Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2791.Оборудование термических цехов..pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
33.6 Mб
Скачать

Та б л и ц а 5.10. Время нагрева т. в. ч. шеек коленчатого вала автомобиля

 

большая коренная

Шейка

шатунная

хвосто­ вика

Параметр

малая коренная

 

 

 

 

Диаметр шейки, см

5,5

5,5

5,0

5,5

Ширина

закален­

7,0

3,2

 

 

ного слоя, см

3,8

4,0

Глубина

закален­

4

4

 

 

ного слоя, мм

4

4

Время нагрева, с

5,5

2,5

2,7

3,0

При непрерывно-последовательном нагреве и высоте индуктора /ЦНд20 мм =2 см необходимо обеспечить такую скорость его движения:

20 : 7,4=2,7 мм/с.

Пример 3. Определить мощность установки ддя сквозного индукционного нагрева заготов­

ки, имеющей d = 70 мм,

/= 200 мм, массу 6 кг,

до температуры 1200 °С

при производительнос­

ти 700 кг/ч. Наиболее подходящая частота рав­

на 2500

Гц, минимальное время нагрева т =

= 120 с

(рис. 5.31), поэтому индуктор необхо­

димо рассчитать на одновременную садку:

 

700-120

 

заготовкам.

 

6-3600

При

толщине футеровки 20 мм и зазоре

5 мм диаметр индуктора с/ИнД= ^ + 2 5 - 2 = 7 0 + + 25 -2= 120 мм. Длина катушки индуктора бе­

рется больше длины нагреваемых деталей на величину диаметра индуктора /ипд=4/+аинд— = 4-200+ 120= 920 мм.

Тепло, необходимое для нагрева заготовок,

Q M = Get (^м. к

to)

= 6*4 X

х 0,70(1200 — 20) =

19824 кДж.

Принимая термический

к. п. д. индуктора 0,8,

потребное количество тепла с учетом тепловых потерь

QT =

<2м: Т1т =

19 824:0,8 =

 

= 24 780 кДж.

Потери тепла

через футеровку точнее можно

подсчитать по формуле (5.12).

При времени нагрева

120 с и электрическом

к. п. д. “Пэл=0,8 получим мощность, подводимую к индуктору,

QT

24780

А /и н д ----

= 260 кВт.

т<Пэл

120- 0,8

При необходимости уменьшить мощность уста­ новки следует увеличить время нагрева.

Пример 4. Определить время нагрева гиль­ зы внутренним диаметром 160 мм, высотой 400 мм, массой 12 кг т. п. ч. (50 Гц) до темпе­

ратуры

1000 °С в установке с железным сердеч­

ником

мощностью 35 кВт.

 

Мощность установки на индукторе

 

А/ИНД =

G e t (/м . к — to)

 

Т П тП э л

откуда

 

Get (/м . к — to)

Г2 -0,68 (1000— 20)

 

х -------------------

~~=

35-0,7-0,8

 

А/индТ] гЛэл

 

= 4110 с =

7 мин.

6.ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ

Оборудование для охлаждения, как и нагревательные устройства, относит­ ся к основному оборудованию, так как оно необходимо для непосредственного выполнения операций термообработки (закалки, сорбитизации).

Простейшими устройствами для ох­ лаждения деталей являются закалочные баки, которые по условиям" работы ‘тэжтпГ'разделить на баки периодичес­ кого и непрерывного действия. Для уменьшения коробления деталей при закалке применяют закалочные прес­ сы, закалочные и гибочно-закалочные машины, в которых детали охлаждают­ ся в зажатом состоянии. Последнее позволяет обеспечивать равномерное охлаждение. Закалочные жидкости охлаждают в маслоохладительных ус­ тановках. При необходимости глубоко­ го охлаждения деталей (до — 30 °С и ниже) применяют установки для обра­

ботки холодом.

v

Оборудование для охлаждения по­

ка не стандартизовано, однако

можно

предложить следующую его индекса­ цию, которая состоит из ряда букв м цифр.

В индексе баков первая буква Б означает бак, вторая буква О — охладительный, третья буква указывает Способ механизации: К — кон­ вейерный; П — с подъемным столом; С — со

скиповым подъемником; Т — с поворотной траверсбй; Ч — с качающимся столом; Б — бара­ банный; Ш — с передвижением деталей толка­ телем и подъемниками. За буквами через де_ фис следуют цифры, указывающие основные размеры транспортного механизма (ленты кон­ вейера, подъемного, поворотного или качаклце_ гося стола, барабана и т. п. в дециметрах). Иц.

деке

бака

БОП-6.7. читается так:

бак

охлади.

тельный

с подъемным

столом

размерами

6X 7

дм;

индекс БСЖ-6 200

обозначает

следу^.

щее: бак охладительный с конвейером шириной 6 дм и рабочей длиной (горизонтальный учкс. ток ленты конвейера) 200 дм.

В индексе немеханизированных баков третья цифра указывает тип бака: Г — гори­ зонтальный прямоугольного сечения; В — вев1 тикальный круглого сечения. После третьей буквы через дефис даются внутренние размерЬ1 бака в дециметрах. Например, индекс БОВ-16.50 читается так: бак охладительный вертикальный, диаметром 16 дм, высотой

50 дм.

В индексе закалочных прессов и машин пер­

Большое

значение

имеет

способ

вая буква указывает тип охладительной маши­

подвода в бак холодной жидкости и от­

ны:

П — пресс,

М — машина.

Вторая

буква

соответствует способу охлаждения: Ш — охла­

вода

нагретой.

Холодную

 

жидкость

ждение в штампах; Р — охлаждение в роликах.

следует подводить снизу бака, а нагре­

Третья буква показывает назначение пресса

тую отводить сверху (в соответствии с

(машины):

3 — закалочный;

Г — гибочно-за­

ее естественным движением). Если хо­

калочный. Четвертая

буква — способ механи­

лодная жидкость поступает сверху, она

зации:

К — карусельный,

Б — барабанный,

А — агрегатный. Цифры, стоящие

через

дефис

сразу стремится на дно бака и

обра­

после букв, указывают

предельный

диаметр

зует около деталей относительные хо­

или

длину

изделия

(для

листов — ширину)

в

лодные струи,

что вызывает

неравно­

дециметрах. Индекс ПШЗ-60 читается так: за­

калочный пресс, охлаждение изделий в штам­

мерность охлаждения

и

коробление

пах, максимальный диаметр детали 60 дм; ин­

деталей. Нагретая жидкость отводится

декс MP3-160 означает следующее: закалочная

сверху по всему периметру бака. Ввер­

машина

с

охлаждением

изделий

в

роликах;

ху бака устанавливают

сливной

кар­

максимальная длина

изделия

равна

160

дм.

ман,

из которого

жидкость

по

трубе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.1.

 

КОНСТРУКЦИИ

 

 

течет в сливной бак. В карман

посту­

 

 

 

ЗАКАЛОЧНЫХ БАКОВ

 

 

 

пает также жидкость, вытесняемая по­

 

 

И МАСЛООХЛАДИТЕЛЬНЫХ

 

 

груженной в бак деталью. Для удале­

 

 

 

 

УСТАНОВОК

 

 

 

 

 

ния скапливающейся в баке

окалины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и извлечения закаленных деталей его

 

З а к а л о ч н ы е б а к и п е р и о д и ­

снабжают подъемным дном или корзи­

ч е с к о г о д е й с т в и я устанавливают

ной. В небольших по объему баках

у камерных печей, они свариваются из

спускное дно

 

поднимается

 

лебедкой.

листовой стали. Толщина стенок малых

При закалке крупных деталей оно мо­

баков 3—5 мм, а больших 8—12 мм.

жет

служить

амортизатором,

предо­

Стенки

 

бака

усиливаются

ребрами

храняющим

бак от повреждения

сор­

из уголков. Приток холодной воды из

вавшимися деталями.

с

закалочной

водопровода и удаление нагретой поз­

Конструкция

бака

воляют

 

поддерживать

необходимую

жидкостью,

охлаждаемой

 

вне

бака,

температуру водяной

ванны. При

ис/

представлена на рис. 6. 1, а. Холодная

пользовании

в

качестве

закалочной

жидкость подводится снизу к центру

жидкости масла приходится прибегать

бака, а при большом его диаметре

к его искусственному охлаждению, ко­

жидкость поступает по змеевику с от­

торое

может быть

местным

и цент­

верстиями. Чтобы окалина не

засоря­

ральным. В первом случае

масло

ох­

ла отверстия, их делают сбоку змееви­

лаждается в баке при помощи змееви­

ка, а центральную подводящую трубу

ка с циркулирующей

в нем холодной

закрывают колпачком. Масляные баки

водой, во втором — вне

бака

в

цент­

на случай пожара должны иметь^сры-

ральной

маслоохладительной

установ­

щку и аварийный спуск масла. Управ­

ке, обслуживающей несколько баков.

ление запирающей заслонкой

аварий-

Рис. 6.2. Вертикальный закалочный бак с многоярусным подводом холодной жидкости

ного спуска следует вывести на рабо­

ке необходимый для охлаждения змее-'

чую площадку.

вик

невозможно

разместить в баке.

При небольшом количестве баков

В этом случае целесообразно

исполь­

и малой напряженности работы приме­

зовать

централизованное

охлаждение

няют местное охлаждение закалочной

жидкости.

иногда

приходится

жидкости. Наиболее целесообразно в

Для

закалки

этом случае использовать охлаждае­

использовать две закалочные

жидкос­

мые водой змеевики 1 (рис. 6. 1, б),

ти — воду и масло. В этом случае удоб­

расположенные по внутренним стенкам

но применять сдвоенные баки с отделе­

бака, и индивидуальные маслоохлади­

ниями для воды и масла.

 

 

тели пластинчатого типа 2 (рис. 6. 1,в).

Часто в баках закалочную жид­

Баки с двойными стенками, между

кость

 

подогревают и перемешиватот

которыми циркулирует охлаждающая

при

помощи механических

мешалЪТГ

вода, неэффективны, так как их тепло­

или сжатого воздуха. Последний нель­

передающая поверхность незначитель­

зя вводить во время закалки, так как

на и скорость охлаждающей воды не­

пузырьки воздуха

могут

адсорбиро­

велика. При высокой тепловой нагруз­

ваться на детали и способствовать об-

 

 

 

 

 

 

катки для усиления охлаждения в баке

 

 

 

 

 

 

устраивают приспособление, состоящее

 

 

 

 

 

 

из верхней кольцевой трубы, от которой

 

 

 

 

 

 

отходят

8—12

вертикальных

трубок

 

 

 

 

 

 

длиной 3—4 м с отверстиями диамет­

 

 

 

 

 

 

ром 5 мм через каждые

100 мм. При

 

 

 

 

 

 

подаче воды в кольцевую трубу поверх­

 

 

 

 

 

 

ность валка

подвергается энергичной

 

 

 

 

 

 

струйной

закалке. Струйное

охлажде­

 

 

 

 

 

 

ние применяется и в малых баках при

Рис. 6.3. Бак со струйным душевым устройст­

закалке штампов. На рис. 6. 3 изобра­

 

вом для закалки штампов

жен закалочный бак с двумя струйны­

разованию мягких пятен. Для отсоса

ми устройствами: левое

1 выполнено в

виде четырех параллельных трубок с

паров масла над малыми батга-шгуста—

отверстиями, а правое 3 — в виде трех

н-а^лтгнагкгмвытяжные колпаки, а при

отдельных сопел. Подлежащий

закал­

загрузке и выгрузке деталей

из бака

ке штамп укладывается в бак фигурой

краном или

электроталью

рекоменду­

вниз на решетку 2. Поступающие под

ется

устраивать

бортовые

отсосы.

давлением струи жидкости, сбивая па­

В глубоких вертикальных баках для

ровую рубашку, способствуют быстро­

поддержания

равномерной

температу­

му и равномерному охлаждению дета­

ры жидкости

ее выводят

с

помощью

ли.

 

 

 

 

 

 

 

сопел, расположенных в несколько ря­

Загрузку и разгрузку деталей в зака­

дов по высоте бака

(рис. 6.2). В масля­

лочных баках следует механизировать.

ном баке диаметром 4 и высотой 10 м

Простую механизацию можно осу­

холодная жидкость поступает по цен­

ществить,

применяя

пневматические

тральной трубе 1 и четырем рядам

или гидравлические

подъемники (рис.

сопел 2. Нагретая жидкость отводится

6. 4). В баке с пневматическим

•через

сливной карман 5 по

трубе 4.

подъемником (рис. 6. 4, а)

нагретые

Труба 3 служит для подачи пара или

детали выдаются из печи на стол / за­

сжатого воздуха. Предусмотрен также

калочного бака

7. Стол

подвешен на

аварийный спуск 6 масла.

 

 

раме 2 из четырех тяг к штоку подъем­

При закалке валков холодной про­

ника 4.

Рычаг золотника 3,

поворачи-

Рис. 6.4. Закалочные баки с пневматическим или гидравлическим подъемником

 

 

 

 

 

дочки 5 приводятся в переменное вра­

 

 

 

 

 

щение, и вал совершает колебательное

 

 

 

 

 

движение в закалочной жидкости, од­

 

 

 

 

 

новременно вращаясь вокруг своей оси.

 

 

 

 

 

Вращение вала способствует его равно­

 

 

 

 

 

мерному охлаждению и резкому умень­

 

 

 

 

 

шению

коробления.

Холодная

жид­

 

 

 

 

 

кость подводится через отверстия тру­

 

 

 

 

 

бы 8 в низ бака, а нагретая — сливает­

 

 

 

 

 

ся через внутренний карман 1.

 

 

 

 

 

 

 

М е х а н и з и р о в а н н ы е з а к а ­

 

 

 

 

 

л о ч н ы е б а к и н е п р е р ы в н о г о

 

 

 

 

 

д е й с т в и я

могут

иметь

различнее

 

 

 

 

 

транспортные

средства: конвейер,

по­

 

 

 

 

 

воротную траверсу,

качающийся

стод,

 

 

 

 

 

подъемники и толкатели, скиповое уст­

 

 

 

 

 

ройство, вращающийся барабан и др.

 

 

 

 

 

(Наиболее часто применяются зака­

 

 

 

 

 

лочные баки с горизонтальным

плас­

 

 

 

 

 

тинчатым конвейером

(рис. 6.6). В ба­

 

 

 

 

 

ке для закалки легких деталей (рис. 6.

 

 

 

 

 

6, а) они транспортируются пластинча­

 

 

 

 

 

тым конвейером, ролики которого дви­

 

 

 

 

 

жутся по

направляющим

уголкам 7,

 

 

 

 

 

прикрепленным к стенкам бака швед-

ваясь, выпускает сжатый воздух из

лерами 9. Конвейер приводится в дви­

жение двумя цепями из специальных

подъемника, и стол опускается в масло.

звеньев 4, натянутых

на

двух

парах

Для центрирования стола к нему

при­

цепных звездочек 1 и 8. Он имеет гори­

варены втулки 6, которые скользят по

зонтальный участок, на который пада­

направляющим штангам 5. Охлаждаю­

ют нагретые

детали,

и

наклонный —

щая жидкость подается в низ бака по

для их выдачи из бака. Угол наклона

трубам 8. По окончании закалки стол

часто делается равным

35—40°

 

Для

поднимается тем же подъемником 4.

