Установка для дуговой наплавки в вакуул1е

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советсниз

Социалистичесниа

Респуолик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидегельства №вЂ”

Заявлено 15,YII.1970 (№ 1458711/25-27) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 21.I I I.1972. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания 23.V.1972 р 3/12

k 9i04

k 37/00 комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

1.92 (088,8) Авторы изобретения

В. И, Федоров, А. Е. Рунов, М. А. Ширнин, Е. Г. Старченко, В. М. Ямпольский, В. Д. Ходаков, А. К. Сологубов и Б. Я. Ивницкий

Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения

Заявитель

УСТАНОВКА ДЛЯ ДУГОВОЙ НАПЛАБКИ В ВАКУУМЕ

Изобретение относится к установкам для вакуумно-дуговой наплавки и может найти применение на предприятиях арматуро"троеilHH для наплавки твердыми сплавами уплотпительных поверхностей деталей, например затворов паропроводной арматуры (седел, тарелок и т. п.).

Известна установка для механизированной дуговой наплавки,в вакууме деталей затвора арматуры, содержащая системы вакуумировапия и электропитания, вакуумную камеру с расположенными внутри нее подвижной горелкой с испаряющимся электродом и элек. тромагнитом, столом продольной подачи вращения установленных в держателе наплавляемых деталей и механизмом подачи присадочпого твердого плава в виде прутка.

Недостатком такой установки является то, что нагрев обрабаты ваемого изделия в,ней производится маломощной дугой, не обеспечивающей необходимого прогрева детали, что ведет к отслаиванию наплавленного твердосплавного слоя.

Предложенная установка отличается тем, что,вакуумная камера выполнена разъемной с откатным смотровым щитом, внутри.нее яа столе установлена индукционная шахтная электропечь для подогрева детали перед наплавкой, а держатель детали снабжен хвостовиком " шариком, контактирующим с клином, установленным на дне камеры с возможностью возвра f Ho-по=тупательного движения и служащим для выталкивания детали из печи в зону напла вки. Механизм подачи присадочного твердого, сплава выполнен в виде наклонно расположенного магазина, в донной части которого установлена приводная непрерывная конвейерная цепь с пружинными захватамн прутков, отстоящими друг от друга щ на рассгоянии /4 длины прутка, и подпружиiiåíiiûì кронштейном для удаления огарков прутков. Это позволяет .повысить производительно"ть установки и качество наплавки.

На фиг. 1 представлена принципиальная

15 схема описываемой установки;,на фиг. 2 — механизм подачи присадочных прутков и держатель прутков; на фиг. 3 — схема вьгполнения наплавки рабочей поверхности изделия (тарелки) .

20 Установка содержит станину 1, вакуумирующее устройство 2, барокамеру 3, стол 4 продольного перемещения и вращения, индукционную элекгропечь 5 с наплавляемым изделием б, контактную термопару 7, горелку 8 с

25 испаряющимся электродом и механизмом,ручного управления, катушку 9 магнитной,стабилизации дуги, электропривод 10 механизма подачи прутков, механизм 11 непрерывной подачи прутков, иллюминатор 12, клиновой экст30 рактор 18 обрабатьгваемого изделия, откатной

332998

ГО

60 б5 щит 14 барокамеры, трансформатор 15 индукционной электропечи, электропривод 16 стола продольной подачи и вращения с,регулятором их соотношения, ручной привод сканирующего устройства 17 стола, два тяговых пневмоцилиндра 18, ручной четырехпозиционный пневмокран 19, пневматический экстрактор 20 обработанного изделия, электрошкаф 21 и откатной манипулятор 22 для смены обрабатываемых изделий.

Механизм непрерывной подачи присадочных прутков содержит магазин 28, загруженный твердосплавными присадочными прутками 4, верхнюю опору 25, приводной вал 26, 9г/ втулку 27, конвейерную цепь 28, ведущую звездочку 29, изолятор 30, стойку 31, болты 82, гайки 38, нижн|ою опору 84, бункер 85 для огарков, экстрактор 86, пружину 87, ведомую звездочку 88, валик 89, втулку 40, нижшою основу 41, верхнюю основу 42, плоскую пружину 43, винты 44, накладку 45, экран 46 и держатель прутков, состоящий из профильного звена 47, винтов 48, плоской пружины 49 и вспомогательной .пружины 50.

