Агрегат для термической обработки штанг Советский патент 1979 года по МПК C21D1/12 

(54) АГРЕГАТ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ШТАНГ

1

Изобретение относится к устанрвкам для термической обработки иэдеЛИЙ с индукционным нагревсм,

Известна установка для термической обработки цилиндрических штанг, содержащая подвижный индуктор со спрейером, шпиндельные бабки для закрепления и вращения штанги с приводе вращения и перемещения шпинделей и цилиндр растяжения штанги 1.

Эта установка имеет малую производительность и повышенную трудоемкость процесса обработки игганг.,

Известна также многопозиционная установка для термической обработки цилиндрических изделий, содержащая индуктор, платформу с механизмами закрепления и вращения изделий, каждый из которых выполнен в виде неподвижной М подвижной шпиндельных бабок, приводы вращения и перемещения шпинделей и загрузрчно-разгрузочный механизм 2.

Недостатком такой установки является невозможность одновременной обработки нескольких штанг вследствие необходимости изменения скорости термообработки головок штанг и одновременной установки и закрепления нё скольких штанг в шпиндельных бабках.

Цель изобретения - автоматизация процесса многопозиционной термической обработки штанг, увеличение производительности и снижение трудоемкости. . .

Это достигается тем, что платформа снабжена жесткими у порами,«размещенными в каждом ряду бабок по обе стороны соответствующих индукторов

o на равном для каждой стороны расстоянии, при этсм бабки связаны с гидроцилиндрами растяжения штанг, а их шпиндели - с приводом вращения поредством сцепных муфт.

5

Механизм заГрузки-выгрузки выполнен в виде тележки, снабженной зажимными губками, центры которых расположены разновысотно с шагом, соответственно в верхних и нижних рядах, равным интервалу между рядами бабок,

0 а направляЬщие под тележку со стороны загрузки имеют подъемные участки, высота которых равна расстоянию по вертикали между центрами губок верх5них и нижних рядов.

