Агрегат для термической обработки штанг

 

О П И С А Н И Е ()()з

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6I) Дополнительное к авт. саид-ву— н (22) Заявлено 240576 (21) 2364752/22-02 (51) М. Кл.2

C 21 О 1/ 2 с присоединением заявки Но

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликоеаио 251279. Бюллвтвнь Но 47 (53) УДК621. 785, . 545 (088,8) Дата опубликованию описанию 05.0180 (72) Авторь1

ИЗО6 ЭЕТЕИИя С . Г. Бабаев, M. д. Иляхсвский и Ю. М. Рыжов

Всесоюзный научно-исследовательский и проектнотехнологический институт нефтяного машиностроения (71) Заявитель (54) АГРЕГАТ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КТАНГ

Изобретение относится к установ- кам для термической обработки изделий с индукционным нагревом.

Известна установка для термичес-. кой обработки цилиндрических штанг, содержащая подвижный индуктор со спрейером, шпиндельные бабки для закрепления и вращения штанги с приводом вращения и перемещения шпинделей и цилиндр растяжения штанги (1) .

Эта установка имеет малую производительность и повышенную трудоемкость процесса обработки штанг.

Известна также многопоэиционная установка для термической обработки цилиндрических изделий, содержащая индуктор, платформу с механизмами закрепления и вращения изделий, каждый из которых выполнен в виде неподвижной и подвижной шпиндельных . бабок, приводы вращения и перемещения шпинделей и загрузочно-разгрузочный механизм (2).

Недостатком такой установки является невозможность одновременной обработки нескольких штанг вследствие необходимости изменения скорости твр- мообработки головок штанг и одновременной установки и закрепления нескольких штанг в шпиндельных бабках.

Цель изобретения — автоматизация процесса многопоэиционнсй термической обработки штанг, увеличение производительности и снижение трудоемкости. Это достигается тем, что платфор,ма снабжена жесткими упорами,< размещенными в каждом ряду бабок по обе стороны соответствукщих индукторсв на равном для каждой стороны расстоянии, при этом бабки связаны с гидроцилиндрами растяжения штанг, а их шпиндели — с приводом вращения поредством сцепных муфт, тз Механизм загрузки-выгрузки выполнен в виде тележки, снабженной зажимными губками, центры которых расположены раэновысстно с шагом, соответственно в верхних и нижних рядах, 20 равным интервалу между рядами бабок, а направляющие под тележку со стороны загрузки имеют подъемные участки, высота которых равна расстоянию по вертикали между центрами губок верхних и нижних рядов, На фиг, 1 изображен предлагаемый агрегат, общий вид; на фиг. 2 — вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б. на фиг. 1; на фиг. 4 — меЗО ханиэмы эажимных приспособлений те704993 лежки, вид спереди; на фиг, 5 - -,о же, вид сбоку на фиг. 6 — то же, вид сверху; на фиг. 7 — принципиальная гидрокинематическая схема агре"гата.

На неподвижно установленном основании 1 арочного типа размещены (по

5 числу закалочных мест) батареи конденсаторов 2, трансформаторы 3, индук ционные нагреватели 4, спрейеры 5, эакалочные камеры 6 и коллектор 7 сбора отработанной охлаждающей жидкости. Между опорами основания 1 на фундаменте закреплена коллея †. направляющая 8, по которой перемещается платформа 9 от действия электрического двигателя 10 тиристорного привода.через червячный редуктор 11 с шестерней 12 и зубчатую рейку 13, закрепленную на платформе 9.

На боковой длинной сторбне платформы 9 закреплена система копиров 20

14, .взаимодействующая во время движения платформы 9 с рычагом 15, связанным с осью регулятора скорости вращения вала электрического двигателя 10 тиристорного привода. Ре- 25 гулятор вмес:е с рычагом 15 прикре1член к основанию 1. В системе копиров имеется также и шарнирно-закрепленный копир 16, длинное плечо которого в йормальном положении горизонтально 30 и при прямом ходе платформы 9 не влияе на рычаг 15, позволяя ему упереться Лишь в короткое плечо копира 16, — которое отклоняется и притягивается электромагнитом 17. При этом длинное плечо копира 16 занимает новое, наклонное к горизонту положение (на фиг. 1 это положение показано пунктиром).

Крайние положения платформы 9 кон- 4) тролируются подпружиненными упорами 18;

По концам платформы 9 с возможно стьй"Осевого "перемещения по направляющим 19 до упоров 20 соосно установЛены бабки 21, причем линии, соединяющие оси шпинделей 22 каждой па-.. ры бабок 21, параллельны между со- . бой. Концы шпинделей 22 выполнены с внутренними резьбами, обеспечивающими скручивание их с резьбовыми кон- 50 цами обрабатываемых штанг 23. С внешней стороны бабки 21 соедийены с одинаковыми по диаметру гидроцилиндрами 24;-

Каждая пара противоположно и соос- 55 но установленных бабок 21 соединена через шлицевое соединение 25, цепную передачу 26 и валов 27 с приводом

28, обеспечивающим синхронное вращение шпинделей 22 с заданной скоростью@) в процессе термообработки штанг 23.

