Вакуумная установка для термообработки

 

ес в м; кя

{ к -- д фф Бщ

ОП И

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 723337

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.01.77 (21) 2446179/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

F 27 В 1/10

С 21 D 9/00

Государстееиный комитет

СССР (53) УДК 621.783..2 (088.8) Опубликовано 25.03.80. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 05.04.80 но делам нэооретеннй н открытий (72) Авторы изобретения

И. М. Князев, В. П. Чураков и О. С. Орлов (71) Заявитель (54) ВАКУУМНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ

Изобретение относится к оборудованию для проведения термообработки тонкостенных деталей, например дефлекторов лопаток ГТД, и может быть использовано в термических цехах машиностроительной, авиационной, судостроительной и других отраслях промышленности.

Известна установка для термообработки деталей, содержащая вертикально расположенные друг над другом камеры (рабочую камеру нагрева, камеру загрузки и выгруз- . 0 ки и закалочную камеру); размешенный в камере загрузки и снабженный механизмом опрокидывания стол для садки с деталями, выполненный с возможностью вертикального перемещения; механизм для удержания садки в процессе нагрева, укрепленный в верхней части камеры нагрева (1).

Однако период переноса садки с деталями в рабочую камеру нагрева, а затем в закалочную длителен, так как между камерой нагрева и закалочной камерой размешена камера загрузки с механизмом перемещения садки„поэтому эта установка непригодна для проведения светлого отжига тонкостенных деталей из жаропрочных сталей, быстро охлаждаюшихся и закаляющихся на воздухе. Кроме того, эта установка не оснащена вакуумной системой, обеспечивающей отсутствие окалины на деталях.

Известна установка для термообработки деталей, содержащая механизм разгрузкизагрузки, устройство для охлаждения, двухкамерную ванну с сообщающимися камерами, причем одна из них установлена под индуктором, и в ней размещены вертикальные направляюшие для каретки механизма перемещения деталей, установленной с возможностью быстрого перемешения от индивидуального привода, выполненного в виде гидроцилиндра (2).

Использовать механизм быстрого перемещения деталей, выполненный в виде гидроцилиндра, в вакуумных печах нельзя, так как расположение гидроцилиндра за пределами муфеля приводит к большому вылету крепежных элементов, что нецелесообразно и неэкономично. Кроме того, такая установка механизма перемещения садки с деталями трудоемка в части обеспечения вакуумного уплотнения в съемной крышке камеры загрузки, а составляющие этот механизм эле723337

Кроме того, для обеспечения устойчивости цилиндра при установке в камере загрузки ушкообразные выступы цилиндра рас4$ положены по его диаметру, а одна из чек выполнена С-образной формы. С целью упрощения сборки индивидуальные приводы могут быть выполнены в виде цилиндров со штоками, концы которых имеют Г-об- $y разную форму.

На фиг. 1 показана предлагаемая установка, общий вид; на фиг. 2 дан вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 — вид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез

 — В на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез à — Г на фиг. 3.

Вакуумная установка для термообработки тонкостенных деталей содержит механизм менты из-за высокой температуры (порядка

1100 С) постоянно пригорают в полости муфеля, т. е. плавность перемещения этих элементов в отсутствует.

Известна также вакуумная установка для термообработки, содержащая камеру загрузки с размещенными в ней загрузочным устройством и механизмом подвеса и перемещения и технологические камеры, разделенные вакуумным затвором (3).

Однако на такой установке нельзя проводить светлый отжиг тонкостенных деталей из жаропрочной и нержавеющей стали, имеющих свойство закаляться на воздухе, так как период переноса садки из полости камеры загрузки последовательно в камеры нагрева и закалки продолжителен по времени не только потому, что эти последние камеры разделяет камера загрузки, но и потому, что при помощи механизма перемещения садка движется не по прямой, а по дуге окружности. В результате такой компоновки тонкостенные детали прежде, чем попасть в закалочную камеру, успеют охладиться и получают закалку вместо светлого отжига. Такой процесс неприемлем в особенности для таких ажурных деталей, как дефлекторы, у которых нужно снять светлым отжигом возникшие при механической обработке напряжения.

