Устройство для закалки остряков стрелочных переводов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) 5)5 С 21 О 9/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ подачи хладагента по длине сп уменьшения изменения зазоров м калочной кареткой и остряком, Ус содержит ферму 1 с приводом ее пе ния 2, пневмоцилиндрами Зирыча каретку 7 с закрепленными на ней ром 8 и спрейером 9 в виде размещ перфорированном коробе перфо ного патрубка 10 Г-образной форм тановленными на его концах регул давления хладагента, вертикальн которого расположена со стороны ра, а горизонтальная - по продол коооба. Такое выполнение спрейер ляет дифференцировать подачу хл по длине спрейера, уменьшить ра между спрейером и изделием, обе качество закалки как по длине изд и по его поперечному сечению. 4 ил кий Тка- шкеКАЛКИ ОСОДОВк,термичеов, в частнрелочныхвышениеренциров кой ости ере- аче- ния ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРЬ 569615, кл, С 21 О 9/04, 1971.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА КОВ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВ (57) Изобретение относится обработке металлов и сплав к устройствам для закалки ст водов. Цель изобретения - по ства закалки путем диффе 1700067 А рейера и ежду затройство ремещегами 4 и индуктоенного в рированы и сусяторами ая часть индуктоьной оси а позвоадагента сстояние спечивая елия, так 1 табл,Изобретение относится к термическойобработке металлов и сплавов, в частностик устройствам для закалки стрелочных остряков,Цель изобретения - повышение качества закалки путем подачи дифференцирования хладагента по длине спрейера иуменьшения изменения зазоров между закалочной кареткой и остряком.На фиг. 1 изображено устройство длязакалки остряков стрелочных переводов; нафиг, 2 - спрейер; на фиг. 3 - график изменения интенсивности охлаждения по длинеспрейера, на фиг. 4 - график распределениятвердости по длине изделия.Устройство состоит из фермы 1 с приводом 2 ее перемещения, пневмоцилиндрами3, рычагами 4, остряком 5, поддерживающими пневмоцилиндрами 6, каретки 7 на подвеске с опорными роликами, индуктором 8,спрейером 9 с патрубком 10 и роликами 11спрейера.Устройство работает следующим образом.Остряк 5 рычагами 4 с помощью пневмоцилиндра 3 выгибается на необходимыйрадиус и для исключения вредного влияниясобственного веса и веса каретки 7 подпирается пневмоцилиндрами 6. После этогоферма 1 приводом 2 подводится под каретку7, которая устанавливается на остряк, и наиндуктор 8 подается напряжение. По достижении остряком необходимой температурывключается передвижение фермы и в патрубок 10 спрейера 9 подается воздух, которыйчерез отверстия в патрубке поступает в коробку спрейера 9 и через отверстия в нижней стороне коробки попадает назакаливаемую поверхность остряка 5. Таким образом, производится закалка остряка. По окончании закалки снимаетсянапряжение с индуктора 8, патрубок 10 отключается от воздушной магистрали, ферма1 приводом 2 выводится из-под каретки 7 ипроизводится смена остряка, Закалка нового остряка производится по описанной схеме.Равномерность охлаждения по сечениюобрабатываемого иэделия достигается тем,что патрубок выполнен перфорированным иразмещен внутри коробки параллельно еестороне с душирующими отверстиями, Воздух из патрубка обьемно втекает в коробкуи равномерно распределяется по сетке вконкретном сечении спрейера,Подключение патрубка с двух сторончерез регуляторы позволяет регулироватьколичество выброса воздуха по длинеспрейера. При полностью открытых регуляторах выброс воздуха больше в начале и в10 Ф 5 40 конце спрейера и постепенно снижается к его центру(обусловлено волновой природой движения воздуха, Выброс жидкости зависит от давления), Перекрывая, например,задний вентиль можно добиться такого положения, что выброс воздуха будет максимален у начала спрейера и постепенно снизится до минимума в его конце. Таким образом, применение предлагаемого технического решения позволяет менять интенсивность охлаждения по сечениямспрейера, управлять качеством закалки,Установка спрейера на ролики способствует фиксации, стабилизирует расстояние между деталью и спрейером, позволяет получить повторяемость результатов. В отсутствии роликов расстояние между фиксированным спрейером и остряком меняется с 13 до 4 мм, Меняются условия охлаждения, создается подушка воздуха на поверхности детали, в результате чего меняются условия охлаждения, затрудняется подвод свежего воздуха к детали и сброс отработанного,Установка спрейера на ролики позволяет уменьшить изменение расстояния междудеталью и спрейером с 13 до 10 мм,Уменьшение изменения интервала зазоров обуслс ливается тем, что расстояние между опорными роликами каретки превышает расстояние между опорными роликами в спрейере в 2 - 3 раза, Отсюда увеличение прогиба остряка при закалке в3-4 раза эа счет нагрева головки рельсов, что в меньшей мере сказывается на изменении интервалов зазоров между спрейером и головкой остряка.