Автоматическая линия для изготовле-ния изделия переменного сечения

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ Св ИЛЬСТВУ

Сеез Советских

Социалистических

Ресттублнк

rii614533 (61) Дополнительное к авт, саид-ву— (Я)N. К .з

{22) Заявлено 140б79 (21) 278074б/25 08 с присоединением заявки Но—

В 21 Н 1/18

В 23 О 41/00

Государственный коинтет

СССР но делан нзобретеннй.. н открытнй (23) Г1риоритет—

Опубликовано 230381. Бюллетень No 11

Дата опубликования описания 250 3.81

{53) УДК б 21 . 771. 0 74 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. Т. Речкалов, Н. С. Гладышев, В. П. Ситников, И.A.Øðàéáìàí, Г. Г. Ветошкин, С. Н.Давыдов, И.Ф.Попов, .Н. К

Л.Е.Полякова, Н.Е.Покас, Ю.A.Бабкин, Б.A.

В .И.Гунер, П.A.Êàðêoøêî, Н.В.Шрайбман и. ресщщок . Н. Че ч

,ЛГQ cf огичеЫнД::, .;:; к q

:--:-... ; 1

Si/jltp+% .7t

Рубцовский проектно-конструкторский техно институт тракторостроения (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ

ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов в машиностроении, в частности к линиям горяче-штамповочного производства.

Известна автоматическая линия для изготовления изделия переменного сечения, содержащая установленные по ходу технологического процесса и связанные между собой кинематически и транспортно-загрузочными устройствами нагревательное устройство и стан поперечно-клиновой прокатки с ножами для отрезки концевых отходов, установленных на валках стана поперечно-клиновой прокатки (1). 15

К недостаткам известной линии следует отнести ее небольшую производительность и незавершенность цикла по обеспечению дополнительной термообработки иэделия. Наличие же в 20 известной линии устройств термообработки, повлечет дополнительное использование энергии для нагрева изделия.

Цель изобретения . — повышение производительности и снижение энергоемкости при законченности цикла обработки, включающей термообработку иэделия с прокатного нагрева.

Цель достигается тем, что линия снабжена дополнительными нагревательными устройствами, каждое иэ которых выполнено в,виде двухручьевого индукционного нагревателя, снабженного на входе разделителем потока, а на выходе объединенных одним общим суммирующим транспортером, устройством автоматического контроля температуры нагретых заготовок с узлом выбраковки, установленным перед загрузочным уст-, ройством стана поперечно-клиновой прокатки, и закалочным устройством, установленным по ходу технологического процесса после стана поперечно-клиновой прокатки, выполненным в виде бака со средой термообработки и снабженным средствами загрузки-выгрузки изделия из бака и автоматического контроля регулирования температуры среды термообработки, причем один из валков стана поперечно-клиновой прокатки снабжен на загрузочном участке упором, а загрузочное устройство к стану поперечно-клиновой прокатки выполнено в виде подпружиненного толкателя кинематически связанного с од1 ним иэ валков стана посредством системы рычагов и ведущего кулачка, эак814533 репленного на оси вращения указанного валка.

Кроме того, один из валков указанного стана кинематически связан с командоаппаратом работы разделителей потока нагревателей.

A линия содержит идентичный первому второй командоаппарат с индивидуальным приводом.

На фиг.1 показана линия в плане, общий вид; на фиг.2 — разделитель потока заготовок; на фиг.З вЂ” устройст- "Ово автоматического контроля температуры нагретых заготовок с узлом выбраковки; на фиг.4 — загрузочное устройство и его связь с ведущим валком стана поперечно-клиновой прокат- )5 ки на фиг.5 — стан поперечно-клиновой прокатки; на фиг.б — разгрузочное устройство стана; на фиг.7 — закалочное устройство. . Автоматическая линия (фиг.1) со- 20 держит бункерное устройство 1, служащее для приема заготовок из цеховой тары внавал и выдачи Орие . тировочных заготовок, цепной транспортернакопитель 2, предназначенный для обеспечения избытка заготовок для последующих механизмов лииии и перекрытия холостых ходов шибера бункерного устройства, перегружатель