Изделие 6 весом до 32 кг (см. фиг. 1) захватывают,в самозажимные клещи манипулятора 22, имеющего контргрузовой полиспаст, поднимают и перемешают выше щита 14 барокамеры при ее раскрытии и опускают в гнездо деталеприемника стола 4 при выдвинутом экстрактором 20 в высшее положение штоке дсталеприемника. После этого замок клещей манипулятора раскрывают, а мапнпулятор откатывают в крайнее правое псложение.

Производят загруз<у наплавочных прутков в магазин механизма 11, последовательными поворотами рукоятки пневмокрана 19 открывают доступ сжатого воздуха в камеры пневмоцилиндров. При этом поршень экстрактора 0 втягивается внутрь его цилиндра, а ос>0 вобожденное от опоры изделие 6 с деталепрнемником под действием собственного веса опускается в шахгу электропечи 5. Затем поршни обоих пневмоцилиндров18 втягиваются внутрь нх, подкатывая тележку со щитом 14 барокамеры, и, прижимая его усилием до 1б00 кг к торцевому окну барокамеры 8, герметизируют уплотнения этого соединения. При этом магазин механизма 11 подачи прутков, шарнирно связанный со щитом, поворачивается в барокамере и устанавливается,в рабочее положение. Вручную поворачивают рычаг контактной термопары 7, доводя ее головку до касания с изделием. Включают форвакуу.нный насос вакуумирующего устройства 2 и электропечь 5. производящую нагрев изделия 6.

По достижении разрежения атмосферы в барокамере 10 нл рт. ст. автоматически включается бустерныи насос высоковакуумпого агрегата и барокамера 3 вакуумируется до давления 10 4 лл рт. ст. По достижении изделием заданной температуры нагрева электропечь 5 автоматически выключается. Контактную термопару 7 вручную выводят из контакта с изделием 6, а изделие выдвигают из шах4 гы печи 5 " помощью экстрактора 13. К наплавляемой поверхности изделия вручную подводят горелку 8, возбуждают дугу и растягивают ее до заданной длины. Горение дуги стабилизируется магнитным полем катушки 9.

Включают электроприводы 10 и 16 механизма 41 подачи прутков и движения стола 4.

Дуга (см. фиг. 3) зажигается на краю изделия 6. Поверхность изделия под анодным пятном 51 расплавляется, и образуется сварочная ванна, перемещающаяся по спирали на изделии при его вращении и продольном перемещении. Из дуги на изделие капает расплавив присадочного материала, образующий наплавочный валик 52. По достижении зада нного градиента наплавки подача при "адочного материала под дугу автоматически прекращается, происходит реверс стола, а сварочная ванна анодного пятна дуги разворачивается по изделию в обратном направлении, переплавляя и сглаживая на изделии наплавочiiblå ва лики.

Присадочные прутки 24 (см. фиг. 2) подаются под дугу из магазина 28 с помощью конвейерной цепи 28, приводимой в движение звездочкой 29 и валом 26. Непрерывность подачи прутков достигается за счет того, что расстояние между пружинными захватами пруткодержателей цепи 28 составляет /4 длины прутка, а также за счет оптимального наклона днища магазина к горизонтали и мгновенного вывода из-под дуги остатка прутка (огарка) с длиной, равной /, первоначальной длины прутка, по достижении передним концом дуги следующего прутка, подающегося конвейером.

Захват прут<а 24 из магазина осуществляется с помощью пружинных пруткодер>кателей при упоре прутка в плоскую пружину 48. При этом задний конец прутка зажимается пружиной 49 пруткодержателя. Для ликвидации вибраций прутков под дугой предусмотрено пружинное поджатие прутка к поверхности ни>к ней осноьы 41.

Быстрый вывод огарка из-под дуги происходит за счет поворота пруткодержателя цепи 28 на звездочке 88. Невыпадение огарка при этом достигается за счет ограничения свободы его передвижния щелью между основами 41 и 42.

Удаление огарка в бункер 85 из пруткодержателя осуществляется с помощью пружинного экстрактора 86.