Электромагнитные муфты 29 осуществля----"ют включение дополнительных приводов

30 c îäíîâðåìåííûì отключейием йрйвода 28, обеспечивая реверсивное вра- 65 щение шпинделей 22 в системе кгючей при свинчивании (с заданным моментом} или раэвинчивание их со штангами 23.

Для этого каждый шпиндель 22 соединен с приводными шестернями 31 с помощью моментной муфты, работающей лишь ро время свинчивания шпинделя

22 со штангами 23.

Для выделения головок штанг 23 на одну линию последовательно на каждой из сторон штоковые полости каждых двух напротив стоящих гидроцилиндров

24 через золотники 32 соединяются с индивидуальными (для каждой пары гидроцилиндров) гидронасосами 33.

При этом на "входе в штоковую полость каждого гидроцилиндра 24 установлены двухпоэиционные золотники 34, обеспечивающие подачу масляных потоков к полостям гидроцилиндров 24, или от гидронасосов 33, или от общего для всех гидроцилиндров 24 гидронасоса

35 низкого давления, но большой производительности, служащего для сведения или разведения бабок 21, а следовательно, и шпинделей 22 с незначительным усилием при завинчивании и развинчивании на шпиндели 22 штанг

23. Последнее действие обеспечивается золотником 36 у гидронасоса 35.

Слив из штоковых полостей всех гидроцилиндров g4 осуществляется только через подпорные клапаны 37, Подпорные же клапаны 38, установленные в линиях общего гидронасоса 35, служат для различного усилия при сведении и разведении бабок 21 во время свинчивания и развинчивания штанг 23 со шпинделями 22.

Для механизации загрузки и разгруэки агрегата служит тележка 39 на ребордных колесах 40, перемещающаяся по направляющим рельсам 41, закрепленных как на IIJIBTAopME 9, так и на основании 42 под тележку 39. При этом ширина колеи передних колес тележки

39 больше колеи задних колес. Тележка 39 скрейлена шарнирно тягой 43 с цепным транспортером 44, расположенным на основании 42 и имеющим привод

45. Тележка 39 снабжена рамкой 46, шарнирно-прикрепленной к тележке 39 и имеющей длину во всю ширину тележки. В конце движеиия тележки по направляющим рельсам 41 на основании

42 перекладина 47 рамки 46 встречается с ловителями 48 на штоках пневмоцилиндров 49. Последние, срабатывая, поднимают рамку 46 и термообработанные штанги 23 скатываются по склизу

50 в приемную корзину 51 °

Пучек штанг, подлежащих термообра ботке, укладывается на стеллаж 52 це- ховыми Подъемно-транспортными механизмами с- которого штанги раскладываются на йризмы 53 тележки 39.

На концах тележки 39 установлены по два ряда центрирующе-эажимных при704993

60 способлений с длинными 54 и короткими 55 рычагами, Каждая пара рычагов

54 и 55 каждого приспособления взаимодействует между собой через зубчатую передачу 56. При этом пневмоцилиндр 57 воздействует одновременно 5 на две шестерни зубчатой передачи

56 каждой соседней пары рычагов 54 и 55 в каждом ряду.

Приспособления с рнчагами 54 и 55 закреплены на тележке 39 рядами с ша- 0

roM. равным, соответственно, a sepxних и нижних рядах центров губбк, интервалу между центрами шпинделей 22 бабок 21, причем каждый ряд приспособлений 54 сдвинут относительнб ряда приспособлений 55 на расстояние, равному половине длины шага.

Для подъема центров губок приспособлений 55 с одновременным горизонтальным перемещением их до центров шпинделей 22 служат копиры 58, установ- 20 ленные на каждом направляющем рельсе 41,проекция длины подъемных участков которых равна половине длины шага между шпинделями, а высота их равна расстоянию по вертикали между 25 центрами рычагов 54 и 55.

Для выравнивания концов штанг 23 с одной стороны основания 42 по всей его ширине установлен щиток-ограничитель 59. 30

Угол наклона поверхности призм 53 по отношению к горизонтали выполнен несколько меньшим, чем угол наклона копиров 58 что позволяет тележке

39 без помех выкатиться из-под уже

35 растянутых штанг 23 в шпинделях 22.

Агрегат работает следующим образом.