3, предназначенный для перегрузки заготовок с цепного транспортера- 3О накопителя на наклонный накопитель

4, распределитель 5 потока заготовок служащий для распределения заготовок с наклонного накопителя сначала в один, потом в другой ручьи нагревате- 35 ля, двухручьевой индукционный нагреватель б с циклически толкающим кулисным механизмом, суммирующий транспортер 7 с длиной и скоростью подачи, обеспечивающими за время движения 4р заготовок от нагревателей к стану поперечно-клиновой прокатки выравнивание температуры заготовки по сечению, устройство 8 автоматического контроля температуры нагретых заготовок с узлом выбраковки, который служит для отбраковки недогретых заготовок ч перегрузки годных для прокатки и последующей термообработки заготовок на призму загрузочного устройства; загрузочное устройство ®

9, стан 10 поперечно-клиновой прокатки, выгрузочное. устройство 11 и эакалочное устройство 12.

Примененные в линии бункерное устройство 1, транспортер-накопитель Я

2, перегружатель 3, наклонный накопитель 4 выполнены известным образом и не требуют своего раскрытия.

Распределитель 5 (фиг.2) содержит два толкающих вертикальных пневмо и гидроцилиндра, один иэ которых

13 при своем ходе обеспечивает поднятие крайней заготовки до уровня склиэа 14, который обеспечивает скатывание заготовки на загрузочную 65 призму 15 двухручьевого индукционного нагревателя, другой цилиндр 16 при своем ходе обеспечивает поднятие какой-либо последующей заготовки (например третьей ), находящейся на наклонном накопителе до уровня склиза 17, который обеспечивает скатывание заготовки на загрузочную призму 18 двухручьевого индукционного нагревателя. Штоки цилиндров 13 и 16 заканчиваются призмами 19 и 20,. обеспечивающими .своими наклонными поверхностями 21 и 22 выдачу изделий в соответствующий склиз.

Двухручьевой индукционный нагреватель 6 с циклически толкающим кулисньм механизмом содержит два индуктора ускоренного нагрева 23 и 24 (фиг.1), Устройство автоматического контроля температуры нагретых заготовок с узлом выбраковки 8 (фиг.3 ) содержит пневмо»или гидротолкатель 25 с вогнутой призмой 26, фотодатчик ,27,поворотный лоток 28,склиз 29 для направления нормально нагретых заготовок на призму 30 загрузочного устройства 9, склиз 31, служащий для направления недогретых заготовок в тару.

Загрузочное устройство 9 стана

10 (фиг.4) служит для загрузки нагретых заготовок в межвалковое пространство, образованное верхним 32 и нижним 33 рабочими валками стана поперечно-клиновой прокатки.

Загрузочное устройство 9 содержит упор 34, неподвижно закрепленные на загрузочном участке нижнего рабочего валка 33 стана поперечноклиновой прокатки, загрузочную призму 30 (фиг.З), подпружиненнный толкающий шток 35, закрепленный на ползуне 36, кинематически связанном через аистему рычагов 37 и кулачок

38 с нижним валком 33 стана 10. Кулачок 38 устанавливается на нижний рабочий валок 33 стана 10 с возможностью его наладочного поворота.

Стан 10 поперечно-клиновой прокатки (фиг.5 ) состоит из станины

39, на которой смонтированы рабочие ъ валки 32 и 33, а также их привод, устройство.для регулирования нижнего валка с целью переналадки на изделия с разными диаметрами, система смазки, электроаппаратура (привод, устройство для регулирования нижних валков, система смазки, электроаппаратура на чертежах не показаны и проводки 40 с выдвижными вкладышами. Выдвижные вкйЭдьааи не показаны) в процессе прокатки изделия выдвигаются и обеспечивают удержание формируемой заготовки по ступеням, образовавшимся в процессе прокатки. Команда на выдвижение вкладышей формируется электродатчиком 41, а на возврат их в исходное положение-электродатчиком 42. Сектор

