барабана-анода 1 закреплено зубчатое колесо 14 привода поворота (не показан) . 1

На торцовой стенке поворотного барабана-анода 1 с наружной стороны установлены путевые пневмораспредедители 15, соединенные трубопроводом 17 через канал в вале 11 и воздух оподводящую муфту 13 с системой сжатого воздуха (ке показана). Устройство содержит также трубопроводы 16 и 17. Каждый пневмораспределитель 5 соединен трубопроводом 17 с соответствующим пневмоцилиндром 10 приво да перемещения опорного экрана 4. С боковой стороны от поворотного барабана-анода 1 стационарно установлен механизм 18 переключения, предстая162

ляющий собой пневмоцилиндр с нажимным органом.

На вале 11 барабана-анода смонтировано коллекторное устройство 7 электропитания, имеющее неподвижное контактное кольцо 19 и блок вращающихся вместе с валом 11 и барабаноманодом 1 щеточных токосъемников 20. Контактное кольцо 19 выполнено составным и включает токоподводящий сектор 21, вмонтированный в кольцо из электроизолиционного материала. Токоподводящий сектор 21 расположен так, что напряжение к заготовке 8 подается только перед погружением ее в электролит, а отключение напряжения - только после вывода заготовки 8 из электролита. Каждая пара соосно установленных держателей 2 соединена с соответствующим токосъемником 20. Количество щеточных токосъемников 20 а также путевых пневмораспределителей 15 соответствует числу позиций поворотного барабана-анода 1.

Снизу относительно барабана-анода 1 установлена стационарная ванна 22. -Кромки стенок ванны 22 выполнеН1з1 концентрично кромкам торцовых стенок барабана 1 и между ними предусмотрены уплотнительные устройства 23. Таким образом, ванна 22 и барабан-анод 1 образуют единую емкость - электролитическую ванну.

К наружной поверхности обечайки барабара-анода 1 прикреплены сменные анодные пластины 24, образующие вокруг обечайки 3 замкнутое кольцо.

Поворотный барабан-анод 1 и ванна 22 подсоединены к источнику постоянного тока.

Ванна имеет патрубки подачи 25 и, слива 26 электролита, соединенные со сборной емкостью 27. Последняя еснащена насосной установкой 28 и служит опорной частью всей установки. Воз можно размещение сборной емкости 27 отдельно от установки.

Установка работает следующим образом.

В исходном положении установка подключена к сети сжатого воздуха, а насосная установка 28 обеспечивает .сменность электролита в ванне, который поступает в нее по патрубку 25 подачи и сливается в сборную емкость 27 самотеком по патрубку 26 слива.

