2.4.1 Печі періодичної дії

Такі печі застосовують для термічної і хімотермічної обробки

металів, паяння твердими припоями, нагрівання для подальшої гарячої деформації, сушки тощо. Конструкції печей визначають за особливостями процесу теплової обробки. Схеми будови деяких печей періодичної дії показані на рис. 2.7.

Камерні печі (рис. 2.7, а) прості за конструкцією, універсальні для різних виробів і технологічних процесів, уможливлюють змінювати у великому діапазоні режими термообробки. Камерна піч - камера 2 з вогнетривкою футеровкою і теплоізоляцією, перекрита склепінням 8 і ззовні закрита металічним кожухом. Піч завантажують і розвантажують через боковий отвір у передній частині, що закривають дверцятами. Робоча температурі камерних печей від 700 до 1600°С, нагрівники із карборунду або молібдену. Потужність печей - 5-90 кВт, робоча напруга -380 В.

Недоліки камерних печей: важко забезпечити рівномірність нагрівання виробів у всьому об'ємі робочого простору; складність механізації завантаження і розвантаження і створення у печі газового середовища заданого складу за умови короткочасних

режимів термообробки; висока питома витрата захисного газу

Піч з висувним подом (рис. 2.7, б) являє собою механізовану модифікацію камерної печі. Під печі 10 монтують на візку; для завантаження і розвантаження виробів візок викочують із пічної камери.

Шахтні печі (рис. 2.7, в) прості і компактні. В них легше, ніж у камерних, здійснити завантаження і розвантаження виробів з використанням цехових підйомних механізмів. Вироби підвішують у вертикальному положенні, завантажують у кошиках або на решітках. Піч займає невелику площу в цеху. Кришку шахтної печі легше ущільнюють, ніж дверцята камерної печі, тому в шахтній печі теплові втрати менші і вона більше придатна для роботи з захисною атмосферою.

27

1‒ оброблювана деталь; 2 ‒ зерна абразивного порошку;

3 ‒ інструмент; 4 ‒ проміжок.

Рисунок 4.14 - Схема ультразвукового прошивання

Оскільки в суспензії, яку подають під інструмент є велика кількість зерен абразиву, то сумарна їх дія досить ефективна При цьому методі обробки є направлене руйнування інструмента, який коливають з ультразвуковою частотою із допомогою зерен абразивного посошка (рис. 4.14.).

4.3.1 Ультразвукові перетворювачі і концентратори

Коливальна система ультразвукової установки - джерело

ультразвукових коливань, акустичний трансформатор швидкості (концентратор) і деталі кріплення, що з'єднують окремі елементи конструкції.

Д ж е ре л а ул ь т р а з в ук о в и х к о л и в а н ь щ е н аз и в а ю т ь перетворювачами. Найбільше практичне застосування знайшли електричні (магнітострикційні і п'єзоелектричні) та механічні (аеродинамічні та гідродинамічні). До механічних джерел відносять ультразвукові сирени і свистки, принцип роботи яких

а) ‒ камерна; б) ‒ з висувним подом; в) ‒ шахтна;

г) ‒ ковпакова; д) ‒ з обертовим подом (елеваторна);

і) ‒ електропіч-ванна.

1 ‒ стенд; 2 ‒ камера печі; 3 ‒ жаротривкий муфель;

4 ‒ нагрівальні елементи; 5 ‒ виріб; б ‒ обертовий під;

7 ‒ підіймальний пристрій; 8 ‒ склепіння;

9‒механізм підіймання склепіння; 10 ‒ висувний під

Рисунок 2.7‒Печі опору періодичної дії

28

оснований на перетворенні механічної енергії (наприклад, швидкості руху рідин або газів). Електричні джерела ультразвукових коливань перетворюють електричну енергію в механічні пружні коливання відповідної частоти.

