Способ изготовления электродов и устройство для его осуществления

(51)5 В 23 Р 6/О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ПАТЕНТ О- СТ(21) 4934941/27(73) Акционерное общество зак рытого типа(56) 1. СОйфер В.М., Кузнецов Л,Н. Дуговыепечи в сталелитейном цехе. - М.; Металлургия, 1989, с,175.2. Технологический процесс завода"Амурсталь" М 0201029, 01141.0017., ГОСНИИЭП, 1987,3, Авторское свидетельство СССРМ 248434, кл, В 23 Р 15/00, 1969,Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изготовления и восстановления электродовэлектросталеплавильных печей.Целью изобретения является повышение производительности и снижение затратза счет исключения транспортных работ,расширение технологических возможностей за счет использования большей. номенклатуры элементов,На фиг.1 показана схема соединенияэлементов (позиция Г) электрода на коническом ниппеле (позиция Д); на фиг.2 показана одна из конструкций электрода,изготовленного по предлагаемому способу;на фиг.3 - схема установки устройства длямеханической обработки на торец элементаэлектрода; на фиг,4 - устройство для обра(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТР ДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕ ВЛЕНИЯ(57) Использование: в машиностроении и металлургии, преимущественно для изготовления графитированных электродов металлургических печей путем соединения их отходов и боя на ниппелях, Сущность изобретения: иэделия изготавливают на месте аварии, применяя специальное устройство, позволяющее получить торец с коническим резьбовым гнездом на отходах электродов. Используют отходы, имеющие длину более длины ниппеля, и диаметр, более диаметра ниппеля, Устройство содержит приспособление для обработки торца и образование конического гнезда и приспособление для нарезания резьбы в гнезде. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 8 ил. ботки торца и конической внутренней поверхности элемента электрода; на фиг.5-то же, с приводом вращения от постороннего объекта; нэ фиг.б - устройство для изготовления резьбы на коническом гнезде; на фиг,7 - сечение А-А на фиг.б; на фиг.8 - сечение, Б-Б на фиг.б.Пр и м е р 1. Для восстановления использовали такие элементы изделия (отходы графитированного электрода из материала ЭГА по ГОСТ 4426 - 80), которые образовались из-за поломки при хранении и транспортировании (т.е, не участвовали в работе), Элементы. имели цилиндрическую форму исходного диаметра и длину, более длины ниппеля. На подлежащей стыку с восстанавливаемой частью электрода стороне отхода (элемента) монтировали накладное приспо 1801076,собление, центрировали его относительно оси отхода, режущему инструменту приспособления, имеющему форму и размеры в соответствии с формой и размерами торца и конического отверстия (гнезда), сообщали формообразующие движения, посредством которых обеспечивали подрезку торца отхода и вырезку в теле отхода конического отверстия (фиг,1, где Г - гнездо; Д - ниппель), снимали приспособление, на отходе устанавливали и центрировали следующее накладное приспособление, инструмент которого соответствует профилю резьбы в коническом отверстии, сообщали ему формообразующие движения и нарезали резьбу на коническом отверстии, снимали приспособление, очищали отверстие и накручивали отремонтированный отход на ниппель, вкрученный в торец восстанавливаемой части электрода. Проверяли зазоры в стыке, радиальное биение частей электрода и при их соответствии допускам использовали восстановленный электрод в работе. Выход электрода из строя по месту сборки при последующей работе не наблюдали,П р и м е р 2, Выполняли аналогично примеру 1 но отходы брали после эксплуатации электрода без поломок, т,е, использовали те отходы электрода, которые имели в том числе и коническую форму, образовавшуюся в процессе выгорания электрода, Результаты аналогичны примеру 1,П р и м е р 3, Выполняли аналогично примеру 1, но отходы брали после поломки (как цельного, так и составного) электрода в процессе эксплуатации, т.е, отходы разной длины и формы, После восстановления получали электрод, представленный на фиг.2.Результаты аналогичны примеру 1,Из примеров 1-3 следует; что общим для них и характерным для предлагаемого способа является то, что используют цилин, дрические и конические элементы электро; дов длиной, более длины ниппеля, и диаметром, более диаметра ниппеля,П р и м е р 4, Выпблняли аналогичнопримерам 1-3, но перед установкой накладного приспособления по разметке выполняли в теле отхода (стыкуемого торца восстанавливаемой части электрода) центровое.