На фиг. 1 изображен предлагаемый агрегат, общий вид; на фиг. 2 - вид по стрелке А .на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б. на фиг. 1; на фиг, 4 - механизмы зажимных приспособлений тележки, вид спереди; на фиг. 5 -то же, вид сбоку; на фиг. б - то же, вид сверху; на фиг. 7 - принципиальная гйдрокинематическая схема агре; гата. -- - - На неподвижно установл енной основании 1 арочного типа размещены (по числу закалочных мест) батареи конденсаторов 2 , трансформаторы 3, инду цйбнйьзё нагреватели 4, спрейеры 5, закалочные камеры 6 и коллектор 7 сбора отработанной охлаждающей жидкости. Между опорами основания 1 на фундаменте закреплена коллея -, напра ляющая 8, по которой перемещается платформа 9 от действия электрического двигателя 10 тиристорного приво да, через червячный редуктор 11 с щес терней 12 и зубчатую рейку 13, закрёпленнуго на платформе 9. На боковой длинной стороне платформы 9 закреплена система копиров 14, -взаимодействующая во время движения платформы 9 с- рычагом 15, связанным с осью регулятора скорости вращения вала электрического двигателя 10 тиристорного привода. Регулятор вместе с рычагом 15 прикреплен к основанию 1. В системе копиров ик1еется также и щарнирно-закрепленный копир 16, длинное плечо которого в нормальном положении горизонтально и при прямом ходе платформы 9 не бли яе на -рычаг-15, позволяя ему уперет ся лищь в короткое плечо копира 16, КгПОрое отклоняётсЯ и;притягивается электромагнитом 17. При этом длинное плечо копира 16 занимает новое, наклонное к горизонту положение (на фиг. 1 э О ПоЛОженяге показано пункти ром) . Крайние положения платформы 9 ко тролируются подпружиненными упорами 18 ;- -- ..,..„.,.. По концам платформы 9 с возможно efbW.GCfeBerO перемещения по направляющим 19 до упоров 20 соосно установлены бабки 21,причем линии, сое диняющие оси щпинделей 22 каждой па ры бабок 21, параллельны между со- бой.. Концы шпинделей 22 вьшоЛнены с внутренними резьбами, обеспечиванвди ми скручивание их с резьбовыми концами обрабатываемых штанг 23. С вне : ней стороны бабки 2Г соёДййены с од наковыми по диаметру гидроцилиндрами 24-i -- - -: : -- -- ----:- ----Каждая пара противоположно и соо но установленных бабок 21 соединена через шлицевое соединение 25, цепну передачу 26 и валов 27 с приводом 28, обеспечивающим синхронное враще ние шпинделей 22 с заданной скорост в процессе термообработки штанг 23. Электромагнитные муфты 29 осгуществл 1:Ш:1|Ш ГШ Ш даполнйт;;ел1 дых при ЗЬ trбДновременньм Ът ключёнием привода 28, обеспечивая евёрсйвноё вр ,,:; : ars«rilX ;K -SSES-BBB щение шпинделей 22 в системе кгючей при свинчивании (с заданным моментом) или развинчивание их со штангами 23. Для этого каждый шпиндель 22 соединен с приводными шестернями 31 с помощью моментной муфты, работающей лишь ро время свинчивания ипинделя 22 со штангами 23. Для выделения головок штанг 23 на одну линию последовательно на каждой из сторон штрковые полости каждых двух напротив сюящих гидроцилиндров 24 через золотники 32 соединяЕотся с индивидуальными (для каждой пары гидроцилиндров) гидронасосами 33. При .этом навходе в штоковую полость каждого гидроцилиндра 24 установлены двухпозиционные золотники 34, обеспечивающие подачу масляных потоков к полостям гидроцилиндров 24, или от гидронасосов 33, или от общего для всех гидроцилин.цров 24 гидронасоса 35 низкого давления, но большой производительности, служащего для сведения или разведения бабок 21, а следовательно, и шпинделей 22 с незначительным усилием при завинчивании и , развинчивании на шпиндели 22 штанг 23. Последнее действие обеспечивается золотником 36 у гидронасоса 35. Слив из штоковых полостей всех гидроцилиндров 24 осуществляется только через подпорные клапаны 37, Подпорные же клапаны 38, установленные в линиях общего гидронасоса 35, служат для различного усилия при сведении и разведении бабок 21 во время свинчивания и развинчивания штанг 23 со шпинделями 22. Для механиза ции загрут4ки и разгрузки агрегата служит тележка 39 на ребор дных колесах 40, перемещающаяся по направляющим рельсам. 41, закреплённых как на платформе 9, так и на основании 42 под тележку 39. При этом ширина колеи передних колес тележки 39 больше К(Ьлей задних колес. Тележка. 39 скр еплена шарнирно тягой 43 с цепным транспортером 44, расположенным на основании 42 и имеющим привод 45. Тележка 39 снабжена рамкой 46, шарнирнс -прикрепленной к тележке 39 и имеющей длину во всю ширину тележки. В конце движения тележки по направляющим рельсам 41 на основании 42 перекладина 47 рамки 46 встречается с ловителями 48 на штоках пневмоцилиндров 49. Последние, срабатывая, поднимают рамку 46 и термообработанные штанги 23 скатываются по склизу 50 в приемн то корзину 51. Пучек штанг, подлежащих термообработке, укладываетсй на стеллаж 52 це :бвййй гГбДВёмнО-транСпортными меха нШйамй; С Которого штанги раскладываются на йризмы 53 тележки 39. На концах тележки 39 установленн по два ряда центрирующе-зажИмных приспособлений с длинными 54 и короткими 55 рычагами. Каждая пара

.54 и 55 каждого приспособления взаи модействует между собой через зубчатую передачу 56. При этом пневмоцилиндр 57 воздействует одновременно на две шестерни зубчатой передачи 56 каждой соседней пары рычагов 54 и 55 в каждом ряду.

Приспособления с рычагами 54 и 55 закреплены на тележке 39 рядами с ша гом, равным, соответственно, в Верхних и нижних рядах центров губок, интервалу между центрами шпинделей 22 бабок 21, причем каждый ряд приспособлений 54 сдвинут относительно ряда приспособлений 55 на расстояние, равному половине длины шага.

Для подъема центров губок приспослений 55 с одновременным горизонтальным перемещением их до центров шпинделей 22 служат копиры 58, уставовленные на каждом направляющем рель-, се 41,проекция длины подъемных участков которых равна половине длины шага между шпинделями, а высота их равна расстоянию по вертикали между центрами рычагов 54 и 55.

Для выравнивания концов штанг 23 с одной стороны основания 42. по .всей его ширине установлен идиток-ограйичитель 59.

Угол наклона поверхности призм 53 по отношению к горизонтали вып.олнен несколько .меньшим, чем угол наклона

копиров 58, что позволяет тележке;

39 без помех выкатиться из-под уже растянутых штанг 23 в шпинделях 22. Агрегат работает следующим образом.

