Способ восстановления электродов и устройство для контроля качества резьбы элементов электродов Советский патент 1993 года по МПК B23P6/00 

Изобретение относится к области ма- u иностроения и металлургии и может быть использовано для восстановления электродов электродуговых печей и брака (сломанных и бывших в употреблении) элементов (с екций) электродов. Изобретение примёни- iu о для составных электродов, необходимая /злина которых достигается путем сборки секций электродов на ниппелях (цилиндрических или конических).

Цель изобретения - повышение качества сборки электродов за счет повышения

качества механической обработки сопрягаемых элементов электродов при одновременном снижении требуемого уровня квалификации рабочих.

На фиг. 1 показана схема сопряжения ниппеля и элемента электрода; на фиг. 2 - схема контроля калибром резьбы в гнезде элемента электрода; на фиг. 3 - элемент электрода с выступающей резьбовой поверхностью.

При изготовлении элементов (секций) электрода или при их восстановлении из

со о XI

со

отходов торцы соединяемых при сборке элементов должны плотно прилегать друг к другу, а резьбовые поверхности элементов должны соответствовать ниппелю (или друг другу при безниппельном соединении). Ниппель изготавливают на заводе, а восстановление электрода вынужден осуществлять потребитель (сталеплавильное предприятие), где точностные параметры элементов гнезда выдержать затруднительно. Кроме того, поэлементный контроль качества изготовления резьбы в коническом гнезде не всегда может обеспечить требуемое сопряжение двух секций электрода на одном ниппеле, а выявленный после изготовления резьбы брак необходимо устранять, повторяя всю механическую обработку.

В этих условиях предлагается применить комплексный контроль и контрольное средство (калибр) использовать для оценки качества будущего сопряжения элементов между собой.

Это может быть реализовано следующим образом.

Из имеющихся ниппелей отбирают эталонный (путем контроля всех его элементов или путем вкручивания его в большое, например, пятьдесят, число гнезд небракованных секций) ниппель, на него наносят метки и по глубине вкручивания ниппеля в гнездо судят о качестве изготовления гнезда.

По глубине вкручивания судят по тому, что, если допущены отклонения шага резьбы, высоты нитки резьбы (и ряда других параметров), то вкрутить ниппель на необходимую глубину (а она соответствует длине резьбовой нити ниппеля) не удается. Для конического гнезда: если конусность больше, то ниппель провалится в него, если конусность меньше, то ниппель не закрутится на требуемую высоту. В пределах допустимых погрешностей на ниппель следует нанести метки (по высоте). Если окажется, что контролируемое гнездо секции не обеспечивает вкручивание ниппеля на уровень меток, то секция сборки в электрод не подлежит.

Удобнее обойтись без меток. Например, обрезать ниппель на требуемую длину (глубину вкручивания) и по положению верхнего торца такого эталонного ниппеля относительно торца секции электрода судить о качестве изготовления резьбового гнезда и соответственно о качестве последующей сборки электродов. Этим сказано о целесообразности юстирования (обосно0

0

ванной выверки) длины эталона, который приобретает функции резьбового калибра. Для обеспечения длительности использования такой эталонный резьбовый калибр целесообразно иметь выполненным из ма- --териала, более прочного, чем материал ниппеля, например из стали. Но при вкручивании эталона (как затем и при накручивании секции на ниппель) важно соблюдать юстирование (соблюдение рекомендательного) усилия затяжки резьбового соединения. Для этого необходимо использование специальных устройств для

5 затяжки или снабжение самого эталонного ниппеля устройством ограничения усилия затяжки на уровне юстированной (регламентированной) величины.

Для качественной сборки важно не

0 только точно изготовить размеры и форму гнезда и его резьбы. Необходимо обеспечить перпендикулярность гнезда торцу секции, что при столь значительных массе и габаритах (длина более 1 м при диаметре

5 400 или 600 мм) затруднительно. Обычно сначала подрезают торец, а затем изготавливают гнездо.

В способе предложено гнездо изготовить большей, чем требуется глубины, вкрутить на необходимую глубину в него эталонный ниппель (описанный выше резьбовой калибр) и часть секции, выступающую под эталонным ниппелем, срезать по торцу.

5 Величина, на которую требуется изготовлять глубину зависит от величины неперпендикулярности оси гнезда торцу: чем больше неперпендикулярность, тем больше глубина (в практике требовалось превысить

0 глубину на 0,5-3 мм).

По способу-прототипу изготавливали из бракованных (сломанных при эксплуатации, хранении и сборке) элементов электрода новые (укороченные) путем механической об5 работки на токарном станке торца секции, высверливания и расточки отверстия под коническое гнездо, нарезания конической резьбы в гнезде. Контролировали доступные параметры гнезда (конусность, овальность, шаг и высота нитки резьбы). Секции передавали на сборку. В 10-30% случаев качество стыка сборки не удовлетворяло предъявляемым требованиям.

