Агрегат для термической обработки штанг

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свез СоветскихСоциалистическихРеспублик1704993(51) М. Кл.С 21 О 1/ осударственный комитет м заявки Но присоединен 3) Приорите(53) УДК 6 21 . 78 5 ,545 (088.8 Опублиное Дата опуб ио 251279 Бюл нь Йф 470 5.018 0 аиия описан 72) АвтОРь 1 ИЗОбрЕТЕНИя С. Г. Бабаев, М. д. Иляховский и Ю. М. Рьр Всесоюзный научно-исследовательски технологический институт нефтяного(71) Заявитель проектноиностроення ОЯ ОБРАБОТКИ 0)ТАНГ(54) АГРЕГАТ ДЛЯ ТЕРМ Изобре кам для т лий с индИзвест кой обраб фиг, 34 -мений те 3 тение относится к установермической обработки издеукционным нагревом.на установка для термичес-.отки цилиндрических штанг, содержащая подвижный индуктор со спрейером, шпиндельные бабки для закрепления и вращения штанги с приводом вращения и перемещения шпинделей и цилиндр растяжения штанги 11 .Эта установка имеет малую производительность и повышенную трудоемкость процесса обработки штанг.Известна также многопоэиционная установка для термической обработки цилиндрических изделий, содержащая нндуктор, платформу с механизмами закрепления и вращения изделий, каждый из которых выполнен в виде неподвижной н подвижной шпиндельных . бабок, приводы вращения и перемещения шпинделей и загрузочно-разгрузочный механизм 2.Недостатком такой установки является невозможность одновременной обработки нескольких штанг вследствие необходимости изменения скорости тЕр- мообработки головок штанг и одновременной установки и закрепления нескольких штанг в шпиндельных бабках. Цель изобретения - автоматизацияпроцесса многопоэиционной термической обработки штанг, увеличение производительности и снижение трудоем"костиЭто достигается тем, что платфор.ма снабжена жесткими упорами, размещенными в каждом ряду бабок по обестороны соответствукщих индукторсвна равном для каждой стороны расстоянии, при этом бабки связаны с гидроцилиндрами растяжения штанг, а ихшпиндели - с приводом вращения поредством сцепных муфт,1 Механизм загрузки-выгрузки выполнен в виде тележки, снабженной зажимными губками, центры которых рас"положены раэновысотно с шагом, соот"ветственно в верхних и нижних рядах,20 равным интервалу между рядами бабок,а направляющие под тележку со стороны загрузки имеют подъемные участки,высота которых равна расстоянию повертикали между центрами губок верхних и нижних рядов,На фиг, 1 изображен предлагаемыйагрегат, общий вид; на фиг. 2 - видпо стрелке А на фиг, 11 наразрез Б-Б. на фиг. 1; на фигО ханиэмы эажимных приспособлележки, вид спереди; на фиг, 5 -тоже, вид сбоку) на фиг. 6 - то же",вид сверху; на фиг, 7 - принципиальная гидрокинематическая схема агре"гата,На неподвижно установленном основании 1 арочного типа размещены (по5числу закалочных мест) батареи конденсаторов 2, трансформаторы 3, индукционные нагреватели 4, спрейеры 5;эакалочные камеры 6 и коллектор 7сбора отработанной охлаждающей жидкости. Между опорами основания 1 нафундаменте закреплена коллея в . направляющая 8, по которой перемещаетсяплатформа 9 от действия электрического двигателя 10 тиристорного привода через червячный редуктор 11 с шестерней 12 и зубчатую рейку 13, закрепленную на платформе 9,На боковой длинной сторбне платформы 9 закреплена система копиров 2014, .взаимодействующая во времядвижения платформы 9 с рычагом 15,связанным с осью регулятора скорости вращения вала электрического двигателя 10 тиристорного привода. Регулятор вмес:е с рычагом 15 прикреПлен к основанию 1, В системе копировимеется также и шарнирно-закрепленный копир 16, длинное плечо котороговйормальном положении горизонтально 30и при прямом ходе платформы 9 не влияе. на рычаг 15, позволяя ему упереться Лишь в короткое плечо копира 16,котброеотклоняется и притягиваетсяэлектромагнитом 17. При этом длинноеплечо копира 16 занимает новое, наклонное к горизонту положение (нафиг, 1 это положение показано пунктиром).Крайние положения платформы 9 кон)тролируются подпружиненными упорами 188По концам платформы 9 с возможностьй"Осевого "перемещения по направляющим 19 до упоров 20 соосно установлены бабки 21,причем линии, соединяющие оси шпинделей 22 каждой па-ры бабок 21, параллельны между со"бой. Кон;ы шпинделей 22 выпОлнены свнутренними резьбами, обеспечивающими скручивание их с резьбовыми концами обрабатываемых штанг 23. С внешней стороны бабки 21 соедийены с одинаковыми по диаметру гидроцилиндрами 24";"Каждая пара противоположно и соосно установленных бабок 21 соединеначерез шлицевое соединение 25, цепнуюпередачу 26 и валов 27 с приводом28, обеспечивающим синхронное вращение шпинделей 22 с заданной скоростью 60в процессе термообработки штанг 23.