814533

43 при вращении нижнего рабочего валка поочередно вводится то в один, то в другой электродатчнки. Крепление электродатчиков 41 и 42, а также сектора 43 выполнено с возможностью нх углового наладочного перемещения от- „. носительно оси валка. Этим обеспечивается регулировка смещения по времени включения выдвижения и возврата подвижных вкладышей при различных конфигурациях прокатываемых ступенчатых изделий;

Привод рабочих валков обеспечивает их синхронное вращение в одну сторону (показано стрелками). Рабочие валки 32 и 33 несут на себе сменный клиновой инструмент 44 н 45, который при вращении валков обеспечивает формообразование изделия. На одном иэ валков или на обоих предусматривается установка ножей 46, которые отрезают торцы изделия в конце прокатки. На нижнем рабочем валке 33 предусмотрен выгрузочннй паз 47, в который изделие попадает после прокатки.

На верхнем рабочем валке стана поперечно-клиновой прокатки закреплена звездочка 48, которая через цепную передачу 49 передает вращение па другую звездочку 50 с передаточным отношением, равным удвоенному количеству двухручьевых индукционных нагревателей б (фиг.1), которыми комплектуется линия. На валу звездочки

50 закреплен командоаппарат работы разделителей потока, выполненный в виде сектора 51, который последовательно при вращении воздействует на электрические датчики 52-55.

Количество этих электродатчиков равно также удвоенному количеств„ двухручьевых индукционных нагревателей. Эти электродатчики формируют команды для дистанционнога срабатывания цилиндров распределителей 5 потока заготовок (фиг.1). Для большей универсальности работы автоматическая линия комплектуется дублирующим комнадоаппаратом, идентичным по конструкции с вышеописанным командоаппаратом. Привод дублирующего командоаппарата включается автоматически при внезапной остановке стана поперечно-клиновой прокатки и может быть отключен опервтором.

Предусмотрена также возможность включения и отключения командоаппарата вне зависимости от работы стана поперечно-клиновой прокатки.

Разгрузочное устройство 11 к стану 10 (фиг.б ) состоит из транспортера 56 для удаления концевых отрезков в тару и склизов. Склизы 57 служат для передачи готовых изделий от рабочих валков 32 и 33 стана поперечно-клиновой прокатки к закалочному устройству 12. Склиз 58 предназначен для передачи концевых отрезков из-под рабочих валков к транспортеру 56. Склизы 58 ус=ановлены с промежутком, обеспечивающим прохождение бурта готового изделия.

Закалочное устройство 12 состоит из бака 59 сварного с закалочной жидкостью 60, трансйортера 61. На дно бака. устанавливается тара 62 для

" сбора окалины. На стенках бака имеются козырьки 63 для улавливания и направления иэделий на транспортер и окалины в тару. В корпус бака врезаны два патрубка 64 и 65 для подвода горячей и холодной воды с.электроклапанами 66 и 67. Контроль за температурой воды и регулирование производится термометром 68 манометричес>5 ким, который формирует электросигналы на включение и отключение электроклапанов 66 и &7.

Бак снабжен переливным карманом

69 с выходным патрубком.

2О Транспортер имеет индивидуальный привод. Время нахождения изделия в закалочной жидкости может настраиваться путем меньшего или большего погру.жения транспортера под слоем закалочной жидкости, а также скоростью привода транспортера.

Работа предлагаемой линии осуществляется следующим образом.

При помощи цеховых погрузочных механизмов, например мостовым краЗО ном, в бункерное устройство 1 (фиг.1) засыпаютcR навалом рубленные из штанги заготовки.

Конструкция бункерного устройства обеспечивает выдачу всех заготовок, 35 находищихся в бункере, эа количество ходов цримерно равному количеству заготовок в бункере, т.е. количество холостых ходов шибера примерно равно количеству ходов, при которых шибер одновременно выгружает по две заготовки за счет его ширины. Темп ходов шибера выбирается таким образоМ, что из бункера 1 ориентированные заготовки подаются на цепной транспортер-накопитель 2 и поступают

4 на приемную площадку перегружателя

3, где останавливаются упором, воздействуя на электродатчик, который формирует команду на срабатывание цилиндра перегружателя, сталкивающего призмой заготовку на наклонный накопитель 4. !

