22. Закалочные машины

Рисунок 112(6.18[1])

Закалочные прессы и машины при­меняют с целью уменьшения коробле­ния и поводки деталей при закалке. Они широко используются на заводах массового производства при охлажде­нии дисков, конических шестерен ко­лец, плит, коленчатых и кулачковых валиков и др. Некоторые детали, на­пример листы рессор, передние оси ав­томобилей, диски сцепления, охлаж­даются в гибочно-закалочных маши­нах.

Закалочные прессы могут быть разнообразными как по конст­рукции, так и по размерам. Значитель­ное распространение получили прес­сы для закалки конических шестерен (представлен на рисунке). Они состоят из верхнего 15 и нижнего 3 плунжеров, движущихся под действием сжатого воздуха в своих цилиндрах. На нижнем конце плунжера 15 укреплен штамп 14 с центрирующим коническим шпинделем 12. На плунжере 3 смонтирован нижний штамп 9, имеющий в центре сегмент­ную втулку 11, а по окружности цилиндр 5.

В состоянии, готовом для работы оба штампа находятся в верхнем поло­жении (как изображено на рисунке). Нагретая шестерня 10 укладывается на нижний штамп. Поворачивается ручка 16 четырехходового крана. Сжатый воздух поступает в верхний цилиндр, заставляя плунжер 15 вместе с верх­ним штампом 14 идти вниз и зажимать шестерню 10. При этом конический шпиндель 12 верхнего штампа входит в отверстие нижней втулки 11, которая раздвигается, центрируя шестерню. Давление нажима втулки регулируется сжатым воздухом, выпускаемым по трубопроводу 17. Плотная посадка шестерни на оправку предотвращает ее коробление при закалке в горизонтальной плоскости. Одновременно верхний штамп 14 с помощью двух опорных колец прижимает шестерню к нижнему штампу 9, препятствуя ее короблению.

Далее верхний плунжер, двигаясь вниз, заставляет опускаться шестерню, зажатую между двумя штампами, в бак 7. Масло поступает в пресс по трубе 1 под цилиндр 5, а из него через отверстия 4 в бак 7. Нагретое масло отводится в маслоохладитель через трубы 6. При опускании цилиндра 5 отверстия 4 закрываются приливами 2, которые находятся внутри бака 7, а масло под давлением проходит через отверстия 8 нижнего штампа, с высо­кой скоростью омывает зубья шестерен и сливается обратно в бак 7 через отверстия 13 верхнего штампа. Равно­мерное интенсивное охлаждение зубьев шестерен в зажатом состоянии обес­печивает хорошую закалку и умень­шает деформацию. После необходимой выдержки шестерни в масле четырехходовый кран 16 поворачивается в об­ратную сторону и сжатый воздух нап­равляется под плунжеры. Штампы поднимаются в прежнее положение и закалочная шестерня снимается.

Рисунок 113(4.9[9])

Штамп для бездеформационной закалки состоит из стола 1, на который размещается шестерня 2. При движении верхней части штампа 5 шестерня зажимается по периметру кольцами 5. Коромысло 4 служит для равномерного распределения усилия. Для внутренней калибровки отверстия используют раздвижное кольцо 6, движение которого осуществляется при движении конуса 5.

23. Оборудование для охлаждения

Рисунок 114(6.30[1])

В механических холодиль­ных установках каскадного типа камера охлаждается за счет поглощения тепла испаряющимся аген­том. Последний выбирается таким, чтобы его пары после сжатия и неболь­шого охлаждения легко конденсиро­вались в жидкость, которая, вновь ис­паряясь, возобновляла бы цикл охлаж­дения. Схема однокаскадной установки приведена на рис. 113, а. Пары хла­дагента, отходящие из камеры 1, сжимаются компрессором 2 и конденси­руются в теплообменнике 3 в результате охлаждения водой. Сжиженный газ через регулировочный вентиль 4 попадает в охладительную рубашку 5 и, испаряясь, поглощает тепло, выде­ляемое загруженными в рабочее про­странство камеры деталями.

При необходимости уменьшения температуры в камере ниже —50 °С применяют двух- и трехкаскадное ох­лаждение (один хладагент конденси­рует другой с более низкой темпера­турой кипения). На рис. 113,б дана схема трехкаскадной холодильной ус­тановки. В первом цикле в качестве хладагента используются: аммиак, сер­нистый ангидрид, пропан, фреон 22 и др. Они, испаряясь в конденсаторе 3, снижают температуру хладагентов, применяемых во втором цикле (фреон 23, этилен и др.). Последние, испаряясь в конденсаторе 2, снижают тем­пературу хладагентов используемых в третьем цикле (жидкие кислород, азот, воздух). При этом в охлаждающей камере 1 достигается температура —190 °С.

В термических цехах обычно ис­пользуют одно- или двухкаскадные установки. В установке с двухкаскадными циклом (рис. 113, в) хладагент первого цикла (фреон 22 или пропан) после его испарения в змеевике 9 проходит переохладитель 11, сжимается компрессором 2 до давления 0,8-1,0 МПа и через маслоотделитель 1 поступает в теплообменную камеру 12, где сжижается в результате охлаж­дения циркулирующей по змеевику 13 водой. Жидкий хладагент первого цик­ла, пройдя вновь переохладитель 11, испаряется в змеевике 9, конденсируя хладагент второго цикла и понижая его температуру до —40 °С. Хладагент второго цикла (фреон 13 или этан) через переохладитель 6 подается в ох­ладительную рубашку 8 (или змеевик) и, испаряясь, понижает температуру камеры 7 до —80 °С. Пары хладагента второго цикла, пройдя рубашку 8, пе­реохладитель 6 и теплообменник 5, сжимаются компрессором 4. После этого они поступают в масляный отделитель 3 и теплообменник 5. В ка­мере 10 пары сжижаются, затем цикл снова повторяется.

Рисунок 115(111[2])

Установка для обработки холодом, работающая на жидком кислороде, показана на представленном рисунке. Установка состоит из стационарного бака для кислорода, рабочей камеры и приборов управле­ния. Жидкий кислород заливают в теплоизолированную емкость (стационарный бак 1), который помещается снаружи цеха.

Отсюда кислород по изолированному трубопроводу подается в змеевик рабочей камеры 4. Здесь происходит испарение жид­кого кислорода, в результате чего температура в рабочей камере понижается. Рабочая камера (диаметр 500 мм, высота 1000 мм) представляет собой медный сосуд, по стенкам которого уложен змеевик. Медный сосуд с изоляцией заключен в стальной кожух. Газообразный кислород уходит по трубе 2 в атмосферу. Темпера­тура охлаждения контролируется с помощью прибора, установленного на щите. Поддержание заданной температуры достигается регулированием количества подаваемого жидкого кислорода. Как только достигается заданная температура охлаждения, автомати­ческий клапан 3 прекращает подачу кислорода. Для ускорения и равномерного охлаждения деталей в крышке рабочей камеры установлен вентилятор 5, приводимый во вращение электродви­гателем, который выключается во время подъема крышки. Загрузка и выгрузка корзин с деталями производится с помощью электротельфера 6, передвигающегося по монорельсу.

Удельный расход кислорода при температуре —100° С и выдержке 1 ч составляет 0,15 кг на 1 кг деталей. Производитель­ность установки 250 кг/ч. Таким образом, в данной установке расходуется значительное количество кислорода, в то время как в каскадной установке хладагенты не расходуются. В холодиль­ной компрессионной машине вследствие замкнутого цикла мо­гут быть только небольшие потери хладагента в трубопроводах, поэтому холодильные машины являются более экономичными.