экономии места его можно взять боль­

На рис. 6. 5, б показан бак для закал­

шим, но, чтобы избежать сползания

ки деталей в горячем масле с гидрав­

деталей, на нем необходимо устраивать

лическим подъемником. Изделия

вы­

поперечные ребра. Верхняя пара звез­

даются на стол 2, который погружает­

дочек

8 — ведущая.

 

Горизонтальный

ся в бак 1 с помощью тяг 3 подъемни­

участок при натяжении

полотна

 

кон­

ка 4. В правой стороне бака находятся

вейера создается верхними направляю­

насос 7 с электродвигателем 5 и U-об-

щими уголками 6. Холодная жидкость

разный трубчатый нагреватель 6.

 

подводится около желоба 5, по которо­

Заслуживает

внимания

простое

му детали падают из печи в бак. Для

приспособление для закалки

валов и

усиления циркуляции в передней

тор­

труб в горизонтальном положении при

цевой стенке бака установлен пропел­

вращении их на цепях во время охлаж­

лерный насос 3, он

отсасывает

масло

дения

(рис. 6. 5). Бак длиной 8, шири­

по каналу 2 из нижней части бака.

раз­

ной 1 и глубиной 1,6 м имеет шесть пар

Выпускают конвейерные баки

роликов 2 и 4, укрепленных

на крон­

личных размеров. В табл 6. 1 приведе­

штейнах в верхней части боковых сте­

на техническая характеристика

зака­

нок бака. Через ролики перекинуты ка­

лочных баков. Мощность привода кон­

либрованные цепи, которые одним кон­

вейера составляет 1,5—2,0 кВт, насоса

цом закрепляются к стенке бака, а дру­

1—1,5

кВт.

Длина

 

горизонтального

гим — огибают

шесть звездочек

5 и

участка конвейера определяется

необ­

через ролики противовеса 7 крепятся к

ходимым

временем

охлаждения

дета­

наружной стенке бака. Звездочки за­

лей и скоростью движения л ен ты ^

креплены на оси 6, Приводимой во вра­

В процессе закалки тяжелых дата-

щение. Нагретый вал 3 помещают на

лей они при падении со

значительной

цепи

(положение I) и погружают в

силой ударяются о полотно конвейера.

бак

(положение II). Через ось

звез-4

В таком баке используют устройство, с

Рис. 6.10. Закалочные баки, используемые в П-образных агрегатах

ка открывается с помощью приспособ­ ления, состоящего из четырех стоек 4, укрепленных на столике 3. При движе­ нии траверсы вверх стойки поднимают крышку, а при обратном движении тра­ версы крышка опускается и закрывает отверстие выдачи.

В баке цементировочной печи авто­ завода им. Лихачева (рис. 6. 10, б) из­ делия закаливаются и передаются с помощью двух платформ 1 и 4 гидрав­ лическими подъемниками 2 и 3 и вин­ товым толкателем 6. Поддон с изделия­ ми выдается из печи на платформу 1. Опускаясь в бак 5, платформа устанав­ ливает поддон на направляющие, по которым он передвигается винтовым толкателем 6 на платформу 4. Послед­ няя, поднимаясь из бака, доставляет поддон с изделиями на вторую парал­ лельную линию.

Упростить передачу поддонов с из­ делиями после закалки во второй ряд позволяет бак с рычажным механиз­ мом (рис. 6. И). Две пары рычагов 2 шарнирно закрепляются на столике 1 с помощью пальцев в подшипниках 8 бака. С одной стороны на концы паль­ цев неподвижно насаживаются две одинаковые шестерни 3, приводимые во вращение через третью шестерню

4 и рейку 5 от гидравлического цилин­ дра 6. Масса столика уравновешивает­ ся грузами 7, закрепленными на конце рычагов 2. Начальным его положением является самое нижнее (в этом Поло­ жении изделия закаливаются). Оно фиксируется под действием тяжести поддонов с изделиями. Герметизация бака достигается гидравлическими затворами. Правое выдающее отвер­ стие бака закрывается крышкой, кото­ рая может открываться вертикальны­ ми стойками (см. рис. 6. 10, а), укреп­ ленными на столике.

Упрощенная конструкция бака ти­ па качели показана на рис. 6. 12. Плат­ форма 2 свободно закрепляется на двух рычагах 3, приводимых во враще­ ние осью 4 с помощью шестерни 5 и рейки 6, которая является продолже­ нием штока гидравлического цилиндра 7. На конце штока подвешен гру3 дг уравновешивающий массу платф0р1 мы. Горизонтальное положение послед­ ней обеспечивается балансиром is с грузом 12. Жесткое движение баланси­ ра 13 осуществляется двумя роликами 11, которые двигаются по направляю­ щим 10, закрепленным на стенках ба­ ка 8. Герметизация бака достигается тамбурами 1 и 15 и перегородкой 14.

 

Iй!

 

 

 

.......................|

~

|

 

 

 

1Г^г------

 

 

 

 

 

1

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tzd1

2

^ 1

1

 

 

|цЕ

 

 

 

Т З --------

 

 

i P j i

 

 

 

 

 

 

 

 

- .- _ - L —

 

 

Цемент ационная

 

 

 

Г

Моечная

 

 

1

В

7

\ машина^_ _ _ _}

 

I

печь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6.1:1. Закалочный бак с рычажным механизмом

(типа качели)

 

На рис.

6. 13 показан закалочный

 

лизованного

охлаждения

закалочной

бак с двумя скиповыми подъемниками.

 

жидкости при значительном числе ба­

Поддон с деталями из

печи

 

выдается

 

ков и большой расчетной поверхности

на гребенчатую подставку 3, которая,

 

змеевиков,

которые нельзя разместить

скользя по наклонной плоскости 2, по­

 

в баке. Схема установки

изображена

гружается в бак с помощью цепной пе­

 

на рис. 6. 14. Нагретое масло из слив­

редачи 1. В нижнем положении первая

 

ных карманов закалочных баков 1 по­

подставка

проходит через

промежут­

 

ступает самотеком в общий сливной

ки между ребрами второй 4 и поднима­

 

бак 5, из которого через приемный кла­

ется с помощью цепной передачи 6 по

 

пан с сеткой и фильтры 4 подается на­

наклонной плоскости 5, вынимая под­

 

сосом 3 в

охладительные

колонки 2.

дон с закаленными деталями из бака.

 

Охлажденное

масло подводится вниз

М а с л о о х л а д и т е л ь н ы е

ус ­

 

закалочных баков 1.

 

т а н о в к и

применяются для

центра­

 

Наиболее распространенные типы

Т а б л и ц а 6.2. Техническая

характеристика

 

трубчатых маслоохладителей

 

Внешние

 

£

Диаметр

Наружныйдиаметр ммтрубок,

Поверхностьохлажде­ м*ния,

Количествомасла л/мин

Диаметр

Высота

 

водыдля

закалоч?дляжидко­Зной сти

размеры

 

 

подводящих

 

 

 

холодиль­

 

 

и отводящих

 

 

 

ника, мм

 

 

труб, мм

 

 

 

 

 

 

и,

 

 

 

 

 

 

 

 

«

 

 

 

 

 

 

 

03

 

 

 

 

 

 

 

 

XJ

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

еа

 

 

 

 

 

130

1100

 

75

25

25

14

0,6

18

200

1800

 

270

50

50

14

3

90

У?50

2600

 

460

60

90

14

12

300

400

2600

 

860

120

120

14

25

700

650

2500

 

2350

150

150

16

60

1800

 

 

 

■В У*

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е .

Температура воды

20 °С,

мас­

ло охлаждается

с 55 до 30 °С, рабочее давление воды

и масла

0,5 МПа.

 

 

 

 

 

числа труб по высоте и ширине холо­ дильника. Секции, расположенные по ширине, соединяются сборными труба­ ми 2 для масла и 3 для воды. Масло движется навстречу воде. К. п. д. уста­ новки достаточно высокий, так как ма­ сло, имеющее меньший коэффициент теплоотдачи, движется тонким слоем, омывая трубы с водой и одновременно теряя тепло через поверхность наруж­ ной трубы в окружающее пространст­ во. Однако для чистки такого масло­ охладителя его необходимо полностью разбирать.

Характеристика трубчатых масло­ охладителей приведена в табл. 6. 2.

Фильтры применяются для очис1жи охлаждаемой жидкости от грязи, ока­ лины и других примесей и представ­ ляют собой цилиндры со вставленными в них сетчатыми корзинами. Удобнее использовать несколько рядов сеток с постепенно уменьшающимися ячейка­ ми. Чтобы не останавливать работу во время чистки сеток, применяют два фильтра. Сливные баки располагают­ ся. ниже уровня земли. Часто сливной бак служит также и для спуска масла на случай пожара. При большом коли­ честве закалочных баков в цехе вме­ стимость сливного бака делается срав­ нительно небольшой, а аварийный бак устраивается отдельно в земле за пре­ делами цеха. На рис. 6. 16 показана центральная маслоохладительная ус­ тановка, включающая восемь охлади­ тельных колонбк 1 с поверхностью ох­ лаждения 100X8=800 м 2, буферный сливной бак 2 объемом 14 м3 и четыре

насоса 3 шестеренчатого типа, обслу­ живающие вертикальный бак 5.

Охладительные колонки переклю­ чают на последовательное или парал­ лельное соединение с помощью кранов 4. Движение масла показано сплошны­

ми стрелками,

воды— штриховыми.

Рассматриваемая

маслоохладительная

установка может быть размещена в цехе непосредственно у закалочных баков. Иногда целесообразно устанав­ ливать ее в пространстве между колон­ нами цеха. В современных больших маслоохладительных установках тре­ буемая температура охлаждения мас­ ла поддерживается автоматически (и з ­

меняется количество пропускаемой охлаждающей воды).

6.2.РАСЧЕТЫ ЗАКАЛОЧНЫХ БАКОВ

ИМАСЛООХЛАДИТЕЛЬНЫХ

УСТАНОВОК

 

Расчет з а к а л о ч н е г о б а к а

пе ­

р и о д и ч е с к о г о д е й с т в и я

сво­

дится к нахожд'ению полезного объема бака по уравнению теплового баланса. При этом считается, что все выделен­ ное во время охлаждения металла теп­ ло идет на нагрев закалочной жидкос­ ти. Установив наибольшую массу од­ новременно закаливаемых деталей и предельно допустимые температуры нагрева охлаждающей жидкости, рас­ считывают необходимый объем зака­ лочной жидкости, т. е. минимальный полезный объем бака. Уравнение теп­ лового баланса имеет следующий вид:

Откуда

Г *

н—Citu. к)

(6.1)

к — ^ж. и)

Здесь G — масса одновременно Зака­ ливаемых деталей, кг; сi и Сч— Сред­ ние теплоемкости металла от 0° д0

*м.н и ^м.ю кДж/(кг-К); *м.н — началь­ ная температура нагрева металла, °Q .

ttd-.K конечная температура металла' после охлаждения, °С; Уж — объем за­ калочной жидкости, л; ст— Теплоем­ кость закалочной жидкости, кДж/(л\/ ХК); *ж.к — конечная температура Жи_ дкости после закалки, °С; ^ж.н —-на­ чальная температура закалочной Жи_ дкости,°С.

При закалке в воде начальная тем­ пература воды в водопроводе летом /ж.н принимается равной 15—20 °Q а

9000 (0,7 1. • 850 — 0,50 • 1 SO*

r л ллл

2,1 (8 5 - 4 0 )

 

Сж

50 000-0,9

(на практи-

Отношение — =

--------------- = 5

<7М

9000

 

ке оно равно 5 —7).

При длине детали б м высоту бака прини­ маем равной 8 м, тогда площадь его попереч­ ного сечения должна составлять 50 : 8 = 6 ,2 м2, что соответствует диаметру 2,8 м.

Размеры сливного кармана бака определя­

ются суммированием

 

 

 

GM/ Y* =

9000 : 7800

=

1,15 м3

 

— объем

масла,

вытесненного

металлом, и

 

А Уж =

 

Y40 — 7эо

 

 

 

Уж

 

 

 

 

 

 

 

790

 

 

 

=

900 — 870

1,72 м3

 

 

5 0 ------------------=

 

 

 

 

 

870

 

 

 

— прирост

объема

масла в результате

нагрева.

Объем сливного

 

кармана

составляет

1,15+

+ 1,72=2,87

м3.

 

 

 

 

 

Если

принять

ширину

кармана

равной

350 мм (наружный диаметр 3550 мм, внутрен­ ний 2800 мм), то при объеме 2,87 м3 его глу­ бина

Укар

А = ----------------- ------------ =

JL (D 2 D2 )

2.87-4

л 0,80 м, или 800 мм.

3,14(3,552 — 2,82)

Перед закалкой следующей садки жидкость должна быть охлаждена до начальной температуры t m .u. Естест­ венное охлаждение в результате теп­ лоотдачи через стенки бака и зеркало ванны происходит очень медленно. В баках, углубленных в землю, темпе­ ратура снижается от 60 до 20 °С со скоростью 1—2°/ч, а в надземных ба­ ках со скоростью 3—5°/ч. При закал­ ке в воде холодная вода поступает из водопровода, а при закалке в масле оно подается из центральной масло­ охладительной установки. Если такая установка отсутствует, в масляный бак вводят змеевик, охлаждаемый водой. Скорость движения воды принимается равной ее скорости в водопроводе vB= = 0,5 —1,0 м/с, а скорость подачи мас­ ла УМао = 1,0—2,0 м/с. Масло и вода из бака сливаются самотеком со ско­ ростью 0,2—0,3 м/с.

Расчет змеевика закалочного бака сводится к нахождению необходимой теплопередающей поверхности между маслом и охлаждающей водой и раз­ меров змеевика. Поверхность змееви-

ка определяется из условий теплопе­ редачи через стенку:

 

 

Q =

O-Ftcp,

 

(®;2 )

где

Q — количество

тепла,

которое

надо передать от масла

к воде за

1 ц9

кВт;

сй=80—120

кВт/(м2-К )— сред-’

ний

коэффициент

теплопередачи

от

масла к воде

через

стенку

змеевика;

F — теплопередающая

поверхность,

змеевика, м2;

 

 

 

 

 

 

 

tiK. н + t Ж. К

tn. н +

^в. к

 

 

Т е р =

2

 

 

2

*

 

тСр — средняя

разность

температур

между маслом и охлаждающей водой; ^к.ш <ж.к — начальная и конечная тем­ пературы нагрева масла, t B.н, ^в.к начальная и конечная температуры воды.

П ри м ер 2. Определить необходимые разме­ ры змеевика для условий предыдущего при­ мера.

Размеры бака были равны: внутренний ди ­ аметр 2,8 м и высота 8 м. Наименьшее время меж ду операциями закалки 6 ч. Среднее коли­ чество тепла, которое должно быть передано от масла к воде в час, составляет:

п — Qм _

^ м ( С 1 ^ м . Н

а

С2*М . к ) _

Чм

:

 

9000 (0,71- 850—0,50 *150)

= 792 800 кДж./ч.

6

При охлаждении масла от 40 °С макси­ мальная температура нагрева воды может быть принята не выше 35 °С. Начальная темпе­ ратура воды принимается равной 20 °С (тем­ пература воды в водопроводе летом).