П р и н ц и п д і ї м аг н і то с т р и к ці й н и х п е ре т в о р ю в а чів оснований, на поздовжньому магнітострикційному ефекті, який полягає в зміні довжини металічного тіла із феромагнітних матеріалів (без зміни їх об'єму) під дією магнітного поля. Магнітострикційний ефект у різних металів різний. Високу

115

Дегазація рідин або розплавів з допомогою ультразвукових

коливань відбувається внаслідок витіснення газових бульбашок, які

рухаючись, об'єднуються у бульбашки більших розмірів і спливають.

Диспергування - ефект протилежний коагуляції та полягає у подрібненні речовини і перемішуванні її з іншими. Метали й інші речовини можуть стати дисперсійними в рідинах або розплавах.

Ультразвукова розмірна обробка твердих і крихких матеріалів є різновидністю обробки довбанням. Зерна абразиву, одержавши прискорення від коливання торців інструмента, вибивають мікрочастинки з оброблюваного матеріалу. Кавітація прискорює процес переміщення частинок абразиву.

Гідродинамічні потоки рідини, що виникають у робочому проміжку, викликають постійний рух частинок абразиву і уламків матеріалу, що сприяє заміні роздрібного абразиву новим.

1 - ультразвуковий генератор; 2 ‒ ультразвуковий

перетворювач; 3 ‒ акустичний трансформатор швидкості; 4 - інструмент; 5 ‒ оброблювана деталь; 6 ‒ ванна.

Рисунок 4.13 - Схема ультразвукової розмірної

обробки

Принципова схема .ультразвукової технологічної установки приведена на рис. 4.13. Енергія змінного струму ультразвукової частоти від генераторf 1, перетворюється ультразвуковим перетворювачем 2 в механічні коливання. Ця вібрація через концентратор (трансформатор швидкості звуку) і інструмент передається на оброблюваний виріб у вигляді ударів з частотою 20-40 тис. за секунду.

114

Шахтні печі будують на робочу температуру від 700 до

1250 ⁰С. В печах з температурою до 1350 і 1600°С застосовують нагрівники із карбіду кремнію і дисилициду молібдену. Потужність шахтних печей 30-3200 кВт.

Ковпакові печі (рис. 2.7, г) складають із нерухомого футерованого стенда 1, на якому встановлюють вироби 5 і ковпака - муфеля 3, що може переміщуватись. Основна частина нагрівальних елементів встановлена в ковпаку, менша ‒ у стенді. Нагрівання, витримка і охолодження виробів може проводитись в атмосфері захисного газу або вакууму. При цьому вироби закривають жаротривким муфелем. Ковпакові печі в основному застосовують для випалювання дроту і металічних стрічок. Якщо потрібне тривале охолодження під муфелем, то одним ковпаком можна обслуговувати декілька стендів, переносячи ковпак краном.

Потужність ковпакових печей досягає 1500 кВт, завантажувальна місткість до 100т, а робоча температура - до 1200°С.

Печі з підйомним подом (рис. 2.7, д) ‒ це піч періодичної дії з відкритою знизу нерухомою камерою 2 і з рухомим подом 6. Це - циліндрична або прямокутна камера, що встановлена на колонах з висотою 3-4м над рівнем підлоги цеху.

Під печі піднімають і опускають гідравлічним або електромеханічним підйомником 7, що встановлюють під камерою нагрівання.

Низькотемпературні печі застосовують для відпалювання, емалювання, цементації, випалювання керамічних виробів, спікання і металізації деталей, високотемпературні ‒ для випа­лювання чавуну.

Печі з підйомним подом розраховані на місткість у десятки тон, на потужність 600-5000 кВт і температуру до1250°С.

Електропечі - ванни - широка група печей опору, їх застосовують в основному для плавлення алюмінію і його сплавів. Завантажувальна місткість цих електропечей від 500 кг до 7 т, потужність ‒ до 120 кВт. Для зливу металу піч нахиляють на підшипниках.

29