Установка для нагрева металлических заготовок

Установка для нагрева металлических заготовок

Реферат

 

Сущность изобретения: установка содержит герметичный корпус (К) 1 с попарно шарнирно закрепленными основными одноплечими рычагами (Р) 9 и 10, плазматроны (П) 2 и жестко соединенные с ними держатели 3 со стаканами (С) 4. Каждый С выполнен в виде Р и соединен с К 1 диафрагмой 8. На К 1 установлены дополнительные рычаги (ДР) 21. Одноплечий Р, включающий С 4, соединен с одним из основных Р, например Р 10 шарнирно, а с другим Р 9 - через основной механизм наклона (МН) 19. Каждый ДР 21 соединен с соответствующим основным Р 10 через дополнительный МН 22 и оснащен вилкой 26. МН выполнен в виде вала 30, соединенного с приводом 31. На валу 30 шарнирно закреплены диски 28 с ободами 27 по периферии и с устройством их поворота 32 и фиксации 33. Каждый ДР 21 выполнен с вилкой 26, охватывающей диск 28 по ширине обода 27. Перед началом оплавления поверхности заготовки 39 П 2 выставляют в соответствии с марочным и размерным сортаментом заготовок, с помощью М осевого перемещения П 6 получают вертикальное перемещение, с помощью МН 19 и дополнительного МН 22 П 2 выставляют на определенные фиксированные углы во взаимно перпендикулярных плоскостях, обеспечивая тем самым оптимальное расположение П 2 относительно заготовки. Амплитуда колебания каждого П 2 определяется поворотом держателя 28. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано для повышения качества поверхности металлических заготовок.

Известна установка для нагрева металлической заготовки, включающая герметичную камеру с корпусом, два и более плазмотрона. Корпус камеры оснащен двумя парами и более шарнирно закрепленными основными одноплечими рычагами, расположенными с противоположных сторон от ввода плазмотрона. Каждый плазмотрон соединен жестко с держателем, смонтированным в стакане, выполненным в виде одноплечего шарнирно соединенного с одним из основных рычагов и через основной механизм наклона - с другим. Каждый стакан установлен в корпус камеры с зазором и снабжен механизмом вертикального перемещения, кинематически связанным с держателем. Установка оснащена дополнительным механизмом наклона плазмотрона, имеющим фиксатор, механизмом качания с приводом и диафрагмами, каждая из которых соединяет соответствующий стакан с корпусом.

Недостатком известной конструкции является отсутствие возможности устанавливать индивидуально амплитуду колебания для каждого плазмотрона при групповом приводе механизма колебания и близко устанавливать плазмотроны при размещении их в шахматном порядке, что снижает технологические возможности и производительность, ухудшает качество оплавляемой заготовки.

Целью изобретения является расширение номенклатуры обрабатываемых заготовок путем обеспечения индивидуальной настройки плазмотронов, повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что установка для нагрева металлической заготовки, содержащая герметичный корпус с попарно шарнирно закрепленными одноплечими рычагами, плазмотроны и жестко соединенные с ними держатели со стаканами, каждый стакан шарнирно соединен с одноплечим рычагом из пары и через механизм наклона с вторым, а каждый держатель оснащен механизмом осевого перемещения, механизм качания в виде привода и диафрагм, соединенных с корпусом и со стаканами, дополнительный механизм наклона, снабжена шарнирно установленными на корпусе одноплечими дополнительными рычагами, при этом каждый дополнительный рычаг шарнирно соединен с одним из пары основных рычагов через дополнительный механизм наклона, который выполнен в виде соединения винт-гайка, причем гайка выполнена в виде оси, установленной в основном рычаге параллельно оси шарнира, а винт выполнен с перпендикулярно расположенной на нем осью и размещен с зазором в основном и дополнительном рычагах, механизм качания выполнен в виде соединенного с приводом вала с шарнирно закрепленными на нем дисками с ободами по периферии и с устройством их поворота и фиксации, а каждый дополнительный рычаг выполнен с вилкой, охватывающей диск по ширине обода.

Кроме того, с целью снижения металлоемкости каждый дополнительный рычаг установлен на одной оси с соответствующим основным рычагом.

Причем с целью повышения качества обрабатываемой поверхности заготовки и повышения долговечности и надежности работы установки зубцы вилки выполнены в виде роликов, установленных через оси на дополнительном рычаге, при этом одна из осей выполнена с эксцентриситетом.

При этом ободы дисков выполнены в виде торов.

На фиг. 1 представлен вид сверху на установку для нагрева металлической заготовки; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 2.

