Установка для закалки изделий

, 1084 3(511 С 21) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ье,ЛЬ 1;,РСД ено в виде установленнии пневмоцилиндра,ого закреплена траверс зделия выпол ного на осно на штоке кот с Фиксаторам чаю для ф издел линдр саци аружных сторон поло ено в виде пневмоци ом, соединенным чер ыпо о што серьги с рычагами, н лены фиксаторы.4. Установка по п ч а ю щ а я с я тем пс закрепа к о тли механизм и колпака выполвленной на вертиподъема индукто нен в виде уста кальных стойках одвешенвертиизм в видесно а- и. нои на тркальногогоризонтаустановлес приводо мы с привод ения, а мех перемещени;, этой раме са н аре тки ои н оторои посредством тяг закреплены индуктор и колпак,при этом каретка выполнена с двумярядами отверстий, один из которыхсоосен отверстиям в колпаке, адругой расположен вдоль продольнойоси индуктора,5. Установка по и, 1, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что устройствдля Фиксации стенки изделия выполнев виде закрепленного в верхней частоснования пневмопривода, соединеннопосредством рычага, серьги и направляющей с рейками, на которых закрелены два ряда штоков, установленныхв отверстиях каретки, причем один о ияд штоков помеще отверстиях ака а другои - между ветвями доль продольной оси индуктора. СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторскийи технологический институт токоввысокой частоты им. В,П. Вологдинаи Московский вечерний металлургический институт(56) 1. Рыскин С,Е. и др. Оборудовние для индукционной термообработкЛ., "Машиностроение", 1966, с.47,2. Авторское свидетельство СССР9232994, кл. С 21 Э 1/64, 1968.3. Авторское свидетельство СССР9447444, кл. С 21 ) 1/10, 1971.(54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАКАЛКИИЗДЕЛИЙ, содержащая основание состойками, на котором размещены индуктор, колпак для охлаждения и устройство для фиксации изделий, о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества закалки,при обработке изделий швеллерообразного профиля, устройство для Фиксацииизделий выполнено в виде устройствадля Фиксации наружной и внутреннейсторон полок и стенки изделия с механизмами горизонтального перемещения и подъема индуктора и колпака.2. Установка по и. 1, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что устройстводля фиксации внутренних сторон полок становка по п.1, о т л и - а я с я тем, что устройст20 1 1084Изобретение относится к термической обработке, и может быть использовано для индукционной закалкидлинномерных швеллерообразных изделий, в частности швеллерообразныхлонжеронов автомобиля,5Известна установка для закалкиизделий, содержащая индуктор, камеру охлаждения. В этой установкеизделие помещается в камеру и нагревается, а эакалочная среда, заполняя все сечение камеры и двигаясьвдоль нее и иэделия с большой скоростью, обеспечивает качественноеохлаждение изделий 11.Однако известная установка непозволяет обеспечить фиксацию изделия и его элементов и непригодна длязакалки длинномерных изделий, склонных к короблению,Известна также установка для закалки изделий, содержащая бак соспрейерами, основание, на которомразмещены штоки для Фиксации иэделий.Установка позволяет уменьшить коробление изделий в процессе закалкина стадии охлаждения 2 3,Однако указанная установка непозволяет исключить или ограничитьдеформацию изделий на стадии нагреЗОва и непригодна для закалки изделий, более склонных к короблению,чем рельсы (например, изделий, изготовленных из листового материала -швеллерообразных лонжеронов автомобилей). Принятая в конструкции системаохлаждения не может обеспечитькачественную закалку ряда марок сталей и может явиться источникоммногих закалочных дефектов.Известна установка для закалки40изделий, содержащая основание, накотором размещены индуктор, колпакдля охлаждения и устройство для фиксации изделия, обеспечивающая индукционную закалку длинномерных труб 45чатых заготовок 3 .