Способ обработки изделий с металлизационным покрытием

 

Сущность способа: изделие с покрытием вращают и одновременно обкатывают поверхность покрытия в направлении вращения изделия, причем скорость вращения инструмента выбирают из предложенной зависимости.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1771915 Al (я)5 В 23 P 9!00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4898958/02 (22) 03.01.91 (46) 30.10,92. Бюл. N .40 (71) Уральский йаучно-исследовательский институт трубной промышленности (72) Р.А,Ковынев, В.Н.Сотников, О. lO.ßñåíåва, В, В. Емельянов и Б,Н.Берг (56) Авторское свидетельство СССР

% 162969, кл. В 23 Р 9/00, 1961.

Я.Х;Бакэлюк. Алюминиевые покрытия стальных труб. Черная металлургия, бюлл. научно-технической информации, 1983, 1ч 9, с.31.

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к обработке изделий с покрытиями, и может быть использовано для защиты металлоизделий от коррозии.

Известен способ упрочнения поверхности изделий, например, из алюминия или сплавов на его основе, в котором с целью повышения стойкости изделий при повышенных температурах поверхность изделия подвергают воздействию трением вращающимися металлическими щетками.

Недостаток данного способа в том, что постоянная скорость вращения щеток значительно увеличивает продолжительность обработки — до 15-30 сек., что снижает производительность способа и затрудняет использование его в линии.

Известен способ механического уплотнения металлизационного алюминиевого покрытия путем обкатки роликами, принудительно перемещаемыми по нижней образующей трубы поперек металлизэционной полосы.

По технической сущности и достигаемому эффекту этот способ наиболее близок к заявляемому, и принят за прототип. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ С МЕТАЛЛИЗАЦИОННЫМ ПОКРЫТИЕМ (57) Сущность способа: изделие с покрытием вращают и одновременно обкатывают поверхность покрытия в направлении вращения изделия, причем скорость вращения инструмента выбирают из предложенной зависимости.

Процесс обработки покрытия, реализуемый в прототипе, основан нэ сглаживании поверхности под воздействием давления, оказываемого нэ нее роликами. Недостатки способа заключаются в высоких энергетических затратах на его реализацию, низкой производительности труда при обработке покрытия, сложном конструктивном оформлении способа и ограниченной возможности регулирования режимов обкатки, т.к. давление задается только весом трубы.

Цель изобретения — повысить производительность способа при обработке изделий с металлизационным покрытием с одновременным снижением энергозатрат, Поставленная цельдостигается тем, что в способе обработки изделий с металлизационным покрытием, включающем вращение изделия и обкатку его поверхности инструментом, обкатку ведут в направлении, совпадающем с направлением вращения изделия и скорость вращения выбирают из соотношения:

1771915

4 где со1, са — скорость вращения инструмента и иэделия, рад/с;

R1,йг — радиус инструмента и изделия, м.

Формула связывает оптимальную скорость вращения инструмента и его размеры с размерами и скоростью вращения изделия, Скорость вращения инструмента, рассчитанная по приведенной формуле, обеспечивает максимальный коэффициент трения между поверхностями инструмента и трубы, и получена на основании экспериментальных зависимостей, связывающих величину коэффициента трения с размерами и скоростью инструмента и изделия.

Эффективность уплотнения поверхности при обработке ее движущимся инструментом находится в прямой зависимости от коэффициента трения между поверхностями инструмента и изделия, который в свою очередь зависит от их относительной скорости движения.

Зависимость коэффициента трения от относительной скорости движения имеет сложный вид с максимумом. Относительная скорость инструмента и изделия, обеспечи вающая этот максимум, установлена эмпирически, и составляет 5,45 — 5,50 м/с, Эффективность обработки поверхности в данном случае будет максимальной.

Кроме того, задавая направление вращения инструмента совпадающим с направлением вращения изделия, в точке

-соприкосновения инструмента и изделия обеспечивается их движение навстречу друг другу, что также повышает эффективность предлагаемого способа обработки.

В качестве инструмента может быть использован цилиндрический ролик с насечкой или щетка с жестким металлическим ворсом.

Возможность регулирования режимов обработки в способе-прототипе ограничена. Сглаживание поверхности здесь в большей степени зависит от давления на нее роликов, чем от взаимодействия роликов и изделия как пары трения. Давление трубы на ролики определяется весом трубы. Эффективности работы пары трения труба— ролик снижена, т,к. поверхность роликов гладкая, и регулировка режимов обкатки за счет изменения скорости их движения ограничена.