После ссыпания термообработанных штанг 23 с рамки 46 тележки 39 по склизу 50 стеллажа 52 в корзину 51 40 пневмоцилиндры 49 возвращают рамку

46 в ее обычное горизонтальное положение. При этом продолжения рамки 46 над перекладиной 47 образуют своеобразный мост между настилом стеллажа 45

52, где лежат штанги 23, подлежащие термообработке, и поверхностью тележки 39. По этому мосту штанги

23 вручную сволакиваются на тележку

39, укладываются на приемные призмы 50

53 тележки 39 и выравниваются по щитку-ограничителю 59 перемещенйем их в осевом направлении, Затем вклвчаются пневмоцилиндры 57 двух рядов приспособлений с рычагами 55 по концам 55 тележки 39 и штанги 23 эажимаются в иих по концам. Все это происходит в течении того времени, когда происходит термообработка очередной партии штаиг 23 и после окончания термообработки, возвращения платформы 9 назад в исходное положение до соприкосновения колес платформы 9 с упорами 18 на концах направляющих 8. В этот момент электрический двигатель

10 тиристорного привода останавливается и платформа 9 Фиксируется и этом положении благода1. я наличию самоторможения в червячном редукторе 11, Включается привод 45 цепного транспортера 44 и тележка 39 с закрепленными на ней штангами 23 от воздействия транспортера 44 через тягу 43 вкатывается на ПлатФорму 9 по направляющим рельсам 41. При этом длинныв рычаги 54 нажимных приспособлениЯ разведены в стороны и утоплены s теле тележки 39, позволяя последней свободно проехать под растянутыми термообработанньми штангами 23. Движение тележки 39 прекращается в тот момент, когда все четыре колеса 40 тележки одновременно достигнут точек начала подъема на копиры 58.

Далее включаются пневмоцилиндры

57 зажимных приспособлений, рычаги

54 которых захватывают и зажимают уже обработанные штанги 23. Этим обеспечивается воэможность развинчивания шпинделей 22 со штангами 23, когда шпиндели 22 получают вращение от дополнительных приводов 30 за счет переключения электромагнитных муфт 29, т, е. работают в системе ключа. Одновременно с этим золотники 34 от-ключают от гидроцилиндров 24 гидронасосы 33 и подключают гидронасос 35, Поток гидрожидкости от этого насоса с помощью золотника 36 направляется к штоковьм полостям гидроцилиндров

24, обеспечивая разведение бабок 21 с небольшим усилием.

После освобождения всех штанг 23 пневмоцилиндры 57 разжимают рычаги

54 и штанги падают на поверхность тележки 39 в призмы 53 в промежутки между рычагами 55. Бабки 21, продолжая движение, полностью разводятся в стороны. Вторично включается привод

45 цепного транспортера 44, который через тягу 43 закатывает колеса 40

,тележки 39 на копиры 58 вверходо упора. При этом центры штанг 23, зажатых в рычагах 55, совмещаются с центрами шпинделей 22.

В обратной последовательности— за счет реверса дополнительных приводов 30 золотником 36 переключения потока гидрожидкости от гидронасоса 35 в поршневые полости гидроцилиндров

24, от чего бабки 21 начинают сбли.жаться до соприкосновения концов шпин делей 22 с неподвижными резьбовыми концами штанг 23 — производится скру чивание очередных штанг 23 со шпинделями 22. Свинчивание каждого резьбового конца штанг 23 происходит лишь до достижения момента, на который настроена моментная муфта, соединяющая

-приводное зубчатое колесо 31 со шпинделем 22. После свинчивания всех шпинделей 22 со всеми резьбовыми концами . штанг 23 рычаги 55 приспособлений разводятся и тележка 39 транспортерам

44

704993

Формула изобретения

1. Агрегат для термической обработки штанг, содержащий неподвижные индукторы со спрейерами и подвижную платформу, йа которой расположены в параллельных рядах шпиндельные бабки для закрепления штанг, гидроцилиндры

"раатяжения 6йганг и-механизм загрузки-выгрузки, о т л и ч а ю щ и и с" я тем,"Что, с целью автоматизации процесса при многопозиционной термообработке, повышения производительности" и снижения трудоемкости, плат форма снабжена жесткими упорами, раэмещенныьы в каждом ряду бабок по обе стороны соответствукидих индукторов

60 выводится из=под закрепленных штанг

23, неся на своей верхней поверхности обработанные штанги."Далее тележка

39 доходит до конца основания 2, перекладина 47 рамки 46 встречается с ловителями 48 пневмоцилиндров 49 и процесс сброса штанг повторяется аналогйчно описанному.

В это время золотники 34 подключают к штоковыи полостям гидроцилиндров

24 гидронасосы 33, а золотники 32 на- 1О правляют потоки гидрожидкости к левИм гидроцилиндрам 24 (см. фиг. 7), заставляя правые бабки 2) прижаться к упорам 20 и, тем самым, выставляя головки правйх- концов штанг в одну линию, параллельную линии закрепления индукторов 4.