Для возможности проведения светлого отжига тонкостенных деталей путем обеспечения максимально быстрого перемещения садки последовательно в камеры нагрева и закалки из камеры загрузки механизм подвеса и перемещения выполнен в виде диска с прорезями и укрепленных на нем направляющих и размещенных в них чек, имеющих индивидуальные приводы возвратно-поступательного перемещения, а загрузочное устройство выполнено в виде телескопически соединенных цилиндра и стержня с буртом в нижней части, имеющих в верхней части ушкообразные выступы со сквозными отверстиями, входящие в прорези диска, при этом чеки входят в отверстия ушкообразных выступов.

$ о

1$ эв

2$ зе з$ аю

1 перемещения, выполненный в виде цилиндра-корпуса 2, образующего своей наружной поверхностью трубчатой формы вместе с торцовыми поверхностями колец 3 гнезда 4 для размещения деталей телескопически соединенные с центральным стержнем 5, при этом корпус 2 оснащен двумя ушками 6, диаметрально разнесенными отйосительно продольной оси, а стержень 5 — ушком 7 на верхнем конце, а на нижнем конце стержня имеется опорный бурт 8; механизм подвеса диска 9 с фигурной прорезью 10 по оси, несущей кронштейны 11, лежащие своими горизонтальными направляющими поверхностями 12 в плоскостях, параллельных плоскости расположения штоков 13 и

14, соединенных соответственно с пневмоцилиндрами 15 и 16; связывающие эти механизмы чеки 17 и 18; камеру 19 загрузки с откидной крышкой 20 на загрузочном окне, печь 21 с камерой 22 нагрева в муфеле

23, соединенном в нижней части с вакуумным затвором 24, контактирующимся с прижимами 25, связанными с пневмоцилиндрами 26, камеру 27 закалки.

Вакуумная установка для термообработки тонкостенных деталей работает следующим образом.

В гнезде 4 механизма перемещения 1 загружаются детали, например дефлекторы.

Чтобы в процессе перемещения его детали не смогли выпасть, их вместе с корпусом 2 завертывают фольгой. Затем корпус 2 вместе со стержнем 5 вводится в прорезь 0 опорного диска 9 со стороны ушек 6 и 7 и стопорится от выпадания чеками .17 и 18, при этом одна чека 17 одним концом С-образной формы центрируется своими отрогами по направляющим поверхностям 12 кронштейнов 11, равноудаленных от плоскости перемещения чеки 18 и смещенных относительно фигурной прорези 10 в противоположную сторону от кронштейна 11 чеки 18. Этими же отрогами чека 17 продевается в ушки 6 корпуса 2, а чека 18 вставляется в кронштейн 11 и продевается в ушко 7 стержня 5. В таком собранном виде при открытой крышке 20 в загрузочное окно камеры 19 загрузки опускается садка до тех пор, пока механизм 1 перемещения садки не зависнет чеками 17 и 18 на крючкообразных концах штоков 13 и 14, а диск 9 не упрется во внутреннюю опорную поверхность 28 камеры, предварительно сориентируясь отверстиями 29 по штырям 30 (см. фиг. 3 и 4), чтобы направляющие 12 оказались в плоскостях, параллельных плоскости перемещения штоков 13 и 14. Крышка

20 закрывается и для большей герметичности в первоначальный момент дополнительно поджимается прижимами (не показаны).

В этот же момент к нижнему фланцу муфеля 23 камеры нагрева 22 подводится вакуумный затвор 24 (нижняя крышка) и

723337 поджимается также в первоначальный момент прижимами 25 при помощи пневмоцилиндров 26. На чертеже вакуумная система не показана, а указано стрелками: «к насосу». Первая вакуумная система создает низкий вакуум внутри корпуса печи 21, где установлены электронагреватели и проходит цилиндрическая часть муфеля 23, это все выполнено для увеличения срока службы муфеля, предохранения его от раздавливания внутренним вакуумом в горячем состоянии, а также увеличения срока службы ни- 10 хромовых нагревателей. Вторая вакуумная система предназначена для создания высокого вакуума внутри муфеля 23 загрузочной камеры 19. Насосами в муфеле 23 достигается заданный вакуум порядка 5 10 мм рт. ст. А как только крышка 20 закрывается, она нажимает на конечный выключатель (не показан), включаюший в работу нагревателя для повышения температуры в муфеле до заданной (порядка 1100 С) .

