Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1777
.pdf
понятно, могут быть использованы эти и аналогичные способы применения хромового сплава и/или
хромокремниевого сплава и никеля и/или никель-кремниевого сплава для взвешивания составных брикетов
или порошка, добавляемых в расплавленную сталь. Таким образом, могут использоваться контейнеры из
хромовой стали, хромистого чугуна или литого феррохрома. Продувка с использованием пара и/или диоксида
углерода, с водородом или без него, или воздуха, может применяться как до, так и после использования
ранее указанных твердых ингредиентов, а также с использованием таких газов для впрыскивания указанных
твердых ингредиентов. Таким образом, например, если требуется сталь с очень низким содержанием
углерода, я могу сначала получить стальной сплав, содержащий хром, и избыток кремния, соответствующим
образом подбирая реакционную смесь, которая будет добавлена к расплавленной стали.
Таким образом, присутствующий в сплаве углерод имеет тенденцию осаждаться или вытесняться избытком
кремния, образовавшегося в результате соединения с хромом в виде карбида, после чего расплавленный
сплав может быть продут паром и/или диоксидом углерода или обработан разлагаемым карбонатом для
уменьшения или устранения содержания углерода. Наконец, в ходе таких операций рафинирования
содержание кремния в сплаве удаляется или уменьшается с помощью упомянутых ранее твердых
компонентов.
Железо-хромовые сплавы. Усовершенствования в производстве или относящиеся к производству компании
«Акации» (The Acacias), расположенной по адресу: Хайер Драйв, Пёрли, графство Суррей, британский
подданный, настоящим заявляю о природе данного изобретения и способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены следующим образом: Изобретение относится к производству и
изготовлению железо-хромовых сплавов с низким содержанием углерода или практически без углерода,
обладающих характерным свойством быть нержавеющими или не подверженными коррозии при воздействии
атмосферных условий или при обработке определенными слабыми кислотами. Типичными примерами таких
хроможелезных сплавов являются сплавы с содержанием хрома от 9 до 16% и более, а также с содержанием
углерода около 0,4%. Когда такие сплавы имеют очень низкое содержание углерода, например, 0,1% или
меньше, они могут быть пластичными и ковкими, и эти физические свойства делают их легко поддающимися
обработке, тем самым расширяя их возможности для изготовления самых разнообразных промышленных
изделий.
Известны аналогичные хроможелезные сплавы, содержащие определенную долю никеля. Целью моего
изобретения является получение и производство железо-хромовых сплавов указанного типа путем
непосредственного использования расплавленной стали, легированной стали или железа, с целью получения
сплава, который должен быть свободен от углерода или иметь существенно низкое содержание углерода, при
этом используемые реагенты должны быть такими, чтобы любые примеси, которые могут быть введены в
полученную таким образом легированную сталь, легко удалялись впоследствии без потерь в результате
окисления содержащегося хрома. Получение указанных феррохромовых сплавов таким способом сопряжено
с определенными трудностями. Высокое содержание хрома, необходимое в сплавах, может потребовать
добавления в расплавленную сталь относительно большого количества или доли смеси хромита и
восстанавливающего реагента для получения сплава, содержащего достаточное количество хрома;
используемые реагенты должны быть дешевыми, чтобы процесс был экономически успешным; добавляемые
реагенты должны быть в такой форме, чтобы их можно было легко добавить в необходимое время; и они
должны быть такого характера, чтобы в готовый сплав не попадали такие элементы, как углерод, которые
могли бы испортить продукт или которые создали бы особые трудности в удалении из готового продукта.
Для производства низкоуглеродистых железохромовых сплавов, содержащих достаточное количество хрома
и относящихся к типу и характеристикам, известным как нержавеющая сталь или нержавеющее железо,
согласно настоящему изобретению, используется печь или реакционная камера для операции
восстановления и легирования, в которой в расплавленный железо или сплав железа в камере печи
добавляют кремнийсодержащий восстановитель и соответствующую руду или соединение одного из
составляющих металлов желаемого сплава, причем эти реагенты вводятся в реакцию таким образом, чтобы
добавить металл в расплавленный железо или сплав железа в камере печи. Изобретение также включает в
себя рафинирование в подходящей печи и с помощью определенных средств сплава, полученного в процессе
восстановления и легирования, с целью удаления любого нежелательного избытка окисляемых примесей в
металлическом сплаве; использование восстановителей и восстанавливаемых руд или соединений в форме,
облегчающей процесс восстановления или плавки и легирования для получения желаемого сплава; и
добавление подходящего раскислителя, необходимого для образования конечного готового сплава.