Поднимается уровень упрочнения в среднем на 40 НВ, т,е, если до применения данного технического решения твердостьостояков находилась на уровне 320-350 НВ, то после применения уровень твердости поднимается до 360-400 НВ. При этом увеличена равномерность упрочнения по длине, разброс твердости снижен с 60 до 20 Н Б,Повышение твердости достигается за счетдифференцирования подачи воздуха по длине спрейера. Так, максимальная подача воздуха в начале спрейера позволяет повысить скорость отвода тепла с поверхности, пройти пик кривой термокинетической диаграммы, производить распад аустенита на троосто-сорбит, и последующее более мягкое охлаждение при прохождении под час 55 тью спрейера с меньшим выбросом воздухаспособствует протеканию процессов распада на глубинах 5 мм на сорбит.Повышение равномерности упрочненния по длине обусловливается стабилизацией положения спрейера относительно10 15 20 25 30 45 50 55 поверхности охлаждения при закалке за счет исключения вреднего влияния дополнительного изгиба на подвод струи воздуха из сопла спрейера к поверхности и сброса отработанного (исключение экранирования эа счет расширения струи),Из таблицы видно, что при закалке с применением данного устройства получается более равномерное упрочнение остряков по вы:ружкам. Равномерность (симметричность) закалки обусловлена более равномерным потоком воздуха, направляемым на остряк из спрейера, и стабилизацией положения спрейера относительно остряка за счет установки его на ролики.Кроме того, изобретение позволяет снизить шумовой эффект на 5 - 10;4. Снижение шума обусловлено тем, что сечение патрубка 10 более чем в два раза меньше суммы всех отверстий на нем. За счет этого снижена скорость входа воздуха в коробку спрейера; более равномерно воздух распределяется по нижней стороне коробки.Таким образом, наличие в спрейере перфорированного патрубка позволяет создать воздушный поток, в котором расход воздуха изменяется по длине спрейера(фиг. За, кривая 1). При подключении воздушной магистрали с одной стороны интенсивность потока воздуха падает по мере удаления от точки подключения к периферии. Это приводит к тому, что кривая охлаждения головки рельса проходит через ферритоперлитную область с большей устойчивостью аустенита (фиг, Зб, кривая 1), что не позволяет получать требуемые значения твердости для стали со средним и нижним марочным составом, Увеличение скорости охлаждения за счет повышения интенсивности истечения воздуха из спрейера невозможно, так как при этом кривая охлаждения проходит через бейнитную область. Кроме того, повышается уровень шума до величины 130 - 140 дБ в широком диапазоне звуковых частот, что является недопустимым. Применение звукопоглощающих экранов в условиях производства показало их малую эффективность и громоздкость.Использование подключения перфорированного патрубка с двух сторон к воздушной магистрали позволяет повысить интенсивность истечения воздуха из спрейера и получить такое распределение воздушного потока, что он имеет минимальный расход и давление в центре спрейера (фиг. За, кривая 2) и максимальные значения этих величин на входе и выходе из охлаждающего устройства. Такой характер распределения приводит к тому, что кривая охлаждения проходит через феррито-перлитную область с меньшей устойчивостью аустенита, в результате чего феррит практически не выделяется,Таким образом, кривая охлаждения (фиг. Зб, кривая 2) обходит область выделения избыточного феррита, после чего происходит снижение скорости охлаждения, благодаря чему распад аустенита идет не по и ром ежуточно му механизму, а и роте кает в области перлитного превращения, т.е. исключается возможность появления бейнита в микроструктуре упрочненного слоя,Показатели твердости по выкружкам вглубь от поверхности при закалке на известном и предлагаемом устройстве приведены в таблице,Дальнейшее повышение скорости охлаждения показывает отрицательное влияние на процесс структурообразования троосто-сорбита.