Способ изготовления электродов и устройство для его осуществления

 

Использование: в машиностроении и металлургии, преимущественно для изготовления графитирован.ных электродов металлургических печей путем соединения их отходов и боя на ниппелях. Сущность изобретения: изделия изготавливают на месте аварии, применяя специальное устройство, позволяющее получить торец с коническим резьбовым гнездом на отходах электродов. Используют отходы, имеющие длину более длины ниппеля, и диаметр, более диаметра ниппеля. Устройство содержит приспособление для обработки торца и образование конического гнезда и приспособление для нарезания резьбы в гнезде. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 P 6/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) и, .Д 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Ы (21) 4934941/27 (22) 07.03.91 (46) 07.03.93. Бюл. М 9 (71) Научно-производственное объединение

"Пульсар" (72) Б,Т.Попиков, Б.Л,Александров и Г.Б,Попиков (73) Акционерное общество закрытого типа

"ПУЛ Ь CAP" (56) 1. СОйфер В.M., Кузнецов Л.Н. Дуговые печи в сталелитейном цехе. — М.: Металлургия, 1989, с,175.

2. Технологический процесс завода

"Амурсталь" М 0201029, 01141.0017., ГОСНИИЭП, 1987.

3, Авторское свидетельство СССР

N 248434, кл. В 23 Р 15/00, 1969, Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изго товления и восстановления электродов электросталеплавильных печей.

Целью изобретения является повышение производительности и снижение затрат за счет исключения транспортных работ, расширение технологических возможностей за счет использования большей. номенклатуры элементов, На фиг.1 показана схема соединения элементов (позиция Г) электрода на коническом ниппеле (позиция Д); на фиг.2 показана одна из конструкций электрода, изготовленного по предлагаемому способу; на фиг.3 — схема установки устройства для механической обработки на торец элемента электрода; на фиг.4 — устройство для обра. Ж ) 1801076 АЗ (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в машиностроении и металлургии, преимущественно для изготовления графитированных электродов металлургических печей путем соединения их отходов и боя на ниппелях. Сущность изобретения: иэделия изготавливают на месте аварии, применяя специальное устройство, позволяющее получить торец с коническим резьбовым гнездом на отходах электродов.

Используют отходы, имеющие длину более длины ниппеля, и диаметр, более диаметра ниппеля. Устройство содержит приспособление для обработки торца и образование конического гнезда и приспособление для нарезания резьбы в гнезде. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 8 ил. ботки торца и конической внутренней поверхности элемента электрода; на фиг.5-то же, с приводом вращения от постороннего объекта; нэ фиг.б — устройство для изготовления резьбы на коническом гнезде; на фиг.7 — сечение А-А на фиг.б; на фиг.8— сечение, Б-Б на фиг.б.

Пример 1. Для восстановления использовали такие элементы изделия (отходы графитированного электрода из материала

ЭГА по ГОСТ 4426 — 80), которые образовались из-за поломки при хранении и транспортировании (т.е, не участвовали в работе), Элементы имели цилиндрическую форму исходного диаметра и длину, более длины ниппеля. На подлежащей стыку с восстанав ливаемой частью электрода стороне отхода (элемента) монтировали накладное приспо1801076.собление, центрировали его относительно оси отхода, режущему инструменту приспособления, имеющему форму и размеры в соответствии с формой и размерами торца и конического отверстия (гнезда), сообщали формообразующие движения, посредством которых обеспечивали подрезку торца отхода и вырезку в теле отхода конического отверстия (фиг.1, где à — гнездо; Д вЂ” ниппель), снимали приспособление, на отходе устанавливали и центрировали следующее накладное приспособление, инструмент которого соответствует профилю резьбы в коническом отверстии, сообщали ему формообразующие движения и нарезали резьбу на коническом отверстии, снимали приспособление, очищали отверстие и накручивали отремонтированный отход на ниппель, вкрученный в торец восстанавливаемой части электрода. Проверяли зазоры в стыке, радиальное биение частей электрода и при их соответствии допускам использовали восстановленный электрод в работе. Выход электрода из строя по месту сборки при последующей работе не наблюдали, Пример 2, Выполняли аналогично примеру 1„но отходы брали после эксплуатации электрода без поломок, т,е, использовали те отходы электрода, которые имели в том числе и коническую форму, образовавшуюся в процессе выгорания электрода.

Результаты аналогичны примеру 1, Пример 3, Выполняли аналогично примеру 1, но отходы брали после поломки (как цельного, так и составного) электрода в процессе эксплуатации, т.е, отходы разной длины и формы, После восстановления получали электрод, представленный на фиг.2.