Однако частые перегрузки изделий,которые могут иметь большую длину(5"8 и более метров) и, к тому жедолжны быть точно установлены относительно бака индуктора, усложняютработу установки, могут приводитьк перекосам изделий, некачественнойтермообработке иэделий, падению изделий и поломке установки, Даннаяустановка не может обеспечить закалку изделий более сложной формычем трубы, склонных к деформации,313 2например швеллерообразных изделий большой длины, в частности лонжеронов автомобиля, имеющих длину 5-8 м, так как не позволяет фиксировать элементы лонжерона (полки, стенки), предохраняя изделие от деформаций и в то же время не препятствуя изменению размеров изделия, вследствие теплового расширения при нагреве.Цель изобретения - повышение качества закалки при обработке изделий швеллерообраэного профиля.Для достижения поставленной цели в установке для закалки изделий со 1 держащей основание со стойками, на котором размещены индуктор, колпак для охлаждения и устройство для фиксации изделий, устройство для фиксации изделий выполнено в виде устройства для фиксации наружной и внутренней сторон полок и стенки изделия с механизмами горизонтального перемещения и подъема индуктора и колпака.Устройство для фиксации внутренних сторон полок изделия выполнено в виде установленного на основании пневмоцилиндра, на штоке которого закреплена траверса с фиксаторами.Устройство для фиксации наружных сторон полок изделия выполнено в виде пневмоцилиндра со штоком, соединенным через серьги с рычагами, на которых закреплены фиксаторы.Механизм подъема индуктора и колпака выполнен в виде установленной на вертикальных стойках основания и подвешенной на тросах рамы с приводом вертикального перЕмещения, а механизм горизонтального перемещения - в виде установленной на этой раме каретки с приводом, на которой посредством тяг закреплены индуктор и колпак, при этом каретка выполнена с двумя рядами отверстий, один из которых соосен отверстиям в колпаке, а другой расположен вдоль продольной оси индуктора. Устройство для фиксации стенки изделия. выполнено в виде закрепленного в верхней части основания пневмопривода, соединенного посредством рычага, серьги и направляющей с рейками, на которых закреплены два ряда штоков, установленных в отверстиях каретки, причем один ряд штоков помещен в отверстиях колпака, а другой между ветвями вдоль продольной оси индуктора,(перехват стенки лонжерона);на фиг.4 - то же, период охлаждения изделия; на фиг.5 - разрезБ-Б на фиг,4, период охлаждения,Предлагаемая установка состоит 1 Оиз стационарного основания 1, нанижней части которого установленаплита 2, с выступом 3 (функции выступа может выполнять магнитопровод)выполненным с местными опорами 4,возвышающимися над ним на 8-10 мм.Опоры 4 служат для укладки на нихвнутренней стороны стенки обрабатываемых швеллерообразных изделий(лонжеронов автомобиля), а также 20для обеспечения свободного проходаводы между стенкой лонжерона и выступом при закалке.Над выступом, охватывая его ипомещенное на его опорах изделие, 25установлен ицдуктор 5, Длина индуктора соответствует длине нагреваемой части изделия, Это может бытьвсе изделие, либо его часть, расположенная на конце или в серединедлины,Параллельно индуктору установленколпак 6 для охлаждения. В опущенном на плиту 2 положении он образует вместе с ней камеру охлаждения (закалки). Один торец закрыт,другой открыт, что необходимо для выхода закаливаемого изделия за егопределы (наиболее общий случай,когда нагреву и закалке подвергается 40средняя часть изделия), а такжедля прохода закалочной воды. Индуктор и колпак имеют механизм 7горизонтального перемещения и механизм 8 поцъема. 45Механизм горизонтального перемещения состоит из каретки 9, к которой на тягах 10 подвешены индуктори колпак, и пневмопривода 11,Механизм подъема состоит из рамы 12, установленной на стойках 13основания, подвешенной на тросах 14,и привода 15 помещенного ца верхней части основания 1, На раме 12установлена каретка 9 и закреплен 55ее привод 11, На верхней части основания расположено также устройство16 для фиксации стенки лонжерона. 