5 По предлагаемому способу брали также исходные элементы электродов. На них подрезали торец 1 (фиг. 1) изготавливали гнездо 2 с глубиной I, превышающей (на 0,5-3 мм) высоту h соответствующей сопрягаемой части на некоторую нерегламентированную величину I. В гнездо на всю его глубину

0

нарезали резьбу. Брали эталонный (в полном соответствии со всеми параметрами резьбы требуемого качества) резьбовый ка- лпбр, длина (высота его сопрягаемой части) которого соответствует требуемой, т.е. п)едварительно выверена на элементах э юктродов хорошего качества, или мначе кстирована предварительно глубине h гнезда (высоте h ниппеля), Эталонный резь- бэвый калибр с юстированным (предвари- тгльно настроенным и фиксированным путем закручивания эталонного резьбового калибра в гнезда хорошего качества) усилием затяжки (или крутящим моментом затяжки) сопрягали (закручивали) с резьбовой г оверхностью элемента электрода (фиг. 2) и с качестве изготовления резьбы в гнезде судили по величине заглубления 2 калибра 2. Если величина h заглубления оказывалась близкой к

нулю, то качество оценивалось как отвечающее предъявляемым требованиям.Если Ееличина 2 заглубления превышала желае- гую, то возникало две ситуации: а) заглуб- ение больше нуля (12 стремится к И), т.е. орец 4 .калибра 3 ниже торца 1 элемента лектродв. В этом случае избыточную длину г резьбовой поверхности элемента элект- ода удаляли и, тем самым, формировали овый торец (т.е. торец 1 перемещался в сложение торца 5). Торец 4 калибра удобен для контроля величины заглубления (он так- ке может быть использован как базовая по- 1ерхность при удалении избыточной длины лемента), но по существу может быть ис- юльзована любая система отсчета (метки и .д.) заглубления; б) заглубление меньше ну- Я, т.е. калибр выступает над торцем элемента электрода (не вкрутился в гнездо на сю свою длину). Это возможно лишь при ущественных погрешностях изготовления резьбы в гнездо, преимущественно из-за лалрй высоты витков резьбы. Компенсировать эту погрешность нельзя. В этом случае обработку резьбы повторяли, но с большей глубиной резания (высотой витков), т.е. способ изготовления предусматривает использование при нарезании резьбы инструмента, снабженного механизмом ре- гулированияеглубины резания.

Брали элементы, собираемые в электрод путем безниппельного соединения. В этом случае один элемент имеет резьбовое гнездо (аналогичен элементу, изображенному на фиг. 1), а второй (сопрягаемый с первым) элемент имеет выступ, сопрягаемый с резьбовым гнездом (фиг. 3) или точнее полуниппель, выполненный на торце элемента электрода.

По существу этот пример аналогичен описанному выше, отличие лишь в том, что

в этом случае сопрягаемым является торец 6, но избыточную длину 12 удаляют подрезкой торца 7, если она больше нуля. Если трубуемой,длины не хватает (избыточная

длина имеет отрицательную величину), то, в отличие от описанного выше примера (пример 2. б) увеличение длины сопрягаемой резьбовой поверхности приходится достигать, подрезая торец 6. Это целесообразно

выполнять в процессе контроля резьбовой поверхности элемента электрода, для чего заглубление эталонного резьбового калибра осуществляют приспособлением, снабженным режущим инструментом,

выполняющим в процессе заглубления калибра подрезку торца 6.

Предложен также эталонный резьбовый калибр с юстированным усилием затяжки для контроля качества резьбы.

Аналогом устройству служит типовой резьбовый калибр (проходной, непроходной), содержащий корпус заданной длины с резьбовой поверхностью, полностью идентичной той резьбе, которую контролируют. Недостатком устройства является от- ,сутствие возможности использования устройства для комплексного контроля резьбы и торца элементов электрода. Наиболее

близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее типовой резь- бовый калибр заданной длины и установленное в нем устройство регулирования и1 фиксации усилия затяжки резьбозых соединений.

Недостаток устройства в том, что оно не имеет базовых поверхностей для отсчета (или контроля) величин погрешностей контролируемой поверхности, что не позволяет

использовать его для осуществления пред

лагаемого способа.

Цель изобретения - обеспечение обработки резьбовой поверхности элементов электродов требуемого качества.

На фиг. 4 показано ycYpoucTBO для контроля резьбы на ниппеле с подрезкой торца; на фиг. 5 - принципиальная схема устройства.. с

Резьбовый калибр 3 имеет корпус 8 с эталонной резьбовой поверхностью 9. Длина калибра юстирована при его сопряжении с резьбой хорошего качества на размер h, соответствующий требуемой длине сопрягаемых поверхностей элементов электродов. В корпусе 8 имеется средство 10

сопряжения эталонного резьбового калибра с резьбовой поверхностью 2 элемента электрода. При юстированном (отрегулированном и зафиксированном) крутящем моменте или усилия затяжки при требуемом качестве изготовления резьбы средства 10 прекращают закручивание калибра на (или в тело элемента, фиг. 2) тело элемента электрода. При этом торец 4 калибра является базовой поверхностью отсчета длины резьбовой поверхности элемента электрода.