Электромагнитные муфты 29 осуществля- "ютвключение дополнительных приводов30 содновременным отключейием йрйвода 28, обеспечивая реверсивное вра щение шпинделей 22 в системе кгючей при свинчивании (с заданным моментом) или раэвинчивание их со штангами 23. Для этого каждый шпиндель 22 соединен с приводными шестернями 31 с помощью моментной муфты, работающей лишь го время свинчивания шпинделя 22 со штангами 23.Для выделения головок штанг 23 на одну линию последовательно на каждой из сторон штоковые полости каждых двух напротив стоящих гидроцилиндров 24 через золотники 32 соединяются с индивидуальными (для каждой пары гидроцилиндров) гидронасосами 33.При этом на "входе в штоковую полость каждого гидроцилиндра 24 установлены двухпоэиционные золотники 34, обеспечивающие подачу масляных потоков к полостям гидроцилиндров 24, или от гидронасосов 33, или от общего для всех гидроцилиндров 24 гидронасоса 35 низкого давления, но большой производительности, служащегодля сведения или разведения бабок 21, а следовательно, и шпинделей 22 с незначительным усилием при завинчивании и развинчивании на шпиндели 22 штанг 23. Последнее действие обеспечивается золотником 36 у гидронасоса 35.Слив из штоковых полостей всехгидроцилиндров Д 4 осуществляется только через подпорные клапаны 37, Подпорные же клапаны 38, установленные в линиях общего гидронасоса 35, служат для различного усилия при сведении и разведении бабок 21 во время свинчивания и развинчивания штанг 23 со шпинделями 22.Для механизации загрузки и разгруэки агрегата служит тележка 39 на ребордных колесах 40, перемещающаяся по направляющим рельсам 41, закрепленных как на платформе 9, так и наосновании 42 под тележку 39. При этом ширина колеи передних колес тележки 39 больше колеи задних колес. Тележка 39 скрейлена шарнирно тягой 43 с цепным транспортером 44, расположенный на основании 42 и имеющим привод 45, Тележка 39 снабжена рамкой 46, шарнирно-прикрепленной к тележке 39 и имеющей длину во всю ширину тележки. В конце движеиия тележки по направляющим рельсам 41 на основании 42 перекладина 47 рамки 46 встречается с ловителями 48 на штоках пневмоцилиндров 49. Последние, срабатывая, поднимают рамку 46 и термообработанные штанги 23 скатываются по склизу 50 в приемную корзину 51Пучек штанг, подлежащих термообра ботке, укладывается на стеллаж 52 це- ховыми Пбдъемно-транспортными механизмамис" которого штанги"раскладываются на йризмы 53 тележки 39.На концах тележки 39 установлены по два ряда центрирующе-эажимных при60 способлений с длинными 54 и короткими 55 рычагами, Каждая пара рычагов54 и 55 каждого приспособления взаимодействует между собой через зубчатую передачу 56. При этом пневмоцилиндр 57 воздействует одновременно 5на две шестерни зубчатой передачи56 каждой соседней пары рычагов 54и 55 в каждом ряду.Приспособления с рнчагами 54 и 55закреплены на тележке 39 рядами с шагом, равным, соответственно, в верхних и нижних рядах центров губок, интервалу между центрами шпинделей 22бабок 21, причем каждый ряд приспособлений 54 сдвинут относительнб ряда приспособлений 55 на расстояние,равному половине длины шага.Для подъема центров губок приспособлений 55 с одновременным горизонтальным перемещением их до центров шпинделей 22 служат копиры 58, установленные на каждом направляющем рельсе 41,проекция длины подъемных участков которых равна половине длины шага между шпинделями, а высота ихравна расстоянию по вертикали между 25центрами рычагов 54 и 55.Для выравнивания концов штанг 23с одной стороны основания 42 по всей его ширине установлен щиток-ограничитель 59. 30Угол наклона поверхности призм 53 по отношению к горизонтали выполнен несколько меньшим, чем угол наклона копиров 58 что позволяет тележке 39 без помех выкатиться из-под уже35 растянутых штанг 23 в шпинделях 22.Агрегат работает следующим образом.