Установка водовоздушной закалки крупногабаритных поковок

 

Изобретение относится к термообработке и может быть использовано для водовоздушной закалки цилиндрических изделий больших размеров и веса в горизонтальном положении. Техническим результатом изобретения является повышение скорости охлаждения наружной части поковки, обеспечивающей получение равномерной структуры металла по всему поперечному сечению при закалке крупногабаритных поковок. Установка водовоздушной закалки крупногабаритных поковок содержит камеру с раздвижной крышкой для загрузки и выгрузки поковок с размещенными в ней механизмом вращения поковки, упорами, устройством распыления водовоздушной смеси и системой удаления водяных паров, причем устройство распыления водовоздушной смеси установки снабжено коллекторами капельного орошения, состоящими из труб с расположенными на них форсунками центробежного типа и коллекторами водовоздушного орошения, состоящими из смесителей и труб переменного сечения с отверстиями, установленными на двух шарнирно закрепленных гребенках, состоящих каждая из рычагов, расположенных с обеих сторон механизма вращения поковок, при этом средний рычаг гребенки через проушину шарнирно закреплен к корпусу пневмоцилиндра, а шток пневмоцилиндра через стяжную муфту, служащую для регулировки положения гребенки относительно поковки, крепится к опоре, расположенной на фундаменте установки. Коллекторы водовоздушного орошения расположены на гребенках в шахматном порядке. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к термообработке и может быть использовано для водовоздушной закалки цилиндрических изделий больших размеров и веса в горизонтальном положении.

Известно устройство для закалки цилиндрических изделий, содержащее спрейерную систему охлаждения и опоры с роликами, установленными на станине (1).

Однако в промышленных условиях при охлаждении по наружной поверхности больших и тяжеловесных изделий, типа валов, такой спрейерной системой охлаждения невозможно получить равномерную структуру металла по всему поперечному сечению из-за низкой скорости охлаждения.

Известна установка для охлаждения крупногабаритных изделий цилиндрической формы с центральным осевым отверстием, содержащая опоры с регулируемыми по высоте роликами, систему охлаждения, обеспечивающую подачу водовоздушной смеси на наружную часть изделия и охлаждающей жидкости в осевой канал изделий. Данная установка наиболее близка по технической сущности к изобретению и принята за прототип (2).

Недостатком данной установки является недостаточно эффективная система наружного охлаждения, которая не обеспечивает получение равномерной структуры металла по всему поперечному сечению при закалке изделий, не имеющих центральных осевых отверстий.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение скорости наружного охлаждения, обеспечивающей получение равномерной структуры металла по всему поперечному сечению при закалке крупногабаритных поковок.

Поставленная задача достигается за счет того, что представленная установка водовоздушной закалки крупногабаритных поковок содержит камеру с раздвижной крышкой для загрузки поковок, с размещенными в ней механизмом вращения поковок, упорами, устройством распыления водовоздушной смеси и системой удаления водяных паров, причем устройство распыления водовоздушной смеси установки снабжено коллекторами капельного орошения, состоящими из труб с расположенными на них форсунками центробежного типа, и коллекторами водовоздушного орошения, состоящими из смесителей и труб переменного сечения с отверстиями, установленными на двух шарнирно закрепленных гребенках, состоящих каждая из рычагов, расположенных с обеих сторон механизма вращения поковки, при этом средний рычаг гребенки через проушину шарнирно закреплен к корпусу пневмоцилиндра, а шток пневмоцилиндра через стяжную муфту, служащую для регулировки положения гребенки относительно поковки, крепится к опоре, расположенной на фундаменте установки. При этом коллекторы водовоздушного орошения расположены в шахматном порядке на гребенке.

На фиг. 1 изображена установка, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - то же, вид сбоку.

Установка водовоздушной закалки крупногабаритных поковок состоит из камеры 1, размещенных в ней механизма вращения поковок 2, торцевых упоров 3, регулируемых по высоте в зависимости от диаметра поковки, которые предотвращают перемещение поковки в осевом направлении во время вращения, боковых упоров 4, установленных для облегчения укладки поковки на механизм вращения, и устройства 5 распыления водовоздушной смеси. Камера представляет собой металлический каркас, обшитый с внутренней стороны металлическими листами. Камера разделена на две части, в одной части находятся вышеперечисленные механизмы, а во второй расположен пост управления, где размещены пульты управления и щиты с контрольно-измерительными приборами. В теплоизолированной перегородке между двумя частями камеры выполнено окно 6 для наблюдения за ходом технологического процесса. В перекрытии камеры имеется проем, который закрывается двумя крышками 7, шарнирно закрепленными к перекрытию камеры, служащей для загрузки и выгрузки поковок 8. Крышки закрываются с помощью двух пневмоцилиндров 9, расположенных на перекрытии камеры. В рабочей части камеры выполнены два отверстия для подсоединения воздуховодов системы удаления водяных паров (не показаны). Пол в камере выполнен с уклоном в сторону лотков смыва окалины. Механизм вращения поковок 2 состоит из шести опорных конструкций 10, на каждой из которых установлены по два опорных ролика 11. Шесть роликов одного ряда неприводные, шесть роликов другого ряда, соединенные трансмиссионным валом, приводные от двигателя постоянного тока с регулируемым числом оборотов и цилиндрического редуктора. Привод роликов 12 вынесен за пределы камеры и соединен с трансмиссионным валом зубчатой муфтой 13. Вращение поковки 8, уложенной между двумя рядами роликов, осуществляется за счет сил трения.