Следовательно, потребуется пропустить такое количество воды:

,,

_

 

<2м

 

_

792 800

_

 

 

 

 

 

4 ,2 ( 3 5 - 2 0 )

=

12 584

л/ч «

12,6

м3/ч = 0,0035 м3/с.

При

скорости

воды v tt=

1 м/с поперечное се­

чение змеевика должно

быть равно 0,0035: 1 =

= 0,0035

м2, откуда внутренний диаметр трубы

змеевика

d nn = 21

мм,

а наружный

диаметр,

взятый по сортаменту трубы, d nар = 24 мм.

Среднюю разность температур меж ду мас­

лом и водой

можно

определить как среднее

арифметическое:

 

 

 

 

 

 

 

t)K. Н +

^Ж. К

^В. II + / В. к

 

 

 

8 0 + 4 0

 

3 5 + 2 0

 

 

 

~2

_

2

32 °С.

 

 

 

 

Коэффициент

 

теплопередачи

а =

= 100

В т/(м 2-К ). Тогда

по

формуле

(6.2) на­

ходим теплопередающую поверхность змее­ вика:

F =

Qм

792 800

Ct/cp

6 8 ,8 М2..

 

100 *32-3,6'

При наружном диаметре 24 мм поверх­

ность ОДНОГО ПОГОННОГО Метра

Трубы JtfifHap =

=3,14-0,24.1 «0,075 м2.

 

L —

Необходимая

длина

змеевика

= 68,8:0,075=917

м. Змеевик

размещается

на

внутренней стенке бака, поэтому средний диа­ метр витка змеевика меньше диаметра бака на 0 ,1 м, т. е. равен 2,7 м, а его длина ГШ= 3,14х Х 2,7=8,5 м. Змеевик должен иметь 9 1 7 :8 ,5 = = 108 витков.

При размещении змеевика в баке на высо­ те 7,5 м шаг змеевика равен 7500 : 108=70 мм, т. е. просвет между его соседними витками со­ ставит 70—24= 46 мм. Змеевик можно изгото­ вить так: необходимо взять трубу диаметром

24 мм, длиной

917 м, загнуть ее по

среднему

диаметру 2,7

м и разместить в баке

с шагом

70 мм.

 

 

Объем

з а к а л о ч н о г о

б а к а

н е п р е р ы в н о г о д е й с т в и я , оп­ ределенный из условий теплового ба­ ланса, получается небольшим и в нем нельзя разместить конвейер, поэтому размеры бака находятся конструктив-) но. Ширина бака берется в зависимос­ ти от^ полезной ширины печи^ обслу­ живаемой баком, или ширины ленты конвейера печи; длина горизонтально­ го участка конвейера определяется по необходимому времени пребывания деталей в Охлаждающей среде и ско­ рости движе'ния конвейера бака. Пос­ ледняя должна быть в два-три "раза больше скорости движения конвейера печи или средней скорости движения деталей в4печи v^ = 2—3 аПч, чтобы в закалочном баке не нагромождались детали. Время пребывания деталей в охлаждающей среде т рассчитывается. Длина горизонтального участка кон­

вейера _Lrop—Щт. Длину бака опреде­ ляем с учетом размеров конвейера. Затем вычисляется количество тепла, вносимого в бак охлаждаемым метал­ лом за 1 ч, и необходимые размеры охлаждающего змеевика или размеры трубы для подачи холодной жидкости и отвода нагретой.

Пример. Требуется найти размеры конвей­ ерного бака для закалки в масле 400 кг метал­ ла в час*. Необходимое время охлаждения дета­ лей 1 мин, а средняя скорость их движения в пеЧИ Упеч= 0,3 м/мин.

Берем ширину конвейера бака на 100 мм больше ширины лотка печи, выдающего нагре­ тые детали в бак. Минимальная длина горизон­ тального участка конвейера бака (от места па­ дения деталей щ конвейер) Lr0p= (0,3X3) 1,0=

= 0,9 м.

Угол наклонной части конвейера принима­ ем равным 30°. Находим размеры бака, учиты­ вая длину горизонтальной и наклонной частей конвейера и высоту жидкости над закаливае­ мыми деталями (200—400 мм). В данном слу­ чае высота бака равна 1,5 м, а длина 4,0 м.

Определяем количество тепла, выделяемого в 1 ч закаливаемым металлом, имеющим перво­ начальную температуру 850 °С:

Q M = G ( c н .к ) =±=

=400(0,71 • 850 — 0,50 • 150) =

=211 400 кДж/ч.

При охлаждении змеевиком его. теплопере­ дающая поверхность вычисляется по формуле

 

 

<3м

211 400

- = 18 М2 .

 

 

atср

100.32-3,6

Потребное количество

охлаждающей воды

у

_

QM

 

_

211*400.

 

В

св('в .к -

 

4,2(35 “

20)

= 3360 кг/ч = 3,36

м3/ч =

0,0009 !м 7с.

При скорости воды

в змеевике ув =. If м/с. внут­

ренний

его диаметр

с?вн = 34 мм,

а., наружный

^нар = 40 мм. Поверхность длины

1

м змеевика

f= 1

д^нар = 3,14-0,04 = 0,125

м2,

е^о длина

L = 18:0,125 = 144 м.

 

 

 

 

 

 

Размещаем змеевик гна двух

боковых стен­

ках бака, имеющих высоту 1 ,5 ,. длину =4 ,м каж­ дая. Длина одного витка, змеевика составляет 1,5X 2 = 3 м. Количество Шагов'равно 144:3=* = 48. При общей длине Стенок* 8 м размер ша­ га составляет 8000:48= 167 мм, т.. е. зазор между соседними трубками равен около 42 мм, что вполне приемлемо. Если здз.ор будет меньше диаметра трубы; змеевики' размещают еще и на дне бака'или используют централи­ зованную маслоохладительную установку.

Для случая охлаждения закалочной жидко­ сти в центральной маслоох^адитеЛьнрй уста­ новке определяются сечения подводящих и от­ водящих труб. Количество масла, которое на­ до сменить при его нагреве от 30 до .60 °G,

у

_

QM

.

. _

..

.2 1 1

400

_

“аС

 

См(<„.к-'м .н>

2,1(60 у- 30)

=

3360 у/ч = 3,36

м3/ч =

0,001

м3/с.

Масло

в

змеевик

подается

под

давлением,

и его скорость у в подаодящей

трубе

можно

принять равной 1 м/с. Масло из бака отводит­ ся самотеком, поэтому в отводящей трубе а = = 0,25 м/с. При указанных скоростях необхо­ димые диаметры подводящей и отводящей труб будут соответственно равны, 36 и 72 мм..

При среднем

диаметре

цепной,

шестерни

£)шес = 550

мм и

скорости

движения

ленты

конвейера

у0 = 0,3-3 = 0,9

м/мин

частота

враще­

ния приводного вала

 

 

 

 

 

 

Уб

0,9

 

= 0,009

с-

jtDn

3,14-0,55-60

 

 

 

Если

двигатель имеет , частоту

вращения

2 0 с-1, то передаточное

число

должно быть

равно 20 : 0,009«2220. Это может быть достиг­

нуто с

помощью двух шкивов

(6 = 1 ,5 ),

чер­

вячного

редуктора (i2= 25) и храповика

(6 =

= 60).

 

 

 

Тепловой расчёт м а с л о о х л а д и -

т е л ь н о й у с т а н ов д и

сводится к

определению необходимой поверхнос­ ти охлаждения для теплопередачи от масла к охлаждающей воде. При рас­ чете принимается, что все тепло, вы­ деляемое охлаждающимся металлом, воспринимается маслом и от него пе­ редается воде.

Количество масла (если оно не за­ дано) и воды находится из уравнения теплового баланса маслоохладителя:

QM == УжСт (£ж. н

tm. к) =

— КвСВ(^В.к

^в. н) »

где QM— количество

тепла, выделяе­

мого металлом за 1 ч при закалке во всех баках, обслуживаемых маслоох­ ладительной колонкой, кДж; Vm— расход масла, л/ч; ст— теплоемкость масла, кДж/(л- К ); tmM— начальная температура масла, поступающего в маслоохладительную колонку; tm.K— конечная температура охлаждаемого масла (берется не ниже 30 °С, так как при более низкой температуре повин шается вязкость и снижается закали­ вающая способность); VB— расход во­

ды, л/ч;

св — теплоемкость воды,

кДж/(л • К );

/в.к — конечная темпера­

тура воды по выходу из колонки, °С; /в.н — начальная температура воды, поступающей в маслоохладительную колонку (принимается равной темпе­ ратуре воды в водопроводе летом 15— 20 °С).

Пользуясь приведенными данными, можно определить количество масла, пропускаемого через колонку в 1 ч. Необходимое количество воды зави­ сит от значения /в.к. Существенное уве­ личение количества пропускаемой во­ ды не дает должного эффекта. В труб­ чатом маслоохладителе при отношении количества воды к количеству масла, равному 0,5; 1; 2; 4; и 6, температура последнего падала соответственно на 10; 13; 16; 18 и 19 °С. Максимальный объем пропускаемой воды целесооб­ разно принимать равным одному—двум объемам масла. При этом температу­ ра воды в маслоохладителе повысит­ ся на 10—15 °С.

Определив количество масла и во­ ды, пропускаемых за 1 ч, и задавшись скоростью их движения, можно найти

поперечные сечения

для

поступления

масла и воды:

 

 

Уж

_

Ув

ЗбООс/ж ’ ' в

 

ЗбООив *

 

 

Скорость движения воды в зависимос­

ти от ее напора в водопроводе vB= = 0,5 —1,0 м/с, а нормальная скорость движения масла ам= 1 —2 м/с. Тепло­

передающая поверхность

маслоохла­

дителя F определяется

по формуле

( 6.2) :

 

(ZTc р

(6.3)

 

где — коэффициент теплопередачи маслоохладителя, Вт/(м2-К); тСр — средняя разность температур в масло­ охладителе, °С.

Наиболее точно тСр можно опреде­ лить как среднюю логарифмическую

 

Тнач — Ткон

(6.4)

Тср —

Тнач

 

2,3

 

 

lg

 

 

 

Ткон

 

Здесь Тнач

и Ткон — средние разности

температур

соответственно при

входе

в маслоохладитель

и выходе

из не­

го, °С.

Средняя разность температур за­ висит от принятого характера движе­ ния масла и воды:

Тнач = ^ж. R — t B.K

и Ткон == tm. к — ^в. н — при противотоке;

Тнач — ?ж. н — ^в. н

и Ткон tm. к — ^в. н — при параллельном потоке.

Для случая охлаждения масла от 60 до 30 °С и нагрева воды от 15 до 25 °С по формуле (6.4) получим сле­ дующие значения средней логарифми­ ческой разности температур: при про­ тивотоке

Тнач — tm. н —

к =

60 — 25 =

35 °С;

Ткон == tm. к— tj

н =

30— 1 5 = 15°С;

Тср =

Тнач •”

Ткон

 

 

 

Тнач

 

 

2,3

lg

 

 

Ткон

 

35 — 15

=

24 °С;

 

2,3

 

 

 

 

lg 2,3

при паралельном потоке

 

Тпач == ?ж.н — tB,н =

60 — 15 =

45 °С;

Ткон == ^ж.к—

к == 30 — 25 =

5 °С;

Тнач — Ткон

Тср =

Тнач

2,3 lg

Ткон

45 — 5

2,3 lg 9 = 18 °С.

В

 

результате

повышения средней

(поперечное сечение 177* 10—6 и 314Х

разности

температур

 

в

маслоохлади­

Х10-6 м2). Необходимое число трубок

теле

потребная поверхность

охлажде­

при пропускании по ним масла можно

ния

 

при

 

противотоке

уменьшается.

найти по формуле

 

 

 

 

 

Приближенно

среднюю

разность

тем­

 

 

 

 

 

 

 

 

ператур можно вычислить как среднюю

 

 

 

 

 

 

 

 

арифметическую:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тср —

^Ж.Н+ tж. к

 

 

^ В .

Н 4 "

/ в . и

 

Оно должно соответствовать конструк­

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

ции маслоохладителя. Чаще всего труб­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ки располагаются в шахматном поряд­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

604-30

 

25 4“ 15

 

 

ке, образуя правильные треугольники.

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

=

25 °С.

Число трубок в круглом маслоохлади­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

теле, состоящем из одной секции, оп­

Суммарный коэффициент теплопе­

ределится из уравнения

 

 

 

 

редачи маслоохладителя

определяется

 

ti = . 1 -f- Зх “|- Зх2,

 

 

 

коэффициентами

теплопередачи

через

 

 

 

 

стенку трубок:

 

 

 

 

 

 

 

где х — целое

число;

п = 7;

19;

37

 

 

< *= — —

 

^

 

(6-5)

и т. д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

В круглой маслоохладительной ко­

 

 

 

 

------ 1

 

— 1------

 

 

лонне,

разбитой радиусами

на

шесть

 

 

 

 

 

О ж

 

Л

 

С 1в

 

 

секций, число трубок в секции

 

 

где б — толщина трубки, м; к — коэф­

 

 

 

п=(х-\-х2)/2.

 

 

 

фициент

теплопроводности

материала

Здесь

х — целое число;

п = 6;

10;

15;

трубки

[для

стали

>,=40

Вт/(м-К),

для

латуни >,= 100

Вт/(м-К)];

а ж и

21 и т. д.

 

 

п, определен­

а в — коэффициенты теплопередачи со­

Количество трубок

ответственно от масла к стенке и от

ное из теплового расчета, принимают

стенки трубки к воде, Вт/(м2-К).

наиболее близким к значению, кото­

Суммарный

коэффициент теплопе­

рое получается по формулам. Зная

редачи ос2 определяется в основном

число трубок п и теплопередающую

коэффициентом аж, имеющим наимень-.

поверхность

маслоохладителя

F,

на­

шую

величину. Значения суммарного

ходим длину трубок:

 

 

 

 

 

коэффициента теплопередачи с учетом

 

 

I =.F/nnd.

 

 

 

 

загрязнения

холодильника

при

эксп­

 

 

 

 

 

 

луатации

могут

быть

найдены

по но­

При

большой длине

трубок маслоох­

мограмме

(рис.

6.

17)

в зависимости

ладитель можно выполнить в виде ря­

от скорости

движения

масла, воды и

де последовательно

соединенных

ко­

вязкости масла по Энглеру (Э°). В слу­

лонок N

длиной

трубок

в

каждой

чае ориентировочных расчетов суммар­

ный коэффициент теплопередачи мож­

из них l'=l:N) или

использовать сек­

ционный маслоохладитель,

состоящий

но

принять

равным

для масла

150—

из нескольких секций (2; 4;

6 и т. д.).

200

 

Вт/(м2-К),

для

раствора

NaOH

 

При

выборе

стандартного

маслоохла­

200—250 Вт/(м2.К).