отверстие на глубину, превышающую глубину конического отверстия (гнезда) по центровому отверСтию ориентировали накладные приспособления, При таком способе восстановления возросла точность сборки электрода, т,е, снизились зазорыс стыке и радиальное биение стыкуемых частей электрода,10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 П р и м е р 5, Выполняли аналогично примеру 4, но материал электрода и отходов был ЭГО, Результаты аналогичны примеру 4,П р и м е р 6, Выполняли аналогично примеру 4, но перед началом механической обработки отхода (элемента) специальный защитный (в виде обечайки) кожух А (фиг.З) надевали и закрепляли через уплотнитель Б (использовали надувную велосипедную камеру) на отходе В со стороны обрабатываемого торца. Всю зону будущей обработки заполняли смазывающе-охладающей (эмульсол и воду) жидкостью Е, которая свободно истекала через сток Ж кожуха в приемник И, При механической обработке пыли в воздухе не наблюдалось. Более того, при достаточном напоре подаваемой в зону обработки жидкости резьбовая .поверхность гнезда оказывалось чистой и не требовала дополнительной очистки от продуктов резания (пыль, частицы и куски электрода),Во всех описанных примерах качество восстановления электрода соответствовало предъявляемым требованиям и поставленная цель достигалась.В сравнении с базовым объектом достигнуто повышение производительности до 4 раз, снижение затрат на 20-40, к восстановлению использовано до 80 отходов и боя (элементов), снижена безопасность работ до нуля с позиций экологии и взрывоопасности,Наряду с изложенным выше первым объектом (способом) предлагаемое изобретение содержит второй объект - устройство. Устройство для осуществления предлагаемого способа (изготовления электродов) представляет собой приспособления для механической обработки элементов электрода, т,е, для подрезки торца, формирования конического отверстия под ниппель и нарезание резьбы,Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство (авт.св,СССР М 248434, кл, В 23 Р 15/00, 1969), содержащее закрепленные на оправке инструменты для механической обработки (это могут быть инструменты для торцевой обработки и обработки внутренних поверхностей), привод и кожух,Недостатком является невозможность ,изготовления конической внутренней поверхности и невозможность нарезания резьбы в ней,Предлагаемое устройство, как и прототип, содержит кожух, закрепленные на оправке инструменты для механическойобработки, привод.С целью обеспечения воэможности образования конического гнезда (в электроде) и нарезания резьбы предлагаемое устройство снабжено приспособлением для нарезания резьбы, бандажной стяжкой, устанавливающей кожух на электрод, крышкой на кожухе и кронштейном, при этом кожух выполнен в виде режущих элементов в соответствии с коническим гнездом. Заявляемое устройство схематично представлено на фиг.4 - 6, Оно содержит кожух 5, закрепленные на оправке 1 инструменты для механической обработки торца 4 и внутренней поверхности 2 элемента (секции) электрода 3, приводы 12-15 движений В и П. Устройство снабжено сменным приспособлением для нарезания резьбы, (фиг,6) бандажной стяжкой 7, 8, установленной с одного торца (надеваемого на элемент электрода) кожуха 5, крышкой 16 с осевым отверстием 9, размещенной с другого торца кожуха, кронштейном 10, смонтированным совместно с крышкой 16 и имеющим отверстие 11, соосноеотверстию 9 в крышке, при ;этом кожух 5 выполнен в виде обечайки с разрезным, преимущественно косым, стыком 6 внахлест, Приводы 12 - 15 размещены на крышке и кронштейне, инструмент для механической обработки внутренней поверхности выполнен в виде режущих элементов , 2 для образования конического гнезда, а оправка 1 установлена с возможностью осевого перемещения И в соосных отверстиях 9 и 11 крышки и кронштейна, Для повышения точности расположения оправки относительно изделия (элемента 3 электрода) она снабжена направляющим элементом 19, сопрягаемым с отверстием 18, изготавливаемым в изделии по заявляемому способу.Одним из вариантов выполнения устройства является конструкция, представленная на фиг,5, где (отсутствуют установленные на кронштейне приводы 12, 13 вращения оправки 1 и могут отсутствовать приводы 14. 