Установка для нагрева металлической заготовки включает корпус 1 герметичной камеры, по крайней мере два плазматрона 2, каждый из которых установлен в держателе 3 без зазора и соединен с ним жестко в верхней части, находящейся вне камеры. Держатель 3 смонтирован в стакане 4 в вакуумном уплотнении 5 и имеет механизм осевого (вертикального) перемещения 6, закрепленный на стакане 4, который установлен с зазором в отверстии 7 корпуса 1. Стакан 4 и корпус 1 соединены между собой диафрагмой 8, выполненной в виде трубы. На корпусе 1 смонтированы основные одноплечие рычаги 9 и 10, расположенные по обе стороны от отверстий 7. Основные одноплечие рычаги 9 и 10 соединены с корпусом соответственно через оси 11 и 12, расположенные перпендикулярно плоскости, проходящей через оси отверстий 7, и попарно соосно, и имеют соответственно пазы 13 и 14, выполненные перпендикулярно плоскости, проходящей через оси отверстий7, и лежащие в плоскости проходящей через ось соответствующего плазмотрона 2.

Каждый стакан 4 соединен через изоляторы 15 с кронштейнами 16 и 17 и образует одноплечий рычаг, концы которого установлены соответствыенно в пазах 13 и 14.

Один конец (кронштейн 17) одноплечего рычага соединен с основным одноплечим рычагом 10 через ось поворота 18, расположенную перпендикулярно оси 12, а другой (кронштейн 16) связан с основным одноплечим рычагом 9 через основной механизм наклона 19 и оснащен фиксатором 20. На корпусе 1 герметичной камеры на оси 12 смонтирован дополнительный одноплечий рычаг 21, который через дополнительный механизм наклона 22 соединен с основным одноплечим рычагом 10.

Дополнительный механизм наклона 22 выполнен в виде винтовой пары, гайка 23 которой выполнена в виде оси, установленной в основном в одноплечем рычаге, например, 10, параллельно оси 12, а винт 24 оснащен осью 25, смонтированной в дополнительном одноплечем рычаге 21 параллельно гайке 23. Винт 24 смонтирован в оси 25 с возможностью вращения, а в основном и дополнительном одноплечих рычагах 10 и 21 установлен с зазором, фиксатором дополнительного механизма наклона 22 является мелкая резьба в соединении винт 24-гайка 23. Дополнительный одноплечий рычаг 21 оснащен вилкой 26, охватывающей по ширине обод 27 диска 28, который смонтирован шарнирно через ось 29 на валу 30, имеющем привод вращения 31. Диск 28, вал 30 и привод 31 образуют механизм качания. Каждый диск 28 имеет механизм поворота 32 и фиксатор 33.

Каждый зубец вилки 26 выполнен в виде ролика 34, 35, смонтированного на соответствующей оси 36, 37, установленной в дополнительном одноплечем рычаге 21. Одна из осей 36, 37, например, ось 37 выполнена с эксцентриситетом 38.

Обод 27 диска 28 выполнен в виде тора.

Установка работает следующим образом.

Работа установки происходит при колебательном движении плазмотронов 2 и поступательном движении заготовки 39. Перед началом оплавления поверхности заготовки 39 плазмотроны 2 выставляются в соответствии с марочным и размерным сортаментами заготовок. При настройке плазматрон(ы) 2 получает вертикальное перемещение относительно поверхности заготовки 39 и корпуса 1 камеры от механизма осевого перемещения 6, который перемещает держатель 3 вдоль вакуумного уплотнения 5 и стакана 4, установленного в отверстии 7 с зазором.

Чтобы изменить угол наклона плазматрона(ов) 2 в плоскости продольной оси камеры 1 с помощью основного механизма наклона 19, соединяющего одноплечий рычаг, образованный кронштейнами 16 и 17, соединенными через изоляторы 15 со стаканом 4, и основной одноплечий рычаг 9, поворачивают одноплечий рычаг (стакан 4) вместе с держателем 3 и плазматроном 2 в пазах 13 и 14 относительно оси поворота 18. Диафрагмы 8 при повороте плазматронов 2 на заданный угол деформируются в пределах упругого растяжения. Положение плазмотрона 2 фиксируется фиксатором 20, которые препятствуют самопроизвольному повороту одноплечего рычага (стакана 4).

Чтобы изменить угол наклона плазматрона 2 (в зависимости от ширины заготовки) с помощью дополнительного механизма наклона 22, выполненного в виде винтовой пары (гайки 22 и винта 24), поворачивают основной одноплечий рычаг 10 относительно оси 12. При этом гайка 22, выполненная в виде оси, и ось 25, а также установка винта 24 в основном и дополнительном рычагах 10 и 21 с зазорами, позволяет винту 24 самоустанавливаться при изменении угла наклона плазматрона(ов) 2. При повороте основного одноплечего рычага 10 осуществляется поворот одноплечего рычага (стакана 4), т.е. поворот держателя 3 вместе с плазматроном 2, и поворот основного рычага 9 вокруг оси 11. Диафрагмы 8 при повороте полазматрона(ов) 2 на заданный угол деформируются в пределах упругого растяжения.

Положение дополнительного механизма наклона 22, а следовательно, плазматрона 2 фиксируется за счет наличия в соединении винт 24-гайка 23 мелкой резьбы.

С помощью механизмов поворота 32, смонтированных на валу 30, осуществляется поворот соответствующего диска 28 вокруг соответствующей оси 29 на определенный угол. Положение каждого диска 28 фиксируется фиксатором 33.