Использование реагентов, которые реагируют при добавлении к расплавленному железу или сплаву железа с
образованием металлического хрома, легирующего в расплавленный металл, само по себе не является
чем-то новым. Таким образом, было предложено получать железохромовые сплавы путем добавления
реакционной смеси, содержащей карбид кальция, оксид хрома, известь и алюминий, к расплавленной стали,
поступающей в контейнер из сталеплавильной печи. Также было предложено использовать реакционную
смесь, содержащую алюминий или восстановитель кремния, такой как кремний, силицид кальция, кальций и т.
д., а также восстанавливаемую руду или соединение, например, хромит, оксид железа, оксид хрома, в ванне с
расплавленной сталью. Цель таких добавок состоит в том, чтобы посредством реакции выделялось
достаточное количество тепла для поддержания расплавленной металлической ванны в достаточно текучем
состоянии, чтобы обеспечить полное растворение в ней металлов или сплавов, которые образуют
металлические компоненты входящих в состав реагентов. В другом предложении, для получения
железо-хромовых сплавов, содержащих кремний, с целью получения нержавеющих отливок, реакционную
смесь восстановителя на основе кремния и чистого химического соединения железа и хрома поджигали
способом, аналогичным известному как алюмотермический процесс, а полученный таким образом
железо-хромово-кремниевый сплав переливали в ковш с расплавленной сталью для образования
легированной кремнием стали.
Настоящее изобретение отличается от этих предложений тем, что оно ограничивается производством или
изготовлением железохромовых сплавов, известных как нержавеющая сталь, или нержавеющего железа
(пригодного для литья, с одной стороны, где содержание углерода относительно высокое, или сплава с очень
низким содержанием углерода, который достаточно ковкий и пластичный, чтобы быть легко
обрабатываемым), а также процессом, в котором операция восстановления и легирования с использованием
кремниевого восстановителя осуществляется с помощью печи, благодаря чему теплота металлической ванны
и добавленных ингредиентов может быть увеличена или поддержана. Для рафинирования сплава,
полученного в процессе восстановления, может использоваться одна или несколько печей различных типов.
Таким образом, я могу использовать электрическую печь обычного типа, применяемую в процессах плавки и
легирования, в которой, как хорошо известно и понятно, между электродами может быть зажжена дуга для
нагрева кремнийсодержащих реакционных компонентов, шлака или содержимого печи на любом этапе
процесса восстановления и легирования; или я могу использовать индукционную печь, в которой не
используются угольные электроды, так что исключается добавление углерода в качестве примеси в
легирующий металл.
Я также могу организовать процесс легирования в конвертерной печи, при этом теплота содержимого печи
будет повышаться, поддерживаться или регулироваться с помощью воздушного потока или путем
периодического впрыскивания определенного количества пара в воздух. Мне известно о предложении
использовать электропечь для получения товарного нержавеющего железа. Однако в данном случае в
качестве восстановителя использовался только алюминий, который смешивали с хромитовой рудой и
добавляли к расплавленной стали в электропечи. В качестве примера используемых в процессе согласно
изобретению средств я могу привести следующий пример: мелко измельченный и подготовленный хромит и
флюсы, такие как известь и/или флюорит, смешиваются с необходимым количеством низкоуглеродистого или
практически бесуглеродистого ферросилиция, силицида кальция или другого восстанавливающего реагента
на основе кремниевых сплавов, необходимого для восстановления руды до металла. Затем необходимое
количество этой смеси для получения феррохромового сплава с требуемым содержанием хрома добавляется
к расплавленной низкоуглеродистой стали в печи. Реакция между хромитом и восстановителем, которая
происходит и может быть завершена дополнительным нагревом, подаваемым печью, высвобождает
металлический хром и железо, которые растворяются или образуют сплав со сталью, формируя
железо-хромовый сплав.