1 Э 4Устройство 16 состоит из пневмопривода 17, который через рычаги 18и серьги 19. соединен с направляющими 20, установленными во втулкахверхней части основания 1. На направляющих 20 закреплены рейки 21, в которых своими верхними Т-образнымиконцами установлены два ряда штоков22. Средняя часть всех штоков проходит через отверстия (втулки) 23 вкаретке 9. Нижняя часть одного рядаштоков проходит через отверстия(втулки) 24 в колпаке 6. Нижняячасть другого ряда штоков проходитпо оси индуктора между его ветвями.Штоки располагаются с шагом повсей длине нагреваемой части лонжерона,Устройство 16 служит для фиксациистенки лонжерона на опорах 4 и.предотвращения ее деформации.На нижней части основания установлены устройство 25 для фиксации полокизделия с внутренней стороны и устройство 26 для фиксации полок изделияс наружной стороны, а также механизм27 перехвата,Устройство 25 для фиксации полокизделия с внутренней стороны состоитиз пневмопривода 28, подвижных траверс 29 и закрепленных на них двухрядов Фиксаторов 30, Фиксаторы 30расположены перпендикулярно стенкелонжерона, ". близи его полок, и обращены к цим своими скосами. Устройство 26 для фиксации полок изделияс наружной стороны состоит из пневмопривода 31, сере 32 и рычагов 33,на конце которых помещены пальцы(фиксаторы) 34, Пальцы 34 располагаются перпендикулярно полкам лонжерона с внешней стороны.Механизм 27 перехвата состоит изпневмопривода 35, который черезсерьги 36 соединен с рычагами 37,Механизм перехвата обеспечиваетФиксацию стенки изделия на опорах4 в период между нагревом и охлаждением - период замены ицдукторана колпак. Пневмопривод 28, служитдля перемещения фиксаторов 30, одновременно служит для поворота рычагов 38 через серьги 39. Рычаги 38 служат для запирация колпака6 на плите 2 в период подачи закалочной воды. Подача закалочцойводы обеспечивается насосом 40, через трубопровод 41, расположец10843 10 20 40 5ный под плитой 2, с закрытой стороны колпака. С открытой стороныколпака к плите 2 примыкает лоток42 для слива закалочной воды, подкоторым помещается резервуар 43,соединенный трубопроводом с насосом40, За резервуаром 43 располагается стойка 44, на которуы помещаетсяподлежащий закалке лонжерон передперемещением в позиции закалки.В положении, фиксирующем полки истенки изделия, элементы обеспечивающие эту фиксацию, подходят к лонжерону с минимальным зазором, равным величине теплового расширенияизделия в соответствующем направлении. При этом каждая пара серег 32и 36, а также плечо рычага 18 исерьга 19 (фиг,2,4) устанавливаются в распор - под углом 180+2Это позволяет: не препятствоватьтепловому расширению иэделия во всехнаправлениях при нагреве, ограничитьвеличину деформации иэделия в жестких пределах, приводить в действиерычажную систему посредством небольшой мощности привода, и, используяэту небольшую мощность, удерживатьфиксаторы в строго определенномположении, даже при появлении значительных нагрузок, вызванных тенденцией изделий к деформации.Для некоторых швеллерообразныхизделий, в стенке которых по длинеимеется ряд отверстий, фиксацияполки изделия на основании может35быть произведена посредством стяжек (болтов), проходящих через этиотверстия и прижимающих стенку изделия к опорам,В этом случае отпадает необходимость в устройствах 16 и 27.В некоторых случаях возможна фиксация полок лонжерона с внутреннейстороны посредством стационарных45упоров с точечным или линейнымконтактом, установленных на основании 1.