 

 

 

 

 

 

 

 

дителя с известной

поверхностью

ох­

По найденной поверхности охлади­

лаждения определяют количество мас­

теля

определяем

 

его

размеры. Для

 

лоохладителей и порядок их соедине­

трубчатого

маслоохладителя диаметр

ния

(последовательное, параллельное

трубки принимается равным 15—20 мм

или смешанное).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.3. ЗАКАЛОЧНЫЕ ПРЕССЫ И МАШИНЫ

Рис. 6.17. Номограмма для определения сум­ марного коэффициента теплопередачи в масло­ охладителях

Закалочные прессы и машины при­ меняют с целью уменьшения коробле­ ния и поводки деталей при закалке. Они широко используются на заводах массового производства при охлажде­ нии дисков, конических шестерен ко­ лец, плит, коленчатых и кулачковых

Рис. G.18. Пресс для закалки конических шес­ терен

валиков и др. Некоторые детали, на­ пример листы рессор, передние оси ав­ томобилей, диски сцепления, охлаж­ даются в гибочно-закалочных маши­

нах.

З а к а л о ч н ы е п р е с с ы могут быть разнообразными как по конст­ рукции, так и по размерам. Значитель­ ное распространение получили прес­ сы для закалки конических шестерен

(рис. 6. 18). Они состоят из верхнего 15 и нижнего 3 плунжеров, движущих­ ся под действием сжатого воздуха в своих .цилиндрах. На нижнем конце плунжера 15 укреплен штамп 14 с цент­ рирующим коническим шпинделем 12. На плунжере 3 смонтирован нижний штамп 9, имеющий в центре сегмент­ ную втулку 11, а по окружности ци­ линдр 5.

В состоянии, готовом для работы, оба штампа находятся в верхнем поло­ жении (как изображено на рисунке). Нагретая шестерня 10 укладывается на нижний штамп. Поворачивается ручка 16 четцрехходового крана. Сжатый воздух поступает в верхний цилиндр, заставляя плунжер 15 вместе с верх­ ним 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 горизон­ тальной 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 шестер­ ню, 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 высо­ кой скоростью омывает зубья шестерен и сливается обратно в бак 7 через от­ верстия 13 верхнего штампа. Равно­ мерное интенсивное охлаждение зубьев шестерен в зажатом состоянии обес­ печивает хорошую закалку и умень­ шает деформацию. После необходимой выдержки шестерни в масле четырехходовый кран 16 поворачивается в об­ ратную сторону и сжатый воздух нап­ равляется под плунжеры. Штампы поднимаются в прежнее положение и закалочная шестерня снимается.

Давление верхнего штампа на шес­ терню регулируется специальным ре-

Рис. 6.19. Машина для закалки кулачковых валиков с вращением в зажатом состоянии

Аукционным клапаном; второй такой же клапан регулирует давление шпинделя 12 на внутреннее отверстие закаливае­ мой шестерни. Прессы снабжены мас­ ляными фильтрами, манометрами и предохранительным клапаном. Они работают при давлении воздуха в се­ ти 0,5—0,6 МПа. Прессы изготовляют для шестерен с наибольшими наруж­ ными диаметрами 380 и 630 мм. Они имеют соответственно площадь 0,9Х Х0,9 и 1,3X1,3 м2; высоту 2,54 и 2,86 м; массу 2,2 и 3,8 т; количество масла, заполняющего пресс, 320 и 570 л; рас­ ход сжатого воздуха 0,40—0,55 и 0,60— 0,70 м3/мин; объем сменяемого зака­ лочного масла 25 и 40 л/мин и сред­ нюю производительность 40 и 20 шт/ч.

При закалке дисков, колец, плит применяют штампы в виде решетча­ тых плит. В ряде конструкций зака­ лочных прессов вместо сжатого возду­ ха используют воду или масло, пода­ ваемое под давлением.

При закалке больших плит и лис­ тов (до 1,5X7,0 м) их зажимают-меж­ ду двумя плитами с опорными шипами или ребрами. В этом случае применя­ ют струйное охлаждение. Закалочная жидкость подается через отверстия в

опорных шипах и

ребрах (см. рис.

3. 27, б).

м а ш и н ы при­

З а к а л о ч н ы е

меняют для охлаждения длинных ци­ линдрических деталей (коленчатых валов, задних полуосей, кулачковых и карданных валов и др.), причем их не только зажимают, но и вращают в за­ калочной жидкости, что значительно уменьшает коробление.

На рис. 6. 19 изображена машина для закалки кулачковых валиков. Она имеет неподвижную станину 5, вверху которой размещены двигатель' 6, два пневматических цилиндра 4, а сбоку — два пневматических цилиндра 2 и 8. К поршням пневматических цилинд­ ров 4 с помощью штоков крепится верхняя подвижная станина 3, несу­ щая один ряд/роли'щ вЖ К штокам боковых цилиндров 8 подвешивается нижняя подвижная станин.а_(0,_ несу-_ щая на себе два ряда р.одиков 1, на­ саженных на две оси. Последние при­ водятся во вращение через ряд цилинд­ рических и конических передач и под­ вижный вертикальный шток 7 со шпонкой от двигателя 6. В состоянии, готовом для работы, обе станины на­ ходятся в верхнем положении. Нагре­ тый валик укладывается ^а нижние ролики. Сжатый воздух под давлени­

ем 0,5—0,7 МПа подается в верхнюю часть цилиндра 4. Верхняя станина 3 опускается, зажимая роликами шейки закаливаемого вала, давит на нижнюю

Рис. 6.20. Боковой вид закалочно-правильной машины для закалки на воздухе коленчатых валов

станину, погружая ее в масло. Одно­ временно включается двигатель 6, при* водящий во вращение ролики 1 ниж­ ней станины. Зажатый и вращающий­ ся между роликами валик погружает­ ся в закалочную жидкость. По окон­ чании закалки сжатый воздух направ­ ляется в нижнюю часть пневмати­ ческих цилиндров, станины 10 и 3 под­ нимаются вверх, вынимая из масла закаленный валик.

В последних моделях машин пнев­ матические цилиндры заменены мас­ ляными, что позволяет более плавно зажимать вал и обеспечивает надеж­ ную работу. Машина снабжается мас­ ляным насосом с двигателем мощнос­ тью 2 кВт.

Производительность машины в час 50—80 валов длиной от 500 до 1000 мм и диаметром шеек до 50 мм. Бак имеет такие размеры: 2,5Х0>8Х0,9 м. Вы­ сота машины составляет 2,2 м, масса 4 т. Верхний штамп имеет ход 350 мм, нижний 150 мм. На одну деталь рас­ ходуется 0,01 м3 сжатого воздуха. За­ калка чаще производится в растворе каустической соды.

Для закалки на воздухе коленча­ тых валов из высоколегированных ста­ лей типа 18Х2Н4ВА применяется зака­ лочно-правильная машина, боковая проекция которой показана на рис. 6. 20. Нагретый коленчатый вал ко­ ренными шейками 5 укладывается на ряд параллельных роликов 6 и 7, сидя­ щих на осях, укрепленных в подшип­ никах рамы 8. Шейки вала зажима­ ются параллельными роликами 4 с по­ мощью пневматических цилиндров 9 через рычаги 2. Ролики 6 и 7 приво­ дятся во вращение от двигателя 3 через червячный и шестеренный редукторы.. Вал охлаждается в зажатом состоя­ нии при вращении. Одновременно про­ исходит и правка вала. После закалки и прекращения подачи сжатого возду­ ха в цилиндры 9 подвижные ролики 4 под действием груза 1 отводятся и сто­ рону, освобождая вал. Частота вра­ щения приводных роликов 1/6 с-1. Мощность двигателя составляет 6 кВт.

Закалочные машины барабанного типа широко используются для закал­ ки в зажатом состоянии самых разно­ образных деталей: передних осей ав-

Рис. 6.22. Конструкция гибочно-закалочной машины с радиальным размещением штампов:

а боковой вид машины; б

— продольный разрез барабана; в — схема движения штампов;

г

— конструкция подвижного штампа

положение

V штампы

раскрываются,

делитель 1. Производительность

ма­

ось выпадает на направляющую 12 и

шины составляет 40—50 осей в час.

задерживается ведущими рычагами 11,

Гибочно-закалочные машины /ши­

закрепленными на штампе. При даль­

роко применяются в рессорном произ­

нейшем

движении барабана закален­

водстве для гибки и закалки листов

ная ось скатывается по направляю­

рессор.

 

 

 

щим 13

на

конвейер

отпускной печи,

Барабанная гибочно-закалочная ма­

а штампы, перейдя в положение 1,

шина (рис. 6. 22) представляет собой

вновь готовы к приемке нагретой оси.

шестиугольный

барабан,

торцевые

Остальные

пять

штампов

работают

стенки 1 которого имеют по углам

аналогично. Полный цикл работы ма­

радиальные прорези. В углах наруж­

шины продолжается 70—80 с, средняя

ной поверхности

барабана закрепле­

производительность

машины

равна

ны неподвижные штампы 2, а подвиж­

160—180 осей в час.

 

 

 

 

ные штампы 3 двигаются в радиаль­

Иногда при закалке, кроме охлаж­

ных прорезях торцевых стенок. На

дения в зажатом состоянии, осуществ­

концах подвижных штампов

насаже­

ляют еще правку растяжением. На

ны ролики 4, которые соприкасаются

рис. 6. 21, б изображена барабанная

с неподвижным копиром 5. Вращаю­

машина для закалки передних осей

щийся барабан находится в закалоч­

автомобиля с небольшим растяжением.

ном баке 6, ниже барабана размеща­

По краям каждой боковой поверхности

ется пластинчатый конвейер 7. При

пятигранного барабана

7

укреплены

вращении барабана вокруг оси ролики

гидравлические

цилиндры

2,

которые

подвижных штампов катятся по не­

растягивают оси штоками 3. Предва­

подвижному копиру (рис. 6. 22, в). По­

рительно концы оси зажимаются ку­

падая на участок с большим радиусом

лачками 4 с помощью штоков гидрав­

копира R, они зажимают штампы, из­

лических цилиндров 9. Подошва оси

гибая лист. На участке копира с ма­

дополнительно зажимается еще в двух

лым радиусом г

(положение

V, VIл J)

точках

раздвижными

кулачками 5,

штампы разжимаются, выдавая

лист

приводимыми в

движение

гидравли­

рессоры. Нагретый лист рессоры зак­

ческими цилиндрами 6. Нагретая пе­

ладывается в открытые штампы

(по­

редняя ось автомобиля помещается в

ложение /), которые при движении

зажимы,

растягивается

и погружается

барабана по часовой стрелке закры­

в зажатом состоянии в закалочный

ваются, изгибая лист и затем погружая

бак при вращении барабана с помо­

его в зажатом состоянии в масло. При

щью шестерни 8, укрепленной на валу

достижении положения V штампы рас­

барабана. Вода к гидравлическим ци­

крываются, лист

падает на

конверт)

линдрам подводится через ряд отверс­

и его вынимают из закалочного бака.

тий, расположенных в приводном валу,

Для закалки более широкого ассор­

от насоса

через

специальный

распре­

тимента листов

рессор подвижны^ и

Рис. 6.23. Боковой вид гибочно-закалочной ма­

 

 

 

 

 

 

шины

с

размещением

штампов

на

наружных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гранях барабана

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неподвижные формирующие

штампы

 

 

 

 

 

 

делаются съемными.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 6. 23 приведена схема дру­

 

 

 

 

 

 

гой конструкции барабана гибочно-»

 

 

 

 

 

 

закалочной машины с восьмью парами

 

 

 

 

 

 

штампов. Штампы 1 и 2 размещены

 

 

 

 

 

 

на наружной поверхности барабана.

 

 

 

 

 

 

Подвижный штамп 1 приводится в

 

 

 

 

 

 

движение от копира 4 через

ролик 5

 

 

 

 

 

 

и рычаг 6, шарнирно-закрепленный на

 

 

 

 

 

 

оси 3. Гибочно-закалочные машины

 

 

 

 

 

 

позволяют значительно сокращать руч­

 

 

 

 

 

 

ные работы по наладке рессор при

 

 

 

 

 

 

сборке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Производительность барабанных ги­

 

 

 

 

 

 

бочно-закалочных машин 300—400 лис­

Рис. 6.24. Приспособление для закалки внутрен­

тов в час, занимаемая площадь 2,5Х

ней поверхности цилиндров в зажатом состоя­

Х5,0 м. Закалочная машина приво­

 

 

 

нии

 

дится во вращение от двигателя мощ­

 

Перед закалкой головка 8 приспо­

ностью 3—4 кВт через зубчатую пере­

 

дачу и редуктор.

 

 

д л я

з а ­

собления вместе с верхним воздушным

П р и с п о с о б л е н и е

цилиндром 9 отводится на кронштей­

кал; к и

в н у т р е н н и х

п о в е р х ­

не

10 в

сторону. Нагретый

цилиндр

н о с т е й ц и л и н д р о в

показано на

надевается на оправку, поворотная го­

рис. 6. 24. Нагретый цилиндр устанав­

ловка 8 надвигается на цилиндр и в-

ливается на специальную оправку 5,

верхнюю часть нижнего 1 и верхнего

представляющую собой полую цилинд­

9

пневматических

цилиндров

пускает­

рическую

шестерню

высотой,

равной

ся

сжатый

воздух. Верхний

поршень

высоте

закаливаемого цилиндра. Оп­

с помощью головки 5 зажимает зака­

равка

 

разрезана

радиально

на

ряд

ливаемую деталь с торцов, а шток ниж­

секций,

которые стянуты

поршневыми

него цилиндра 1 равномерно распи­

кольцами 4, заложенными в прорезях

рает внутреннюю поверхность цилинд­

с торцов тела оправки. Внутри пос­

ра на оправке 5. Через питающую тру­

ледней ходит стержень 6, имеющий

бу 5 и кольцевую щель 2 подается под.

две конусные направляющие. При пус­

давлением

масло,

которое

проходит

ке сжатого воздуха в верхнюю часть

/между

зубьями оправки, охлаждает

нижнего воздушного

цилиндра 1 пор­

внутреннюю поверхность закаливаемо­

шень тянет стержень вниз и его конус­

го цилиндра и сливается вверху в от­

ные

направляющие

раздвигают

оп­

водящую трубу 7. Таким образом осу­

равку.

 

 

 

 

 

 

 

ществляется

равномерное охлаждение

при закалке

внутренней

поверхности

перегрев жидкости и образование па-

цилиндра

в зажатом состоянии.

 

ровой рубашки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При закалке с нагревом т. в. ч. час­

6.4. СПРЕЙЕРНЫЕ УСТАНОВКИ

 

то применяют индуктор-спрейер,

с

ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

 

'помощью которого изделие

сначала

Одним

из перспективных

способов

нагревают, а потом охлаждают. Его

используют,

например,

при

закалке

охлаждения

при термической

обработ­

зубьев шестерен (см. рис.

5.

13),

не­

ке является струйное охлаждение во­

прерывно-последовательном

нагреве

дой, подаваемой под давлением на

валов

(см. рис. 5.

12), рельсов и др.

охлаждаемую поверхность изделия с

 

Струйное устройство для непрерыв­

помощью спрейерных устройств и фор­

но-последовательного охлаждения рель­

сунок. При этом достигается более

сов, нагреваемых т. в. ч., состоит из

интенсивный отвод тепла от нагретых

пяти

многосопельных форсунок. Каж­

изделий, чем в закалочных баках. Для

дая форсунка имеет коллектор 3 дли­

повышения

равномерности охлажде­

ной 500 мм с 10 соплами, расстояние

ния изделия вращают. Струйное ох­

между ними равно 50 мм (рис. 6.25, а) .

