Установка для закалки изделий
1. УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАКАЛКИ ИЗДЕЛИЙ, содержащая основание со стойками, на котором размещены индуктор , колпак для охлаждения и устройство для фиксации изделий, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества закалки, при обработке изделий швеллерообразного профиля, устройство для фиксации изделий выполнено в виде устройства для фиксации наружной и внутренней сторон полок и стенки изделия с механизмами горизонтального перемещения и подъема индуктора и колпака. 2. Установка по п.1, отличающая ся тем, что устройство для фиксации внутренних сторон полок изделия выполнено в виде установленного на основании пневмоцилиндра, на штоке которого закреплена траверса с фиксаторами. 3.Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство для фиксации наружных сторон полок изделия выполнено в виде пневмоцилиндра со штоком, соединенным через серьги с рычагами, на которых закреплены фиксаторы. 4.Установка по п.1, отличающаяся тем, что механизм подъема индуктора и колпака выполнен в виде установленной на вертиi кальных стойках основания и подвешенной на тросах рамы с приводом верти (Л кального перемещения, а механизм горизонтального перемещение - в виде установленной на этой раме каретки с приводом, на которой посредством тяг закреплены индуктор и колпак, при этом каретка выполнена с двумя рядами отверстий, один из которых соосен отверстиям в колпаке, а 00 другой расположен вдоль продольной 4 оси индуктора. 00 Од 5.Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство для фиксации стенки изделия выполнено в виде закрепленного в верхней части основания пневмопривода, соединенного посредством рычага, серьги и направляющей с рейками, на которых закреплены два ряда штоков, установленных в отверстиях каретки, причем один ряд штоков помещен в отверстиях колпака , а другой - между ветвями вдоль продольной оси индуктора.
СОЮЗ СОЭЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и ; p ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3413243/22-02 (22) 26.03.82 (46) 07.04.84. Бюл.11413 (72) В.Т. Андрющенко, Н.Н. Громов, Я.И. Матин, Е.Ю. Новикова, С.Е. Рыскин, К.3. Шепеляковский, В.Б. Исаев, В.В. Безуглый, Н.И. Борисов, Г.Я.Колышкин и В.M. Малахов (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт токов высокой частоты им. В.П. Вологдина и Московский вечерний металлургический институт (53) 621.783(088.8) (56) 1. Рыскин С,Е. и др. Оборудова-. ние для индукционной термообработки. Л., "Машиностроение", 1966, с.47. 2. Авторское свидетельство СССР -232994, кл. С 21 D 1/64, 1968. 3. Авторское свидетельство СССР 1447444, кл. С 21 Q 1/10, 1971. (54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАКАЛКИ ИЗДЕЛИЙ, содержащая основание со стойками, »а котором размещены индуктор, колпак для охлаждения и устройство для фиксации изделий, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества закалки, при обработке изделий швеллерообразного профиля, устройство для фиксации изделий выполнено в виде устройства для фиксации наружной и внутренней сторон полок и стенки изделия с механизмами горизонтального перемещения и подъема индуктора и колпака. 2. Установка по и. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что устройство для фиксации внутренних сторон полок.,SU„„1 034313 A ЗЫВ С 21 П 1/10 изделия выполнено в виде установленного на основании пневмоцилиндра, на штоке которого закреплена траверса с фиксаторами. 3. Установка по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что устройство для фиксации наружных сторон полок изделия выполнено в виде пневмоцилиндра со штоком, соединенным через серьги с рычагами, на которых закреплены фиксаторы. 4. Установка по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что меканизм подъема индуктора и колпака выполнен в виде установленной на вертикальных стойках основания и подвешенной на тросах рамы с приводом вертикального перемещения, а механизм горизонтального перемещени;; — в виде установленной на этой раме каретки с приводом, на которой посредством тяг закреплены индуктор и колпак, при этом каретка выполнена с двумя рядами отверстий, один из которых соосен отверстиям в колпаке, а другой расположен вдоль продольной оси индуктора. 5. Установка по п. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что устройство для фиксации стенки изделия выполнено в виде закрепленного в верхней части основания пневмопривода, соединенного посредством рычага, серьги и направляющей с рейками, на которых закреплены два ряда штоков, установленных в отверстиях каретки, причем один ряд штоков помещен в отверстиях колпака„ а другой — между ветвями вдоль продольной оси индуктора. 