15 перемещения И) с целью обеспечения возможности осуществления привода вращения (и перемещения) оправки от постороннего (отдельного) объекта, например от шпинделя радиально- сверлильногостанка, на торце оправки 1, противоположном торцу с инструментом, выполнен соединительный элемент, преимущественно конус 20, сопрягаемый с пинолью 21 станка,Приспособление для нарезания резьбы в коническом гнезде содержит ступенчатую оправку 22 с концевым, преимущественно коническим для сопряжения с пинолью 21, сопрягаемым участком, одна из ступеней10 15 можностью перемещения по образующей корпуса 27, Направляющая планка 24 и ползун 28 взаимодействуют посредством пальца 29, расположенного в пазу 30 на правляющей планки 24 с обеспечением воз 30 45 50 55 35 40 оправки выполнена в виде ходового вингаз Оправка 22 установлена в центре 41, который выполнен дополнительно или принад лежит постороннему объекту. например пиноли 41 радиально-сверлильного станка. На оправке 22 установлен, например посредством опор 26, корпус 27 с направляющим пазом 40, На ходовом винте оправки 22 размещена гайка 23, выполненная в виде ступицы, Совместно с гайкой 23 смонтирован штурвал 33, направляющая планка 24 и тяга 25, Тяга выполнена взаимодействующей с поводком 32, закрепленным на корпусе 27, В направляющем пазу 40 корпуса 27 установлен ползун 28 с возможности радиального перемещения пальца 29 с ползуном 28 в пазу 30, На ползуне размещен инструмент 31, и реимущественно фреза, для изготовления резьбы в гнезде изделия 3, Инструмент 31 снабжен устройством для регулирования глубины резьбы, выполненном преимущественно в виде откидного кронштейна 36, установленного с возможностью качания вокруг оси 36, смонтированной на ползуне 18, и снабженного регулировочными элементами 38, При использовании в качестве инструмента фрезы она снабжена приводом вращения, содержащим двигатель 34 и передачи 35, смонтированные преимущественно.на откидном кронштейне, при этом фрезэ установлена на собственном шпинделе, а шаг ходового винта оправки соответствует шагу резьбы, нарезаемой в гнезде изделия.Для повышения точности расположения оправки 22 относительно гнезда изделия она снабжена направляющим элементом 39, устанавливаемым на дне гнезда, преимущественно в центровом отверстии 18, (фиг, 4) остающимся в изделии после изготовления гнезда,Предлагаемое устройство работает следующим образом.Кожух 5 устанавливают на элемент 3электрода и фиксируют(зажимают) на нем с помощью стяжки 8 бандажа 7, Направляющий элемент 19 оправки 1 вводят в отверстие 18. Включают приводы 12 - 15, чем обеспечивают вращение В и перемещение2 и 4. При этом происходит формирование поверхности (конического) гнезда в изделии и обработка его сопрягаемого торца, Удаление продуктов резания (пыль, крошка, стружка) может осуществляться отсосом че 1801076,рез отверстие 17 с использованием сливного канала Ж (фиг,3), Для визуального наблюдения зоны обработки кожух может быть снабжен смотровым окном 42 и подсветкой, При отсутствии направляющего элемента 19 ориентация оправки 1 относительно изделия осуществляется посредством отверстий 9 и 11,Повышение точности ориентации оправки, а также заимствование вращения и перемещения (наряду с приводами 12 - 15 или вместо них) оправки с инструментом может осуществляться при использовании постороннего объекта, например радиально-сверлильного станка, Для этого шпиндель станка с пинолью 21 располагают над сопрягаемым с пинолью конусом 20 оправки, обеспечивают их силовое замыкание, назначают требуемые величины движения В и П, Остальное аналогично работе устройства, представленного на фиг.4,Устройство с приспособлением для нарезания резьбы. в гнезде изделия работает следующим образом,Вращением штурвала 33 ступицу 23 и полэун 28 переводят в исходное (верхнее)положение, Оправку посредством направляющего элемента 39 устанавливают в центровое отверстие предварительно изготовленного гнезда изделия и фиксируют центром 41. Вращают штурвал 33, что обеспечивает поступательное перемещение (вниз) ступицы с направляющей планкой 24 и тягой 25. Планка 24 посредством взаимодействия паза 30 и пальца 29 осуществляет перемещение (вниз) ползуна 28 в.направляющем пазу 40.корпуса 27.Гяга 25 посредством поводка 32 передает вращение корпусу 27, обеспечивая движение обката инструмента по контуру гнезда, Включают привод 34, посредством механизма 38 осуществляют поворот откид, ного кронштейна 36 вокруг оси 37, чем обес, печивают требуемую глубину резьбы, При дальнейшем вращении штурвала 33 ползун 28 с вращающейся фрезой 31 осуществляет вместе с корпусом 27 обкаточное (вращательное) движение и перемещается по направляющему пазу, что обеспечивает воспроизведение винтовой линии и формирование резьбы инструментом.