Установка для химико-термической обработки в кипящем слое

 

Изобретение относится к химико-термической обработке, в частности к диффузионному насыщению деталей в кипящем слое нейтральных частиц. Цель изобретения - повышение производительности и качества обработки, а также удобство обслуживания. Установка содержит шахтную муфельную печь (П) 1 с газоподводящей перфорированной трубкой, приспособление вращения и качания кассеты (К)8, установленное посредством стойки 2 на корпусе П и выполненное в виде привода вращения, соединенного с К 8 через зубчатую передачу, и привода качания, соединенного с К 8 посредством сателлита 4 и конической шестерни, которая имеет возможность вертикального перемещения. Стойка 2 имеет возможность поворота вокруг свой оси и выполнена с расположенными по ее высоте горизонтальными платформами (ГП)14 и 3. Верхняя ГП 14 имеет возможность поворота в горизонтальной плоскости и на ней установлен привод качания, а привод вращения размещен на нижней ГП 3. Для повышения производительности и качества насыщения обрабатываемые детали подвергают в период диффузионной выдержки в насыщающей среде вращению вокруг вертикальной продольной оси К 8 для загрузки деталей с одновременным наложением вращательных движений на качательные движения с периодически изменяющимся по своей величине радиусом качания по спирали Архимеда за счет отклонения К 8 деталей в процессе ее вращения от вертикальной продольной оси. Период диффузионной выдержки обрабатываемых деталей в насыщающей среде выбирают 48-50% от общего времени насыщения. Общее время насыщения составляет 1,5-2 ч. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ) С 23 С 8/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕКИЯМ И ОТНРЫТИЮМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 42 741 17/23-02 (22) O l . 07. 87 (46) 30.04 ° 90. Бюл, Р 1б (71) Прияминский ремонтный завод (72) В.И.Адаменко, А.Ф. Кукин, Г,Д.Захаренко и З.С.Капитонов (53) 62 1 ° 785 .52.002. 5(088. 8) (56) Авторское .свидетельство СССР

В 430 193, кл. С 23 С 8!22, 1970, „,SU„„3 69616 А1 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ХИИИКО-ТЕРИИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ В КИИЯГ{ЕИ СЛОЕ (57) Изобретение относится к химикотермической обработке, в частности к диффузионному насьпценим деталей в кипящем слое нейтралья|х частиц. Цель изобретения — повмиение производительности и качества обработки, а!

560616 также удобство обслуживания, Установка содержит шахтную муфельную печь (П) с гаэоподнсдящей перфорированной трубкой, приспособление вращения и качания кассеты (1() S, установленное посредством стойки 2 на корпусе

П и выполненное в виде псивода вращения,, соединенного с К 8 череэ 3ó(:. -а-: тую перецачу, и привода качания, сое- 10 диненного с I(Я посредством сателлита 4 и конической шестерни, которая имеет возможность вертикальнсгс пере-. мещения, Стойка 2 имеет возможность поворота вокруг своей осН и выполнена с расположенными по ее высоте гсризонталыыми платформами (II!) 14 и

Верхняя ГГ -> имеет воэмсжност;: псвсгсриэснтальной ней установлен привод качания, а при- 20

Из об ре, eIIle относит ся к химико- 25

".eð æ÷ecêoé обработке, в частности к диффу-;конному насыщению деталей в кипящем слое нейтральных .-ас иц, и может быть применено пр,.; обработке J< алей,, например шестерен коробки пе- 0 ременны . передач первичных залов

Jp2ктора Т-!50К и т,„ц, Целью изобретения является повыше-iTiB пр=изводительнссти и ка-1ества обработки, а также удобство ОбслуживаЗ 3 и ив

На фиг, изображена установка для химико-термической обработки в кипящем слое, продольный разрез; на фиг. 2 — траектория движения кассеты 10 для .загрузки деталей, план," на фиг, 3вид А на фиг, 2, Устанзвка для химико--термической, брабстки в кипящем слое включает в себя муфельную печь 1, которая со- держит установленную с левой боковой торцовое стОрОны последнем шарнирно псдзеше-: ную còoélió 2,, Стойка .2 зылОлнена с вОэмсжнОстью пОВОрста Бокру," свсей вертикальной оси.

50 уста.вовка гля химико-repin«iеской обработ ки в кипяще;:; слое имеет прчспоссбл. Ние вращения и качания кассеты. Пркспособление вращения и качания кассеты установлено посредством стой- „

5 ки 2 ня: корпусе шахтной муфельной печи I, Г",.èi пссобление вращения и кача— ния кас.сеть выполнено в виде привода вращени" .и,в виде привсца качания„ вод вращения размещен на нижней ГП 3.

