Устройство для создания термопластических концентрированных напряжений в полосовых пилах

Авторы патента:

C21D1/10 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2614863:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) (RU)

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности Для повышения устойчивости полосовых пил в процессе пиления устройство содержит однофазные индукторы переменного тока, включающие магнитопровод, индуцирующий провод, токоподводящие шины, ось, корпус устройства; источник питания, при этом однофазные индукторы расположены по ширине пильного полотна в зонах создания теплового следа, имеют возможность поворота вокруг оси, закрепленной в корпусе. Устройство встроено непосредственно в пильный узел станка и позволяет обеспечить равномерный локальный нагрев участков полотна пилы в зоне зубчатой и задней кромки пилы по прямолинейному полосовому тепловому следу заданной ширины. Использование однофазных индукторов позволяет проводить регулирование ширины теплового следа на плоскости пилы, температуры и времени нагрева для каждого индуктора индивидуально. При необходимости увеличения числа тепловых следов в полотне пилы возможна установка дополнительных однофазных индукторов. 4 ил.

Изобретение предназначено для повышения устойчивого состояния полосовых (ленточных и рамных) пил в процессе работы путем создания термопластических концентрированных напряжений в пильном полотне и может быть использовано в деревообрабатывающей отрасли промышленности.

Известно устройство для термопластической обработки пильных дисков круглых пил, в котором используется эффект кольцевого нагрева посредством роликовой шовной электросварочной машины (Стахиев Ю.М., Настенко А.А. О тепловых методах создания начальных напряжений в дисках пил. - "Научные труды ЦНИИМОД", 1973, вып. 28, с. 51-52).

Недостатком устройства является то, что такое техническое решение не позволяет обеспечить с требуемой точностью нормированное напряженное состояние и устойчивость полотна пилы в процессе пиления, так как применена контактная передача тепла через поверхность пилы от нагревательных элементов к прогреваемому участку пильного полотна. Это приводит к неравномерному нагреву по толщине, ширине обрабатываемой зоны пильного полотна (по тепловому следу* (* Тепловой след - нагреваемая полоса на поверхности пильного полотна, по которой производится прогрев)).

Известно устройство для создания в пильных полотнах ленточных и рамных пил тепловых напряжений, в котором используется нагрев полотна пилы посредством ацетиленовых горелок (Якунин Н.К. Подготовка к работе и эксплуатация ленточных пил: Учебное пособие. - М.: МГУЛ, 2005, с. 119-121).

Недостатком технического решения является то, что такое устройство не позволяет обеспечить с требуемой точностью нормированное напряженное состояние и устойчивость полотна пилы в процессе пиления, так как применена контактная передача тепла через поверхность пилы от нагревательных элементов к прогреваемому участку пильного полотна, приводит к неравномерному нагреву по толщине, ширине обрабатываемой зоны пильного полотна.

К отмеченным недостаткам аналогов также относится то, что операцию нагрева пилы можно проводить только на стенде.

Известно устройство для создания термопластических напряжений в пильном диске круглой пилы, в котором используется эффект кольцевого нагрева полотна пилы многофазным индуктором переменного тока (RU пат. №2434952, МПК C21D 9/24, Н05В 6/02, 2010). Это устройство принято за прототип.

Недостатком устройства является невозможность создания нормированных концентрированных напряжений в полотне полосовой пилы и устойчивое состояние пилы в процессе пиления путем локального нагрева по прямолинейному следу на поверхности пильного полотна. К недостаткам прототипа также относится сложностью конструкции многофазного индуктора.

Изобретение направлено на решение задачи повышения устойчивости полосовых пил в процессе пиления путем равномерного нагрева по толщине и ширине обрабатываемой локальной зоны пильного полотна по заданному прямолинейному следу, обеспечивающего концентрированное термопластическое деформирование материала в обрабатываемой зоне и создание локальных остаточных напряжений в полотне пилы.

Этот достигается тем, что в предлагаемом техническом решении для создания термопластических напряжений локальный нагрев зоны пильного полотна по заданному прямолинейному полосовому следу осуществляется в электромагнитном поле индукционным способом с помощью однофазного индуктора. Однофазная система индукционного нагрева позволяет обеспечить локальный равномерный нагрев по толщине и ширине обрабатываемой зоны пильного полотна по заданному прямолинейному следу с большой точностью и создать концентрированные остаточные напряжения в полотне пилы, установленном непосредственно в пильном узле станка. Ширина теплового следа определяется высотой индуцирующего провода h и поворотом индуктора вокруг оси, закрепленной в корпусе устройства, параллельно плоскости полотна пилы на угол α, определяющий ширину зоны обработки. Время и температура нагрева обрабатываемой зоны полотна пилы регулируются величиной мощности, подводимой к индуктору от источника питания.

