2 Выбор оборудования
В массовом производстве для термической обработки изделий широко применяются механизированные и автоматизированные поточные линии и агрегаты. Это дает возможность соблюсти технологический процесс, исключить ручной труд, сократить расход энергии, снизить себестоимость обработки при высоком качестве продукции.
Термическую обработку зубчатых колес согласно выбранному режиму термической обработки, следует проводить на поточном толкательном цементационно-закалочном агрегате, с однотипным оборудованием.
В состав агрегата входит следующее оборудование: безмуфельная печь для газовой цементации, коридор для охлаждения в контролируемой атмосфере, закалочная печь, механизированный закалочный бак, моечно-сушильная машина, отпускная печь и транспортные средства.
2.1 Поточная толкательная печь для цементации
Конструктивно безмуфельные толкательные печи состоят из трёх узлов: загрузочного и разгрузочного шлюзов (тамбуров) и собственно печной камеры. Выдача обработанных деталей может производиться в закалочный бак, охладительный коридор с защитной или воздушной средой или просто на воздух, например, при закалке в прессе.
В нашем случае необходима нормализации, и лишь потом закаливать со специального нагрева. В нашем случае печь имеет по длине две тепловые зоны: нагрев, насыщение и диффузия.
На многих заводах установлены цементационные печи конструкции ЗИЛ с муфелированием пламени в вертикальных радиационных трубах 6 диаметром 102 мм и непосредственной закалкой в баке 14 с горячим маслом. Герметичность загрузочного тамбура 4 достигается с помощью колпака 3. Поддоны с деталями подаются под колпак через отверстие внизу тамбура гидравлическим подъемником 2. Детали вводятся под колпак, а отверстие тамбура закрывается площадкой подъемника. В печь со стороны разгрузочного тамбура подается винтовым вытаскивателем 15 специальная лопата 10. Колпак 3 и заслонка 5 поднимаются, и поддон с деталями из загрузочного тамбура гидравлическим толкателем 1 подается в печь, а последний, правый поддон сталкивается на лопату. Далее из бака 14 поддон с ранее закаленными изделиями вынимается платформой 9 на уровень пода печи. Лопате сообщается возвратное движение, при котором она сталкивает поддон с закаленными изделиями на платформу 11 бака 13 с холодным маслом, а поддон с нагретыми деталями оставляет на платформе 9. После чего обе платформы погружаются в баки, а колпак и заслонки закрываются. Платформа 11, опускаясь, устанавливает поддон на направляющие, по которым он передвигается винтовым толкателем 12 на вторую платформу бака. Эта платформа поднимает поддон, направляет его в моечную машину и отпускную печь 16. Поддон разгружается, заполняется новыми деталями и подается на платформу подъемника 2.
Цементационная печь имеет четыре зоны: нагрева, выдержки, охлаждения до 820 °С и подогрева перед закалкой до 860 °С. Цементирующей средой служит смесь природного и городского газа с эндогазом. Общий ее расход около 30 м3/ч. Нагревательные вертикальные радиационные трубы, изготовляемые из стали Х18Н25С2, имеют вверху ножи, входящие в песочные затворы печи, коробки которых охлаждаются водой. Дымовые газы из радиационных труб отводятся по секциям через коробки 7 в общий трубопровод. Для усиления циркуляции газов через свод печи устанавливаются вентиляторы 8. Описанная печь имеет такие недостатки: сложную конструкцию тамбура выдачи (два масляных бака, три подъемные платформы, выдающая лопата, приводимая в движение двумя винтами); вентиляторы, работающие как мешалки, не создают, направленного потока газов; электродвигатели вентиляторов находятся в зоне повышенной температуры; отпускная печь имеет внешнюю циркуляцию газов.
На рисунке 3 приведена схема более простой цементационной печи с аналогичной теплотехнической конструкцией. Расположенные в поду центробежные вентиляторы 2 отсасывают газы из печи и направляют их к стенкам. Газы, поднимаясь, омывают радиантные трубы 3 и нагревают их. Внизу устраивают приямок для обслуживания горелок и ремонта вентиляторов. Разгрузочный тамбур 4 представляет собой металлическую коробку, края которой погружены в бак с горячим маслом. Поддоны из печи в тамбур выдаются лопатой 5 с помощью гидравлического или цепного вытаскивателя. Детали во вторую линию подают размещенным в баке рычажным механизмом типа качели. Поддоны с деталями загружаются аналогичным механизмом в баке, заполненным моечным раствором. Это позволяет герметизировать тамбур с помощью гидравлического затвора. По печи поддоны движутся гидравлическим толкателем.
Рисунок 3 - Толкательная печь с муфелированием пламени в вертикальных радиационных трубах
Рисунок 4 - Эскиз приспособления