Дпя повышения производительности и качеств". Насыщения обрабатываемые детали подвергают в период диффузионной выдержки в насыщающей среде вращению вокруг вертикальной продольной оси К 8 для загрузки деталей с одновременным наложением вращательных движений на качателььгые движения с периодически изменяющимся по своей величине радиусом качания по спирали

Архимеда за счет отклонения 1(S в процессе ее вращения от вертикальной продольной оси, Период диффузионной выдержки обрабатываемых деталей в насыщающей среде выбирают 48-50Х от общего времени насыщения. Общее время насыщения составляет 1,5-2 ч. 1 з, и. ф лы, 2 ил., 1

В ср едней части стойки 2 жестко закреплена горизонтальная нижняя платформа 3. На наружной плоскости горизонтальной нижней платформы 3 установлен сателлит 4 с хвостовиком 5, Нижний конец хвостовика 5 сателлита связан через захват 6 с верхним концом вертикальной штанги 8 для загрузки деталей.

Привод вращения выполнен в виде мотора-редуктора 9, неподвижно смонтированного íB наружной плоскоcTiH горизонтальной нижней платформы 3. На наружном конце выходного вала 10 мотора-редуктора 9 жестко посажена ведущая звездочка 11 зубчатой передачи привода вращения. Ведущая звездочка

11 кинематически связана цепной передачей 12 с ведомой звездочкой 13 зубчатой передач.у привода вращения, Вецсмая звездочка 13 жестко посажена на верхний конец вертикальной штанги

7 кассеты 8 для загрузки деталей„

Таким образом, привод вращения соединен с кассетой 8 для загрузки деталей посредством зубчатой передачи, выполненной в вице ведущей эвез" дочки 1!, в цепной передачи 12 и ведомой звездочки 13.

На верхнем конце стойки 2 установлены верхняя горизонтальная платфор а 14, имеющая возмож-."ость поворота в горизонтальной плоскости. На нижней плоскости верхней горизонтальной

Ils.:атформы 14 установлена коническая

5 15606 шестерня 16 привода качания, Коническая шестерня 16 привода качания подвижно смонтирована на направляюцих стойках 15 с возможностью вертикаль5 ного перемещения в последних.

Коническая шестерня 16 привода качания соосно установлена с верхним концом вертикальной штанги 7 кассеты

8 для загрузки деталей, 1О

Таким образом, привод качания соединен с кассетой 8 для загрузки деталей посредством сателлита 4 и конической шестерни 16, имеющей возможность вертикального перемецения в 15 направляющих стойках 15.

На верхней плоскости верхней горизонтальной платформы 14, установленной с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, установлен привод качания, выполненный в виде мотора-редуктора 17. Выходной конец цилиндрического вала 18 мотора-редукто— ра 17 привода качания образует винтовую пару с конической шестерней 16 25 привода качания, причем наружные зубья конической шестерни 16 привода качания находятся в зацеплении с наружными зубьями сателлита 4 привода качания. Сателлит 4 привода качания 30 установлен с возможностью кругового перемещения вокруг конической шестерни 16 привода качания.

Мотор-редуктор 17 служит для придания возможности вертикального перемещения конической шестерни !6 привода качания в направляющих стойках 15.

Шахтная муфельная печь 1 имеет газоподводящую перфорированную трубку 19 ° Газоподводяцая перфорированная 40 трубка 19 имеет Г-образную форму и расположена на полу шахтной муфельной печи 1. По гаэоподводящей перфорированной трубке 19 поступает во внутреннюю полость шахтной муфельной пе- 45 чи 1 и непосредственно под слой эндо— газ, KQTopblfl выходит из газоподводящей перфорированной трубки 19 через сквозные отверстия, выполненные в боковой верхней стенке гаэоподводящей перфорированной трубки,19, непосредственно на изогнутой Г-образном конце последней.

Установка для химико-термической обработки в кипящем слое работает. следукщим образом.

Перед загрузкой .кассеты 8 для загрузки дет алей обрабатываемыми издели- ями отводят верхнюю горизонтальную

l6 6 платформу 14 вместе с конической шес— терней 16 привода качания в с", чу, причем наружные зубья кони,еской шестерни 16,привода качания разобцаются с наружными убьями сателлита 4, после чего кассету 3 для загрузки деталей загружают обрабатываемыми издели ями, причем верхний конец вертикальной штанги 7 кассеты 8 для загрузки деталей крепится после ввода последней в шахтную муфельную печь 1 при помощи захвата 6 в соединительном замке и фиксируется, например, при помощи клинового зажима (не показан).