На фиг. 1 показан общий вид устройства для создания термопластических напряжений в пильном полотне полосовой пилы, установленном в пильном узле станка, посредством индукционного нагрева; на фиг. 2 - продольный разрез В-В; на фиг. 3 - поперечный разрез А-А, на фиг. 4 - участок полосовой пилы со следами термопластической обработки.

Устройство содержит однофазные индукторы переменного тока, включающие магнитопровод 1, индуцирующий провод 2, токоподводящие шины 3, ось 4, корпус 5, источник питания 6.

Работает устройство следующим образом. Пила 7 приводится в поступательное движение. Корпус устройства 5 установлен в пильном узле 8 станка так, что индуцирующие провода 2 расположены параллельно плоскости полотна пилы. Магнитный поток, созданный индуцирующими проводами 2, замыкается по пути «магнитопровод - участок обрабатываемой зоны движущегося полотна». Вызванные переменным магнитным потоком вихревые токи приводят к одновременному разогреву участков полотна пилы по прямолинейным локальным полосам заданной ширины у основания зубчатой кромки 9 и у задней кромки 10 пильного полотна. Ширина теплового следа определяется высотой h индуцирующих проводов 2 и поворотом индукторов вокруг осей 7, закрепленных в корпусе устройства 5, параллельно плоскости полотна пилы на угол α, определяющий ширину (а, в) зоны обработки. Время и температура нагрева пильного плотна по тепловому следу регулируются величиной мощности, подводимой к индуктору от источника питания 6.

Применение устройства индукционного нагрева для создания термопластических напряжений в полотне полосовой пилы позволяет обеспечить равномерный локальный нагрев участков полотна пилы в зоне зубчатой и задней кромки пилы по прямолинейному полосовому тепловому следу заданной ширины, создание концентрированных напряжений в полотне и устойчивое состояние полосовой пилы в процессе пиления. При этом устройство встроено непосредственно в пильный узел станка. Использование однофазных индукторов позволяет проводить регулирование ширины теплового следа на плоскости пилы, температуры и времени нагрева для каждого индуктора индивидуально. При необходимости увеличение числа тепловых следов в полотне пилы возможна установка дополнительных однофазных индукторов.

Устройство для индукционного нагрева полотна полосовой пилы, обеспечивающее создание термопластических концентрированных напряжений по ширине полосовой пилы, содержащее установленные в корпусе по меньшей мере два однофазных индуктора переменного тока с индуцирующими проводами, магнитопроводами и токопроводящими шинами, расположенными по ширине полотна пилы, при этом индукторы установлены на осях с возможностью поворота в плоскости, параллельной полотну пилы, на угол, обеспечивающий в процессе поступательного движения пилы локальную зону нагрева полотна пилы заданной ширины.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для повышения устойчивого состояния круглой плоской пилы в процессе обработки.

Способ термической обработки деталей // 2415952

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке тонкостенных деталей, используемых в различных отраслях машиностроения и направлено на снижение деформации по плоскости ниже 0,2 мм.

Способ упрочнения пил // 2333971

Изобретение относится к области термической обработки металлов и может быть использовано при изготовлении ленточных, дисковых пил для резки материалов. .

Способ периодического упрочнения пил // 2326175

Изобретение относится к области термической обработки металлов и может быть использовано при эксплуатации ленточных и дисковых пил для резки. .

Способ термической обработки зубьев дисков пил // 2259408

Изобретение относится к способам термической обработки зубьев дисков пил, конкретнее зубьев дисков пил горячей резки. .

Способ изготовления полосы из стали, сталь конструкционная и изделия из нее // 2238332

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству горяче- и холоднокатаного проката из среднеуглеродистой конструкционной стали. .

Способ производства тонколистовой стали и пил, сталь и изделия из нее // 2235136

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству горячекатаной и холоднокатаной тонколистовой углеродистой стали, преимущественно для производства пил для резки дерева, пластмасс, цветных металлов и сплавов.

Устройство для термообработки листовых изделий // 2201974

Изобретение относится к устройствам для термообработки листовых изделий, преимущественно дисков пил. .

Способ упрочнения рабочих поверхностей дискового ножа // 2183681

Изобретение относится к поверхностно-чистовой, в частности упрочняющей, обработке дисковых ножей, преимущественно для холодной резки металлов, которое осуществляют выглаживанием алмазным индентором.

Способ упрочнения пилы // 2138564

Изобретение относится к металлургическому производству и может быть использовано при изготовлении пил для резки гнутых профилей, труб и проката. .

Способ и устройство для термической обработки стального изделия // 2614861

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке стального изделия, проката различной формы, в т.ч. листового проката, фасонного проката, в частности железнодорожных рельсов.