3а ходом наплавки наблюдают в иллюминатор 12. По окончании наплавочных работ электропривод 10 механизма 11 непрерывной подачи прутков автоматически отключается и включается обратный ход электропривода 16 продольной подачи и вращения стола. При этом производiITcH вторичный переплав валиков и сгла>кивание поверхности наплавленного слоя.

По окончании цикла питание электропривода 16 продольной подачи и вращения стола 4 горелки 8 и катушки 9 магнитной поддержки и насосов вакуумирующего устройства 2 автоматически огключаются. Дуга гасится, ваку332998

18 19 умные завворы автоматически закрываются, после чего вручную открывают кран .натекателя и развакуумируют барокамеру 8. Последовательным поворотом рукоятки пневмокрана 19 впускают сжатый воздух в толкающие пневмоцилиндры 18,.производящие откат тележки со щитом 14 в крайнее правое положение, и в цилиндр пневмоэыстрактора 20, подьем штока которого выводит изделие 6 из шахты индукционной нагревательной электропечи 5. Подкатив манипулятор 22, захватывают горячее изделие б самозажимными клещами, вынимают его из деталеприемника стола 4, поднимают и транспортируют за пределы щита 14 барокамеры. Готовые изделия складываются в кассеты. Новая заготовка изделия 6 манипулятором 22 монтируется в деталеприемник стола 4, после чего манипулятор выводится из рабочей зоны.

Обратным поворотом пневмокрана 19 при опускании штока поршня пневмоэкстрактора 20 осуществляется спуск изделия 6 в шахту т печи 5, подкат тяговыми пневмоцилиндрами 1о тележки щита 14 и прижатие щита к барокамере.

Выбором оптимального соотношения скорости вращения и продольного перемещения стола и скорости подачи присадочного прутка при определенном режиме наплавки (оварочного тока, напряжения и индукти эности) достигается получение ра вномерного наплавленного слоя твердых износостойких материалов на поверхности изделия. При нарушении правильного режима и оптимальных условий наплавки возможно возникновение различного рода дефектов 58, например пропуска валка, образования поры, трещины и т. п. Эти дефекты наплавки (см. фиг. 3) могут быть исправлены в ходе процесса с помощью ручного привода сканирующего у" гройства 17 без отключения управля он1их автоматов. Устройство 17 позволяет выставить дефектную зону изделия под дугу горелки 8 для повторного наплавления. При работе установки для вакуумно-дуговой наплавки внутренний экстрактор 13 ис5 пользуют в двух случаях: при перемонтаже установки на другой тип обрабатываемых изделий и при желании повысить к. п.д. электропечи 5.

Предмет изобретения

Установка для дуговой наплавки в вакууме уплотнительных поверхностей деталей твердыми сплавами, содержащая системы вакуумирования и электропитания, вакуумную камеру

15 с расположенными внутри нее подвижной горелкой с испаряющимся электродом и электромагнитом, столом продольной подачи и вращения установленных в держателе наплавляемых деталей и механизмом подачи приса20 дочного твердого сплава в виде прутков, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и качества наплавки, вакуумная камера выполнена разъемной с откатным смотровым щитом, внутри камеры на

25 столе установлена индукционная шахтная электропечь для подогрева детали перед иаплавкой, а держатель детали снабжен хвостовиком с шариком, контактирующим с клином, установленным на дне камеры с возможностью

30 возвратно-посгупательного движения и служащим для выталкивания детали из печи в зону наплавки, при этом механизм подачи присадочного твердого сплава выполнен в виде наклонно расположенного магазина, в донной

35 части которого установлена приводная непрерывная конвейерная цепь с пружинными захватами прутков, отстоящими друг от друга на расстояние з/4 длины прутка, и подпружиненным кронштейном для удаления огарков

40 прутков.

332998

Р;дактор H. Михайлова

Корректор T. Китаева

Заказ 2279 Изд. № 4212 Гираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений iH открытий про Совете Министров СССР

Мооква, К-35, Pa,ушская наб., д. 4/5

50 фЯ

Составитель Л. Яко|злева

Тсхзед Л, Богданова

Областная типография Костромского ynipaiaления по печати