После осуществления процесса загрузки кассеты 8 для загрузки деталей обрабатываемыми изделиями и после ввода кассеты 3 для загрузки деталей в шахтную муфельную печь 1 оператор возврацает верхнюю горизонтальную платформу 14 в исходное рабочее положение, причем зубья конической шестерни 16 привода качания входят в зацепление с наружными зубьями сателлита 4.

Затем оператор включает мотор-редуктор 9 привода вращения, а после перед".÷è крутяцего момента через ведущую звездочку 1! зубчатой передачи привода врацения и цепную передачу 12 непосредственно на ведомую звездочку

13.зубчатой передачи привода вращения сателлит. 4 привода качания приводится в круговое вращение, обкаты-. ваясь при этом по наружной поверхности конической шестерни 16 привода качания, Крутяций момент одновременно передается через хвостовик. 5 сателлита 4 и через вертикальную штангу 7 непосредственно кассете 8 для загрузки деталей, которая начинает вращаться вокруг ее вертикальной продольной оси, Для придания качательного движения кассете 8 для загрузки деталей с периодически изменяющимся по своей величине радиусом качания по спирали

Архимеда (фиг, 2) оператор включает мотор-редуктор 17 привода качания, неподвижно смонтированный на верхнеи плоскости верхней горизонтальной платформы 14, который образует выход ным концом цилиндрического вал" 18 винтовую пару с конической шестерней

16 привода качания, После включения мотора-редуктора

17 привода качания выходной конец цилиндрического вала 18 придает кони15;)06 16 ческой щестсрни 16 привода качания возврат)и)-поступательно«ге1)тика 11.170« перемещение „периоди 1ескп --зменяя тем самым по своей величине радиус

3 вр ацения ся" .-! i,п-::тя 4, з я счет че о кассета 3 для "-.BãðóçêH ц"f BJrеA пр!! сВорМ Вряцатель!-.:ом дви) Р7<п и;". ;-.чиii; ет

ОткJIo IHтьсR ОT верTикзльi<ОЙ продоль ной оси H приобретать ка -ятельные

g BKi

Химико-т ермическую обработку лет ал ей «ро ВОдят В и«lхтнОЙ муфельной Ilе— чи 1 с кипящ17м слое:-. нейтрал).7!7,1х -7ас иц . 7?и» мР fp ре 1 ор.1 1,1 !-.e =r < ... =-300

Б1>!сота насыпного слоя;ас fHlr кварцеВоВо пес.а с размером 71)рак777<й 0„2О, мм равна 500-650 мм.. Н1ако-термическу7) обработку проводят при

92 5 i 5 "с „0)п ьжаюцим i =el т о и сл c! f э ндО Газ < .) ..)

Обрe5атываемые детали„нa!pvMep шес)Рр)п1 коробки перемени).w. передач колесного трактора Т-?50K с различной конфигурацией и вьп1олненпые из образцОВ cTBJIH 1 ЗХГТ загружают предв =".pr! тельно В кассету 3 для загрузки деталей, которую помецают в кипящий слой шахтной муфел)-.—,ной ".! ечи 1 B !JOJJBei;!P 77л

НО,"; СO< 7 СЛ. .HH „7ТОИЧг-М КЯ CЕТЯ О ДЛЯ загрузки деталей лишена дoKoBi)x с. нок, чт< дает во 77 10)7<нэст ь беc!ipe.:BT.i вени<) р ущес-;злят-, 17)50;. "c 71;! .)-.)1-.— рожизялп1ь1 обрабатыва ых дет;77е) 71«-прерывно В кипящем слоР. мне j) тны", н я1" сыпных частиц твердого материала, 5 при использован)1и B кач" cгзе ожижа))щего а) ента смеси э!777,огаз =7, ";po ;<-< с химико-термичегкой обра.ботки B кипяцем слое в предлагаемой угтянозее хяряктРОизуется зьlсокой скирост ю нагрева., садки обрабатываемых деталей, высоким = начением коз<)фициент=.. магсообмена и углеродИЯГО м73 Гc 7)нала, :0 п03 БОляет значи теп1,но сокра<11Т7 1 род<)11жительнос ь