После ссыпания терялообработанных штанг 23 с рамки 46 тележки 39 по склизу 50 стеллажа 52 в корзину 51 пневмоцилиндры 49 возвращают рамку 46 в ее обычное горизонтальное положение. При этом продолжения 46 над перекладиной 47 образуют своеобразный мост между настилом стеллажа 52, где лежат штанги 23, подлежамйё термообработке, и поверхностью тележки 39. По этому мосту штанги 23 вручную сволакиваются на тележКУ 39, укладываются на приемные призмы 53 тележки 39 и выравниваются по щитку-ограничителю 59 перемещением ИХ в осевом направлении. ЗатемвключШт:ся пневмоцилиндры 57 двух рядов приспособлений с рычагами 55 по к.онцам тележки39 и штанги 23 зажймаютсй в

.них по концам. Все это происходит В течении того времени, когда происходит термообработка очередной партии штанг 23 и после окончания термообработки, возвращения платформы 9 назад в исходное положение до соприкосновения колес платфор «л 9 с упорами 18 на концах направляющих 8. В этот момент электрический двигатель 10 тиристорного привода останавливаётся и платформа 9 Фиксируется в этом положении благодаря наличию самоторможения в червячном редукторе 11.

Включается привод 45 цепного транспортера 44 и тележка 39 с закрепленными на ней штангами 23 от воздействия транспортера 44 через тягу 43 вкатывается на Платформу 9 по направляющим рельсам 41. При этом длинные рычаги 54 нажимных приспособлений разведены в стороны и утоплены в теле тележки 39, позволяя последней свободно проехать, под растянутыми термообработаннь ли штангами 23. Движени тележки 39 прекращается в тотмомент, когда все четыре колеса 40 тележки одновременно достигнут точек начала подъема на копиры 58.

Далее включаются пневмоцилиндрял 57 зажимных приспособлений, рычаги 54 которых захватывают и зажимают уже обработанные штанги 23. Этим обеспечивается возможность развинчивания шпинделей 22 со штангами 23, когда шпиндели 22 получают вращение от дополнительных приводов 30 за счет переключения электромагнитных муфт 29, т. е. работают в системе ключа. Одновременно с этим золотники 34 от-ключают от гидроцилиндров 24 гидронасосы 33 и подключают гидронасос 35. Поток гидрбжидкости от этого насоса с .помощью золотника 36 направляется к шт ок ов bw п олр с т ям гидроцилиндров 24, обеспечивая разведение бабок 21 с небольшим усилием.

После освобождения всех штанг 23 пневмоцилиндазы 57 разжимают рычаги 54 и штанги падают на поверхность тележки 39 в призмы 53 в промежутки между рычагами 55. Бабки 21, продолжая движение, полностью разводятся в стороны. Вторично включается привод 45 цепного Транспортера 44, который через тягу 43 закатывает колеса 40 :тележки 39 на копиры 58 ввёрходо упора. При этЬм центры штанг 23, зажатых в рычагах 55, совмещаются с центрами шпинделей 22.

В обратной последовательности за счет реверса дополнительных привоов 30 золотником 36 переключения потока гидрожидкости от гидронасоса 35 в поршневые полости гидроцилиндров 24, от чего бабки 21 начинают сблиаться до соприкосновения концов шпинелей 22 с неподвижными резьбовыми концами штанг 23 - производится скручивание очередных штанг 23 со шпиндеями 22. свинчивание каждого резьбового конца штанг 23 происходит лишь о достижения момента, на который натроена моментная муфта, соединяющая риводное зубчатое колесо 31 со шпинелем 22. После свинчивания всех шпинелей 22 со всеми резьбовыми концами. танг 23 рычаги 55 приспособлений разодятся и тележка 39 транспортером 44

