Устройство для закалки

Союз Советских Социалистических Республик(5)М. Кл.3 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -С 21 0 1/63 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(У 2) Авторы изобретения П. А. Малышев, Ф. С. Добкин, А. С. Цапенко и Н. И. Кобаско Институт технической теплофизики АН Украинской ССРи Институт механики АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКАЛКИ Устройство для закалки деталей относится к оборудованию для термической обработки стальных изделий, в частности для закалки деталей в жидкой среде, и может быть использовано 5 в инструментальной и машиностроительной промышленности.Известно устройство, содержащее бак и механизм для создания колебаний закалочной среды, имеющий вибропривод 1 О и связанный с ним посредством штанги колокол 11.При включении вибропривода колокол начинает колебаться, создавая переменное гидродинамическое давление, 15 распространяющееся по объему эакалочной жидкости и облегчающее отрыв па" ровой пленки, образующейся на поверхности нагретой детали в процессе ее охлаждения. 26В этом устройстве амплитуда возбуждаемых колебаний жидкости оказывается недостаточной для эффективного воздействия на паровые образования, что сказывается на скорости охлаждения деталей и, следовательно, на их качестве.Известно устройство для закалки деталей, содержащее бак, установленный на основании при помощи аморти-. 30 заторов, и мехайизм для создания колебаний закалочной среды, имеющийвибропривод 2.,Колебания среды, передаваемые нажидкость через бак от вибропривода,способствуют теплообмену между нейи поверхностью заваливаемых деталей,интенсифицируя их охлаждение и улучшая их качественные характеристики,Наиболее близким к предлагаемомуустройству по технической сущностии достигаемому эффекту является устройство для закалки, содержащее бак,вибропривод Г 33В этом устройстве при большихэнергозатратах, связанных с необходимостью сообщить колебания всей установке, амплитуда возбуждаемых колебаний среды также оказывается недостаточной для эффективного воздействия на паровые образования вокруг обрабатываемой детали. Увеличеиие амплитуды колебаний требует еще больших энергозатрат.Целью изобретения является снижение энергозатрат путем обеспечениярезонансного режима колебаний.Посталенная цель достигается тем,что устройство снабжено расположенным в баке усилителем колебаний, выполненным в виде объемно деформируемого упругого тела, заполненного га-.зом или газовой смесью, а также тем,что внутренний объем усилителя колебаний выбран из соотношенияЯ,1(р-рь)4 Э ГЯ 6где Ч - внутренний объем усилителяколебаний, м;5 - площадь поперечного сечениябака, м;и - покаэатель,политропы Газаили газовой смеси;Р - давление воздуха над свободной поверхностью жидкости,кг/м9 - ускорение свободного падениятела, равное 9,81 м/сек 2;Я - плотность эакалочной жидкости, кг с /м1 Ф,Ь - высота столба жидкости надусилителем колебаний, м;Г - частота колебаний вибропривода, Гц,Компоновка в баке усилителя колебаний, выполненного в виде объемнодеформируемого упругого тела, заполненного газом или газовой смесью,объем которого удовлетворяет приведенному выше условию, обеспечиваетустановление резонансного режима,способствующего интенсивному охлаждению деталей с меньшими энергозатратами. креплена разом.При включении вибропривода 3 м нические колебания передаются на 1 с закалочной жидкостью и обраб ваемой деталью Колебательные ния жидкости вызывают изменен ема упругого тела 4 с частото ной частоте колебаний бака с аы Ювижеия объй, рав- жидкосНа чертеже изображено схематичес.ки устройство для закалки деталей,продольный разрез.Устройство для закалки деталей содержит бак 1, установленный на фундаменте при помощи амортизаторов 2,.и механизм для создания колебаний закалочной жидкости, имеющий вибропривод 3, жестко связанный с баком 1.В баке 1 установлен усилитель колебаний, выполненный в виде объемнодеформируемого упругого тела 4, на- .пример герметичной оболочки с гибкими стенками, такими как резина, заполненного воздухом или другими газом или газовой смесью. Усилитель размещен в зоне погружения эакаливаемыхдеталей и при помощи гибкой связи 5смонтирован на кронштейне б. Кронштейн б закреплен на опоре 7 с возможностью возвратно-поступательного пе-ремещения в вертикальной плоскости ификсации на заданной глубине погружения усилителя.Опора 7 при к отдельнойстойке .8,Устройство работает следующим об 23(11где 5 - площадь поперечного сечения -эакалочного бака в зоне размещения усилителя, м;Ч - объем газа, заполняющего полость упругого тела, мФЬ - высота столба жидкости йадупругим телом, м.э формулы (1) можно получить Форобъема газа, заполняющего поь упругого тела:Вж В)О У -Ф грь- "таким образом, благодаря применению усилителя 4, параметры которогоудовлетворяют преплагаемой Формуле,в установке для закалки деталей до-стигается резонансный режим. работы,характеризующийся значительным увеличением динамического давления закалочной жидкости при незначительныхэнергоэатратах.Большая амплитуда колебаний способствует эффективному разрушениюпаровой пленки, обволакивающей деталь, интенсификации ее охлаждения.и повышению эффективности закалки путем достижения более высоких механических свойств обрабатываемого ма-+териала. И мулу лостормула изобретения а д Устройство для щее бак, виброприв щ е е с я тем, чт ния энергозатрат и резочансногс режим ,снабжено расположе лки, содержао т л и ч а юцелью снижеобеспечения лебаний, онов баке усилитекны 3 10 И 20 2% тью, что происходит благодаря сжимаемости стенок оболочки. В момент, когда частота колебаний закалочной жидкости совпадает с частотой колебаний упругого тела, наступает резонанЬный режим колебаний закалочнои среды, при котором колебания оболочкиупругого тела и заполняющего его газа увеличивают амплитуду колебанийзакалочной жидкости, выполняя рольусилителя колебаний.После окончания процесса закалкивибропривод 3 выключают,Возможен и другой вариант выполнения механизма для создания колебанийзакалочной жидкости, а именнО в видевибропривода, установленного на автономной стойке и жестко связанногос резонатором колебаний, выполненнымв виде колокола и помещенным в бак.. Величина частоты колебаний объемно-деформируемого упругого теласферической Формы зависит от диаметра сферы, высоты вибрируемого столбажидкости и глубины погружения сферы,В наиболее общем виде для любыхФорм объемно-дефоцмируемого упругоготела и эакалочного бака расчетнаяформула имеет видЗа Тираж 608 венного комитет ретений и откры 5, Ра ская наб ПодписноеСССРй дарс изо Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,телем колебаний, выполненным в виде объемно деформируемого упругого тела заполненного газом или газовой смесьо.2. Устройство, по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что уоилитель имеет внутренний объем, равный. а,эдрь43 "Ду Ьгде Ч - внутренний объем усилителяколебаний, м5 - площадь поперечного сечениябака, м"и - показатель политроны газаили газовой смесиР - давление воздуха над свободной поверхностью;хидкости,кг/м";9 - ускорение свободного падениятела, равное 9,81 м/сек; р - плотность эакалочной жидкости над усилителем, кг с/мф. Ь - высота столба жидкости надусилителем колебаний, м;- частота колебаний вибропри"вода, Гц. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеО 1. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 253375"/22-02,кл. С 21 О 1/62, 10.10.77. Ю2. Авторское свидетельство СССР 1 е 379640, кл. С 21 О 1/62, 1973.3. Авторское свидетельство СССР Р 272346, кл. С 21 О 1/62, 1971.