После ссыпания термообработанных штанг 23 с рамки 46 тележки 39 по склизу 50 стеллажа 52 в корзину 51 40 пневмоцилиндры 49 возвращают рамку 46 в ее обычное горизонтальное положение. При этом продолжения рамки 46 над перекладиной 47 образуют своеобразный мостмежду настилом стеллажа 45 52, где лежат штанги 23, подлежащие термообработке, и поверхностью тележки 39. По этому мостуф штанги 23 вручную сволакиваются на тележку 39, укладываются на приемные призмы 50 53 тележки 39 и выравниваются по щит" ку-ограничителю 59 перемещенйемих в осевом направлении, Затем вклвчаются пневмоцилиндры 57 двух рядов приспособлений с рычагами 55 по концам 55 тележки 39 и штанги 23 эажимаются в иих по концам. Все это происходит в течении того времени, когда происходит термообработка очередной партии штаиг 23 и после окончания термооб" работки, возвращения платформы 9 назад в исходное положение до соприкосновения колес платформы 9 с упорами 18 на концах направляющих 8. В этот момент электрический двигатель 10 тиристорногопривода останавливается и платформа 9 Фиксируется и этомположении благода 1.я наличию самоторможения в червячном редукторе 11,Включается привод 45 цепного транспортера 44 и тележка 39 с закрепленными на ней штангами 23 от воздействия транспортера 44 через тягу 43вкатывается на Платформу 9 по направляющим рельсам 41, При этом длинныврычаги 54 нажимных приспособлениЯразведены в стороны и утоплены в теле тележки 39, позволяя последнейсвободно проехать под растянутымитермообработанньми штангами 23. Движение тележки 39 прекращается в тотмомент, когда все четыре колеса 40тележки одновременно достигнут точекначала подъема на копиры 58,Далее включаются пневмоцилиндры57 зажимных приспособлений, рычаги54 которых захватывают и зажимаютуже обработанные штанги 23, Этим обеспечивается воэможность развинчиванияшпинделей 22 со штангами 23, когдашпиндели 22 получают вращение от до"полнительных приводов 30 за счет пе"реключения электромагнитных муфт 29,т, е. работают в системе ключа. Одновременно с этим золотники 34 от ключают от гидроцилиндров 24 гидронасосы 33 и подключают гидронасос 35.Поток гидрожидкости от этого насосас помощью золотника 36 направляетсяк штоковьи полостям гидроцилиндров24, обеспечивая разведение бабок 21с небольшим усилием.После освобождения всех штанг 23пневмоцилиндры 57 разжимают рычаги54 и штанги падают на поверхность тележки 39 в призмы 53 в промежуткимежду рычагами 55. Бабки 21, продолжая движение, полностью разводятся встороны. Вторично включается привод45 цепного транспортера 44, которыйчерез тягу 43 закатывает колеса 40,тележки 39 на копиры 58 вверходо упора. При этбм центры штанг 23, зажатых в рычагах 55, совмещаются с центрами шпинделей 22.В обратной последовательности -за счет реверса дополнительных приводов 30 золотником 36 переключения потока гидрожидкости от гидронасоса 35в поршневые полости гидроцилиндров24, от чего бабки 21 начинают сбли.жаться до соприкосновения концов шпинделей 22 с неподвижными резьбовымиконцами штанг 23 - производится скру"чивание очередных штанг 23 со шпинделями 22. СВинчивание каждого резьбо-вого конца штанг 23 происходит лишьдо достижения момента, на который настроена моментная муфта, соединяющаяприводное зубчатое колесо 31 со шпинделем 22. После свинчивания всех шпинделей 22 со всеми резьбовыми концами,штанг 23 рычаги 55 приспособлений разводятся и тележка 39 транспортерам44- " "растяжения Ъйанги- механизм загрузки-выгрузки, о т л и ч а ю щ и йся"тем,"Что, с целью автоматизации 60 процесса при многопозиционной термо 65 выводится из-под закрепленных штанг23, неся на своей верхней поверхностиобработанные штанги. Далее тележка39 доходит до конца основания 2, перекладина 47 рамки 46 встречается словителями 48 пневмоцилиндров 49 ипроцесс сброса штанг повторяется ана"логйчно описа нному.В это время золотники 34 подключают к штоковыи полостям гидроцилиндров24 гидронасосы 33, а золотники 32 направляют потоки гидрожидкости к левым гидроцилиндрам 24 (см. Фиг, 7),заставляя правые бабки 21 прижатьсяк упорам 20 и, тем самым, выставляяголовки правйх- концов штанг в однулинию, параллельную линии закрепленияиндукторов 4.С этого момента начинается термообработка штанг 23.