1 1084 Изобретение относится к термической обработке, и может быть использовано для индукционной закалки длинномерных швеллерообразных изделий, в частности швеллерообразных лонжеронов автомобиля. Известна установка для закалки изделий, содержащая индуктор, камеру охлаждения. В этой установке изделие помещается в камеру и нагревается, а эакалочная среда, заполняя все сечение камеры и двигаясь вдоль нее и иэделия с большой скоростью, обеспечивает качественное охлаждение изделий (1 ). Однако известная установка не позволяет обеспечить фиксацию изделия и его элементов и непригодна для закалки длинномерных изделий, склонных к короблению. Известна также установка для закалки изделий, содержащая бак со спрейерами, основание, на котором размещены штоки для Фиксации иэделий. Установка позволяет уменьшить коробление изделий в процессе закалки на стадии охлаждения (2 ). Однако указанная установка не позволяет исключить или ограничить деформацию изделий на стадии нагре30 ва и непригодна для закалки изделий, более склонных к короблению, чем рельсы {например, изделий, изготовленных из листового материала— швеллерообразных лонжеронов автомобилей). Принятая в конструкции система охлаждения не может обеспечить качественную закалку ряда марок сталей и может явиться источником многих закалочных дефектов. Известна установка для закалки 40 изделий, содержащая основание, на котором размещены индуктор, колпак для охлаждения и устройство для фиксации изделия, обеспечивающая индукционную закалку длинномерных труб45 чатых заготовок 3 ). Однако частые перегрузки изделий, которые могут иметь большую длину (5-8 и более метров) и, к тому же должны быть точно установлены относи- 50 тельно бака индуктора, усложняют работу установки, могут приводить к перекосам изделий, некачественной термообработке иэделий, падению изделий и поломке установки. Данная установка не может обеспечить закалку изделий более сложной формы чем трубы, склонных к деформации, 313 2 например шв ллерообразных изделии большой длины, в частности лонжеронов автомобиля, имеющих длину 5-8 м, так как не позволяет фиксировать элементы лонжерона (полки, стенки), предохраняя изделие от деформаций и в то же время не препятствуя изменению размеров изделия, вследствие теплового расширения при нагреве. Цель изобретения — повышение качества закалки при обработке изделий швеллерообраэного профиля. Для достижения поставленной цели в установке для закалки изделий со1 держащей основание со стойками, на котором размещены индуктор, колпак для охлаждения и устройство для фиксации изделий, устройство для фиксации изделий выполнено в виде устройства для фиксации наружной и внутренней сторон полок и стенки изделия с механизмами горизонтального перемещения и подъема индуктора и колпака. Устройство для фиксации внутренних сторон полок изделия выполнено в виде установленного на основании пневмоцилиндра, на штоке которого закреплена траверса с фиксаторами. Устройство для фиксации наружных сторон полок изделия выполнено в виде пневмоцилиндра со штоком, соединенным через серьги с рычагами, на которых закреплены фиксаторы. Механизм подъема индуктора и колпака выполнен в виде установленной на вертикальных стойках основания и подвешенной на тросах рамы с приводом вертикальноro перЕмещения, а механизм горизонтального перемещения — в виде установленной на этой раме каретки с приводом, на которой посредством тяг закреплены индуктор и колпак, при этом каретка выполнена с двумя рядами отверстий, один из которых соосен отверстиям в колпаке, а другой расположен вдоль продольной оси индуктора. Устройство для фиксации стенки изделия. выполнено в виде закрепленного в верхней части основания пневмопривода, соединенного посредством рычага, серьги и направляющей с рейками, на которых закреплены два ряда штоков, установленных в отверстиях каретки, причем один ряд штоков помещен в отверстиях колпака, а другой между ветвями вдоль продольной оси индуктора. 