МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ПРИАЗОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
В.М. Хлестов
КУРС ЛЕКЦИЙ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОБОРУДОВАНИЕ
ТЕРМИЧЕСКИХ ЦЕХОВ»
Часть 4
Мариуполь, 2011
5 Устройства для охлаждения изделий при т/о
Охлаждение при т/о формирует окончательную структуру и свойства, кроме рекристализационного отжига, отпуска и старения. Оно может приводить к нежелательным явлениям – короблению и даже образованию трещин в изделии. Главными устройствами являются закалочные баки, далее закалочные прессы и машины, уменьшающие коробление.
5.1 Закалочные баки
Классифицируются по признакам:
По используемой закалочной среде:
водяные;
масляные;
со специальными синтетическими средами.
По режиму работы:
периодического;
непрерывного действия.
По степени механизации:
без внешней механизации;
с малой механизацией;
полностью механизированные.
Масло стабильно по своим охлаждающим параметрам, но оно дорогое и выделяет вредности. Возможность использования воды не полностью реализованы. Это касается охлаждения путем душирования водяными и водовоздушными струями. Самого широкого использования заслуживают водные растворы полимеров.
5.1.1 Закалочные баки не механизированные
Применяются в небольших термических подразделениях. Обслуживают небольшие печи периодического действия. На дно опущено решетчатое устройство, которое позволяет поднять и снять закаленные детали, опущенные в закалочный бак.
5.1.2 Баки с малой механизацией
Оборудуются подъемной решеткой (дырчатым «дном»), которая позволяет с помощью простого механизма поднять детали и направить их на отпуск. Часто имеет охлаждающий змеевик или устройство для подачи холодной закалочной жидкости (воду, масло, растворы).
Рисунок 5.1 – Закалочные баки без охлаждения закалочной жидкости (а), с охлаждением змеевиком (б) и охладителем пластинчатого типа (в)
Корпус изготавливается из листовой стали, толщина которого 4-12 мм. Масляные баки в термических подразделениях, не имеющих централизованной системы маслоохлаждения, оборудуются трубчатым змеевиком. Его располагают около стенок, чтобы средняя часть бака была свободна для закалки деталей. Иногда закалочные баки оборудуются специальными механизмами, охлаждающими закаливаемые изделия в определенном положении.
5.1.3 Баки механизированные
Наиболее часто используются конвейерные закалочные баки (рис. 5.2).
В случаях, когда детали на поддонах, конвейерные баки не используются, а используются следующие типы закалочных баков: с подъемно – опускающейся поворотной траверсой (рис. 5.3); со скиповыми подъемниками (столы закреплены на скиповых рамах (рис. 5.4)); с подъемным механизмом типа качелей (рис. 5.5).
Рисунок 5.2 – Конвейерные закалочные баки для мелких и средних деталей (а), и с подпружиненной осью для тяжелых деталей (б)
На рисунке 5.2. а конвейер (изображен штрих – пунктирными линиями) движется по направляющим 7, приваренным к боковым стенкам швеллерами 9. Он приводится в движение двумя цепями из специальных звеньев 4 , которые натянуты на передние звездочки 8 и задине 4. Изделия из печи подают на склиз 5 и соскальзывают на горизонтальную часть конвейера в закалочную жидкость. Двигаясь к наклонной части конвейера, они закаливаются и выдаются из бака поднимаясь по наклонной плоскости части конвейерной ленты.
На рисунке 5.2. б показан конвейерный бак, который от предидущего отличается лишь тем, что ось звездочки 2 опирается на пружины 1, что снижает силу ударов по конвейеру и оси при закалке тяжелых деталей.
Рисунок 5.4 – Закалочный бак со скиповыми подъемниками
Этот бак обычно используется в прямоточных закалочно-отпускных и цементационных агрегатах. бак имеет две наклонных конвейерных ленты 1 и 6. На каждой из них закреплен решетчатый стол 3 и 4. После выдачи из печи поддон с деталями ставится на левый стол, включается левый конвейер, который опускает стол и поддон с деталями вниз, где его ждет стол, правой стороны бака. Благодаря решетчатому устройств левый стол проходит сквозь правый, а поддон с деталями остается на правом столе. Далее конвейерная лента 6 поднимает стол 4 и поддон с деталями выдается из бака.
Стол-платформа 1 закалочного бака шарнирно скреплен с двумя парами рычагов 2, при вращении которых поверхность стола 1 все время остается горизонтальной, поэтому поддон с деталями на этом столе при совершении рычагами половины оборота попадает в разгрузочное окно (право) бака.
Рисунок 5.5 – Закалочный бак с рычажным качельным
механизмом
5.2 Закалочные и закалочно-гибочные прессы и машины
5.2.1 Машина для закалки рессорных полос
Не редко на производстве одновременно с закалкой необходимо придать определенную форму изделию. Наиболее распространенны машины для гибки и закалки рессорных полос. Для обеспечения гибки и закалки гибочный штамп должен иметь либо решетчатое, либо зубчатое устройство рабочей поверхности, чтобы как можно в большей степени обеспечивать доступ закалочной жидкости к деталям. Штампы должны иметь изгиб рабочей поверхности такой, который соответствует необходимому изгибу закаливаемого изделия. Чаще всего используется для рессорных полос. Он представляет собой конвейерный закалочный бак, сверху смонтирован шести или восьмигранный барабан, который постоянно вращается (рис. 5.6).
Когда штампы размыкаются, полоса выпадает на конвейерную ленту. Штампы состоят из двух половин: нижняя (вогнутая) и верхняя (выпуклая). Движение штампа обеспечивает рычажно-кулачковый механизм. Полоса в штамп задается перед его погружением в закалочную жидкость.
Рисунок 5.6 – Гибочно-закалочная машина с радиальным размещением штампов: а – боковой вид машины; б – продольный разрез бака; в – схема движения штампов при вращении вокруг кулачка 5; г – конструкция верхнего (подвижного) штампа