1.:,.:Одесса, 5-7 раз 110 с1)язнению с

Г .- О B o 1 е! )е 11 т а l и 1 Р Й ),. = и а чи т Р л ь н 0 по

Ri, CÈ T Ü 1Р ии -3!1<:<7HTÞò 7,I!OCT B „à тако<<Е

Новь!сит! 7< B ч< < - f БО О бр ыб 0 . 1<и, Нроцесс ныуглеро)«ивания з предла; яе.".;ой установке осу),=-ств)1яют в кипящем слое нейтральных -.астиц В тече— ние -3 ч в среде .-1ро,,укт-..в распада

: риз таноламина (С,Н?01?)з 11. В результя.-е распада триэтаноламипа образуетя мета" и атомарный углерод, Дп осущестгпе1<ия 7 роп ccà няугле..;с .<изания обраб Ятызыемых д;-"галей при н) няк.. ялюм1- 10:7 IK" ле зый- кат ализ атор, .;i!i i <)))УЧЕНИЯ KOTOPOTC ÎKHCЬ ЯЛЮМИНИЯ ь i .. i!i е17 зарит ельно BKT -IBHBHp5"eтся

17 1

17ик:= )-ем в соитi <)1 енин 1:2, Ллюьз7В7ониKp,евь,й ыта"и затор ускоряет процесс диффузии ятомарнс ГО углерода в ilÎ

i;еeрхностпый спой обрыб Ят71ваемь1х деталей,, 7) кячест: е <нарт11ых насыпных част иц тв <11 1,) o м,i 1";-7)и, и я 71")име (1яю, .Кварцевый песок <; ра - iepoM фрак *,ий

0„2-0„3 мм, :;=-op.:é предварительно ! àcBBiàK7 f Bмегте с а) юминонике )евь:M

I;eTал7«э,1т:ром Во BHóòðeHHþþ полость п1ах "- ой у<1)."-7!в!!ой печи 1., причем

1<зарце7707 о пес а берут в два раза в об;:с мном соо оцепии по сравнению с обьемным соотною=.«.-ием ьл)Б).иноникелезогс ката)1иэатope, Нссле ).агреза обрабатываемых дерг <)P талей до рабочеи температуры 5 осуществляю." подачу эндог=.за по газоподводяцей перфорированной трубке 19.

Зндогяз получают конверсией триэтаноламина (С И,.01?) .7 воздухом при со17 о "71ошении триэтаноламин — воздух с коэфф)п)иентим расхода воздуха о 0, 30- 0 31,, Где А — коэфф-1циент изб ытк а

Зндогаз 17осту17ает че..,рВ слот" во знутpelr7:юю 71» JIÎc. ь щахт нОЙ муфй1ьной

:.:- -1и 1 по рабо-.eèó сечению газо.,од7зодя771<-:й пер<1)орирозан1<ой трубки 19, ) положс77ной НР< 776ду пях 1 !Ои муфель

;„017 и "- -:и 1, Н.;.;- Гулле IHe энцо газа осу-! де< твляется непос1) =дст в еннс- через

-..i

Beрхней 6o7

1 --образного нижнего к" -па газоподводя-!!re?1 Пер<1)о., ..розанной тр- о «3 19 располо гe!IIIoé нЯ поду пlЯхт: Ой!::„ фель! = ОЙ печH 1 .

30 зпутpeIIHåé ПО:!oca щахтчой муфель:70:"; печи, после осущестм1ения .р,; <есса пода П7 энцога.:а создается

l 5606 i6

20

ЗО

iS науглероживаюцая атмосфера с на !I;«Iie-. атомарного углерода и метан», ко гарые акт11вно начинают диффуидировать в насыцаемую поверхность обрабатываемых деталей, Дпя повышения производительности и качества насыщения обрабатываемые детали подвергают в период диффузионной выдержки в насыщаюцей среде вра— щению вокруг вертикальной продольной оси ка "ñåòû 8 для загрузки деталей с одновременным наложением врацательных движений на качательные движения с периодически изменяющимся по своей величине радиусом качания по спирали

Архимеда за счет отклонения кассеты 8 для загрузки деталей в процессе ее вращения от вертикальной продольной оси.

Период диффузионной выдержки обрабатываемых деталей в насыщающеH среде выбирают 48-50Ж от общего времсни насыщения. Общее время насыце11ия составляет 1,5-2 ч.

1(ассета 8 для загрузки деталей начинает вращаться в осажденном слое ,алюминоникелевого катализатора в течение 3-7 мин, причем угловая скорость вращения кассеты 8 дня загрузки деталей зависит от размеров слоя, частиц и плотности материала обрабатываемых деталей, от садки последних, а также от их геометрии. I(ассета 8 для загрузки деталей врацается с изменяющеймя угловой скоростью от

2 до б об/мин (или от 12,6 до

37,7 рад/с) .