Полученный таким способом сплав имеет низкое содержание углерода и очищается от избытка кремния
путем окисления, например, путем продувки в конвертере. Как известно, кремний легко окисляется при такой
обработке, и его можно удалить в необходимой степени до того, как произойдет существенное окисление
хрома; или же окисление может быть осуществлено с помощью соответствующих твердых окисляющих
реагентов, как упоминалось ранее. В дополнение к указанным восстановителям, в состав восстановителя
хромита может входить определенная доля алюминия, феррокальция, кальций-кремний-алюминиевого
сплава или других подобных более энергичных раскислителей. Такие добавки используются только для того,
чтобы сделать реакцию более энергичной и полной при добавлении хромит-восстанавливающей смеси к
расплавленной стали; кроме того, получается более текучий шлак, что является преимуществом для
обеспечения удаления шлака в процессе легирования. Для облегчения введения значительного количества
реагента, необходимого для образования желаемого сплава, порошкообразную хромитовую
восстанавливающую смесь можно превратить в брикеты, в которые добавлено небольшое количество
нейтрального силиката натрия.
При формовании под давлением они будут иметь меньший объем, чем при использовании рыхлой
порошковой смеси. Кроме того, благодаря изготовлению брикетов стандартного веса, эти установки
позволяют легче осуществлять процесс легирования. Недостатком использования восстанавливаемой руды
или соединения, такого как хромит, в качестве единственного средства легирования стали достаточным
количеством металлического хрома для образования хромосодержащей нержавеющей или некоррозионной
стали является то, что объем используемого материала и количество образующегося шлака чрезмерно
велики, что делает процесс несколько затруднительным в эксплуатации и создает опасность того, что
заготовки, полученные из легированной стали, могут содержать нежелательные шлаковые включения. Для
устранения или минимизации этих недостатков я считаю целесообразным добавлять в расплавленную сталь
определенную долю хромового сплава. Этот хромовый сплав может быть в форме феррохрома или сплава
железа, хрома и кремния. Этот металлический или легирующий компонент может использоваться в составе
брикетов или порошкообразной реакционной смеси, добавляемой в расплавленную сталь или вводимой в
нее, либо может добавляться отдельно на любом этапе процесса легирования, в зависимости от того, что
будет сочтено наилучшим или наиболее целесообразным для получения желаемого сплава.
Когда используемый металлический хром или его сплав применяется в составе брикетов, общее количество
материала, добавляемого в расплавленную сталь для получения сплава желаемого состава, уменьшается,
поскольку требуется меньшее количество восстанавливаемого оксида или соединения хрома. При
использовании сплава хрома и кремния кремний в этом сплаве может быть использован в качестве
восстановителя для эквивалентного (или меньшего) количества восстанавливаемого оксида и/или
соединения, используемого в реакционной смеси. Таким образом, брикет может содержать хромит,
ферросилиций и сплав железа, хрома и кремния, причем количество хромита должно быть существенно
уменьшено за счет кремния, содержащегося в ферросилиции и сплаве железа, хрома и кремния. Или, если
желательно, чтобы хромистая сталь содержала определенное количество кремния, ферросилиций и хромит
могут быть в эквивалентных пропорциях, при этом кремний в феррохроме будет составлять компонент
конечного стального сплава, как будет понятно далее. Или же может быть использован брикет, состоящий в
основном или полностью из феррохрома с высоким содержанием кремния и хромита (или зеленого оксида
хрома).
В состав некоторых нержавеющих или атмосферостойких сталей или чугуна также желательно входить
значительный процент никеля. Необходимое количество никеля, полностью или частично, может быть
легировано сталью путем его использования способом, аналогичным описанному ранее. Преимущество
использования хрома в качестве сплава, содержащего кремний, заключается в том, что его можно получить с
относительно низким содержанием углерода путем восстановления, на предварительной стадии, например,
хромита с помощью восстановителя, содержащего кремний и имеющего низкое содержание углерода. Таким
образом, использование такого сплава или сплавов значительно снижает опасность введения избыточного
количества углерода в легированную сталь. Однако может быть целесообразно использовать более
восстанавливаемый оксид, чем хромит, путем его реакции с содержащимся в хромовом сплаве кремнием при
добавлении компонентов реакции в расплавленную сталь. По этой причине желательно использовать
хромо-кремниевый сплав с оксидом железа и зеленым оксидом хрома, или хроматом натрия или кальция и т.