По мере накопления заготовок на направляющих наклонного накопителя

4 с двумя электродатчиками, поступа55 ет информация о заполнении наклонного накопителя заготовками, которая используется для управления включением и отключением бункера 1 цепного транспортера-накопителя 2 °

Заготовки, находящиеся иа направляющих наклонного накопителя 4, поочередно распределяются -по ручьям двухручьевого индукционного нагревателя 6. Распределение заготовок про6S изводится распределителем 5.

814533

Распределитель управляется дистанционно станом поперечно-клиновой прокатки. Стан поперечно-клиновой прокатки синхронизирует работу распределителей 5, установленных перед каждым двухручьевым индукционным нагревателем, с работой самого стана и друг с другом. Этим достигается одинаковость предистории всех заготовок,, поступающих на формообразование в рабочие валки стана и затем на термообработку, которая заключается в одина- 10 ковом времени пребывания заготовок в индукторах ТВЧ,одинаковости интервалов выхода из индуктора, подачи по транспортеру к стану и т.д.

Распределение заготовок по ручьям 15 индукционных нагревательных установок, нагрев заготовок в индуктооах и выпача их на транспортер 7 происходит следующим образом.

При своем вращении,(в автомати- Щ ческом режиме > верхний валок 32 (>иг.5 > стана поперечно-клиновой прокатки через звездочку 48, цепь

49 и звездочку 50 передает вращение на секторную пластину 51. При каждом обороте верхнего рабочего валка сектор 51 последовательно воздействует на электрические датчики 52 (первый оборот ), 53 (второй оборот)

54(третий оборот ), 55 (четвертый оборот) и т.д., управляющими работой цилиндров 13 и 16 распределителей 5 потока и работой индукторов 6.

Таким образом, на транспортер 7 через равные промежутки времени, равные времени одного оборота рабочих валков стана поперечно-клиновой прокатки, выдаются нагретые заготовки, которые, следуя друг за другом, поступают в устройство 8 автоматического контроля. длина транс- 4О портера и его скорость выбирается достаточной для того, чтобы температура заготовки в процессе передвижения по нему до устройства 8 равномерно распределилась по объему. 4

Попав на перегружатель-контролер, устройство 8 автоматического контроля (фиг.71 заготовка подвергается контролю йо температуре фотодатчиком 27. Если заготовка оказывается недостаточно нагретой и непригодной для термообработки с использованием остаточного после прокатки тепла, то фотодатчик 27 вырабатывает сигнал на говорот подвижного лотка

28. В положении ползуна 36 (фиг. 4 в заднем положении срабатывает цилиндр 25 и заготовка призмой 26 сталкивается и попадает на склиз 31, откуда скатывается в тару.

Стан попеоечно-клиновой прокат- щ ки совершает холостой ход. На панель оператора линии выдается световой сигнал о срабатывании поворотного лотка 28, т.е. о чекачественном нагреве заготовок. 65

Если температура заготовки нормальная, то сигнала на поворот подвижного лотка не вырабатывается и заготовка при ходе штока цилиндра

25 призмой 26 сталкивается и перекатываясь через закрытый лоток 28, склиз 29 попапает на загрузочную призму 30.

Рабочие валки 32 и 33 («>иг.5) стана поперечно-клиновой прокатки, непрерывно вращаясь через кулак

38 и систему рычагов 37, приводят и циклическое действие ползун 36.

Настройка синхроииэирующего устройства обеспечивает ход тележки вперед в тот момент, когда участки загрузки рабочих валков, вращающихся синхронно, начинают приближаться друг к другу. В момент, когда загрузочные участки рабочих валков находятся друг против друга, ползун 36 находится в переднем положении и подпружиненным штоком 35 прижимает заготовку к упору 34. Рабочие валки 32 и 33, продолжая вращаться, клиньями инструмента 44 и 45 врезаются в заготовку и фиксируют ее в устойчивом положении прокатки. В зто время ползун 36 отходит в заднее положение, а на загрузочную призму 30 поступает новая заготовка от устройства 8.