При достижении низкого вакуума внутри 2о муфеля (порядка 5 10 г мм ртс. ст.) прижимы 25 с вакуумного затвора 24 снимаются, так как сам затвор под влиянием окружающей среды (давления) подсасывается к муфелю 23. После достижения заданных pazs бочих параметров (температуры и давления) дается сигнал в пневмоцилиндр 15, обеспечивающий возвратно-поступательное перемещение штока 13, вытягиваюшего чеку 17 из ушек 6 корпуса 2, в результате чего последний с деталями падает из камеры 19 Зо загрузки в камеру 22 нагрева по стержню

5 и зависает на бурте 8 в зоне, ограниченной с наружной стороны муфеля 23 электронагревателями, обеспечивающими постоянство эпюры температур по всей зоне, т. е. равномерность нагрева деталей по всей их длине. Как только подвижная часть механизма

1 перемещения деталей оказывается в зоне нагрева, на пульте появляется сигнал, сразу же включается реле времени и остальные звенья цепи, обеспечивающие автоматичес- 4р кий режим работы. По истечении технологического времени реле времени включает насос откачки и включает поступление в полость 22 муфеля 21 нагретого аргона (показано стрелкой) для разрядки вакуума до атмосферного давления. При выравнивании 4 давления в камере 22 нагрева и окружающей атмосфере вакуумный затвор 24 под собственным весом падает в отвесное положение, вращаясь на оси 31, и выступом 32 рычага 33 при повороте нажимает на конечный выключатель 34, который регулирует работу пневмоцилиндра 16. Последний отводит шток 14 и тем самым вытаскивает чеку

18 из ушка 7 стержня 5. В этот момент весь механизм 1 перемещения садки с деталями беспрепятственно падает в камеру закалки 27 (закалочный бак) . Автоматический цикл работы печи заканчивается. После охлаждения деталей камера 27 закалки (подвижный бак с проточной водой), размещенная под печью, выдвигается, а садка с деталями вынимается из него. Сброс садки после открытия вакуумного затвора 24 происходит мгновенно и исчисляется в десятых долях секунды после включения им конечного выключателя.

Таким образом, использование изобретения позволит обеспечить качество отж ига тонкостенных деталей, например дефлекторов, лопаток ГТД (отсутствие окалины, получение заданной твердости и пластичности за счет максимально быстрого перемещения садки с деталями из камеры нагрева в камеру закалки, зависяшего только от силы тяготения при свободном падении в вертикально расположенных друг над другом камерах.

Форму,га изобретения

1. Вакуумная установка для термообработки, содержащая камеру загрузки с размещенными в ней загрузочным устройством и механизмом подвеса и перемещения и технологические камеры, разделенные вакуумным затвором, отличающаяся тем, что, с целью возможности проведения светлого отжига тонкостенных деталей, механизм подвеса и перемещения выполнен в виде диска с прорезями и укрепленных на нем направляющих и размешенных в них чек, имеющих индивидуальные приводы возвратнопоступательного перемещения, а за грузочное устройство выполнено в виде телескопически соединенных цилиндра и стержня с буртом в нижней части, имеющих в верхней части ушкообразные выступы со сквозными отверстиями, входящие в прорези диска, при этом чеки входят в отверстия ушкообразных выступов.

2. Установка по и. 1,,от,гичающаяся тек, что, с целью обеспечения устойчивости цилиндра при установке в камере загрузки, ушкообразные выступы цилиндра расположены по его диаметру, а одна из чек выполнена С-образной формы.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем. что, с целью упрощения сборки, индивидуальные приводы выполнены в виде цилиндров со штоками, концы которых имеют Г-образную форму.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 405958, кл. С 21 D 9/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 395399, кл. С 21 D 1/12, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР № 427074, кл. С 21 D 9/00, 1972.

723337 бед А

Иид б

1Риг. 4

Уиг. о

five. 5

Составитель Н. Кузовкина

Редактор Т. Шагова Техред К Шуфрич Корректор М. Шароши

Заказ 1373/60 Тираж 671 Подписное

ЦН И ИП И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4