В процессе вращения кассеты 8 для загрузки деталей обеспечивается постоянньл подвод свежего потока углеродосодержащих частиц, ускоряется процесс насыщения, а также обеспечивается равномерность науглероживания внутренних и нар;чяп1х поверхностей обрабатываемых деталей при скорости перемещения алюминоникелевого катализатора от О,! цо 0„5 мет/с.

Р процессе науглероживания обрабатываемых деталей избыточный метан продолжает все время разлагаться с. выделением твердого углерода. Углерод в виде сажи накапливается на поверхности частиц всего слоя. Процесс науглероживания обрабатываемых деталей осуществляется разлагаюцимся на стальной поверхности последних метаном, выделяющим атомарный углерод, который и диффундирует в металл. Од -10 ВРЕ Г! Еii 1« C Э 111М 11Роп Хо";i!: i: Р С .110 углерода с ч». тиц к п011ерх110с гям об— рабаты«ае гых деталей.

В период IcIIIIi= lil!Я cII0H ГIр0111 ходl!т перемешивание частиц, Настицы с р а сходов анной сажей отбра сьп1 ают ся от поверхности детали вглубь с.1оя, где они вновь покрываются сажей, а на их место поступают свежие частиi.II, Б это же время происходит вытеснение иэ слоя отработанного гаэ а свежим, а также устраняются искажения темпера— турного поля слоя °

Науглероживание происходит как при кипении, так и в осажденном слое алюминоникелевого катапиэ атор а, причем в осажденном состоянии карбюриза— тором в основном является сажа, накопленная частипами °

Наличие сажи на наружной поверхн1 сти обрабатываемых деталей в значительной степени замедляет процесс насьпцения последних, Этот недостаток в предложенной установке устраняется за счет придания врацения кассете 8 для загрузки дет 1ей посредством привода врацения, со единенно го с к ассетой 8 для за гр, — ки деталей через зубчатую передачу.

Б момен" придания врацения касс -те 8 для загрузки деталей происход1г1 интенсивный подвод к наружным и внутренним поверхна стям о бр аб аты»: —..— мых деталей свежего по гока уi лерод:— содержацих частиц. активизируется процесс .удаления сажи с наружной и внутренней поверхности обрабатываемых деталей, ускоряется процесс насыщения последних, повышается значительно производительность и качество обработки, Установка для химико-термической обработки в кипяшем слое проста в изготовлении. обслуживании и надежна в работе, использование данной установ— ки для химико-термической обработки в кипящем слое обеспечивает снижение времени насыщения на 5-50/ и повышение износостойкасти обрабатываемых образцов в 1,5-2 раза; повышение прсиэводительности и качества обработки, снижение стоимости обработки на 30407. за счет снижения удельных расходов сырья и потребляемой электроэнергии; равномерность науглероживания внутренних и наружнь1х поверхностей обрабатываемых деталей иэ-за создания бла го приятных у сло вий для актив vo га

156 процесса удаления сажи с наружной поверхности обрабатываемых деталей за счет улучшения. протекания массообменных процессов при приповерхностной зоне насыщения, за счет автивного стирания слоя сажи в процессе врашения кассеты для загрузки деталей вокруг вертикальной продольной оси с одновременным наложением вращательного движения на качательное движение с периодически изменяющимся по своей величине радиусом качания по спирали

Архимеда из-за отклонения кассеты для загрузки деталей в процессе ее вращения от вертикальной продольной оси последней, формула изобретения

Установка для химико-термической обработки в кипящем слое, содержащая шахтную муфельную печь с газоподводящей перфорированной трубкой, расположенной на поду печи, и кассе0616 12 тс. > для, ÿгруэки деталей, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения производительности и каче5 ства обработки она снабжена npucnot соблением вращения и качания кассеты, установленным посредством стойки на корпусе печи и выполненным в виде привода вращения, соединенным с кассетой через зубчатую передачу, и привода качания, соединенным с кассетой посредством сателлита и конической шестерни, имеющей возможность вертик ал ьно го пер емещения .

2, Установка по п. 1, о т л и -. чающаяся тем,что,сцелью удобства обслуживания, стойка выполнена с воэможностью поворота вокруг своей оси и с расположенными по ее

Ю высоте горизонтальными платформами, верхняя иэ которых имеет воэможность поворота в горизонтальной плоскости и на ней размещен привод качания, а нижняя жестко закреплена на стойке и

25 на пей установлен привод вращения.