д., вместо более тугоплавкого материала, хромита, или кремний в хромовом сплаве может вступать в реакцию
с оксидом никеля.
Когда необходимо добавить определенную долю никеля в сплав с расплавленной сталью для образования
части конечного сплава, реакционную смесь можно добавлять в расплавленную сталь в никелевых емкостях,
или же металлический никель можно использовать в виде дроби и добавлять в состав брикетов. Как станет
понятно, могут быть использованы эти и подобные способы применения хромового сплава и/или
хромокремниевого сплава и никеля для взвешивания компаундированных брикетов или порошка,
добавляемых в расплавленную сталь. Таким образом, будет видно, что предоставляется широкий выбор
реагентов для осуществления подготовки и производства желаемых железо-хромовых чугунов и сталей,
содержащих желаемую долю хрома. Сама по себе новизна не заявлена в отношении какого-либо конкретного
применения кремнийсодержащих восстанавливающих реагентов для реакции с хромитом или оксидом хрома
при добавлении к расплавленной стали, за исключением случаев, когда операция восстановления и
легирования является частью полного процесса производства низкоуглеродистых или практически
бесуглеродистых железо-хромовых сплавов указанного типа, и в котором во время операции легирования
используется печь или камера печи для завершения реакции.
При проведении процесса легирования в конвертере брикеты периодически добавляются в расплавленный
металл в отдельных и удобных количествах, и этот процесс может быть облегчен периодическим
использованием воздушного потока, удобным наклоном конвертерного контейнера для удаления шлака и
добавлением флюсов во время восстановления и легирования. При необходимости контроля температуры в
любой момент можно вводить пар вместе с воздухом, а нагрев металлической ванны можно увеличить,
добавив в нее кремний и используя поток воздуха. При желании процесс легирования может осуществляться
в двух конвертерах: легированная сталь перетекает из одного сосуда в другой для отделения от шлака, а
процесс легирования продолжается в новом конвертере. Как уже было сказано ранее, плавка, восстановление
и легирование могут осуществляться в электропечи. Печь также должна быть опрокидывающейся, чтобы
излишки шлака можно было время от времени удалять по мере необходимости.
Таким образом, описанным способом и методом получают железо-хромовый сплав с содержанием хрома,
необходимым для получения нержавеющего железа или нержавеющей стали. Поскольку используемые
материалы не содержат или практически не содержат углерода, сплав также должен быть не содержащим или
практически не содержать углерода. Избыточное содержание кремния теперь можно удалить, подвергнув
сплав обработке продувкой. Данная операция продувки может осуществляться с использованием воздуха,
струи, содержащей пар, пара или смеси водорода и пара, как описано в моей предыдущей полной
спецификации № 197987 от 1921 года; при этом в струю может вводиться флюс и соответствующие
окисляющие твердые вещества. Вместо использования продувки для рафинирования железо-хромового
сплава с целью удаления путем окисления избытка кремния, углерода и кремния сверх необходимого
количества в конечном сплаве, я могу использовать твердые рафинирующие ингредиенты в виде
восстанавливаемых руд или соединений металлов железа и хрома, таких как хромит и оксид железа, или
хромат, например, хромат кальция.
При надлежащем использовании этих ингредиентов их применяют с достаточным количеством основного
флюса, такого как известь, предпочтительно в виде рафинировочного шлака, в печи до завершения окисления
и удаления примесей из сплава металла, полученного описанным выше способом. Эти твердые ингредиенты
могут использоваться перед операцией продувки для предварительного удаления избыточного количества
кремния, или же после операции продувки в конвертере или подобной печи в качестве заключительной
операции; или в качестве единственного и окончательного средства рафинирования для получения
железо-хромового сплава описанного типа и характера, с низким или практически полным отсутствием
углерода и кремния. Полученный таким образом очищенный сплав металла дорабатывается добавлением
соответствующих раскислителей и т.д. по мере необходимости. Использование этих твердых рафинирующих
агентов и средств для вспенивания рафинированных материалов, как указано, входит в объем настоящего
изобретения только в той мере, в какой они являются частью полного процесса, как определено и описано в
настоящем документе.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_202666.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=202666&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB202666A
[]
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся резки кислородно-ацетиленовым электродом и аналогичных процессов
струйной резки.