3 10843 На фиг.1 показана предлагаемая установка, фронтальный вид; на фиг.2 — разрез A-А на фиг. 1, период нагрева изделия; на фиг.3 — то же, период между нагревом и охлаждением (перехват стенки лонжерона); на фиг.4 — то же, период охлаждения изделия; на фиг.5 — разрез Б-Б на фиг.4, период охлаждения. Предлагаемая установка состоит 10 из стационарного основания 1, на нижней части которого установлена плита 2, с выступом 3 (функции выступа может выполнять магнитопровод) I выполненным с местными опорами 4, возвышающимися над ним на 8-10 мм. Опоры 4 служат для укладки на них внутренней стороны стенки обрабатываемых швеллерообразных изделий (лонжеронов автомобиля), а также 20 для обеспечения свободного прохода воды между стенкой лонжерона и выступом при закалке. Над выступом, охватывая его и помещенное на его опорах изделие, установлен индуктор 5. Длина индуктора соответствует длине нагреваемой части изделия. Это может быть все изделие, либо его часть, расположенная на конце или в середине З0 длины. Параллельно индуктору установлен колпак 6 для охлаждения. В опущенном на плиту 2 положении он образует вместе с ней камеру охлаждения (закалки). Один торец закрыт, другой открыт, что необходимо для выхода закаливаемого изделия за его пределы (наиболее общий случай, когда нагреву и закалке подвергается 40 средняя часть изделия), а также для прохода закалочной воды. Индуктор и колпак имеют механизм 7 горизонтального перемещения и механизм 8 поцъема. 45 Механизм горизонтального перемещения состоит из каретки 9, к которой на тягах 10 подвешены индуктор и колпак, и пневмопривода 11. Механизм подъема состоит из рамы 12, установленной на стойках 13 основания, подвешенной на тросах 14, и привода 15, помещенного на верхней части основания 1. На раме 12 установлена каретка 9 и закреплен у ее привод 11. На верхней части основания расположено также устройство 16 6для фиксации стенки лонжерона. 13 4 Устройство 16 состоит из пневмопривода 17, который через рычаги 18 и серьги 19. соединен с направляющими 20, установленными во втулках верхней части основания 1. На направляющих 20 закреплены рейки 21, в которых своими верхними Т-образными концами установлены два ряда штоков 22. Средняя часть всех штоков проходит через отверстия (втулки) 23 в каретке 9. Нижняя часть одного ряда штоков проходит через отверстия (втулки) 24 в колпаке 6. Нижняя часть другого ряда штоков проходит по оси индуктора между его ветвями. Штоки располагаются с шагом по всей длине нагреваемой части лонжерона. Устройство I6 служит для фиксации стенки лонжерона на опорах 4 и.предотвращения ее деформации. На нижней части основания установлены устройство 25 для фиксации полок изделия с внутренней стороны и устройство 26 для фиксации полок изделия с наружной стороны, а также механизм 27 перехвата. Устройство 25 для фиксации полок изделия с внутренней стороны состоит из пневмопривода 28, подвижных траверс 29 и закрепленных на них двух рядов фиксаторов 30. Фиксаторы 30 расположены перпендикулярно стенке лонжерона, ": близи его полок, и обращены к ним своими скосами. Устройство 26 для фиксации полок изделия с наружной стороны состоит из пневмопривода 31, сере| 32 и рычагов 33, на конце которых помещены пальцы (фиксаторы) 34. Пальцы 34 располагаются перпендикулярно полкам лонжерона с внешней стороны. Механизм 27 перехвата состоит из пневмопривода 35, который через серьги 36 соединен с рычагами 37. Механизм перехвата обеспечивает фиксацию стенки изделия на опорах 4 в период между нагревом и охлаждением — период замены индуктора на колпак. Пневмопривод 28, служит для перемещения фиксаторов 30, одновременно служит для поворота рычагов 38 через серьги 39. Рычаги 38 служат для запирания колпака 6 на плите 2 в период подачи закалочной воды. Подача закалочной воды обеспечивается насосом 40, через трубопровод 41, расположен10843 15 40 5 ный под плитой 2, с закрытой стороны колпака. С открытой стороны колпака к плите 2 примыкает лоток 42 для слива закалочной воды, под которым помещается резервуар 43, соединенный трубопроводом с насосом 40. За резервуаром 43 располагается стойка 44, на которуы помещается подлежащий закалке лонжерон перед перемещением в позиции закалки. В положении, фиксирующем полки и стенки изделия, элементы обеспечивающие эту фиксацию, подходят к лонжерону с минимальным зазором, равным величине теплового расширения изделия в соответствующем направлении. При этом каждая пара серег 32 и 36, а также плечо рычага 18 и серьга 19 (фиг.2,4) устанавливаются в распор — под углом 180+2 Это позволяет: не препятствовать тепловому расширению иэделия во всех направлениях при нагреве, ограничить величину деформации иэделия в жестких пределах, приводить в действие рычажную систему посредством небольшой мощности привода, и, используя эту небольшую мощность, удерживать фиксаторы в строго определенном положении, даже при появлении значительных нагрузок, вызванных тенденцией изделий к деформации. Для некоторых швеллерообразных изделий, в стенке которых по длине имеется ряд отверстий, фиксация полки изделия на основании может 35 быть произведена посредством стяжек (болтов), проходящих через эти отверстия и прижимающих стенку изделия к опорам. В этом случае отпадает необходимость в устройствах 16 и 27. В некоторых случаях возможна фиксация