7

704993 яыволи7си и:-г-под закрепленных -.итанг 23, иос(1 на с::воей верхней поверхности обработанные штанги.-Далее тележка 39ДОХОДИТ до конца основания 2, перекладина 47 рамки 46 встречается с ловителями 48 пневмоцилиндров 49-и процесс сброса штанг повторяется ана логичноописанному. В это время золотники 34 подключают к штоковым полостям гидроцилиндров 24 гидронасосы 33, а золотники 32 на правляют потоки гидрожидкости к леBtwt гидроцилиндрам 24 (см. фиг.7Т, заставляя правые бабки 21 прижаться к упорам 20 и, тем самым, выставляя головййправьк концов штанг в линию, параллельную линии закрепления индукторов 4. С этого момента начинается термообработка штанг 23. От включения электрического двига теля 10 тиристорного привода платфор ма 9 :начинает перемещать растянутые в ней штанги 23 относительно неподви ных индукционных нагревателей 4, ко горне вкЛйчаются в момёнт, когда головки штанг войдут в нагреватель 4, Одновременно с этим начинается и под ча охлаждающей жидкости в спрейере 5 которая собирается закалочной камеро б Wсливается в коллектор 7. В это ж время начинает свое воздействие на р чаг 15 регулятора оборотов элёкТ|эйчёского двигателя 10 тир-сТорного привода, копир 14, от чего скорость движё нйя платформы 9 й §йе няётсй в за вис имости от изменяющихся диаметров поперечных сечений головок штанг 23, что отражено на форме копира. После прохождения головок штанг, т. е. с подходом к индукторам цилиндрической части тела штанг 23, рычаг 15 выхоД;ЯТ из-под действия копира 14 и сохраняет свое положение на всей длине цилиндрической части штанг, от чего скорость движения платформы ,9 останётся постоянной. После прохождения головок и выхода на цилиндрическую часть тела штанг 23 золотники 32 пе реключа1бт потокитидрожидкости от : насосов 33 со штрковых полостей левых гидроцилиндров 24 на штоковые по лости правых гидроцилиндров 24, создавая там избыток.давления, .от чего правые бабки21 начнут отходить с очень малыми скоростями от упоров 20 а левые бабки 21 подходить к своим упорам 20, Это движение прекратится как только левые бабки 21 прижмутс к своим упорам 20, но до 1у|б1мёнта п6 хода головок этого конца iirraHr K йн дук эр Ш7 1рй рав ёнств выступЕЩих из бабок 21 концов шпинделей 22 головки вс.ех штанг 23 установятс я на одно.й линии , пар аллёлъ ой л крепления нагревателя 4. ПЙШШнёнйе ВкбрЗст Й двШёнйШ faVafif относительно индуктора, которое на8блюдаегся при выравнивании вторых концов штанг в процессе термообработки, очень незначительно (2,5%), что, естественно, не влияет на качество термообработки. Малая величина изменения скорости закалки обеспечивается соотношением большой длины термообработки (8000 мм) и небольшого дополнительного перемещения бабок (не более 100 мм). При переключении золотникоё 32, когда поток гидрожидкости от насосов 33 направляется, со штоковых полостей левых гидроцилиндров. 24 на штоковые полости правых гидроцилиндров 24, давление а штокрвых полостях левых пидроцилиндров-не падает, так как слив из них осуществляется через подпорный клапан. В момент входа вторых головок штанг 23 в нагреватель 4 рычаг 15 от воздействия когира 14 изменяет скорость движения платформы 9 до минимальной, питание нагревателя 4 и опрейеров 5 отключается, рычаг 15 упираясь в короткое плечо шарнирнозакрепленного копира 16, отклоняет его до зоны сил притяжения электрического магнита 17 и копир 16 занимает положение, показанное на фиг, 1 Пунктиром. В это же время происходит реверс электрического двигателя 10 тиристорного привода, и платАорма 9 начинает двигаться в обратную сторону. Рычаг 15 регулятора скорости электрического двигателя 10 изменяет свое положение от воздействия отклоненного длинного плеча копира 16, в результате чего скорость движения платформы 9 плавно возрастает до максимально возможной, осуществляя холостой ход с повышенной скоростью. В от воздействия длинной планки, входящей в систолу копиров 14, рычаг 15 плавно гасит скорость движения платформы до минимальной, колеса платформы 9 соприкасаютмя с упорами 18, платформа останавливается. Далее происходит процесс, аналогичный описанному. Формула изобретения 1. Агрегат для термической обработки штанг, содержа1дий неподвижные индукторы со спрейерами и подвижную платфойлу, на которой расположены в параллельных рядах шпиндельные бабки для закрепления штанг, гидроцилиндры растяжения шанг и механизм загрузКи-выгруэки, отличающийЬ я тем Ч(тЪ, с целью автоматизации процесса при многопозиционной термообработке, повышения пррйзводительнОйТй и снижения трудоемкости, платформа снабжена жесткими упорами, размещеинымя в каждом ряду бабок по обе стороны сроТйетствуищих индукторов

на равном для каждой стороны расстоянии, при этом бабки связаны с гидроцилиндрами растяжения штанг, а их шпиндели - с приводом вращения посредством сцепных муфт.

рялами бабок, при этом, со стороны зя грузки направляющие под тележку имомт

подъемн1Еле y aetifW вйебта кЬтЬ1Э(

равна расЬтбШШг Ш Т ё| тН1 ат м5гШу центрами губок верхних и нижних рядов.

Источники информации, принятые во внимание при эксп эртипе

1,Авторское свидетельство СССР 116153, кл. С 21 D 1/12, 1959.

кл, 18 с 9/30, опублнк. 1967 (прототип) . , .:, (VSSM .х г