Я, Альфред Годфри, инженер, инженер, проживающий по адресу: Godfrey Engineering Works, Boundary Road,
Wood Green, London, N. 22, подданный Великобритании, настоящим заявляю, что данное изобретение
относится к резке кислородно-ацетиленовой или аналогичной струйной резкой.
Целью изобретения является усовершенствование процесса, позволяющее повысить его эффективность и, в
частности, обеспечить возможность выполнения резки очень большой длины до заданного профиля с высокой
степенью точности.
Ещё одна цель состоит в том, чтобы на одном станке можно было изготавливать не только профиль, но и
отверстия различной формы, апертуры, окружности и скошенные кромки без повторной установки заготовки.
В своих предыдущих спецификациях №№ 130,450,163,432,163,625 я уже описывал машины с шарнирным
рычагом, обеспечивающим универсальное перемещение в одной плоскости и поддерживающим режущую
головку паяльной трубки, а также механическими средствами для перемещения режущей головки по
траектории, определяемой формой шаблона. Однако длина реза, достигаемая за один цикл обработки,
ограничена радиусом действия шарнирного рычага.
Настоящее изобретение в общих чертах включает в себя комбинацию режущей головки, продольно
скользящего держателя, предназначенного для поддержки режущей головки посредством средств,
обеспечивающих ее боковое перемещение, и средств для перемещения режущей головки вдоль профиля,
определяемого полностью или частично формой шаблона.
Следует понимать, что для реализации основной идеи может быть разработано множество различных
конструктивных вариантов, и хотя изобретение дополнительно включает в себя новые конструктивные
особенности и комбинации, содержащиеся в предпочтительных формах, описанных ниже, я не намерен
ограничивать его объем этими конкретными формами.
В одном из вариантов режущая головка крепится на шарнирном рычаге, аналогичном описанному в моих
предыдущих технических характеристиках. Однако опора рычага, вместо того чтобы быть неподвижной,
обеспечивается верхним несущим механизмом, движущимся на роликах по полкам или между полками
продольной двутавровой балки. Положение режущей головки определяется шаблоном, и я предпочитаю
делать его в виде фланцевого края или вертикальной полосы, которая соединяется роликами с каждой
стороны, причем ролики подпружинены и прижимаются друг к другу, обеспечивая точное положение режущей
головки. В процессе работы, пока требуемый разрез является преимущественно продольным, первый шарнир
рычага заблокирован, и привод может передаваться на несущую платформу. В местах, где рез имеет
значительный боковой уклон, держатель может быть заблокирован, шарнир рычага освобожден, а привод
передан на один из вышеупомянутых направляющих роликов (например, через червячную передачу и отрезок
гибкого вала, как описано в моей вышеупомянутой предыдущей спецификации № 163625).
В качестве альтернативы, носитель может постоянно иметь полную свободу продольного перемещения
рычага, имеющего один или несколько шарниров, при этом привод всегда осуществляется за счет трения
ролика о шаблон.
В другом варианте от шарнирного рычага можно отказаться, заменив его боковым направляющим. В этом
случае боковой суппорт может свободно перемещаться в продольном направлении, а режущая головка —
поперек бокового суппорта. Траектория движения, как и в предыдущих вариантах, фиксируется с помощью
шаблона, а движение передается одним из направляющих роликов.
Кроме того, я предпочитаю предусмотреть фрикционный ролик, обеспечивающий прямолинейный привод
поперек боковой направляющей, который может включаться или выключаться по желанию, а также еще один
ролик, предназначенный для привода боковой направляющей в продольном направлении.
В каждом случае продольное скользящее устройство может иметь любую подходящую конструкцию.
Например, продольная балка может быть подвешена к поперечным балкам, поддерживаемым рядом колонн,
столбов или опор. Предпочтительно, чтобы шаблон поддерживался с одной стороны или сверху и мог быть
расположен непосредственно над требуемой траекторией движения режущей головки, хотя это не
обязательно, если свободные направляющие используются без шарнирного рычага или если шарнирный
рычаг зафиксирован в определенном неподвижном положении относительно скользящей головки. Я
предпочитаю использовать натяжной или направляющий ролик с одной стороны фланца или выступающей
полосы, образующей шаблон, а с другой стороны — подпружиненный приводной фрикционный ролик. В тех
случаях, когда шаблон расположен приблизительно над паяльной трубой, я предпочитаю, чтобы натяжной
ролик находился практически непосредственно над центром паяльной трубы, а приводной ролик, с
дополнительным натяжным роликом или без него, был смещен для зацепления с другой стороны полосы. Три
ролика, один ведущий и два холостых, могут быть установлены вместе: один на звене, а два других на
рычагах, шарнирно соединенных со звеном и наклоненных друг к другу; удлинения указанных рычагов
подпружинены и раздвигаются, прижимая три ролика друг к другу.