С этого момента начинается термообработка штанг 23.

От включения электрического двига теля 10 тиристорного привода платфор- 20 ма 9 начинает перемещать растянутые в ней штанги 23 относительно неподвижных индукционньж нагревателей 4, ко-торые включаются в момент, когда головки штанг войдут в нагреватель 4, 25

Одновременно с этим начинается и подача охлаждающей жидкости в спрейере 5, которая собирается закалочной камерой б и сливается в коллектор 7. В это же время начинает свое воздействие на ры-30 чаг 15 регулятора оборотов электри-" ческого двигателя 10 тир.сторного привода копир 14, от чего скорость " движения платформы 9 изменяется в зависимости от изменякшихся диаметров 35 поперечных сечений головок штанг 23, что отражено на форме копира. После прохождения головок штанг, т. е. с подходом к индукторам цилиндрической части тела штанг 23, рычаг 15 выхо- щ дит из-под действия копира 14 и сохраняет свое положение на всей длине цилиндрической части штанг, от чего скорость движения платформы 9 останется постоянной. После прохождения 45 головок и выхода на цилиндрическую часть тела штанг 23 золотники 32 переключают потоки гидрожидкости от насосов 33 со штоковых полостей левых гидроцилиндров 24 на штоковые полости правых гидроцилиндров 24, создавая там избыток давления, от чего правые бабки 21 начнут отходить с очень малыми скоростями от упоров 20, а левые бабки 21 подходить к своим упорам 20. Это движение прекратится как только левые бабки 21 прижмутся к своим упорам 20; но до момента под- " хода головок этого конца штанг " ин- дуктэрам. При равенстве вйстуйающих из бабок 21 концов шпинделей 22 головки всех штанг 23 установятся на .одной линии, параллельной линий" за- крепления нагревателя 4.

Йзмейенйе скоро=тй движения штанг относйтельно индуктора, которое на- 65 блюдаегся при выравнивании вто)-нх концов штанг в процессе термообработки, очень незначительно (2, 5%), что, естественно, не влияет на качество термообработки . 1ала я величина и эменения скорости закалки обеспечивается соотнсшением: большой длины термообработки (8000 мм) и небольшого дополнительного перемещения бабок (не более 100 мм).

При переключении золотнико6 32, когда поток гидрожидкости от насосов

33 направляется со штоковых полостей левых гидроцилиндров 24 на штоковые полости правых гидроцилиндров 24, давление в штоковых полостях левых гидроцилиндров не падает, так как слив из них осуществляется через подпорный клапан.

В момент входа вторых головок штанг 23 в нагреватель 4 рычаг 15 от воздействия когира 14 изменяет скорость движения платформы 9 до минимальной, питание нагревателя 4 и прейеров 5 отключается, рычаг 15, упираясь в короткое плечо шарнирнозакрепленного копира 16, отклоняет его до зоны сил притяжения электрического магнита 17 и копир 16 занимает положение, показанное на фиг, 1 пунктиром. В это же время происходит реверс электрического двигателя 10 тиристорного привода, и платформа 9 начинает двигаться в обратную сторону. Рычаг 15 регулятора скорости электрического двигателя 10 изменяет свое положение от воздействия отклоненного длинного плеча копира 16, врезультате чего скорость движения платформы 9 плавно возрастает до максимально возможной, осуществляя холостой ход с повышенной скоростью.

В койце "движения от воздействия длинной планки, входящей в систему копиров 14, рычаг 15 плавно гасит скорость движения платформы до минимальной, колеса платформы 9 соприкасаютмя с упорами 18, платформа останавливается. Далее происходит процесс, аналогичный описанному.

704993

|о на равном для каждой стороны расстоя- нии, при этом бабки связаны с гидроцилиндрами растяжения штанг, а их шпиндели — с приводом вращения посредством сцепных муфт.

2. Агрегат rtn п. 1, о т л и ч аю ш и и с я тем, что механизм загрузки-выгрузки выполнен в виде тележки, снабженной зажимными губкамй, центры которых расположены разновысотно с шагом, соответственно в верхних и нижних рядах, равньм интервалу между рядами бабок, при этом со стороны эагруэк и напра вл яка|не под теле ку имеют подъемные участки, вйсота котор,тх равна расстояний пб вертиКали м| жпу "" -" центрами губок верхних и нижних рядов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР

Р 116153, кл. С 21 0 1/l2, 1959.

2. Патент ФРГ 9 1241472, кл. 10 с 9/30, опублик. 1967 (прототип).

704993

Составитель В. Белофастов

Редактор Д. Пинчук Техред З.фанта Корректор О. Ковинска я

Заказ 796S/29 Тираж 653 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам ивобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4