Результаты аналогичны примеру 1, Из примеров 1-3 следует; что общим для них и характерным для предлагаемого способа является то, что используют цилин -; дрические и конические элементы электро; дов длиной, более длины ниппеля, и диаметром, более диаметра ниппеля, Пример 4, Выполняли аналогично примерам 1-3, но перед установкой накладного приспособления по разметке выполняли в теле отхода (стыкуемого торца восстанавливаемой части электрода) центровое.отверстие на глубину, превышающую глубину конического отверстия (гнезда) по центровому отверСтию ориентировали накладные приспособления. При таком способе восстановления возросла точность сборки электрода, т,е,-снизились зазоры с стыке и радиальное биение стыкуемых частей электрода, 10

Пример 5, Выполняли аналогично примеру 4, но материал электрода и отходов был ЭГО, Результаты аналогичны примеру 4, Пример 6. Выполняли аналогично примеру 4, но перед началом механической обработки отхода (элемента) специальный защитный (в виде обечайки) кожух А (фиг.3) надевали и закрепляли через уплотнитель Б (использовали надувную велосипедную камеру) на отходе В со стороны обрабатываемого торца. Всю зону будущей обработки заполняли смазывающе-охладающей (эмульсол и воду) жидкостью Е, которая свободно истекала через сток Ж кожуха в приемник И, При механической обработке пыли в воздухе не наблюдалось. Более того, при достаточном напоре подаваемой в зону обработки жидкости резьбовая .поверхность гнезда оказывалось чистой и не требовала дополнительной очистки от продуктов резания (пыль, частицы и куски электрода), Во всех описанных примерах качество восстановления электрода соответствовало предъявляемым требованиям и поставленная цель достигалась.

В сравнении с базовым объектом достигнуто повышение производительности до 4 раз, снижение затрат на 20-40, к восстановлению использовано до 80 отходов и боя (элементов), снижена безопасность работ до нуля с позиций экологии и взрывоопасности, Наряду с изложенным выше первым объектом (способом) предлагаемое изобретение содержит второй объект — устройство.

Устройство для осуществления предлагаемого способа (изготовления электродов) представляет собой приспособления для механической обработки элементов электрода, т,е. для подрезки торца, формирования конического отверстия под ниппель и нарезание резьбы, Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство (авт.ce,ÑÑÑÐ N 248434, кл, В 23 P 15/00, 1969), содержащее закрепленные на оправке инструменты для механической обработки (это могут быть инструменты для торцевой обработки и обработки внутренних поверхностей), привод и кожух, Недостатком является невозможность ,изготовления конической внутренней поверхности и невозможность нарезания резьбы в ней, Предлагаемое устройство, как и прототип, содержит кожух, закрепленные на оправке инструменты для механической обработки, привод.

1801076

С целью обеспечения воэможности образования конического гнезда (в электроде) и нарезания резьбы предлагаемое устройство снабжено приспособлением для нарезания резьбы, бандажной стяжкой, устанавливающей кожух на электрод, крышкой на кожухе и кронштейном, при этом кожух выполнен в виде режущих элементов в соответствии с коническим гнездом. Заявляемое устройство схематично представлено на фиг.4 — 6, Оно содержит кожух 5, закрепленные на оправке 1 инструменты для механической обработки торца 4 и внутренней поверхности2 элемента (секции) электрода 3, приводы 12-15 движений В и

П. Устройство снабжено сменным приспособлением для нарезания резьбы, (фиг,6) бандажной стяжкой 7, 8, установленной с одного торца (надеваемого на элементэлектрода) кожуха 5, крышкой 16 с осевым отверстием 9, размещенной с другого торца кожуха, кронштейном 10, смонтированным совместно с крышкой 16 и имеющим отверстие 11, соосноеотверстию 9 в крышке, при

;этом кожух 5 выполнен в виде обечайки с разрезным, преимущественно косым, стыком 6 внахлест, Приводы 12 — 15 размещены на крышке и кронштейне, инструмент для механической обработки внутренней поверхности выполнен в виде режущих элементов . 2 для образования конического гнезда, а оправка 1 установлена с возможностью осевого перемещения II в соосных отверстиях

9 и 11 крышки и кронштейна, Для повышения точности расположения оправки относительно изделия (элемента 3 электрода) она снабжена направляющим элементом

19, сопрягаемым с отверстием 18, изготавливаемым в изделии llo заявляемому способу.