Работа установки происходит вследующей последовательности,Подлежащее закалке изделие поме 50щается на стойку 44 и, передвигаясьпо ней поступает в позицию закалки.1фиксаторы устройства 25, перемещаясьвверх посредством пневмопривода 28,своими скосами дохолят до внутренней поверхности полок изделия,определяя положение лонжерона в целом и фиксируя его размер от деформа 13 ьции изнутри. Пальцы 34 устройства 26 подходят к полкам лонжерона снаружи. Зазор между пальцами 34 и полкой лонжерона устанавливается равным величине теплового расширения лонжерона по высоте стенки, Это позволяет обеспечить свободное тепловое расширение лонжерона как по высоте, так и по длине. Одновременно деформация изделия ограничивается в заданных пределах. Движение пальцев обеспечивается пневмоприводом 31 при повороте рычагов 33 в направлении к изделию. Обе серьги 32 в фиксированном положении устанавливаются под углом 180 друг к другу. Каретка 9 посредством пневмопривода 11 перемещается в направлении к изделию до тех пор, пока индуктор не остановится над изделием. Вместе с кареткой перемещаются в рейках 21 установленные во втулках и подвешенные на рейках штоки 22 устройства 16. Рама 12 вместе с кареткой 9 и подвешенными к ней индуктором 5 и колпаком 6 посредством привода 15 опускается вниз. При этом индуктор устанавливается над изделием, охватывая его по внешнему периметру на длине нагреваемой части.Включается пневмопривод 17. При этом рычаг 18 поворачивается и одно его плечо устанавливается с серьгой 19 под углом 180 , рейки 21 вместе со штоками 22 движутся вниз, причем часть штоков 22, которыми снабжен индуктор, устанавливается над стенкой изделия с небольшим зазором (0,5 мм). Включается индуктор. Происходит нагрев изделия до заданной температуры и одновременно увеличение его размеров вследствие теплового расширения металла, По ряду причин, вызванных особенностями индукционного нагрева изделий и их конструкций, при нагреве имеет место деформация элементов лонжерона (стенки и полок). Фиксаторы не препятствуют тепловому расширению изделия но пре пятствуют деформации изделия при нагреве, ограничивая ее допустимымирамками, По окончании нагрева индуктор 5 одновременно с кареткой 9 и рамой 12 поднимается вверх посредством привода 15. Включается пневмопривод 35 и рычаги 37 через серьги 36 поворачиваютгя таким образом, что устанавливаются над уровнем, который занимала холодная стенка7 1084 лонжерона с небольшим зазором (" 0,5 мм), Если эточ зазор уже выбран при нагреве лонжерона, то эти рычаги упираются в лонжерон. Одновременно происходит выравнивание температуры по г ению изделия. Включается лневмопривод 17, и штоки 22 вместе с рейками 21 поднимаются вверх. Каретка 9 вместе с индуктором и колпаком перемещаются в горизон тальной плоскости до тех пор, пока над нагретым иэделием установится колпак 6. Проходящие через колпак штоки 22 опускаются вниз и устанавливаются над лонжероном с небольшим зазором (или упираются в него) аналогично рычагам 37. Рычаги 37 механизма 27 перехвата поднимаются, освобождая лонжерон. Пальцы 34 посредством пневмопривода 31 отходят от лонжерона, Колпак 6 вместе с кареткой 9 и рамой 12 опускаешься вниз на плиту 2. Включается пневмопривод 28. При этом фиксаторы 30 устройства 25 опускаются вниз и освобождают лонжерон, рычаги 38 поворачиваются в направлении к лонжерону и запирают герметично колпак 6 на плите 2. Включается насос, и охлаждающая вода из резервуара 43 по трубопроводу 41 подается в камеру охлажденияи, перемещаясь вдоль нее с большойскоростью, охлаждает лонжерон, Далеевода по лотку сливается в резервуар.По окончании охлаждения насос отключается, рычаги 38 освобождают колпак 6 и он поднимается вверх, освобождая лонжерон. Лонжерон посредством устройства для перемещения перемещается на стойку 44 и затем удаляется из установки, Цикл повторяется.Использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить воэможность закалки длинномерных иэделий, в частности швеллерообраэных лонжеронов автомобиля, а также исключить или уменьшить до допустимого значения величину деформации закаленных изделий.Это в свою очередь, позволяет уменьшить толщину изделия (стенки и полку), уменьшить его вес, использовать для его изготовления стали с меньшим, содержанием легирующих элементов.Зкономический эффект от внедрения изобретения составляет 200 тыс. руб в год