Устройство 5 распыления водовоздушной смеси состоит из двух гребенок 14, расположенных с обеих сторон механизма вращения поковок. Каждая гребенка состоит из рычагов 15, соединенных между собой двумя стержнями 16. В основании рычаги шарнирно закреплены к опорам 17, а опоры прикреплены к фундаменту. Средний рычаг гребенки имеет проушину, к которой шарнирно крепится корпус пневмоцилиндра 18. Шток пневмоцилиндра через стяжную муфту 19 шарнирно соединен с опорой 20, которая крепится к фундаменту. С помощью пневмоцилиндров 18 гребенки 14 переводятся из положения загрузки поковки в положение закалки поковки. Регулировка положения гребенок 14 производится относительно поверхности поковки 8, в зависимости от диаметра поковки, и осуществляется стяжными муфтами 19. На рычагах гребенок 14 с внутренней стороны закреплены коллекторы капельного 21 и водовоздушного орошения 22. Коллекторы капельного орошения 21 состоят из труб 23, на которых установлены форсунки 24 центробежного типа. На торцах труб коллекторов смонтированы фланцы для подвода воды. Коллекторы водовоздушного орошения 22 состоят из смесителей 25 и труб переменного сечения 26, в которых выполнены отверстия. Коллекторы водовоздушного орошения расположены в шахматном порядке по всей длине камеры. Корпус смесителя в торце и сбоку имеет штуцеры для подвода воды и сжатого воздуха. Подвод воды и сжатого воздуха к коллекторам осуществляется металлорукавами 27. Регулирующая запорная арматура и первичные контрольно-измерительные приборы установлены на подводящих трубопроводах снаружи камеры установки (не показаны). Для удаления водяных паров из камеры установка снабжена системой удаления паров 28. Предлагаемая установка снабжена также системами фильтрации воды, системами подачи воды и пара (не показаны).

Работа установки.

Нагретая в термической печи поковка металла 8 мостовым краном, оборудованным клещевым захватом, транспортируется к установке водовоздушной закалки и через открытые крышки 7 камеры 1 укладывается на ролики 11 механизма вращения поковки 2. После укладки поковки 8 на механизм вращения и подъема клещей крана из камеры крышки 7 камеры 1 закрываются, включаются механизм вращения поковки 2 и вентилятор системы удаления водяных паров 28. Гребенки 14 с коллекторами 21 и 22 сводятся в положение закалки. С пульта управления открываются клапаны подачи воды на коллекторы капельного орошения 21. По истечении определенного времени, установленного технологией для каждого типоразмера поковок, эти клапаны закрываются, температура поверхности поковки при этом снижается до определенной величины. Затем через определенное время открываются клапаны подачи воздуха и воды на коллекторы 22 водовоздушного орошения. Изменение скорости охлаждения поковки в процессе закалки и равномерность охлаждения обеспечивается автоматическим расходом воды и вращением поковки с определенной скоростью.

По окончании процесса закалки, когда температура поверхности поковки достигает определенной величины, клапаны подачи воздуха и воды закрываются, выключается привод механизма вращения поковки 12 и гребенки 14 с коллекторами 21, 22 разводятся в положение для выгрузки поковки. Выключается вентилятор системы удаления водяных паров 28 и открываются крышки 7 камеры 1. Поковку мостовым краном извлекают из установки закалки и транспортируют далее по технологической цепочке.

Наличие примененного на установке водовоздушной закалки поковок устройства распыления водовоздушной смеси, снабженного коллекторами капельного орошения, состоящими из трубы с расположенными на ней форсунками центробежного типа, и расположенными в шахматном порядке коллекторами водовоздушного орошения, состоящими из смесителя и трубы переменного сечения с отверстиями, установленными на двух шарнирно закрепленных, разводящихся с помощью пневмоцилиндров, гребенках, расположенных с обеих сторон механизма вращения поковок, позволяет повысить скорость наружного охлаждения и обеспечить равномерную структуру по всему поперечному сечению при закалке крупногабаритных поковок цилиндрической формы.

Установка достаточно проста, имеет минимум механизмов.

Источники информации 1. Авторское свидетельство N 465797, Мкл. C 21 D 1/62, 1975 г.

2. Авторское свидетельство N 789603, Мкл. C 21 D 1/667, 1980 г.

Формула изобретения

1. Установка водовоздушной закалки крупногабаритных поковок, содержащая камеру с раздвижной крышкой для загрузки и выгрузки поковок с размещенными в ней механизмом вращения поковки, упорами, устройством распыления водовоздушной смеси и системой удаления водяных паров, отличающаяся тем, что устройство распыления водовоздушной смеси установки снабжено коллекторами капельного орошения, состоящими из труб с расположенными на них форсунками центробежного типа, и коллекторами водовоздушного орошения, состоящими из смесителей и труб переменного сечения с отверстиями, установленными на двух шарнирно закрепленных гребенках, каждая из которых состоит из рычагов, расположенных с обеих сторон механизма вращения поковки, причем средний рычаг гребенки через проушину шарнирно закреплен к корпусу пневмоцилиндра, а шток пневмоцилиндра через стяжную муфту, служащую для регулировки положения гребенки относительно поверхности поковки, крепится к опоре, расположенной на фундаменте установки.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что коллекторы водовоздушного орошения расположены на гребенке в шахматном порядке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3