Подобную группу роликов можно быстро установить на шаблон и снять, взявшись за указанные удлинители.
Передача мощности может также иметь любую подходящую форму; предпочтительно, чтобы ведущие ролики
приводились в движение гибким валом, а несущая конструкция могла поддерживать электродвигатель или
другой источник энергии. Регулировка скорости для обработки материалов различной толщины может
осуществляться с помощью фрикционной шестерни или другого зубчатого механизма, либо путем изменения
размера ведущего ролика, либо комбинированным способом. Однако электроэнергия может подаваться из
любого подходящего источника. В одном из вариантов модификации приводной двигатель и цилиндры,
содержащие газы, подаваемые через продувочную трубу, могут быть соединены с точками их применения
соответственно гибкими валами и гибкими трубками и перемещаться вместе по мере движения несущего
элемента в процессе резки. Например, источник питания установлен на грузовике, движущемся по
продольной направляющей, параллельной продольному направляющему устройству. «Такая тележка может
перевозить двигатель или мотор (и контактную тележку или аккумуляторную батарею, если это необходимо),
газовые баллоны или аналогичные устройства, редуктор, обеспечивающий один или несколько гибких
приводов, которые могут быть соединены с различными ведущими роликами, и гибкие газовые трубки».
Дополнительный привод (например, фрикционный ролик, предназначенный для взаимодействия с рельсом
или аналогичный) может быть предусмотрен и адаптирован для синхронизации с продольной подачей
направляющих или может быть отключен по желанию. Оператор может с удобством разместиться в этом
грузовике.
Расстояние от сопла воздуходувки до обрабатываемой детали может регулироваться путем обеспечения
вертикального скольжения воздуходувки и ее пружинного или гравитационного прижима к детали, а также
путем установки ролика, прикрепленного к воздуходувке и предназначенного для перемещения вдоль
поверхности детали. Таким образом компенсируются незначительные неровности, и готовое изделие может
быть выровнено после завершения раскроя. В качестве дополнительной модификации режущая головка
может крепиться на шарнирном рычаге, который, в свою очередь, крепится на боковой направляющей,
способной перемещаться в продольном направлении. В каждом конкретном случае я предпочитаю
подвешивать боковую салазку таким образом, чтобы ее можно было установить и зафиксировать под любым
углом, так что для прямых разрезов в любом направлении не требуется шаблон. Я также могу установить две
или более паяльных трубок для разных целей на одной и той же подвижной головке — например,
дополнительная паяльная трубка может регулироваться под любым углом для резки скошенных кромок как
при прямых разрезах, так и в сочетании с механически приводимым в движение вращающимся столом.
Такой стол может располагаться под центром продольной салазки и быть снабжен гидравлической или другой
вертикальной регулировкой, а также соединением для одного из гибких приводных валов, благодаря которому
он может вращаться. Этот стол, не требуемый для резки круглой или почти круглой детали, может
использоваться как обычный рабочий стол для регулировки высоты центра любой крупной детали, чтобы она
соответствовала профилю или чтобы в ней можно было вырезать отверстия с помощью домкратов или других
регулируемых уплотнительных устройств, а также для выравнивания торцов, если этого требует длина
детали.