От включения электрического двигателя 10 тиристорного привода платфор-ма 9 начинает перемещать растянутыев ней штанги 23 относительно неподвижных индукционньж нагревателей 4, ко"-торые включаются в момент, когда головки штанг войдут в нагреватель 4,Одновременно с этим начинается и подача охлаждающей жидкости в спрейере 5,которая собирается закалочной камерой6 Исливается в коллектор 7, В это жевремя начинает свое воздействие на рычаг 15 регулятора оборотов электри-"ческого двигателя 10 тир"сторногопривода копир 14, от чего скоростьдвижения"платформы 9 изменяется взависимости от изменякцихся диаметров поперечных сечений головок штанг 23,что отражено на форме копира. Послепрохождения головок штанг, т. е. сподходом к индукторам цилиндрическойчасти тела штанг 23, рычаг 15 выходит из-под действия копира 14 и сохраняет свое положение на всей длинецилиндрической части штанг, от чегоскорость движения платформы 9 останется постоянной. После прохожденияголовок и выхода на цилиндрическуючасть тела штанг 23 золотники 32 пе- реключают потоки гидрожидкости отнасосов 33 со штоковых полостей левых гидроцилиндров 24 на штоковые полости правых гидроцилиндров 24, создавая там избыток давления, от чегоправые бабки 21 начнут отходить сочень малыми скоростями от упоров 20,а левые бабки 21 подходить к своимупорам 20, Это движение прекратитсякак только левые бабки 21 прижмутсяк своим упорам 20; но до момента подхода головок этого конца штанг"к ин-дуктэрам. "При равенстве вйстуйающих"из бабок 21 концов шпинделей 22 го" ловки всех штанг 23 установятся на .одной лийии, параллельной линий"за- крепления нагревателя 4.Йзмейенйе скоро:тй движенияштанг относйтельно индуктора, которое наблюдаегся при выравнивании вторых концов штанг в процессе термообработки, очень незначительно (2,5), что, естественно, не влияет на качество термообработки. 11 алая величина изменения скорости закалки обеспечивается соотнсшением: большой длины термообработки (8000 мм) и небольшого дополнительного перемещения бабок (не более 100 мм).При переключении золотникоб 32, когда поток гидрожидкости от насосов 33 направляется со штоковых полостей левых гидроцилиндров 24 на штоковые полости правых гидроцилиндров 24, давление в штоковых полостях левых гидроцилиндров не падает, так как слив из них осуществляется через подпорный клапан.В момент входа вторых головок штанг 23 в нагреватель 4 рычаг 15 от воздействия когира 14 изменяет скорость движения платформы 9 до минимальной, питание нагревателя 4 и "прейеров 5 отключается, рычаг 15, упираясь в короткое плечо шарнирно- закрепленного копира 16, отклоняет его до зоны сил притяжения электрического магнита 17 и копир 16 занимает положение, показанное на фиг, 1 пунктиром. В это же время происходит реверс электрического двигателя 10 тиристорного привода, и платформа 9 начинает двигаться в обратную сторону. Рычаг 15 регулятора скорости электрического"двигателя 10 изменяет свое положение от воздействия отклоненного длинного плеча копира 16, в результате чего скорость движения платформы 9 плавно возрастает до максимально возможной, осуществляя холостой ход с повышенной скоростью.В койце"движения от воздействия длинной планки, входящей в систему копиров 14, рычаг 15 плавно гасит скорость движения платформы до минимальной, колеса платформы 9 соприкасаютмя с упорами 18, платформа останавливается. Далее происходит процесс,1. Агрегат для термической обработки штанг, содержащий неподвижные индукторы со спрейерами и подвижную платформу, йа которой расположены в параллельных рядах шпиндельные бабки длязакрепления штанг, гидроцилиндры обработк 6, повышения производительности"и снижения трудоемкости, платформа снабжена жесткими упорами, раэмещеннЫьы в каждом ряду бабок по обестороны соответствующих индукторовна равном для каждой стороны расстоя-нии, при этом бабки связаны с гидро- цилиндрами растяжения штанг, а их шпиндели - с приводом вращения посредством сцепных муФт.2. Агрегат по п, 1, о т л и ч аю ц и й с я тем, что механизм загрузки-выГрузки выполнен в виде тележки, снабженной зажимньзчи губкамй, центры которых расположены разновысотно с шагом, соответственно в верхних и нижних рядах, равньм интервалу между рядами бабок, при этом со стороны загрузки направляющие под телеку имеютподъемные участки вйсота котор,ткравна расстояний"пб вертиКалй межпу " "центрами губок верхних и нижних рядов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лвторское свидетельство СССРР 116153, кл. С 21 О 1/12, 1959,2. Патент ФРГ 9 1241472,кл. 18 с 9/30, опублик. 1967 (прототип).704993 ч одписн ЦНИИПИ Государ по делам изо113035, Москва, Жного комитета ений и открыт Раушская наб,ная,лнал ППППатентф ф, г. Ужгород, ул. едактор Дакаэ 7968 оставитель В. хред З.фанта 653стве елофастов Корректор О. Ковинская