Одним из вариантов выполнения устройства является конструкция, представленная на фиг,5, где (отсутствуют установленные на кронштейне приводы 12, 13 вращения оправки 1 и могут отсутствовать приводы 14. 15 перемещения II) с целью обеспечения возможности осуществления привода вращения (и перемещения) оправки от постороннего (отдельного) объекта, например от шпинделя радиальносверлильного станка, на торце оправки 1, противоположном торцу с инструментом, выполнен соединительный элемент, преимущественно конус 20, сопрягаемый с пинолью 21 станка.

Приспособление для нарезания резьбы в коническом гнезде содержит ступенчатую оправку 22 с концевым, преимущественно коническим для сопряжения с пинолью 21, сопрягаемым участком, одна из ступеней

15 можностью перемещения по образующей корпуса 27, Направляющая планка 24 и ползун 28 взаимодействуют посредством пальца 29, расположенного в пазу 30 на20 правляющей планки 24 с обеспечением воз30

50

40 оправки выполнена в виде ходового винта

Оправка 22 установлена в центре 41, который выполнен дополнительно или принадлежит постороннему объекту. например пиноли 41 радиально-сверлильного станка, На оправке 22 установлен, например посредством опор 26, корпус 27 с направляющим пазом 40, На ходовом винте оправки

22 размещена гайка 23, выполненная в виде ступицы, Совместно с гайкой 23 смонтирован штурвал 33, направляющая планка 24 и тяга 25, Тяга выполнена взаимодействующей с поводком 32, закрепленным на корпусе 27. B направляющем пазу

40 корпуса 27 установлен ползун 28 с возможности радиального перемещения пальца 29 с ползуном 28 в пазу 30. На ползуне размещен инструмент 31, и реимущественно фреза, для изготовления резьбы в гнезде изделия 3. Инструмент 31 снабжен устройством для регулирования глубины резьбы, выполненном преимущественно в виде откидного кронштейна 36, установленного с возможностью качания вокруг оси 36, смонтированной на ползуне 18, и снабженного регулировочными элементами 38, При использовании в качестве инструмента фрезы она снабжена приводом вращения, содержащим двигатель 34 и передачи 35, смонтированные преимущественно.на откидном кронштейне, при этом фреза установлена на собственном шпинделе, а шаг ходового винта оправки соответствует шагу резьбы, нарезаемой в гнезде изделия. Для повышения точности расположения оправки 22 относительно гнезда изделия она снабжена направляющим элементом 39, устанавливаемым на дне гнезда, преимущественно в центровом отверстии 18, (фиг, 4) остающимся в изделии после изготовления гнезда.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Кожух 5 устанавливают на элемент 3 электрода и фиксируют (зажимают) на нем с помощью стяжки 8 бандажа 7. Направляющий элемент 19 оправки 1 вводят в отверстие 18. Включают приводы 12 — 15, чем обеспечивают вращение В и перемещение

II 2 и 4. При этом происходит формирование поверхности (конического) гнезда в изделии и обработка его сопрягаемого торца. Удаление продуктов резания (пыль, крошка, стружка) может осуществляться отсосом е1801076

25

55,рез отверстие 17 с использованием сливного канала Ж (фиг.3). Для визуального наблюдения зоны обработки кожух может быть снабжен смотровым окном 42 и подсветкой.

При отсутствии направляющего элемента

19 ориентация оправки 1 относительно изделия осуществляется посредством отверстий 9 и 11.

Повышение точности ориентации оправки, а также заимствование вращения и перемещения (наряду с приводами 12 — 15 или вместо них) оправки с инструментом может осуществляться при использовании постороннего объекта, например радиально-сверлильного станка, Для этого шпиндель станка с пинолью 21 располагают над сопрягаемым с пинолью конусом 20 оправки, обеспечивают их силовое замыкание, назначают требуемые величины движения В и

П. Остальное аналогично работе устройства, представленного на фиг.4, Устройство с приспособлением для нарезания резьбы. в гнезде изделия работает следующим образом.

Вращением штурвала 33 ступицу 23 и полэун 28 переводят в исходное (верхнее) положение, Оправку посредством направляющего элемента 39 устанавливают в центровое отверстие предварительно изготовленного гнезда изделия и фиксируют центром 41.

Вращают штурвал 33, что обеспечивает поступательное перемещение (вниз) ступицы с направляющей планкой 24 и тягой 25.

Планка 24 посредством взаимодействия паза 30 и пальца 29 осуществляет перемещение {вниз) ползуна 28 в.направляющем пазу

40 корпуса 27.