В сборной емкости 27 электролит подвергают охлаждению перед подачей в ванну, поддерживания тем самым тре буемую температуру его в зоне нагрева заготовок. Уплотнительное устройство 23 перекрывает зазор между ванной 22 и торцовыми стенками поворотного барабана-анода 1, обеспечивая этим поддержание трубемого уровня электролита в ванне. Возможные утечки стекают в корытообразный поддон и оттуда - в сборную емкость 27, Позиции А ,в, С и1) (фиг.2) пово ротного барабана-анода загружают заготовками 8, которые вводят вручную или с помощью манипулятора между держателями 2 и с помощью пневмоцилиндров 10 зажимают по торцам металлическими вставками 5 опорных экранов 4, При этом электроизоляционная втулка опорного экрана 4 поджимается к торцу заготовки 8 пружиной 9, Загруженные в барабан-анод 1 заготовки 8 оказываются подключенными через металлические вставки 5 и элек трокабель к щеточным токосъемникам 20 коллекторного устройства 7 электропитания. Загрузку позиций А , В , С и С поворотного барабана-анода 1 заготовками 8 производят поочередно, про ворачивая с помощью зубчатого колеса 14 привода поворота вал 11 в подшипниках 12 на 1/6 часть оборота. Пр этом поочередное включение пневмоцилиндров 10 производят путевыми пневмораспределителями 15, подавая воздух от сети к пневмоцилиндрам через воздухоподводящую муфту 13, канал в вале 11 и трубопроводы 16 и 17. Управление путевьм пневмораспределителем 15 соответствующего пневмо цилиндра 10 осуществляют механизмом 18 переключения, воздействующим в мо мент переключения на ролик пневморас пределителя 15 во время загрузки новой заготовки (поз.А) и разгрузки нагретой заготовки (псз.Е) . После загрузки барабана-анода 1 заготовками 8 производят включение подачи электропитания от источника постоянного тока. При этом заготовки 8 включаются в катодную цепь, а ванна 22 и сменные анодные пластины - в анодную цепь. При включении подачи электропитания две заготовки 8, погруженные в электролит (поз. С и D) оказываются подключенными к источнику по :тоянного тока, так как металлические вставки 5 опорных экранов 716 4 4, с которыми контактируют эти -заготовки, подключены к тем и(еточиым токосъемникам 20, которые контактируют с токоподводящим сектором 21, Заготовки 8, находящиеся в этот момент на других позициях, обесточены, так как металлические вставки 5 опорных экранов 4 подключены к щеточным токосъемникам 20, расположенным в этот момент против той части контактного кольца 19, которое выполнено из электроиэолиционного материала. При прохождении тока через электролит вокруг погруженной в электролит заготовки 8, являющейся катодом, образуется газовый слой, через который происходят электрические разряды, вследствие чего происходит нагрев заготовки. Каждая заготовка 8 проходит две стадии нагрева: предварительный (поз.С) и окончательный (поз .1) . При запуске установки в начальный период работы первая заготовка(поз. Р) , не прошедшая предварительный нагрев, не успевает прогреться по всему сечению до заданной температуры. Эту заготовку возвращают(вновь агружают) для повторногонагрева. Можно при запуске установки использовать модель заготовки, вьтолненную из диэлектрика. В электросхеме установки предусмотрена блокировка, не позволяющая производить запуск установки без заготовок, так как это может привести к нагреву и оплавлению металлических вставок 5, контактирующих в этом случае с электролитом. По истечении заданного времени. в течение которого заготовка 8 проходит предварительный нагрев ( поз .с, по кома.нде, подаваемой реле време|ни, производится проворот барабанаанода I на 1/6 часть оборота с помощью привода поворота. При этом все загруженные в барабан заготовки 8 переходят на место предьщутцей. Заготовка, находящаяся на поз. D , выходит из электролита, ее щеточный токосъемник 20 во время проворота сходит с токоподводящего сектора 21 на электроизоляционную часть контактного кольца 19, благодаря чему заготовка обесточивается до остановки в положении разгрузки. Механизм 18 переключения воздействует на ролик пневмораспределителя 15, управляющего пневмоцилиндром 10, и опорный эк51ран освобождает заготовку 8 от зажима, и она извлекается из установки. Во время проворота барабана-анода заготовка, прошедшая предварительный нагрев (поз.С) , .переходит в положение окончательного нагрева, а на ее место поцадает следующая заготовка (поэ. Ь) , щеточный токосъемник 20 которой сходит с элект роизолиционной части контактного кольца 19 на поверхность токоподводящёго сектора 21 тем самым подключая заготовку к источнику постоянного тока перед тем, как поверхность заготовки коснется поверхности электролита. Благодаря этому при погружении заготовки в электролит создаются благоприятные условия зажигания процесса нагрева в электролите: плавность повышения токовых нагрузок, отсутствие взрывного характера процесса и вспле ков электролита. Загрузку барабана-анода заготовками 8 производят в положении, соответствующем расположению поз.А . В положении, соответствзующем расположению поз.Б , производится автоматический контроль наличия заготовки, благодаря чему выключается подача электропитания от источника постоянного тока к металлическим вставкам 5 в случае отсутствия по сакимлибо причинам заготовки. Положение, соответствующее расположению nos.Dj резервное и может быть использовано для очистки металлических вставок, контроля их состояния. Возможно также в этом положении производить загрузку заготовок. При использовании установки для нагрева дателей под закалку можно осуществлять их нагрев в одну стадию испЬльзуя положение второй стадии для закалки в среде электролита. При этом токоподводящий сектор 21 вьтол166няют таким, чтобы отключение подачи электропитания к ааготонкк осуществлялось бы при переходе заготовки с положения предварительного нагрева (поз.с) на следующую позицию. Конструктивное выполнение установки с размещением нагреваемых заготовок с наружной стороны от обечайки поворотного барабана-анода позволяет производить как полный нагрев заготовок, так и концевой нагрев или нагрев средней ее части. В .зависимости от этого необходимо заэкранировать электроизоляционными втулками опорных экранов те части заготовки, которые не должны подвергаться нагреву. Снабжение установки ванной, боковые стенки которой подвижно сопряжены с периферией торцовых стенок барабан а-анода и размещение опор заготовок с наружной стороны от обечайки барабана-анода обеспечивает возможность полного нагрева всей загот товки под слоем электролита, так как узел крепления нагреваемой заготовки и электроконтактное устройство (опорные экраны с метиллическими .вставками) размещены в ванне. В предлагаемом устройстве отсутствует также механизм выталкивания заготовок, что упрощает конструкцию. Размещение коллекторного устройства электропитания на валу поворотного барабана-анода позволяет выполнить его компактньм и снизить трудоёмкость его монтажа. Защита снаружи поверхности обечайки барабана-анода сменными анодными пластинами повышает надежность и срок службы установки, так как в этом случае электрохимическому износу подвержены наружные поверхности самих пластин, а не обечайки барабана-анода. Замена же анодных пластин не вызьшает затруднений.

Фиг. 1

1. УСТАНОВКА ДЛЯ НАГРЕВА ИЗДЕЛИЙ В ЭЛЕКТРОЛИТЕ, содержащая установленный на валу барабан-анод, держатели изделий и коллектор электропитания, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, она снабжена установленной под барабаноманодом ванной, боковые стенки которой сопряжены с торцовыми стенками барабана-анода, а последний выполнен в виде катушки с обечайкой, расположенной между ее торцовыми стенками. 2.Установка поп.1,отличг:ю щ а я тем, что кллектор электропитания размещен на валу барабана-анода . 3.Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она снабжена охвап ающими обечайку пластинами. с