лаждение

широко

применяется

при

Вода в сопло 7 подается по внутрен­

закалке после горячей прокатки лис­

ней

трубе 4

коллектора

форсунки и

тов и нагрева поверхности т. в. ч. при

распыляется

воздухом,

поступающим

индивидуальной закалке труб, прутков,

из

наружной

трубы 5

через

ряд

от­

рельсов; сорбитизации поверхности ка­

верстий 6, расположенных с наклоном

тания колес, бандажей, роликов.

 

в сторону движения воды. Вода в фор.

В качестве охлаждающей среды ча­

сунку

подводится

под

избыточным

сто используют водовоздушную смесь.

давлением 0,05 МПа по трубе 1 диа­

Меняя количество подаваемого возду­

метром 15 мм, а воздух подается под

ха, давление

воды

и воздуха, можно

давлением 0,2 МПа по трубе 2 диа­

получить различный теплоотвод и, сле­

метром 25 мм.

 

устройство

для

не­

довательно,

различную

скорость

ох­

Водовоздушное

лаждения изделий. При водовоздушном

прерывно-последовательного охлажде­

охлаждении поверхность изделия омы­

ния листов толщиной 10—40 мм пока­

вается водяной пылью, что исключает

зано на рис. 6. 25, б. В направлении дви-

ч

 

т

| L

4.

S3

/Ц уж

Вода ^ I L

Рис. 6.25. Струйные устройства для охлаждения изделий

жения сверху и снизу листа устанав­

ных дуостанов 1 и системы охлаждаю­

ливается по шесть-семь коллекторов 1

щих форсунок 2.

 

 

водой, пода­

с шагом 0,5—0,8 м. В каждом из них

Струйное охлаждение

через ~0,2

м размещаются

форсунки.

ваемой

под давлением,

применяется

При ширине листов 3,6 и 1,6 м в кол­

в роликозакалочной

машине при

за­

лекторе их помещается соответственно

калке листов толщиной 5—50 мм и

16 и 7 шт. Форсунки располагаются

шириной до 3,2 м. Закалочная машина

от поверхности листа на 0,5 м, верхние

состоит из 23 пар нижних и верхних

устанавливаются под углом 45°. При

роликов диаметром 300 мм с электро­

этом длина эффективного охлаждения

приводом. Между роликами сверху и

листа составляет 3—4 м. Воздух под

снизу по ширине листа коллекторами

давлением 0,05—0,6 МПа подается в

диаметром 66 мм подводится охлаж­

форсунку по осевому патрубку 4, а

дающая вода. Каждый коллектор имеет

вода по трубе 5 и каналу диаметром

восемь форсунок с овальным выход­

8 мм в кольцевую выточку 3 диамет­

ным сечением 6X8 мм, расположен­

ром 14 мм. Воздух, поступая с высо­

ных от поверхности листа на расстоя­

кой скоростью, захватывает воду и

нии ~200

мм. Давление

воды состав­

образует в камере 2 диаметром 11 мм

ляет 0,6—0,8 МПа. Снизу листа подает­

дисперсную водовоздушную смесь, нап­

ся большее количество воды. Скорость

равленную на поверхность листа. Ско­

движения листа

0,1 м/с.

 

 

 

рость

охлаждения

регулируется

от

На рис. 3. 27, б изображен пресс

0,05 до 0,4 м3/ч при расходе воздуха

для закалки листов шириной до 2,6 м

20—25 м3/ч.

 

охлаждения реко­

и длиной до 12 м после их нагрева в

Для

улучшения

роликовой печи. Струйное охлаждение

мендуется

водовоздушную

смесь

по­

производится через сопла (узел а)

давать с помощью центробежных фор­

водой под давлением 0,3—0,4 МПа.

сунок 2, диаметр выходного отверстия

Расход

воды на

закалку

составляет

которых равен 5 мм, а угол рабочего

25 м3/мин. Сила зажатия листа в прес­

конуса

а=60° (рис. 6. 25, в). Форсун­

се 100 т.

 

 

 

воды охлаж­

ки снабжаются шайбой 1, имеющей

Встречным потоком

центральное отверстие диаметром

3—

даются прутки диаметром 20—40 мм,

3,5 мм и два периферийных отверстия

двигающиеся со скоростью 3—5 м/с

диаметром 2,6—2,8 мм, расположенных

после

горячей

прокатки.

Установка

под углом

16° к оси центрального

от­

имеет общую длину 72 м и состоит из

верстия. Такая форсунка,

находящая­

19 последовательно

расположенных с

ся от поверхности листа на расстоянии

небольшими промежутками

труб

диа­

150—250 мм, при давлении подавае­

метром

100 мм, длиной по 3 м. Избы­

мой смеси 0,15—0,3 МПа дает' зону

точное давление воды 0,1—0,3 МПа,

орошения 160—260 мм. При давлении

расход ее составляет 6—7 м3/мин. Для

водовоздушной смеси 0,3 МПа ко­

прутков диаметром

более

20 мм

не­

эффициент

теплоотдачи

достигает

обходимо

применять

прерывистое

ох­

8000 Вт/(м2-К).

 

 

 

лаждение.

При

обработке

фасонного

На рис. 6. 26 показана установка

проката используют дифференцирован­

для закалки и сорбитизации толстых

ное охлаждение массивных частей про­

листов, состоящая

из ряда правиль­

филя. Например, для охлаждения угол-

ка поток воды следует направлять на

количество сопел 4, которые направ­

его внутреннюю часть, а не на весь

ляют струи воды по касательной к

уголок.

 

 

 

 

ободу

колеса.

Использованная

вода;

На рис. 6. 27 показаны два устрой­

сливается в

кольцевой бак 7 и дал^е

ства для непрерывно-последовательно­

в канализацию оборотной воды. Для

го охлаждения труб. Первое устрой­

удобства загрузки колес на закалоч­

ство

с водовоздушным

охлаждением

ный стол кольцевая коробка с сопла­

(рис. 6. 27, а) представляет собой ме­

ми при помощи пневматического цн-

таллический цилиндр 2, в котором ук­

линдра 1 опускается в положение, обоз­

репляется ряд форсунок 1, наклонен­

наченное штрихами.

 

 

ных к выходу в сторону движения сме­

Обод железнодорожных колес сор-

си.

Вода

подается

в

центральный

битизируют

в

вертикальном положе­

канал 3 форсунки, а в кольцевое про­

нии (рис. 6. 28, б). Колесо устанавли­

странство 4 поступает воздух под дав­

вается

в бак

1

на

ролики

2, 3, 4. р 0_

лением 0,2—0,3 МПа, который на вы­

лик 4 приводится во вращение, и коле­

ходе сопла 5 распыляет воду. Отрабо­

со под действием трения также начи­

танная вода отводится в сливной бак.

нает вращаться. Уровень воды в баке

Во втором устройстве с водяным

поддерживается

несколько выше

обо­

охлаждением (рис. 6. 27, б) вода на­

да. При вращении колеса происходит

сосом 1 подается в кольцевой канал 2

сорбитизация обода, а втулка и диск

и, выходя из сопла, омывает охлаж­

охлаждаются

на воздухе.

 

 

даемую трубу. Отработанная вода сли­

 

 

 

 

 

 

 

вается в бак 3, из которого по трубо­

 

6.5.

 

 

ОБОРУДОВАНИЕ

 

проводу отсасывается насосом 1. Рас-

ДЛЯ ГЛУБОКОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

 

'ход

оборотной <воды

составляет 5—

 

(УСТАНОВКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

 

7 м3/мин.

 

 

 

 

 

 

ХОЛОДОМ)

 

 

На рис. 6. 28 показаны две уста­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

новки для сорбитизации колес. Пер­

Глубокое

охлаждение

при терми­

вая установка (рис. 6. 28, а)

представ­

ческой

обработке

используется

для

ляет собой вращающийся горизонталь­

разложения остаточного

аустенита в

ный стол. После нагрева колесо 3 ус­

закаленных

высоколегированных

ин­

танавливается втулкой в гнездо 2 и

струментальных и цементируемых ста­

стол приводится во вращение частотой

лях с целью повышения твердости и

1/2 с-1 от

электродвигателя

9 через

стабилизации

размеров обрабатывае­

пару конических передач 6 и редуктор

мых деталей. Для этого детали погру.

8. Поверхность катания колеса охлаж­

жают в среду с низкой температуру

дается водой, подаваемой через коль­

и выдерживают в ней. При охлажде.

цевую коробку 5, имеющую

большое

нии ниже мартенситной точки Мн оС-

таточный

аустенит превращается в

Обработка холодом должна сразу

мартенсит.

Применение

очень низких

следовать за закалкой, так как в боль­

температур

(—170 °С)

часто обуслов­

шинстве сталей выдержка при темпе­

ливает потерю вязких свойств металла

ратуре 20 °С или низкий отпуск перед

и образование трещин. Поэтому изде­

обработкой холодом приводит к ста­

лия следует охлаждать только до тем­

билизации

содержания

остаточного

пературы, при которой распад остаточ­

аустенита. Часто отрицательные

тем­

ного аустенита приостанавливается

пературы используются при испытани­

(точка Мк). Для значительного числа

ях механических свойств и определе­

промышленных сталей точка Мк наб­

нии порога

^хладноломкости. Иногда

людается при температуре от —60 до

обработку

холодом

применяют

для

—100 °С. Чтобы уменьшить внутренние

уменьшения диаметра деталей при их

напряжения, после обработки холодом

сопряжении

с другими

деталями

(на­

необходимо сразу же производить от­

пример, при посадке на вал муфт, на

пуск.

 

 

колеса — бандажей

и т. п.)

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СО

Теплоем­

 

 

 

 

при0°С кг/м*

и

 

 

 

 

и

кость при

 

 

 

 

со

0°С

и

Температура

 

 

5

 

Хими­

«

0,1МПа,

при 0,1 МПа, °С

Хладагент

СО

кДж/(кг*К)

 

 

ческая

Плотность 0,1иМПа,,

Я

 

 

 

 

 

формула

£

 

 

 

 

 

 

К

 

 

 

 

 

 

 

■5

 

 

 

 

 

 

 

►»

 

 

кипе­

плав­

 

 

 

Я

ср

cv

 

 

 

ния

ления

 

 

 

ч

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

Аммиак

NH3

0,77

17,0

2 ,2 2

1,67

- 3 3 ,4

—77,1

Пропан

С3Н8

2 ,0 2

44,1

1 ,8 8

1,64

—42,1

— 188

Фреон 22

CHF2C1

3,85

86,5

—40,8

— 160

Этан

с2нв

1,36

30,0

1,72

1,46

— 88,5

— 184

Этилен

С2Ни

1,26

28,0

1,55

1 ,2 2

— 109

- 1 0 4

Фреон 13

CF3C1

4,60

104

- 8 1 ,5

— 181

Метан

СН4

0,72

16,0

2 ,2 2

1,67

— 162

- 1 8 3

Жидкий:

N2

 

28,0

 

 

— 196

 

азот

1,25

1,05

0,75

- 2 1 0

воздух

02

1,29

29,0

1 ,0 0

0,71

- 1 9 5

кислород

1,43

32,0

0,92

0,84

— 183

—219

и<Теплота:парения кипенприИИ и МПа,0,1Iккал/кг

кг/м*сти,

Темпе­ С°ратура,

Давление в

 

Плотность

 

 

о

 

Критиче­

 

 

я

 

 

 

•ч

ская точка

 

 

я

 

 

 

Область •

 

*

 

 

МПа0,1

примене­

 

 

 

 

ния

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

328

683

4-132

1 1 1

Д о

 

°С

1 0 2

582

+ 9 6

43

- 5 0

 

+ 9 6

50

 

 

 

116

546

+ 3 2

48,9

До

о о О

115

610

+ 9 ,7

50,7

1

400

+ 2 9

39,4

 

 

 

1 2 2

424

- 8 2

45,6

Д о

 

°С

 

 

 

 

- 1 7 0

48

808

- 1 4 7

33,5

Д о

 

°С

47

861

-1 4 1

37,2

- 1 9 0

51

1140

- 1 1 9

49,7

 

 

 

Для обработки холодом используют

ется сухим хладагентом. Для достиже­

установки, работающие

на

твердой

ния

большей равномерности темпера­

углекислоте, жидких хладагентах (кис­

туры внутрь камеры часто вводят

лороде, азоте или воздухе), механи­

жидкую среду, температура затверде­

ческие каскадные холодильные маши­

вания которой ниже температуры воз­

ны и турбодетандеры. Применяемые

гонки твердой углекислоты (например,

хладагенты приведены в табл. 6.3.

денатурированный спирт). Детали ох­

У с т а н о в к и ,

р а б о т а ю щ и е

лаждаются в 'этой среде.

 

на т в е р д о й у г л е к и с л о т е , да­

на

У с т а н о в к и , р а б о т а ю щ и е

ют температуру охлаждения до —78 °С.

ж и д к о м х л а д а г е н т е

(кис­

Такая установка состоит из наружного

лороде, азоте или воздухе), дают тем­

кожуха с хорошей теплоизоляцией, в

пературу до —170 °С. Одна из

таких

крышку которого

вставлен

медный

установок изображена на рис. 6. 29.

сосуд. Последний

служит

охлаждаю­

Она состоит из охладительной камеры,

щей камерой. Пространство между ка­

бака для хранения жидкого хладаген­

мерой и наружным

кожухом заполня­

та и щита управления. Охладительная

ХХЛаЛЛЛ"

f 6 7

 

1

1

 

 

и

-

_ ,

|

HI---

 

i

||

 

 

1

11

Чч'

 

1

II

 

1

S

 

 

1

 

 

1

 

а У'V-U?

---------h -

 

Ф Ш

н

Рис. 6.29. Установка для обработки холодом, работающая на жидком хладагенте

высыпаются на конвейер закалочного бака (см. рис. 3.3, в). При нагреве тя­ жёлых деталей ленту конвейера от­ пускной печи следует выполнять из усиленных литых звеньев (см. рис. 3.13, б).

7.3. ПОТОЧНЫЕ ТОЛКАТЕЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ

ДЛЯ ГАЗОВОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ (НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ)

В состав агрегатов, в зависимости от технологии, входит следующее обо­ рудование: безмуфельная печь для га­ зовой цементации (нитроцементации), механизированный закалочный бак или коридор для охлаждения в контроли­ руемой атмосфере, моечно-сушильная машина, отпускная печь и транспорт­ ные средства.

Наиболее широко применяются замкнутые агрегаты П-образной или Ш-образной планировкой, в которых поддоны расположены в один или два ряда. В однорядных печах с газовым отоплением радиационные трубы раз­ мещают вертикально вдоль стенок пе­ чи. В двухрядных печах их располага­ ют горизонтально над и под изделиями (см. рис. 1.5,6). При газовом отопле­ нии чаще используют трубы U-образ- ной формы.

На рис. 7.3 показана схема разме­ щения оборудования основных типов цементационных толкательных агрега­

тов с печами на газовом отоплении конструкции ЗИЛ.

Наиболее компактным является це­ ментационный агрегат с нагревом вер­ тикальными радиационными трубами ц непосредственной закалкой после подстуживания (рис. 7.3, а). В первой ли­ нии агрегата размещаются цементаци­ онная печь 1, закалочный бак 2 с горя­ чим маслом и передаточный бак 3 с холодным маслом. Во второй линии -ч-. моечная машина 4, камера сушки сжа­ тым воздухом 5, отпускная печь 6 и участок с шаговым конвейером для разгрузки и загрузки поддонов.