Прилегание зубцов вилки 26, выполненных в виде роликов 34 и 35, оси 36 и 37 которых смонтированы в дополнительном одноплечем рычаге 21, к которой поверхности обода 27 обеспечивается поворотом оси 36, имеющей эксцентрисистет 38.

После окончания настройки установки ведется вакуумирование и наполнение камеры газом, включаются привод вращения 31 механизма качания плазматронов, который приводит во вращение вал 30 вместе с дисками 28, каждый из которых, воздействуя своим ободом 27, имеющим торовую поверхность, на ролики 36 и 34, приводит в колебательное движение соответствующий плазматрон 2. При этом каждый плазматрон 2 может иметь свою определенную амплитуду колебаний. Включается дуга. Осуществляется оплавление поверхностного слоя заготовки 39. После окончания оплавления плазматроны 2 отключаются, камера развакуумируется и обработанная заготовка выгружается из камеры.

Наличие в конструкции установки одноплечих дополнительных рычагов, шарнирно установленных на корпусе, когда каждый из них шарнирно соединен с одним из пары основных рычагов через дополнительный механизм наклона, который выполнен в виде соединения винт-гайка, причем гайка выполнена в виде оси, установленной в основном рычаге параллельно оси шарнира, а винт выполнен перпендикулярно расположенной на нем осью и размещен с зазором в основном и дополнительном рычагах, и механизма качания, выполненного в виде соединенного с приводом вала с шарнирно закрепленными на нем дисками с ободами по периферии и с устройством их поворота и фиксации, когда каждый дополнительный рычаг выполнен с вилкой, охватывающей диск по ширине обода, позволит создать установку, позволяющую изменять положение плазматрона в камере и устанавливать амплитуду колебания индивидуально для каждого плазматрона, что позволит расширить номенклатуру обрабатываемых заготовок, увеличить производительность установки за счет выбора оптимального положения и оптимальной амплитуды колебания для каждого плазматрона, при этом компоновка и решение узлов установки позволяют создать более компактный ввод плазматрона, оснащенного приводами управления, что так же сказывается на улучшении внешнего вида установки.

Наличие дополнительных рычагов, каждый из которых установлен на одной оси с соответствующим основным рычагом, позволяет снизить металлоемкость установки, облегчить обработку и сборку узлов установки.

Наличие зубцов вилки, выполненных в виде роликов, установленных через оси на дополнительном рычаге, когда одна из осей выполнена с эксцентриситетом, позволило повысить надежность работы установки, снизив износ трущихся поверхностей, а также за счет исключения зазоров между поверхностями роликов и поверхностью обода позволило исключить "мертвые точки" при колебании плазматронов, а, следовательно, повысить качество обрабатываемой поверхности.

Наличие ободов дисков, выполненных в виде торов, позволило упростить конструкцию установки, обеспечив постоянство контакта между роликами и торовой поверхностью диска при изменении положения диска относительно вала, а, следовательно, постоянство размаха плазматрона в обе стороны, относительно его среднего положения, без дополнительной регулировки, что позволило увеличить производительность, а также расширить номенклатуру обрабатываемых заготовок.

Использование заявляемого изобретения позволит расширить размерный и марочный сортамент обрабатываемых заготовок, снизить эксплуатационные затраты на 8%, повысить производительность установки на 8% по сравнению с производительностью печи УП-117, являющейся базовым объектом.

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ НАГРЕВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК, содержащая герметичный корпус с попарно шарнирно закрепленными одноплечими рычагами, плазмотроны и жестко соединенные с ними держатели с механизмами осевого перемещения и со стаканами, каждый стакан шарнирно соединен с одноплечим рычагом из пары и через механизм наклона с вторым, механизм качания в виде привода и диафрагм, соединенных с корпусом и со стаканами, дополнительный механизм наклона, отличающаяся тем, что, с целью расширения номенклатуры обрабатываемых заготовок путем обеспечения индивидуальной настройки плазмотронов, повышения производительности, установка снабжена шарнирно установленными на корпусе одноплечими дополнительными рычагами, при этом каждый дополнительный рычаг шарнирно соединен с одним из пары основных рычагов через дополнительный механизм наклона, который выполнен в виде соединения винт-гайка, причем гайка выполнена в виде оси, установленной в основном рычаге параллельно оси шарнира, а винт выполнен с перпендикулярно расположенной на нем осью и размещен с зазором в основном и дополнительном рычагах, механизм качения выполнен в виде соединенного с приводом вала с шарнирно закрепленными на нем дисками с ободьями по периферии и с устройством их поворота и фиксации, а каждый дополнительный рычаг выполнен с вилкой, охватывающей диск по ширине обода.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью снижения металлоемкости, каждый дополнительный рычаг установлен на одной оси с соответствующим основным рычагом.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества обрабатываемой поверхности заготовки и повышения долговечности и надежности в работе установки, зубцы вилки выполнены в виде роликов, установленных через оси на дополнительном рычаге, при этом одна из осей выполнена с эксцентриситетом.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что ободья дисков выполнены в виде торов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4