Рабочие валки 32 и 33, продолжая вращаться, производят своим инструментом формообразование ступеней на заготовке. Проводки 40 удерживают заготовку в межвалковом пространстве по наружному диаметру заготовки.

При образовании на заготовке пе<>вой прокатанной ступени от электродатчика 41 поступает команда на выдвижение выдвижных вкладышей проводок 40. Выдвижные вкладыши дополнительно фиксиpiют формуемое изделие по вновь образовавшимся ступеня 1, предотвращая перекос изделия в межвалковом пространстве. В конце прокатки торцы уже сформировавшегося изделия отрезаются ножами 46. После чего от электродатчика 42 поступает команда на задвижение вкладышей проводок 40. Готовое изделие при дальнейшем вращении рабочих валков попадает в выгрузочный паз 47 нижнего валка и по склизам

57 (фиг.6) скатывается в эакалочное устройство. Торцовые отрезки падают на склиэ 58 и далее на транспортер

56. В эакалочном устройстве нагретое прокатанное изделие попадает на трансrIopThp 61, который перемещает изделие и выгрузке. Окалина от нагретого изделия собирается в тару 62, которая периодически очищается. С транспортера 61 готовое изделие поступает в тару. Контроль и регулирование температуры эакалочной жидкости .при помощи манометрического термометра и электроклапанов 66 и 67, которые включают и отключают подачу в бак

5А холодной и горячей воды через пат814533 рубки 64 и 65 в совокупности - работой устройства 8, контролирующего температуру перед прокаткой, обеспечивает высокое качество термообработ" ки.

Переливной карман 69 с выходным патрубком обеспечивает сменность закалочной жидкости.

Формула изобретения

1 ° Автоматическая линия для изготовления изделия переменного сечения, содержащая установленные по ходу технологического процесса и связанные . между собой кинематически и транспортно-загрузочными устройствами нагревательное устройство и стан попереч- 5 но-клиновой прокатки с ножами для отрезки концевых отходов, установленных на валках стана поперечно-клиновой прокатки, отличающаяся тем, что, с целью повышения произво- зп дительности и снижения энергоемкости при законченности цикла обработки, включающей термообработку изделия с прокатного нагрева, линия снабжена дополнительными нагревательными устройствами, каждое иэ которых выполнено в виде двухручьевого индукционного нагревателя, снабженного на входе разделителем потока, а на выходе объединенных одним общим суммирующим транспортером, устройством автомати- ЗО ческого контроля температуры нагретых заготовок с узлом выбраковки, установленным перед загрузочным устройством стана поперечно-клиновой прокатки, и закалочным устройством, уста — 35 новленным rto ходу технологического процесса после стана поперечно-клиновой прокатки, выполненным в виде бака со средой термообработки и снабженным средствами загрузки-выгрузки изделий из бака и автоматического контроля регулирования температуры сРеды тврмообработки, причем один иэ валков стана поперечно-клиновой прокатки снабжен на загрузочном участке упором, а загрузочное устройство к стану поперечно-клиновой прокатки выполнено в виде подпружиненного толкателя, кинематически связанного с одним из валков стана. посредством системы рычагов и ведущего кулачка, закрепленного на оси вращения указанного валка.

2. Линия по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности синхронизации работы нагревателей со станом поперечноклиновой прокатки, один из валков указанного стана кинематически связан с командоаппаратом работы разделителей потока нагревателей.

3. Линия по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью обеспечения отладки нагрева двухручьевых . индукционных нагревателей при отключенном стане поперечно-клиновой прокатки, линия содержит идентичный первому второй командоаппарат с индивидуальным приводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 656720, кл. В 21 Н 1/18, 1977.

814533

Тираж 740. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель Э. Комаров

Редактор В. Лазаренко Техред Л.Пекарь КорректорВ. Бутяга