Применение патрубка Г-образной формы, вертикальная часть которого расположена со стороны индуктора, а горизонтальная размещена по продольной оси короба, позволяет повысить интенсивность истечения хладагента на входе в спрейер, а также задать форму кривой охлаждения для любого марочного химсостава стали и тем самым увеличить скорость охлаждения на начальном этапе (фиг, Зб, кривая 3), что устраняет возможность появления в структуре ферритной составляющей.Относительно равномерности закалки по длине остряков с возможностью регулирования интенсивности охлаждения можно отметить, что подключение перфорированного патрубка через регуляторы позволяет управлять процессом закалки путем перераспределения воздушного потока под перфорированной пластиной спрейера, т,е. смещением минимума расхода воздуха в сторону входа или выхода из спрейера. Это позволяет изменять характер кривых охлаждения, что бывает необходимо при поточной закалке изделий, когда имеет место колебание химсостава металла остряков,В случае равномерности закалки по длине остряков с возможностью регулирования интенсивности охлаждения необходимо рассмотреть особенности конструкции остряка, Остряковый рельс стрелочного перевода условно делится на корень, который формируется путем горячего и рессования конца остряковой болванки, полнопрофильную часть и перо, имеющее профиль переменного сечения,После закалки остряка с использованиемвоздушника перечисленные конструкционные особенности приводят к возникновению колебаний твердости по длине(фиг,4, 1700067кривая 1), которые существенно снижают качество изделий,Можно выделить две основные причины влияния конструкции на качество закалки. Первая состоит в том, что после нагрева ТВЧ металла в корневой части аустенит вследствие предварительной операции горячей выпрессовки обладает меньшей устойчивостью, чем в полнопрофильной. Это приводит к тому, что при постоянстве параметров охлаждения по длине твердость в корне выше, чем в полном профиле, Вторая причина заключается в том, что перо остряка имеет переменные площадь поперечного сечения и массу. При движении в закалочном устройстве эти характеристики убывают, В то же время интенсивность охлаждения остается неизменной, что приводит к постепенному повышению скорости охлаждения при движении к концу пера, и, как следствие этого, твердость по длине остро- ганной части постепенно возрастает. Следовательно, для получения равномерной твердости по длине скорость охлаждения должна изменяться в зависимости от того, какой участок поверхности остряка закали вается в данный момент. времени.Для достижения этого устройство имеетрегуляторы давления и расхода воздуха.Это позволяет, пропорционально снижая давление на входе и выходе спрейера, смещать минимум расхода воздуха в ту илииную сторону, одновременно изменяя ско рость охлаждения по длине остряка в ходе закалки, при этом форма кривой температура - время сохранится прежней, что обеспечивается применением в спрейереперфорированного патрубка, Сохранение5 формы кривой охлаждения практически постоянной по длине позволяет получать стабильную троосто-еорбитную структуру итвердость в упрочненном слое головки остряка, в результате чего достигается равно 10 мерность закалки по длине остряка (фиг. 4,кривая 2). Следовательно, повышается качество изделия,Формула изобретенияУстройство для закалки остряков стре 15 лочных переводов, содержащее каретку сопорными роликами с установленными наней индуктором и спрейером в виде коробас перфорированным днищем, ферму с приводом ее перемещения и приспособлением20 для зажима остряков в виде пневмоцилиндров и рычагов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения качества закалки путемдифференцирования подачи хладагента подлине спрейера и уменьшения изменения25 зазоров между кареткой и остряком, спрейер выполнен в виде размещенного в коробеперфорированного патрубка Г-образнойформы, вертикальная часть которого расположена со ссроны индуктора, а горизонЗО тальная разме.цена по продольной осикороба, с установленными на концах, патрубка регуляторами давления. хладагента,при этом короб выполнен с опорными роликами,1700067 2 Рассадке ап Составитель Г.Сафронова актор С,Пекарь Техред М,Моргентал Корректор О,Кравцороизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 з 4444 Тираж . ВНИИПИ Государственного коми 113035, МосквПодписноеа по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРЖ, Раушская наб 4/5