Работает устройство следующим образом.

При помощи средств 10 эталонной резь- бовой калибр (а для фиг. 2 - вкручивают) накручивают на резьбу элемента электрода до тех пор, пока средство 10, юстированное на необходимое усилие затяжки, не прекратит (или не проинформирует о достижении допустимой величины усилия) накручивание калибра на резьбу элемента.

Если резьба на элементе оказалась требуемого качества, то торец (нижний на фиг. 2 и 5) калибра, сопрягаемый при сборке то- рец б элемента электрода прилегают друг к другу. При этом над базовой поверхностью отсчета 4 (верхний торец калибра на фиг. 2 и 5) возвышается тело элемента высотой 2, т.е. элемент с избыточной длиной 12. Ее удаляют, например, механической обработкой с базированием по поверхности 3.

На торец калибра и торец б элемента могут не войти в соприкосновение при ма- лой длине резьбовой поверхности. В этом случае торец б элемента необходимо подрезать (в нашей практике на величину 0,5-3 мм).

Схема устройства, осуществляющего такую подрезку торца 6, показана на фиг. 4, где корпус эталонного резьбового калибра по торцу снабжен режущими инструментами 11, ориентированными на расстоянии h контролируемой поверхности.

Работа к устройства аналогична работе описанного выше устройства с той лишь разницей, что при накручивании калибра на резьбу элемента инструмента 11 осуществ- ляют подрезку торца 6 в размер заданной длины резьбовой поверхности.

При оснащении калибра дополнительными инструментами 12 на линии базовой поверхности отсчета, эти инструменты осу- ществляют одновременно подрезку двух .торцев в размер. При отсутствии инструментов 11 подрезка осуществляется только по торцу выступа резьбового элемента.

Формула изобретения

1. Способ восстановления электродов, включающий механическую обработку элементов электродов по сопрягаемым поверхностям путем подрезки торцов, изготовление гнезда под ниппель, нареза- -ние в гнезде резьбы, контроль качества резьбы, соединение элементов электродов между собой посредством ниппеля, отличающийся тем, что, ниппель берут съемным или изготавливают полуниппель на одном из сопрягаемых торцов элемента электрода, в процессе механической обработки длину сопрягаемой поверхности элемента электрода выполняют большей требуемой длины, контроль качества резьбы по комплексу параметров осуществляют посредством сопряжения ее с эталонным резьбовым калибром, длину и усилие сопряжения которого предварительно юстируют, а о результатах качества обработки резьбовой поверхности судят по контрол ю величины взаимного сопряжения поверхности резьбового калибра и контролируемой резьбовой поверхности.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем-, что избыточную длину сопрягаемой резьбовой поверхности элемента электрода, величину которой выявляют сопряжением указанной поверхности с эталонным резьбовым калибром, удаляют, формируя при этом сопрягаемый торец элемента электрода при выполнении его с резьбовым гнездом.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что избыточную длину удаляют на величину, выступающую над базовой поверхностью калибра при выполнении полуниппеля на одном из сопрягаемых торцов элемента электрода.

4. Способ по п. 1,отличающийся тем, что нарезание резьбы осуществляют инструментом с профилем, соответствующим профилю резьбы, причём в процессе нарезания резьбы глубину резания регулируют.

5. Устройство для контроля качества резьбы элементов электродов, содержащее эталонный резьбовой калибр, выполненный в виде корпуса заданной длины с резьбовой поверхностью, соответствующей комплексу параметров резьбы требуемого качества, и средство сопряжения его с контролируемой поверхностью, отличающееся тем, что корпус выполнен с базовой поверхностью отсчета длины резьбовой поверхности элемента электрода.

6. Устройство по п. 5. о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что для контроля резьбы гнезда

корпус выполнен с резьбой на его наружной выступа корпус выполнен полым с резьбой

на внутренней поверхности и с режущими

поверхности

на внутренней поверхности и с режущими

7. Устройство по п. 5, о т л и ч а ю щ е е- .инструментами для обработки заданной я тем, что для контроля резьбы ниппеля длины резьбовой поверхности.

выступа корпус выполнен полым с резьбой

на внутренней поверхности и с режущими

Использование: изобретение относится к области машиностроения и металлургии и может быть использовано для изготовления элементов электродов электродуговых печей. Сущность изобретения: в процессе механической обработки длину сопрягаемой поверхности элемента электрода выполняют больше требуемой, сопрягаемую резьбовую поверхность контролируют по комплексу параметров посредством ее сопряжения с эталонным резьбовым калибром, длину и усилие сопряжения которого предварительно юстируют, о результатах качества механической обработки резьбовой поверхности судят по контролю величины заглубления эталонного резьбового калибра в сопрягаемую резьбовую поверхность. При этом эталонный резьбовой калибр снабжен базовой поверхностью отсчета длины резьбовой поверхности элемента электрода. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил. ел с

Фиг. 2

f

////

/

N

фигЗ

Щиг.5