Гя га 25 посредством поводка 32 передает вращение корпусу 27, обеспечивая движение обката инструмента по контуру гнезда, Включают привод 34, посредством механизма 38 осуществляют поворот откид, ного кронштейна 36 вокруг оси 37, чем обес. печивают требуемую глубину резьбы. При дальнейшем вращении штурвала 33 ползун

28 с вращающейся фрезой 31 осуществляет вместе с корпусом 27 обкаточное (вращательное) движение и перемещается по направляющему пазу, что обеспечивает воспроизведение винтовой линии и формирование резьбы инструментом.

При отсутствии направляющего элемента 39 оправка 22 фиксируется центром 41, Для повышения точности расположения onравки относительно гнезда изделия корпус

27 может быть снабжен дополнительно ориентирующими устройствами и т.д.

При необходимости отсос или удаление продуктов резания из гнезда изделия может осуществляться посредством подводящего или отсасывающего патрубка 43.

Формула изобретения

1, Способ изготовления электродов, включающий механическую обработку Bbl шедших из строя элементов электродов на ниппелях путем подрезки торца, изготовления в нем конического гнезда и нарезания резьбы в гнезде, сборку элементов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения затрат за счет исключения транспортных работ, расширения технологических возможностей за счет использования большей номенклатуры элементов, в качестве исходных используют немерные цилиндрические и конические элементы длиной, более длины ниппеля и диаметром, более диаметра ниппеля, 2, Способ по п.1, отличающийся тем, что механическую обработку начинают с образования в торце элемента центрового отверстия, глубина которого превышает глубину гнезда, 3, Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности, механическую обработку проводят при заполнении зоны обработки смазывающе-охлаждающей жидкостью.

4, Устройство для изготовления элект-. родов, содержащее кожух, закрепленные на оправке инструменты для механической обработки торца и внутренней поверхности, привод,.отл и ч а ю ще е с ятем, что, с целью обеспечения возможности образования конического гнезда и нарезания в нем резьбы, устройство снабжено приспособлеНием для нарезания резьбы в коническом гнезде, бандажной стяжкой, установленной с одного торца кожуха, крышкой с осевым отверстием, размещенной с другого торца кожуха, кронштейном, смонтированным совместно с крышкой и имеющим отверстие, соосное с отверстием в крышке, при этом кожух выполнен в виде обечайки с косым разрезным стыком внахлест, привод размещен на крышке и кронштейне, инструмент для механической обработки внутренней поверхности выполнен в виде режущих элементов для образования конического гнезда; а оправка установлена с возможностью осевого перемещения в соосных отверстиях крышки и кронштейна.

5, Устройство по п.4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что. с целью повышения точности расположения оправки относительно изделия,-она снабжена направляющим элемен, том, 6, Устройство по пп.4 и 5, о т л и ч à ещ е е с я тем, что, с целью обеспеч ния

1801076

Фиг.2Фиг. I воэможности осуществления привода от радиально-сверлильного станка посредством соединения пиноль — конус, на торце оправки, противоположном торцу с инструментом, выполнен конус, 7. Устройство п4. отл ича ю щ ее с я тем, что приспособление для нареэания резьбы в коническом гнезде содержит ступенчатую оправку с коническим концевым участком, одна иэ ступеней которой выполнеНа в виде ходового винта, центр, в котором установлена своим коническим концевым участком ступенчатая оправка, закрепленный на ступенчатой оправке с возможностью вращения корпус с направляющим пазом, размещенную на ходовом винте гайку, выполненную в виде ступицы, смонтированные совместно с гайкой штурвал, направляющую планку и тягу, имеющую паз, поводок, закрепленный одним концом в корпусе с возможностью взаимодействия другим концом с направляющей планкой, палец, размещенный в пазу тяги с возможностью радиального перемещения, 5 ползун, закрепленный на пальце и размещенный в направляющем пазу корпуса с возможностью перемещения относительно последнего, ось, закрепленную на ползуне, смонтированный с воэможностью качания

10 вокруг оси откидной кронштейн с механизмом регулирования глубины резания, установленный на откидном кронштейне шпиндель с фреэой, привод шпинделя, размещенный на ползуне. при этом шаг ходо15 вого винта соответствует шагу нарезаемой резьбы.

8. Устройство по п,7, о т л и ч а ю ще ес я тем, что, с целью повышения точности расположения ступенчатой оправки относи20 тельно изделия, она снабжена направляющим элементом, 180,0Т6

fSj

1 l

Фиг.5

Фиг.6

1801076

Фиг. 7

S — В

Фиг.8

Составитель Г, Попиков

Редактор С. Кулакова, Техред М.Моргентал Корректор С, К)ско

Заказ 1183 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. Ул. Гагарина. 101