Для цементации деталей с непо­ средственной закалкой применяются также однорядный 12-поддонный и двухрядный 48-поддонный агрегаты конструкции ЗИЛ.

Стали, которые нельзя непосредст­ венно закаливать после цементации, обрабатывают в агрегатах с охлади­ тельным коридором, имеющим контро­ лируемую атмосферу. Таким является 18-поддонный агрегат, изображенный на рис. 7.3, б.

Высоколегированные стали цемен­ тируют с полным циклом термической обработки. В 24-поддонных агрегатах с горизонтальными U-образными ра­ диационными трубами (рис. 7. 3, г) де­ тали после цементации в печи 1 ох­ лаждаются в коридоре 7, нагреваются для закалки в печи 8, охлаждаются в баке 2 и через передаточный конвейер

Рис. 7.3. Размещение рборудования в цеменгационных агрегатах с печами, работающими на газовом отоплении:

^

цементационная печь; 2 — закалочный

бак; 3

— передаточный бак с холодным маслом;

4 — моечная машина; 5 — сушилка сжатым

воздухом; 6 — отпускная печь; 7 — охладитель­

 

ный коридор; 8 — закалочная печь;

9 — передаточный конвейер

зж а

Рис. 7.4. Размещение оборудования в цементационных агрегатах с элек­ трическими печами:

1 — охладительный коридор; 2 — печь для низкого отпуска; 3 — моечно-сушиль­ ная машина; 4 — закалочный бак; 5 —• печь для цементации; 6 — печь для нагре­ ва под закалку; 7 — печь для высокого отпуска; 8 — передаточный конвейер

 

 

 

 

 

Число

поддонов

 

 

 

 

Расход газа,

м*/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

в печах

 

 

 

карбюризатора

 

 

 

Тип агрегата

 

 

to S

 

 

сс

 

Габариты,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

аз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;S i m ж

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_ ю

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 °

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 в

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Се

2

аз

 

 

 

 

I s

 

 

 

 

 

 

 

 

OI о

«

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электрический нагрев (агрегаты конструкции ЭТО)

 

 

 

 

 

СТЦА-•5.60.5/3-П1

635 4<)<J 15

 

14

1 2

7,1X15,3X6.0

 

135

38

9

4

8 6

СТЦА' 5.80.5/3-П1 v

517200

 

30

 

18

5

8

11,5X17,8X7,1

 

140

60

1 0

115

СТЦА- 10.60.5/3-П2

757 300

 

2 0

 

30

15

7,8X15,3X6,0

 

135

60

1 0

4

93

СТЦА- 10.100.5/3-П2

1000 400

 

15

 

44

6

1 2

7,3X29,7X6,0

 

146

108

1 2

4

136

СТЦА- 10.100.5/3-П2

600400

 

15

 

42

6,9X22,3X5,2 |

80

81

6

4

8 8

СТЦА- 10.60.5/7-Л2л/

616 400

 

15

 

28

28

8,6X33,2X4,9

!

93

60

1 0

40

135

СТЦА- 5.100.5/7-Ш1

1100 350

 

17 2 2 - 2

2 2

15,2X22,4X6,0

 

123

1 2 0

30

60

236

СТЦА- 10.100.5/7-Ш2 ,1080 600

 

1 0

44*2

44

17,4X22,1X4,7.

93

142

1 0

56

205

СТЦА- 5.100.5/3-П1

11030,200

 

30

 

2 2

1 0

14

10,8X33X7,1

1130

1 0 2

1 0

48

140

 

 

Газовый нагрев

(агрегаты конструкции ЗИЛ)

 

 

 

 

 

 

ЗИЛ-12-П1

1 2 0

 

50

 

1 2

6

5,0X12,6X6,4

 

84

18

1,5

1 .0

75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗИЛ-18-П1

2 0 0

 

30

 

18

4,1X16,8X6,2

 

82

25

2 .0

1,5

85

ЗИЛ-21-Г11

250

 

25

 

21

9

5,0X16,3X6,5

 

84

60

2 .0

1 ,0

1 2 0

ЗИЛ-28-П2

400

 

15

 

28

2 2

14

8,0X20,8X6,4

 

1 0 0

50

2,5

130

ЗИЛ-48-П2

500

 

12

 

48

1 2

8,8X19,5X6,0

 

90

45

3,0

1,5

180

ЗИЛ-24-П1

300

2 0

 

24

3

8

11,5X22X3,5

 

74

70

3,0

1 2 0

150

П р и м е ч а н и я : 1. Производительность агрегатов дана при цементации на глубину 0,8—1,2

мм, при ни*

троцементации на

глубину 0,5—0,7 мм производительность

агрегатов возрастает в 1 ,&—1,6 раза

конструкции

2. В агрегатах

конструкции ЭТО применяются поддоны

размерами 0,5X0,5 м; а в агрегатах

ЗИЛ поддоны имеют размеры 0,6x0,4 м. Маса поддона составляет 50 кг, нагрузка на него равна 100—120 м.

9, моечную машину 4 и камеру сушки 5 поступают для отпуска в печь 6. Пос­ ле отпуска поддоны разгружаются, за­ полняются новыми деталями и цикл повторяется.

В

28-поддонном

агрегате

(рис.

7.3, в)

оригинальным

является

совме­

щение высокого отпуска и последую­ щего нагрева под закалку в печи 8.

Планировка цементационных агре­ гатов заводов ЭТО с электрическим на­ гревом показана на рис. 7. 4. Непосред­ ственная закалка после цементации ис­ пользуется в двухрядном агрегате СТЦА-10.60.5/3 (рис. 7.4, а).

Стали, которые нельзя непосредст­ венно закаливать после цементации, обрабатывают в агрегате СТЦА-20.100.

5/10 с охладительным

коридором

(рис. 7.4, б).

стали

Высоколегированные

20Х2Н4А и 18Х2Н4ВА после цемента­ ции подвергают только высокому от­ пуску или полной термической обработ­ ке. Агрегат СТЦА-5.100.5/3-П7Л для полной термической обработки показан на рис. 7.4, в. Поддоны загружаются на участке 8, проходят моечно-сушиль­ ную машину 3 и однорядную электро­ печь газовой цементации 5 и через ох­

ладительный коридор 1 поступают в электропечь 7 для высокого отпуска, затем охлаждаются в камере 1. Затем поддоны с изделиями нагреваются в закалочной печи 6, охлаждаются в ба­ ке 4, проходят моечно-сушильную ма­ шину 3, печь низкого отпуска 2 и раз­ гружаются на участке 8.

Ш-образный агрегат СТЦА-20.100. 5/7, в котором детали после цементации подвергаются только высокому отпус­ ку, показан на рис. 7.4, г. Агрегат вклю­ чает две цементационные печи 5 и одну отпускную 7.

Основные характеристики цемента­ ционных агрегатов приведены в табл. 7.2.

Для повышения производительнос­ ти цементационной печи целесообраз­ но увеличивать число рядов поддонов, а не ее длину. На ЗИЛ работает четы­ рехрядная цементационная печь 20Х Х 4= 80 поддонов. Печь нагревается горизонтальными U-образными радиа­ ционными трубами, расположенными в два ряда по высоте и в два ряда по ши­ рине печи. Однако в таком агрегате за­ трудняются загрузка и выгрузка поД* донов.

При многорядном расположении

824 Vs8

В

Рис. 7.5. Высокопроизводительный аг­ регат для газовой цементации (нитро цементации) с двухэтажным располо жением оборудования

поддонов целесообразнее применять двухэтажные цементационные агрега­ ты, замыкая путь поддонов по верти­ кали. Тогда они будут приводиться в движение только гидравлическими подъемниками и толкателями. На рис. 7.5 приведена схема такого агрегата. Поддон с деталями загружают сверху

втамбур 4, герметичность которого обеспечивается крышкой 5 и подъемной платформой 3 с песочными затворами. От печи тамбур отделяется клиновой задвижкой 6. Поддоны приводятся в движение гидравлическим толкателем 2. Детали, пройдя печь, опускаются на платформе 7 в закалочный бак 9. По­ сле закалки платформа поднимается на уровень первого ряда агрегата, поддо­ ны с помощью толкателя 8 продвига­ ются через моечно-сушильную камеру 10 и отпускную печь 11. После отпуска вытаскиватель 1 подает поддон на платформу 3, которая поднимается в тамбур 4. Конструкция печи значитель­ но упростится, если после цементации

вагрегате детали проходят только вы­ сокий отпуск.

7.4. ПОТОЧНЫЕ ЛИНИИ БАРАБАННОГО ТИПА

Для нагрева мелких деталей — ро­ ликов, шариков, болтов, гаек — приме­ няют линии с барабанными печами, за­ калочными баками и моечными маши­ нами.

На рис. 7.6 изображена типовая линия, состоящая из барабанной зака­ лочной печи 5, закалочного бака со шне­ ковым конвейером 4, барабанной моеч­ ной машины 5 и отпускной печи 7. Де­ тали скиповым подъемником 1 загру­ жаются в распределительный бункер 2, из него в реторту закалочной печи. По­ сле окончания нагрева они попадают через отверстие реторты в лоток зака­ лочного бака и шнековым конвейером 4 подаются в моечную машину 5. Из реторты моечной машины детали сбра­ сываются в распределительный бункер, из которого поступают в шнек отпуск­ ной печи 7. В отпускной печи они на­ греваются горячим воздухом, подогре­ ваемым в калорифере 8 и циркулирую­ щим с помощью центробежного венти­ лятора 6. Барабан закалочной печи, шнековые конвейеры моечной машины, отпускной печи и закалочного бака вра­ щаются от электродвигателей 9, 11, 12 через редукторы и цепные передачи.

Щелочный раствор моечной машины циркулирует при помощи насоса 10. Основные характеристики барабанных печей приведены в табл. 3. 8.

В линии с барабанными печами по­ сле закалочного бака иногда устанав­ ливают галтовочный барабан для очи­ стки шариков от окалины и коэрцитиметр для контроля твердости и струк­ туры. Часто в линии с барабанными закалочными печами для отпуска дета­ лей (роликов, колец) применяют кон­ вейерную печь с вентиляторами.

При изготовлении шариков и роли­ ков из цементируемых сталей для про­ цесса цементации используют барабан­ ную печь с непосредственной закалкой. Такая линия СБЦА состоит из бара­ банной электропечи для цементации (см. рис. 3.38, б), бака со шнековым конвейером, моечной барабанной ма­ шины и барабанной отпускной электро­ печи (см. рис. 3.38, а).

7.5. РОТОРНЫЕ ПОТОЧНЫЕ ЛИНИИ

Роторные поточные линии включа­ ют печи, нагревательные установки, за­ калочные и моечные машины, конт­ рольные аппараты карусельного типа. Рабочие роторы линии объединяются в один общий поток транспортными ро­ торами.

Схема роторной линии для обработ­ ки тонких колец приведена на рис. 7.7, а. Кольца из круглого бункера-накопи­ теля 9 поступают в ротор 8 индукцион­ ного нагрева с двумя позициями. Ро­ тор поворачивается на 180°, и нагретые кольца передаются транспортным ро­ тором 7 под пресс закалочной машины 6, имеющей четыре позиции. После ох­ лаждения колец ротор машины пово­ рачивается на 90° и транспортный ро­ тор 5 передает кольца в отпускную печь 4. Ротор 5 имеет две позиции для от­ мывки колец от масла водным раство­ ром щелочи. Карусель отпускной печи рассчитана на восемь электрических прессов, поэтому за каждый цикл она поворачивается на 45°. Из электропрес­ са отпускной печи кольца транспорт­ ным ротором 3 передаются в контроль­ ный роторный автомат 2. На двух пози­ циях транспортного ротора 3 они охла­ ждаются водой и подсушиваются горячим воздухом. В роторе 2 на одной позиции контролируется твердость, а на второй — коробление колец. Далее кольца направляются в приемный ро-

Рис. 7.6. Поточная линия с барабанными печами для термической обработки мелких деталей

непрерыв­

стальной

7.8. Поточная линия для

отжига холоднокатаной

Рис.

ного

очень большую длину. На основании практических данных установлено, что длина ленты в горизонтальной печи должна быть не более 150—200 м, а скорость не выше 100 м/мин. В этом случае производительность печи со­ ставляет около 10—15 т/ч. При более высоких скоростях движения лента со­ скальзывает с барабанов.

С целью экономии места протяжные горизонтальные печи делаются с трех­ рядным движением ленты по высоте печи. Такие печи для отжига широкой ленты достигают в длину 120 м и боль­ ше.

Однако меньшую площадь занима­ ют вертикальные (башенные) печи, об­ ладающие большей герметичностью. Лента в таких печах делает ряд оборо­ тов, огибая верхние и нижние направ­ ляющие ролики. Благодаря большому углу охвата роликов лента хорошо цен­ трируется, что позволяет увеличить скорость ее движения до 600 м/мин. Такие печи экономичны только при больших скоростях движения ленты (свыше 150 м/мин).

Башенные отжигательные печи име­ ют несколько температурных зон: на­ грева, выдержки, замедленного и уско­ ренного охлаждения. Поточная линия, кроме печи, включает разматывающие и наматывающие барабаны, сварочную машину, ножницы, очистные, промыв­ ные и сушильные устройства, тянущие ролики и башни запаса.

На рис. 7.8 приведена конструкция поточной линии с вертикальными печа­ ми для непрерывного отжига холодно­ катаной стальной ленты в контроли­ руемой атмосфере. В печи осуществлен принцип рекуперации тепла: для подо­ грева поступившей в печь ленты ис­ пользуется тепло охлаждающейся лен­ ты, что позволяет значительно (до 40 %) сократить расход энергии на на­ грев металла. Холоднокатаная лента

сразматывающих барабанов 1 прохо­ дит через сварочную установку 2, на­ правляющий ролик 3, блок 4 (верти­ кального регулятора ленты), промыв­ ные ванны 5, 6 и сушильную камеру 7

спомощью тянущих роликов 24 и 23 в вертикальную башню запаса ленты 8. Башня запаса представляет собой ка­ меру прямоугольного сечения с рядом неподвижно укрепленных (вверху) и

свободных (внизу) роликов, на которых петлеобразно натянута лента. При со­ кращении длины ленты нижние ролики

подтягиваются к верхним. Из башни запаса лента по траншее попадает в ка­ меру подогрева 10, где делает девять вертикальных ходов общей длиной 84 м и, подогреваясь от тепла выходящей ленты до температуры 400 °С, поступа­ ет в зону 9 нагрева и выдержки, дела­ ет еще четыре оборота, нагреваясь до температуры 680 °С от электрических нагревателей. Затем лента вновь воз­ вращается в теплообменную камеру 10, охлаждаясь до температуры 450 °С.

Выйдя из печи, лента проходит шесть секций охладительной камеры 11, представляющих собой коробки из листового железа, охлаждаемые водой. Здесь, пройдя путь длиной 69 м, лента охлаждается до температуры 150 °С и попадает для окончательного охлажде­ ния и промывки в водяной затвор 22. Далее лента пропускается между рези­ новыми роликами 15 для удаления вла­ ги, просушивается горячим воздухом в камере 14 и, пройдя уравновешиваю­ щий ролик 12, тянущими роликами 21 направляется в башню 13 запаса лен­ ты, из которой выдается тянущими ро­ ликами 16, проходит вырезку проб пу­ ансоном 17, счетчик 18 и через направ­ ляющий ролик 19 наматывается на ба­ рабан 20.