полок лонжерона с внутренней стороны посредством стационарных 45 упоров с точечным или линейным контактом, установленных на основании 1. Работа установки происходит в следующей последовательности. Подлежащее закалке изделие поме50 щается на стойку 44 и, передвигаясь по ней поступает в позицию закалки. Фиксаторы устройства 25, перемещаясь вверх посредством пневмопривода 28, своими скосами дохолят до внутренней поверхности полок изделия, определяя положение лонжерона в целом и фиксируя его размер от деформа13 ь ции изнутри. Пальцы 34 устройства 26 подходят к полкам лонжерона снаружи. Зазор между пальцами 34 и полкой лонжерона устанавливается равным величине теплового расширения лонжерона по высоте стенки. Это позволяет обеспечить свободное тепловое расширение лонжерона как по высоте, так и по длине. Одновременно деформация изделия ограничивается в заданных пределах. Движение пальцев обеспечивается пневмоприводом 31 при повороте рычагов 33 в направлении к изделию. Обе серьги 32 в фиксированном положении устанавливаются под углом 180 друг к другу. Каретка 9 посредством пневмопривода 11 перемещается в направлении к изделию до тех пор, пока индуктор не остановится над изделием. Вместе с кареткой перемещаются в рейках 21 установленные во втулках и подвешенные на рейках штоки 22 устройства 16. Рама 12 вместе с кареткой 9 и подвешенными к ней индуктором 5 и колпаком 6 посредством привода 15 опускается вниз. При этом индуктор устанавливается над изделием, охватывая его по внешнему периметру на длине нагреваемой части. Включается пневмопривод 17. При этом рычаг 18 поворачивается и одно его плечо устанавливается с серьгой 19 под углом, 180, рейки 21 вместе со штоками 22 движутся вниз, причем часть штоков 22, которыми снабжен индуктор, устанавливается над стенкой изделия с небольшим зазором (0,5 мм). Включается индуктор. Происходит нагрев изделия до заданной температуры и одновременно увеличение его размеров вследствие теплового расширения металла. По ряду причин, вызванных особенностями индукционного нагрева изделий и их конструкций, при нагреве имеет место деформация элементов лонжерона (стенки и полок). Фиксаторы не препятствуют тепловому расширению изделия но пре-! пятствуют деформации изделия при нагреве, ограничивая ее допустимыми рамками. По окончании нагрева индуктор 5 одновременно с кареткой 9 и рамой 12 поднимается вверх посредством привода 15. Включается пневмопривод 35 и рычаги 37 через серьги 36 поворачиваютгя таким образом, что устанавливаются пад уровнем, который занимала холодная стенка 4313 7 108 лонжерона с небольшим зазором (" 0,5 мм). Если эточ зазор уже выбран при нагреве лонжерона, то эти рычаги упираются в лонжерон. Одновременно происходит выравнивание Ь температуры по r ению изделия. Включается лневмопривод 17, и штоки 22 вместе с рейками 21 поднимаются вверх. Каретка 9 вместе с индуктором и колпаком перемещаются в горизонтальной плоскости до тех пор, пока над нагретым иэделием установится колпак 6. Проходящие через колпак штоки 22 опускаются вниз и устанавливаются над лонжероном с небольшим зазором (или упираются в него) аналогично рычагам 37. Рычаги 37 механизма 27 перехвата поднимаются, освобождая лонжерон. Пальцы 34 посредством пневмопривода 31 отходят от лонжерона. Колпак 6 вместе с кареткой 9 и рамой 12 опускаешься вниз на плиту 2. Включается пневмопривод 28. При этом фиксаторы 30 устройства 25 опускаются вниз и освобождают лон-g5 жерон, рычаги 38 поворачиваются в направлении к лонжерону и запирают герметично колпак 6 на плите 2. Включается насос, и охлаждающая вода из резервуара 43 по трубопроводу 41 подается в камеру охлаждения и, перемещаясь вдоль нее с большой скоростью, охлаждает лонжерон. Далее вода по лотку сливается в резервуар. По окончании охлаждения насос отключается, рычаги 38 освобождают колпак 6 и он поднимается вверх, освобождая лонжерон. Лонжерон посредством устройства для перемещения перемещается на стойку 44 и затем удаляется из установки. Цикл повторяется. Использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить воэможность закалки длинномерных иэделий, в частности швеллерообраэных лонжеронов автомобиля, а также исключить или уменьшить до допустимого значения величину деформации закаленных изделий. Это в свою очередь, позволяет уменьшить толщину изделия (стенки и полку), уменьшить его вес, использовать для егo изготовления стали с меньшим, содержанием легирующих элементов. Экономический эффект от внедрения изобретения составляет 200 тыс. руб. в год 1084313 1084313 1084313 ВНИКПИ Заказ 1928/20 Тираж 540 Подписное Филиал ЛПП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектнан, 4