Предлагаемый способ реализован сле дующим образом.

В линии электродуговой металлизации алюминием поверхности труб установлен цилиндрический стальной прикатывающий ролик с насечкой по всей рабочей поверхности, 35

5,45 — 3,52 0,02 53

О О1 . — 538 РаД/с или 5140 o6/мин (скорость вращения трубы 33,6 об/мин или

3,52 рад/с) 40

B результате обработки покрытие трубы приобретает металлический блеск, величина микронеровностей поверхности по, крытия Rp снижается от 100-120 мкм до

45 25-40 мкм или на 60 .

В процессе эксперимента регистрируют ваттметром мощность электродвигателя, необходимую для достижения качественной поверхности, которая в данном случае составляет 0,18 кВт.

При реализации способа-прототипа в ту же линию металлизации непосредственно за опорными роликами, находящимися после камеры электродуговой металлизации, 55 был установлен сепаратор, приводимый во, вращение электродвигателем через клиноременную передачу. В диске сепаратора размещены цилиндрические ролики диаметром 10 мм, длиной 20 мм. Каждый ролик закреплен свободно на оси вращения и наДиаметр ролика 0,02 м

Длина ролика 0,025 м

Размеры насечки 1х1 мм

Глубина насечки 0,2 мм

5 Ось вращения ролика параллельна оси вращения трубы.

Ролик через клиноременную передачу соединен с электродвигателем марки

2ДВУ85М, позволяющим плавно регулировать

10 скорость вращения от 500 до 6000 об/мин.

Силу давления ролика на трубу регулирова ли с помощью специального устройства, в данном конкретном примере она составила

3 кгс/см .

15 Покрытие наносили на трубу диаметром

40 мм, длиной — 6 м.

Толщина алюминиевого покрытия, нанесенного электродуговой металлизацией—

0,35 мм. Шаг перемещения трубы за один

20 оборот — 18 мм, частота вращения подаю- щих роликов - 33,6 мин ". .Уплотняющий ролик устанавливают непосредственно над опорными ролика-. ми, находящимися сразу после камеры ме25 таллизации таким образом, чтобы его ось вращения была параллельна оси выходящей из камеры трубы с покрытием и прижимают его к трубе с помощью поджимного устройства с силой 3 кгс/см . Затем включаютдви30 гатель, предварительно отрегулировав скорость его вращения в соответствии с рассчитанной по.формуле. В данном случае скорость вращения ролика будет равна:

1771915

o)> — -

Составитель Н, Полевова

Техред МЛч1оргентал (орректор Н. Бучок

Редактор Т. Горячева

Заказ 3802 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комигета по изобретениям и открытиям при ГкН1 СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагар на, 101 чинает вращательное движение только при соприкосновении с вращающейся трубой в направлении, обратном направлению вращения трубы. Скорость вращения роликов является геометрической суммой скорости вращения трубы и сепаратора и задается произвольно, Оптимальное качество обработки поверхности трубы выбирают методом проб и ошибок, путем регулирования скорости вращения сепаратора.

Для получения такой же степени уплотнения поверхности покрытия, т.е. получения поверхности с металлическим блеском и величиной Rz = 25 — 40 мкм, при реализации способа по прототипу необходимо потратить время на подбор оптимального режима уплотнения, регулируя скорость вращения сепаратора при одновременном контроле за качеством поверхности, Временные затраты на подбор режима обработки поверхности при смене сортамента и размеров труб с покрытием, получаемых в линии, могут существенно повлиять на производительность линии, снизив ее в

1,5-2,0 раза по сравнению с предлагаемым способом.

При обработке изделий с металлизационным покрытием способом-прототипом ваттметром регистрировали мощность двигателя, необходимую для вращения сепаратора с роликами. При дос гниении требуемого качества поверхности при Rz =

25 — 40 мкм, эта мощность составила 0,35

5 кВт, что превышает мощность электродви. гателя при реализации способа-прототипа в

1,9 раза, Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет снизить

10 знергоэатраты в 1,7 — 2,0 раза и повысить производительность способа в 1,5-2,0 раза.

Формула изобретения

Способ обработки изделий с металлизационным покрытием, включающий враще15 ние изделия и обкатку его поверхности инструментом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения энергозатрат, обкатку ведут в направлении, совпадающем с направле20 нием вращения изделия, а скорость вращения выбирают из соотношения

25 где в, e2 — скорости вращения инструмента и иэделия, рад/с;

R>,Rz — радиусы инструмента и изделия, м..