Производительность агрегата при отжиге ленты толщиной 0,2—0,5 мм и шириной 650—950 мм составляет около 15 т/ч. Скорость движения ленты 100— 150 м/мин. Мощность нагревательной зоны печи 160 кВт. Расход защитного газа около 70 м3/ч. Недостатком агре­ гата является сложность заправки лен­ ты при ее обрыве. Для упрощения этой операции в печи должны быть преду­ смотрены специальные люки.

На рис. 3.41 изображена башенная печь для непрерывного отжига жести производительностью 30 т/ч без реку­ перации тепла. Общая длина находя­ щейся в печи ленты 600 м, время пре­ бывания ленты толщиной 0,25 мм со­ ставляет около 120 с, а скорость ее дви­ жения в печи 300 м/мин.

7.7. ПОТОЧНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ СВЕТЛОЙ ЗАКАЛКИ В РАСПЛАВЕ СОЛЕЙ

Светлая закалка в расплавах солей и щелочей позволяет снизить трудоем­ кость термической обработки, повысить механические свойства деталей, до­ стичь высокой скорости охлаждения, получить светлую поверхность деталей,

а также исключить вредную для здо­ ровья рабочих операцию очистки изде­ лий от окалины. Изотермическая за­ калка в расплавах щелочей сталей ЗОХГС, 38ХС, 40ХНМ и других повы­ шает ударную вязкость и пластичность деталей в 1,5—2 раза по сравнению с обычной закалкой и отпуском на ту же твердость. Кроме того, при изотерми­ ческой закалке значительно уменьша­ ются коробление и деформация деталей и сокращается цикл операции.

Поточная линия для светлой закал­ ки состоит из ряда последовательно расположенных ванн (нагрева, охла­ ждения, промывки, пассивирования), в которых подвески с деталями приво­ дятся в движение горизонтальным цеп­ ным конвейером. Перенос подвесок из одной ванны в другую совершается ры­ чажными или вертикальными цепными перебросами.

На рис. 7.9, а показана поточная ли­ ния для изотермической закалки бол­ тов из стали 38ХС и 40Х. Болты на специальных подвесках подогреваются в шахтной печи 8 и переносятся для окончательного нагрева в электродную соляную ванну 7, после чего они прохо­ дят изотермическую закалку в ванне 6 с расплавом NaOH при температуре 350—400 °С, промываются от щелочи в горячей воде двух ванн 5 и 4 и пассиви­ руются в ванне 3. Подвески с деталями транспортируются горизонтальным цеп­ ным конвейером 1 и рычажными пере­ бросами 2.

Рычажный переброс (рис. 7.9, б) состоит из двух рычагов 5 с захватами 3, насаженными на ось 6, приводимую во вращение цепью 7 с помощью цеп­ ных шестерен^ и червячного редукто­ ра 1 от электродвигателя 2. Детали, подвешенные на штанге, двигаясь на цепи горизонтального конвейера 4, за­ мыкают контакты ограничителей и включают мотор переброса. Рычаги 5 переброса подхватывают штангу за концы и переносят подвеску с деталями в следующую ванну, вновь укладывая штангу на цепи горизонтального кон­ вейера. Продолжительность выдержки деталей в ваннах определяется скоро­ стью движения конвейера и длиной ванны.

С увеличением высоты подвески приходится увеличивать размеры ры­ чажных перебросов, что приводит к не­ обходимости удлинять поточную ли­ нию. В этом случае лучше применять

цепные перебросы. Цепной переброс (рис. 7.9, в) состоит из четырех пар колес 4, соединенных цепями Галля 5. Цепи имеют подвески 6, которые под­ хватывают за концы двигающуюся на горизонтальном цепном конвейере 8 штангу 7 и перебрасывают подвеску с деталями в следующую ванну. Привод цепного переброса осуществляется че­ рез цепную передачу 3, червячный ре­ дуктор 2 от электродвигателя 1.

Общая продолжительность процес­ са светлой закалки болтов в полуавто­ матической поточной линии составляет 50--55 мин вместо 9—10 ч при обычной закалке в масле с применением пескоочистки и оксидирования. Стоимость обработки болтов снижается в два ра­ за. Размеры и расположение ванн и ба­ ков таковы, что их можно выдвигать в сторону и менять местами. Это позво­ ляет применять различные варианты технологии термической обработки.

Скорость конвейера определяется) продолжительностью нагрева и регули­ руется вариатором. Автоматическое ре­ гулирование тепловых режимов ванн осуществляется так, что при падении температуры ниже заданной в одной из ванн электродвигатель выключается и конвейер останавливается. Это преду­ преждает брак из-за недогрева. Специ­ альные зонты и местная вытяжная вен­ тиляция обеспечивают безопасные ус­ ловия работы. Производительность по­ луавтоматической линии равна 60 кг/ч.

Поточная линия для ступенчатой закалки деталей включает подогрева­ тельную печь, электродную ванну я нагрева под закалку, закалочную ще_ лочную ванну из расплава 75 % КОЦ+ +25 % NaOH с температурой 160—- 220°С, соляную ванну для отпуска с температурой 400—500 °С и ванны ддя промывки и пассивирования деталей.

Для предохранения деталей от кор­ розии в технологическом процессе их обработки применяют операцию окси­ дирования, которая проводится в горя­

чих водных растворах окислителей,но продолжительность такой операции со­ ставляет 1—3 ч, что усложняет вклю­ чение ее в поточную линию. При введе­ нии в щелочную закалочную ванну окислителей (NaN03, NaN02, Na3P o 4)

вцелом ряде случаев процесс закалки

всолях можно совместить с операцией оксидирования. Это сокращает цикл обработки деталей в два-четыре раза и упрощает создание комплексных поточ­ ных линий.

7.8.ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ

СНАГРЕВАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ

ИПЕЧАМИ

На рис. 7.10 приведена автомати­ ческая поточная линия для изготовле­ ния и термической обработки вагонных

Рис. 7.10. Автоматическая поточная линия для изготовления и термической обработки вагон­ ных пружин с нагревательными аппаратами и печами

пружин с электроконтактным нагревом и отпуском в конвейерной печи.

Прутки со стеллажа 1 по рольгангу поступают в установку 2 для электроконтактного нагрева места реза и раз­ резаются на заготовки эксцентриковым прессом 3 мощностью 60 т. Заготовки по рольгангу 4 двигаются до упора и автоматически подаются на конвейер 5, с которого поступают в установку 8 электроконтактного нагрева и манипу­ лятором 10 подаются в ковочные валь­ цы 9 для оттяжки одного конца. Затем заготовки транспортируются для нагре­ ва в электроконтактную установку 11, здесь манипулятором 13 в вальцах 12 оттягивается другой конец. После это­ го заготовки поступают в электрокон­ тактную установку 14 для общего на­ грева и передаются в навивочный ста­ нок-автомат 15. Навитые пружины по лотку 17 сбрасываются на конвейер 16, которым доставляются в закалочную барабанную машину 18. В закалочной машине пружины гидравлическим ци­ линдром 19 насаживаются на оправку, а после охлаждения снимаются с оправ­ ки вторым гидравлическим цилиндром 20 и сбрасываются на конвейер 21. По­ следний выдает пружины из бака, и они направляются в конвейерную печь для отпуска.

От конвейера 5 до навивочного стан­ ка 15 заготовки движутся с помощью рейнеров. Рейнер 6 перемещается вдоль поточной линии по раме 7, он имеет захваты, управляемые пневматическим цилиндром. Работа рейнеров полностью автоматизирована. После окончания технологической операции на станке го­ ловки рейнера автоматически захваты­ вают заготовки, поднимают их и пере­ носят на следующую операцию. Всего на линии имеется шесть головок. По­ точная линия позволяет полностью лик­ видировать ручной труд и увеличить производительность в два-три раза.

Установка для электроконтактного нагрева состоит из трех самостоятель­ ных, параллельно расположенных электроконтактных4 устройств, смонтиро­ ванных на одной раме. Температура на­ грева заготовок контролируется фото­ пирометром ФЭП-2, который, после того как они будут нагреты до необхо­ димой температуры, дает сигнал на от­ ключение напряжения и перемещение в навивочный станок.

Закалочная машина (рис. 7.11) со­ стоит из восьмипозиционного барабана

8, вращающегося вокруг горизонталь­ ной оси, и отводящего конвейера 9, ко­ торый размещается в баке 10. Пружи­ на поступает по конвейеру 2 к лотку 3f сбрасывается на него и скатывается на позицию загрузки 7 закалочного бара­ бана. Если температура пружины перед закалкой была ниже требуемой, то на лотке 3 открывается люк 5 и пружина по склизу 12 направляется в контейнер передельного брака. Сигнал для от­ крытия люка подается фотопиромет­ ром 4 с помощью исполнительного ме­ ханизма 11. Другой фотопирометр 1 не пропускает на лоток пружину с по­ вышенной температурой, пока она не снизится до требуемой.

После того как пружина попадает на опорную призму 15, пневматический цилиндр, расположенный на боковой стороне бака против позиции загруз­ ки 7, вдвигает оправку 14 внутрь пру­ жины. Положение последней фиксиру­ ется в осевом направлении торцевой опорой 13, которая зажимает пружину с помощью рычага при повороте бара­ бана, На позиции выгрузки другой пневматический цилиндр выталкивает оправку, а при последующем повороте барабана торцевая опора отходит и пружина падает на конвейер 9, кото­ рый выдает ее из закалочного бака. Конвейер бака имеет верхние привод­ ные и нижние натяжные звездочки. Последние натягиваются через трос специальным винтом 6. Закалочный ба­ рабан вращается мальтийским меха­ низмом через редуктор с помощью электродвигателя мощностью 2 кВт. Конвейер бака приводится в движение от того же электродвигателя через хра­ повой механизм, собачка которого свя­ зана с мальтийским механизмом. Бара­ бан и конвейер бака движутся перио­ дически.

Поточная линия для изготовления и обработки пружин позволяет снизить стоимость термической обработки в три раза.

7.9. РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ

Скорость движения непрерывно ра­ ботающих механизмов регулируется с помощью электродвигателей постоян­ ного тока; механических регуляторов; реле времени, периодически включаю­ щего приводные механизмы.

1

2 3 4 5

6

7

-

 

Рис. 7.11. Барабанная машина для закалки пру­ жин в фиксированном состоянии:

а — общий вид; б — фиксирующее зажимное устрой­ ство пружины

Электродвигатели постоянного тока позволяют плавно регулировать ско­ рость в пределах 1 : 4. Частота враще­ ния двигателя регулируется реостатом путем изменения напряжения в обмот­ ке ротора или магнитного потока, воз­ буждаемого в обмотке статора. При от­ сутствии в цехе постоянного тока ча­ стота вращения регулируется по систе­ ме генератор — двигатель. Механизм приводится в действие от специального генератора, вращаемого асинхронным двигателем переменного тока. Частота вращения изменяется реостатами, включенными в обмотку ротора гене­ ратора и электродвигателя постоянно­ го тока, в пределах 1 15.

8

9

10

б

При регулировании частоты враще­ ния с помощью электродвигателей по­ стоянного тока снижаются к. п. д. и мощность двигателя. Поэтому ближай­ шей задачей является создание ионно­ электронного привода с асинхронным электродвигателем переменного тока. В печах термической обработки и в ме­ ханизированных закалочных баках ши­ роко применяются методы механиче­ ского регулирования скорости движе­ ния механизмов. Некоторые конструк­ ции устройств для механического регулирования частоты вращения дви­ гателя приведены на рис. 7.12. Ско­ рость движения регулируется путем из­ менения частоты вращения ведомого вала с помощью промежуточной ше­ стерни 5, сцепленной со ступенчатым шкивом 1 из шестерен, насаженных на

Рис. 7.12. Механическое регулирование частоты вращения и скорости движения механизмов

ведомый вал (рис. 7.12, а). Вал ше­ стерни 5 связан рукояткой 4 с привод­ ной шестерней 3 и может перемещаться вдоль ведущего вала 2 на шпонке, пе­ редавая крутящий момент любой из шестерен шкива. Недостаток данной передачи заключается в ступенчатом регулировании скорости.

Плавное регулирование скорости движения достигается с помощью фрикционных передач. На рис.-7.12, б показан фрикционный вариатор скоро­ сти с двумя коническими барабанами 1 и 3, между которыми вращается ро­ лик 2. Сообщив ролику движение вдоль оси, маховичком 4 можно менять число оборотов приводного вала.

На рис. 7.12, в изображена фрикци­ онная передача, которую легко исполь­

зовать в печах карусельного типа. На ведомую ось 1 насаживается диск 2, приводимый во вращение фрикцион­ ным роликом 4, скользящим на шпонке вдоль приводного вала 3. Число оборо­ тов ведомого вала регулируется в ре­ зультате изменения положения фрик­ ционного ролика.

Из всех фрикционных передач в термических печах наибольшее распро­ странение получил вариатор с кониче­ скими дисками (рис. 7.12, г). Он состо­ ит из двух пар дисков 2 и 4, имеющих форму усеченных конусов, посаженных на шпонки параллельных осей 6 и 7. Диски могут перемещаться на оси с по­ мощью шарнирно-закрепленных рыча­ гов 1 и 5 винтом 9 с правой и левой на­ резкой. При вращении винта махович­

ком 8 рычаги сближают одну пару дис­ ков и одновременно раздвигают на то же расстояние другую пару. Клиновид­ ный ремень 3 меняет свое относитель­ ное положение на дисках, в результате чего изменяется передаточное число. Вместо маховичка на винт может наса­ живаться цепная звездочка, в этом случае управление вариатором осущест­ вляется калиброванной цепью. Обозна­ чив через d[ и d2 минимальные диамет­ ры дисков, а через D{ и D2 — макси­ мальные, определим передаточные числа:

.

 

_

Л

*min —

^ \ * т а х —

-~ j- .

Общее передаточное число

 

(max

D1D2

*общ =

:

=

. 1

 

(min

(*1“2

Обычно принимают

d \= d 2= d и D\ —

==D\=D, поэтому

 

 

1общ= (D[d)2.

Вариатор работает при частоте враще­ ния 5—15 с-1, поэтому желательно его размещать за электродвигателем, вво­ дя клиноременную или цепную бесшум­ ную передачу. Коэффициент полезного действия вариатора около 0,9. Лента вариатора делается стальной с дере­ вянными колодками.

Скорости движения механизмов можно регулировать, применяя храпо­ вые передачи. Они просты, надежны, и могут давать большие передаточные числа. В этом случае регулирование скорости движения сводится к измене­ нию передаточного числа в результате зацепления собачкой различного коли­ чества зубьев храпового колеса. На рис. 7.12, д число зубьев, входящих в зацепление с собачкой храповика, из­ меняется гладким сектором 4, вводи­ мым между храповым колесом 2 и со­ бачкой 3. Гладкий сектор свободно крепится на оси храпового колеса и имеет штангу 1. Изменяя положение последней, в зацепление можно вво­ дить то или иное количество зубьев храпового колеса, регулируя переда­ точное число. Если на протяжении хо­ да собачки открыть'один зуб, то храпо­ вое колесо повернется тоже на один зуб, если открыть два зуба, то на два и т. д. На рис. 7.12, в изображена хра­ повая передача, в которой количество зубьев храпового колеса /, входящих в зацепление с собачкой 2, изменяется свободно сидящим на его оси гладким диском 3. Собачка одновременно сколь­ зит по храповому колесу и диску. Она зацепляется с колесом только в том случае, когда попадает в вырез глад­ кого диска.

8. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ

И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ

ОБОРУДОВАНИЕ

В данной главе описано

вспомога­

нии,

превышает затраты

на топливо.

тельное оборудование термических це­

Для борьбы с окислением и обезуглеро­

хов, используемое для получения конт­

живанием

применяют нагрев в чугун­

ролируемых атмосфер и вакуума, и

ной стружке, слабо науглероживающих

дополнительное,

применяемое

после

средах, в свинцовых и соляных ваннах.

операций

термической

 

обработки

Иногда при нагреве деталей использу­

(травильные

установки,

дробеструй­

ют защитные покрытия стеклообразны­

ные аппараты, установки для наклепа,

ми материалами: базальтом, андеци-

моечные машины, правильные прессы и

том, габбором, трахитом и др. Наибо­

машины, устройства для зачистки по­

лее

распространенными

покрытиями

роков и вырезки образцов).

 

 

 

являются силикатные эмали, представ­

При нагреве металлов и сплавов в

ляющие собой сплавы окислов, получа­

электрических и пламенных печах по­

емых из смеси песка, мела, соды, гли­

верхностные слои деталей в результа­

нозема и других недорогих компонен­

те воздействия атмосферы печи окисля­

тов. При нагреве деталей эмали оплав­

ются и обезуглероживаются. Это ока­

ляются,

образуя

газонепроницаемую

зывает

отрицательное

влияние

на

пленку, прочно сцепленную с метал­

качество деталей, вызывает

необходи­

лом.

 

 

 

 

 

мость увеличения припусков и удаления

Лучшим способом борьбы с окали­

поверхностного

слоя металла,

что,

в

ной и обезуглероживанием при опера­

свою очередь, приводит к значитель­

циях термической

обработки является

ным потерям металла и к увеличению

применение контролируемых атмосфер

себестоимости

продукции. Часто

стои­

или

вакуума.

Однако

подавляющее

мость металла, теряемого при окисле­

большинство печей пока не имеют кон­

тролируемых атмосфер, поэтому нагре­

Контролируемые

атмосферы

применя­

ваемый металл покрывается окалиной,

ются также при

газовой цементации,

которую приходится удалять. Это осо­

газовом цианировании и как специаль­

бенно нежелательно для ленты и ли­

ные — при азотировании, газовом хро­

стового материала, проходящих холод­

мировании и т. п.

 

 

ный прокат,

холодную

штамповку,

Степень окисления, обезуглерожи­

а также для

прутков,

проволоки и

вания при данной температуре зависит

труб, предназначенных к волочению и

от состава газовой фазы, типа нагрева­

калибровке. Окалина затрудняет про­

емого сплава, адсорбционных и диф­

цесс пластической деформации метал­

фузионных процессов, происходящих в

ла, обусловливает увеличение расхода

поверхностных слоях деталей. Толщина

валков, фильтров и образование неудо­

пленки окислов и величина

науглеро-

влетворительной поверхности металла.

женного слоя при нагреве

в течение

Даже

в том

случае,

когда

детали

в

времени т подчиняются параболической

дальнейшем

проходят

механическую

зависимости %2= k т, а

с повышением

обработку, их

необходимо

предвари­

температуры — экспоненциальной

тельно очищать от окалины, так как

 

 

 

 

 

 

 

 

вследствие высокой

твердости ее уда­

- ^

=

Лехр( - - | г )

 

(8.1)

ление в процессе

резания

приводит к

 

 

 

 

 

 

 

 

большому расходу режущего инстру­

где А — постоянная величина; Q — теп­

мента и снижению производительности

лота активации; R — газовая постоян­

станков. При удалении часто вскрыва­

ная; Т — температура, К.

 

 

ются

поверхностные

пороки металла

К числу наиболее энергично окисля­

(трещины, волосовины, плены, закаты

ющих железо и сталь газов принадле­

и т. п.).

 

 

 

 

 

 

 

жат кислород, водяные пары, углекис­

Детали от окалины очищают в тер­

лота и сернистый ангидрид. Кислород,

мических цехах.

Это весьма трудоем­

углекислота,

водород

могут

вызвать

кий и тяжелый процесс. Окалина с из­

обезуглероживание, а

окись углерода,

делий и полуфабрикатов удаляется в

метан

и

другие

углеводороды — на­

результате травления в водных раст­

углероживание.

Нейтральными явля­

ворах кислот, восстановления окислов,

ются газы: сухой азот, аргон, гелий.

дробеструйной

очистки,

гидропеско-

При

выборе

состава контролируе­

очистки. Для очистки деталей после их

мой атмосферы

пользуются

кривыми

закалки в масле

применяют моечные

равновесия взаимодействия

металла е

машины. Большое внимание в терми­

газовой

 

средой,

по

которым

можно

ческом цехе уделяется цеховому конт­

определить составы газовых

сред, не

ролю качества продукции. Для отрезки

взаимодействующих с металлом. Кри­

темплетов и образцов используют дис­

вые равновесия не учитывают

кинети­

ковые пилы,

станки, автогенные аппа­

ку реакции и влияние легирующих

раты, а для зачистки поверхности изде­

элементов на установление равновесия.

лий — шлифовальные круги. В резуль­

В контролируемой атмосфере могут на­

тате термической

обработки детали и

ходиться

газы,

взаимодействующие

полуфабрикаты

могут

покоробиться,

между собой, а протекающие процессы

поэтому в термическом

цехе осущест­

не будут равновесными. Однако равно­

вляют также правку деталей, труб, сор­

весные кривые позволяют

определять

тового проката и листов. Для этого ис­

направления

взаимодействия

газов с

пользуются правильные прессы, много­

поверхностью металла.

 

 

валковые и растяжные машины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.1.

 

ВЫБОР СОСТАВА

 

8.1.1. Выбор состава контролируемых

 

КОНТРОЛИРУЕМЫХ АТМОСФЕР

 

 

 

 

атмосфер

 

 

 

И СХЕМЫ УСТАНОВОК

 

Принцип выбора состава контроли­

 

ДЛЯ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

 

При нагреве в печах с контролируе­

руемой

атмосферы сводится

к тому,

чтобы отношение объемов газов-восста­

мыми атмосферами

определенных

со­

новителей к

объему

газов-окислите­

ставов металл не обезуглероживается и

лей при данных температурных услови­

не окисляется или только слабо туск­

ях было равно константам равновесия

неет. В первом случае нагрев называ­

или превышало их. Рассмотрим дейст­

ется

светлым,

во

втором — чистым.

вие газов на железо и сталь.

 

Рис. 8.1. Кривые равновесия газов над поверх­

Рис. 8.2. Кривые равновесия газов над поверх­

ностью стали:

ностью стали с различным содержанием угле­

а — смесь Н2—Н20 и СО-С(Э2; б — смесь СО—Н20 и

рода:

СО-Н2

а — смесь СО—С02; б — смесь СН«—Н2

К и с л о р о д .

При

температурах

термообработки

кислород окисляет

сталь и другие сплавы

даже в случае

очень малых концентраций. Так, при температуре 900 °С и содержании 1 см3 кислорода в 1 км3 газов (что соответ­ ствует давлению упругости кислорода 10-2° Па) уже создаются условия для окисления стали. Поэтому контролиру­ емые атмосферы не должны содержать свободного кислорода.

Д в у о к и с ь у г л е р о д а и в о ­ д я н ы е па р ы. При взаимодействии газов с металлом важно не абсолютное количество газов-окислителей (СОг и Н20 ), а соотношение газов: С02/С0 и Н20/Н 2. Окисление железа усиливает­ ся при появлении в окалине вюстита FeO. Если температуры превышают 570 °С, будут протекать такие простей­ шие реакции окисления железа:

Fe +

C02 ^ F e O +

CO,

 

 

Рсо

 

(8.2)

 

*' =

/.со

 

 

Fe +

Н20 =** FeO +

Н2,

 

 

Рн.О

 

(8.3)

 

* • -

 

 

На рис. 8.1, а показаны

зависимости

кривых равновесия этих реакций над поверхностью стали от температуры. В атмосфере СО, С02 (кривая 2) окис­ ление активно развивается при высо­ ких температурах, а в атмосфере Н2, Н20 (кривая /) — при низких. Поэто­ му в атмосфере Н2, Н20.окисление происходит в период охлаждения.

В применяемых контролируемых атмосферах чаще всего находятся обе смеси: СО—С02 и Н2—Н20. Указанные газы взаимодействуют между собой по реакции водяного газа:

С02 + Н2 ^ СО + Н20,

Р с о Р н 2о

3 р со2Рн2

На рис. 8.1, б дана кривая равнове­ сия реакции (8.4). Ниже приведены числовые значения константы равнове­ сия &3 и равновесное содержание С02 и Н20, %, при Р = 0,1 МПа в зависи­ мости от температуры:

t, °с

600-

700

800

900

^3

0,41

0,65

0.94

1.28

со2

23.70

20,40

17,85

15,88

Н20

13,34

15,39

17,13

18,66

t, °с

1000

1100

1200

 

*3

1,66

2,07

2,51

 

со2

14,25

13,05

12,10

 

Н20

20,00

21,10

22,13

 

При расчете состава атмосфер СО— —СОг, Нг—Н20, N2 необходимо равно­ весное содержание С02 умножить на

■Рсо+сог. а Н20 на Ря2+я2о• Например, если применяется атмосфера, содержа­ щая 10 % СО, 6 % С02, 15 % Н2, 2,3 % НгО, 66,7 N2, то при температуре 800 °С

равновесное содержание

С02—

17,85

(0,10+0,06) =2,86 %, а

Н20 —

17,13

(0,15+0,023) =2,96 %. По кривым рис. 8.1, б находим, что в момент впуска га­ за в печь равновесное содержание С02—35,7X0,16 = 5,71 %; Н20 —34,ЗХ Х 0,173=5,94 %. Таким образом, ука­ занная атмосфера является окисли­ тельной в момент впуска газа в печь (так как равновесное содержание С02—5,71 % меньше заданного 6,0 %) и восстановительной в период проте­ кания реакции водяного газа. Необхо­ димо снизить содержание С02 в газе до 5,7 %.

Помимо окисления, атмосфера Н2— Н20 может вызывать обезуглерожива­ ние стали, а атмосфера СО—С 02 обез­ углероживание или науглероживание.

Газы с углеродом стали взаимодей­ ствуют по реакциям:

Fe(C) +

2Н2 ть Fe

+

СН4)

 

ри

 

 

(8.5)

 

к, = р -^ -;

 

 

 

■'см.

 

 

 

Fe(C) -f-

СОо

Fe

-f-

2СО»

 

'со

 

 

(8.6)

 

3со,

 

 

 

 

 

 

Fe (С) +

Н20 =Ft Fe +

СО +

Н2,

 

Р с о

+ Р а .

 

 

(8.7)

k6

 

 

 

 

Рн2о

 

 

 

Кривые равновесия

реакций

(8.5) и

(8.6) для стали с различным содержа­ нием углерода приведены на рис. 8.2, а

и б.

обезуглероживания

Во избежание

необходимо, чтобы

СО

 

сн4 .

къ\

н2

со2

со-н2

 

Н20

к*.

 

 

 

Увеличение содержания

водорода и

двуокиси углерода

способствует обез­

углероживанию стали, а повышение со­ держания СО — науглероживанию.

Обезуглероживающее действие во­ дорода можно нейтрализовать, введя в

газ метан СН4. Для низкоуглеродистой стали (С ^ 0 ,2 %) при 900 °С и 99,5 % Н2 в атмосферу достаточно ввести толь­ ко 0,5 % СН4. С увеличением содержа­ ния углерода количество метана, не­ обходимого для предупреждения обез­ углероживания, повышается. При нали­ чии влаги концентрация СН4 должна быть резко увеличена. Так, если в газе содержится 0,6 % паров воды (при 900 °С), для сталей с 0,2 и 0,3 % С кон­ центрацию СН4 надо повысить соот­ ветственно до 2,5 и 8,5 %. Таким обра­ зом, нейтрализовать действие влажно­ го водорода трудно, особенно при на­ греве средне- и высокоуглеродистых сталей. Чтобы газ был нейтральным по отношению к высокоуглеродистой ста­ ли, надо удалять из него пары воды и углекислый газ.

С е р н и с т ы й а н г и д р и д окис­ ляет сталь. Кроме того, сернистые га­ зы могут вызвать переход серы в ме­ талл, особенно при нагреве меди, нике­ ля и их сплавов. Поэтому сернистые газы необходимо удалять.

Аз от . Чистый молекулярный азот не реагирует со сталью, но достаточно следов влаги, чтобы металл начал обезуглероживаться. Азот с 2 % Н20, имеющий точку росы +18 °С, сильно обезуглероживает сталь. Даже при 0,05 % Н20 (точка росы —30 °С) про­ исходит обезуглероживание высокоуг­ леродистой стали. Сухой азот е 0,1 % 0 2 обезуглероживает сталь сильнее, чем воздух.

Из рассмотренных газов нейтраль­ ным в большинстве сплавов является сухой азот, а для низкоуглеродистых сталей (когда допустимо некоторое обезуглероживание) еще и сухой водо­ род.

Большое количество азота получа­ ется при производстве жидкого кисло­ рода. Однако он всегда содержит 1— 2 % 0 2 и поэтому без очистки не может быть использован как контролируемая атмосфера. В малых установках кисло­ род удаляется при пропускании азота через раскаленный уголь (f=900— 1000 °С). В установках большой произ­ водительности прибегают к гидрирова­ нию кислорода водородом, получаемым путем диссоциации аммиака. Однако указанные методы удаления кислорода являются дорогостоящими.

В промышленности в качестве конт­ ролируемой атмосферы экономичнее использовать продукты сгорания про­ мышленных газов, диссоциированного аммиака, генераторного газа, удаляя из состава атмосферы газы-окислители Н20, С02 и S02 и уравновешивая оставшееся количество окисляющих и обезуглероживающих газов соотноше­ ниями СО/С02; Н2/Н20; СН4/Н2. При светлом отжиге низкоуглеродистых ста­ лей необходимо соблюдать условие Н2О/Н2^0,1, а при нагреве среднеуг­ леродистых и высокоуглеродистых ста­ лей предельное содержание влаги в га­ зе должно составлять 0,035 %, что со­ ответствует температуре точки росы —35 °С.

Контролируемые атмосферы с кон­ центрацией водорода выше 20 % взры­ воопасны. Низкоуглеродистая сталь

в атмосфере, содержащей 20 %

Н2 и

2 % влаги (точка росы +18 °С),

начи­

нает окисляться только при температу­ рах ниже 370 °С. При уменьшении тем­ пературы одновременно снижается и скорость реакции. Б этом случае, вос­ пользовавшись восстановительным действием СО, можно избежать окисле-