При отсутствии направляющего элемента 39 оправка 22 фиксируется центром 41, Для повышения точности расположения оправки относительно гнезда изделия корпус27 может быть снабжен дополнительно ориентирующими устройствами и т.д. При необходимости отсос или удалениепродуктов резания из гнезда иэделия может осуществляться посредством подводящегоили отсасывающего патрубка 43,Формула изобретения 1, Способ изготовления электродов, включающий механическую обработку вышедших из строя элементов электродов на ниппелях путем подрезки торца, изготовления в нем конического гнезда и нарезания резьбы в гнезде, сборку элементов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности и снижения затрат за счет исключения транспортных работ, расширения технологических возможностей за счет использования большей номенклатуры элементов, в качестве исходных используют немерные цилиндрические и конические элементы длиной, более длины ниппеля и диаметром, более диаметра ниппеля,2, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что механическую обработку начинают с образования в торце элемента центрового отверстия, глубина которого превышает глубину гнезда,3, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения безопасности, механическую обработку проводят при заполнении зоны обработки смазывающе-охлаждающей жидкостью.4, Устройство для изготовления элект-. родов, содержащее кожух, закрепленные на оправке инструменты для механической обработки торца и внутренней поверхности, привод,.отл и ч а ю ще е с ятем, что, с целью обеспечения возможности образования конического гнезда и нарезания в нем резьбы, устройство снабжено приспособлеНием для нарезания резьбы в коническом гнезде, бандажной стяжкой, установленной с одного торца кожуха, крышкой с осевым отверстием, размещенной с другого торца кожуха, кронштейном, смонтированным совместно с крышкой и имеющим отверстие, соосное с отверстием в крышке, при этом кожух выполнен в виде обечайки с косым разрезным стыком внахлест, привод размещен на крышке и кронштейне, инструмент для механической обработки внутренней поверхности выполнен в виде режущих элементов для образования конического гнезда; а оправка установлена с возможностью осевого перемещения в соосных отверстиях кры ш ки и крон штейна.5, Устройство по п.4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности расположения оправки относительно изделия, она снабжена направляющим элемен, том,6, Устройство по пп,4 и 5, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечвния1801076 10 Фиг.2 Фиг. воэможности осуществления привода от радиально-сверлильного станка посредством соединения пиноль - конус, на торце оправки, противоположном торцу с инструментом, выполнен конус,7. Устройство п 4, отл ича ю щ ее с я тем, что приспособление для нареэания резьбы в коническом гнезде содержит ступенчатую оправку с коническим концевым участком, одна иэ ступеней которой выполнеиа в виде ходового винта, центр, в котором установлена своим коническим концевым участком ступенчатая оправка, закрепленный на ступенчатой оправке с вазможностью вращения корпус с направляющим пазом, размещенную на ходовом винте гайку, выполненную в виде ступицы, смонтированные совместно с гайкой штурвал, направляющую планку и тягу, имеющую паэ, поводок, закрепленный одним концом в корпусе с возможностью взаимодействия другим концом с направляющейпланкой, палец, размещенный в пазу тяги свозможностью радиального перемещения,5 ползун, закрепленный на пальце и размещенный в направляющем пазу корпуса свозможностью перемещения относительнопоследнего, ось, закрепленную на ползуне,смонтированный с воэможностью качания10 вокруг оси откидной кронштейн с механизмом регулирования глубины резания, установленный на откидном кронштейнешпиндель с фрезой, привод шпинделя, размещенный на ползуне, при этом шаг ходо 15 вого винта соответствует шагу нарезаемойрезьбы,8, Устройство по п,7, отл ича ю щеес я тем, что, с целью повышения точностирасположения ступенчатой оправки относи 20 тельно изделия, она снабжена направляющим элементом,. Кулакова , Техред М,Моргентал Ре ректор С, Юско оизаодстеенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 1 О аказ 1183 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва,.Ж, Раушская наб 4/5ь