Устройство для охлаждения обода при термоупрочнении железнодорожных колёс // 2612479

Изобретение относится к металлургии, а именно к оборудованию для термической обработки железнодорожных колес, и может быть использовано в черной металлургии и машиностроении в линиях термической обработки колес.

Способ подготовки горячекатаного проката для изготовления метизных крепежных изделий // 2612101

Изобретение относится к области термомеханической обработки сортового горячекатаного проката из конструкционных сталей перлитного класса и может быть использовано при изготовлении из него высокопрочных крепежных изделий.

Текстурированный лист электротехнической стали и способ его изготовления // 2611457

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшения шероховатости поверхности текстурированного листа из электротехнической стали и уменьшения магнитных потерь лист имеет область замыкающего домена, линейно распространяющуюся на поверхности стального листа в направлении под углом от 60° до 120° относительно направления прокатки, при этом область замыкающего домена сформирована периодически с интервалами s (мм) в направлении прокатки, так что h≥74,9t+39,1 (0,26≥t); h≥897t-174,7 (t>0,26); (w×h)/(s×1000)≤-12,6t+7,9 (t>0,22) и (w×h)/(s×1000)≤-40,6t+14,1 (t≤0,22), где h (мкм) – глубина, а w (мкм) - ширина области замыкающего домена.

Способ изготовления деформационно-упрочненных стальных деталей с покрытием и листы с предварительно нанесенным покрытием для изготовления этих деталей // 2610995

Изобретение относится к области металлургии, а именно к холоднокатаному и отожженному листу толщиной 0,5-2,6 мм, состоящему из стальной подложки для термической обработки и предварительного металлического покрытия, нанесенного на по меньшей мере две основные поверхности стальной подложки.

Многофазная сталь максимальной прочности с улучшенными свойствами в процессе изготовления и переработки // 2610989

Изобретение относится к многофазной стали максимальной прочности с определенным составом, а также к способу изготовления холодно- или горячекатаной стальной полосы из этой стали, при котором в процессе непрерывного отжига формируют необходимую многофазную микроструктуру.

Способ обработки инварного сплава на основе системы железо-никель // 2610654

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам обработки железоникелевого сплава. Заявлен способ обработки инварного сплава на основе системы железо-никель.

Способ изготовления высокопрочной конструкционной стали и изделие из высокопрочной конструкционной стали // 2608869

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу изготовления высокопрочной конструкционной стали. Способ изготовления высокопрочной конструкционной стали включает этап изготовления сляба для изготовления стального сляба, этап (1) нагревания стального сляба до температуры в диапазоне от 950 до 1300°С, этап (2) выравнивания для выравнивания температуры стального сляба, этап горячей прокатки стального сляба, содержащий стадию (5) горячей прокатки I типа в диапазоне температур, в котором не происходит рекристаллизация, ниже температуры окончания рекристаллизации (RST), но выше температуры А3 образования феррита, и для обеспечения температуры чистовой прокатки (FRT), этап (6) закалки горячекатаной стали со скоростью охлаждения по меньшей мере 20°С/с до температуры окончания закалки (QT), причем указанная температура окончания закалки (QT) находится между температурами Ms и Mf, этап (7, 9) перераспределяющей обработки для перераспределения углерода в микроструктуре горячекатаной стали от мартенсита к аустениту, и этап (8) охлаждения горячекатаной стали до комнатной температуры посредством принудительного или естественного охлаждения.

Способ получения бейнитных рельсовых сталей // 2608254

Изобретение относится к области металлургии, а именно к рельсу из низколегированной стали. Рельс из низколегированной стали, в котором структура стали в головке содержит 5-15% по объему феррита и многофазный бейнит, состоящий из верхнего и нижнего бейнита.

Способ управления механическими свойствами среднеуглеродистых легированных конструкционных сталей // 2608116

Изобретение относится к области обработки черных металлов, в частности к обработке изделий из среднеуглеродистых легированных конструкционных сталей. Техническим результатом изобретения является повышение значений показателей ударной вязкости и пластичности без снижения показателей прочности.

Способ электронно-лучевой обработки изделия из технического титана вт1-0 // 2616740

Изобретение относится к упрочняющей обработке металлов с использованием концентрированных потоков энергии, в частности к получению на техническом титане ВТ1-0 поверхностных слоев с градиентной многофазной структурой, которые могут быть использованы для повышения ресурса работы деталей машин и механизмов, работающих в условиях многоциклового усталостного разрушения. Способ включает импульсно-периодическое воздействие на поверхность технического титана ВТ1-0 сильноточным электронным пучком с энергией электронов 10…30 кэВ в среде аргона при остаточном давлении 0,02…0,03 Па, поглощаемой плотности энергии 10…30 Дж/см2, длительности импульсов 100…150 мкс и количестве импульсов 1…3. 1 ил., 1 табл., 3 пр.