В качестве примера использования станка я кратко опишу операцию вырезания боковой рамы локомотива,
имеющей одну длинную прямую сторону, выходящую назад в двух или трех местах, ряд отверстий круглой и
неправильной формы, перпендикулярные торцы и сторону, состоящую из ступенчатых параллельных
участков. Пластина, из которой будет вырезан каркас, сначала устанавливается горизонтально так, чтобы ее
верхняя поверхность находилась на заданной высоте; непосредственные опоры предпочтительно состоят из
столбов или блоков, расположенных в стороне от любых необходимых разрезов. Начиная с одного конца,
трубка для выдувания устанавливается вдоль поперечной направляющей в требуемое положение; прямой
продольный разрез выполняется и фиксируется. Затем включаются продольные механизмы подачи режущего
инструмента и тележки, и резка продолжается с заданной скоростью до достижения одной из выемок. Затем
подающий ролик и направляющая ролик над режущим элементом (если используется шарнирный рычаг) или
в любом другом месте на головке (в других случаях) входят в зацепление с частью шаблона,
соответствующей форме углубления, при этом шарнирный рычаг (или оба направляющих, в зависимости от
ситуации) временно освобождаются, и движение подачи тележки прекращается по мере необходимости.
Когда режущий инструмент достигает конца углубления и снова входит в прямой участок, детали снова
фиксируются, и прямые подающие механизмы салазок и тележки вновь включаются. Все углубления,
изогнутые участки или отверстия могут быть вырезаны с помощью шаблонов, установленных в заранее
определенных положениях, тогда как для прямых пропилов обычно удобнее использовать прямые
направляющие.
Первичные приводы к роликам на поперечной салазке и привод, взаимодействующий с шаблоном, могут
произвольно выводиться из строя или отсоединяться от вала, приводимого в движение червяком
непосредственно над режущей головкой, которая может свободно подвешиваться на центральном
шарикоподшипнике, расположенном во втулке, прикрепленной к червячному колесу. Когда требуется
вырезать круг или часть круга, я использую регулируемый ползун, благодаря которому втулка,
поддерживающая режущую головку, может быть эксцентрично установлена на необходимое расстояние для
перемещения режущей головки по кругу заданного радиуса один раз за каждый оборот червячного колеса. В
качестве альтернативы, привод фрикционных роликов и эксцентриковой режущей головки может
осуществляться раздельно.
Следует понимать, что данное устройство предназначено в первую очередь (хотя и не ограничивается этим)
для резки материалов длиной десять или двадцать футов и более, что исключает необходимость
использования длинных шлицевых валов или винтовых подающих устройств. Длина выполняемого реза
ограничена только длиной продольной направляющей, которая может быть изготовлена
стандартизированных размеров, достаточного количества которых может быть использовано в каждом
конкретном случае для достижения требуемой максимальной длины. Весь вес подвижных частей приходится
на несущую конструкцию, а давление ведущего ролика на шаблон можно по желанию изменять, регулируя
натяжение пружины.
Полная спецификация.
Усовершенствования, касающиеся резки кислородно-ацетиленовым электродом и аналогичных процессов
струйной резки.
Я, Айсред Годфри, из компании Godfrey Engineering Works, Boundary Road, Wood Green, London, N. 22,
подданный Великобритании, инженер, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное
изобретение относится к резке кислородно-ацетиленовой или аналогичной струйной резке.
Целью изобретения является усовершенствование процесса, позволяющее повысить его эффективность и, в
частности, обеспечить возможность выполнения резки очень большой длины (ограниченной только длиной
неподвижного направляющего элемента) до заданного профиля с высокой степенью точности. Ещё одной
целью является обеспечение возможности вырезания на одном станке не только профиля, но и отверстий
различной формы, а также окружностей и скошенных кромок с помощью комбинированных прямых,
нерегулярных (или направляемых шаблоном) и круглых подач без переустановки заготовки. В каждом случае,
независимо от используемого способа подачи струи (кроме кругового), фактическая скорость резания может
быть установлена на заданное значение и остается постоянной при этой настройке.
В своих предыдущих спецификациях №№ 130,450,163,432,163,625 я уже описывал машины с шарнирным
рычагом, обеспечивающим универсальное перемещение в одной плоскости и поддерживающим режущую
головку паяльной трубки, а также механическими средствами для перемещения режущей головки по
траектории, определяемой формой шаблона. Однако длина реза, достигаемая при одной настройке,
ограничена радиусом действия шарнирного рычага; другие станки, насколько мне известно, являются либо
специализированными, либо портативными, либо имеют аналогичные ограничения по диапазону или области
применения. Насколько мне известно, станок для струйной резки, способный выполнять практически
неограниченный диапазон и разнообразие работ, позволяющих изготавливать любые необходимые профили
или отверстия на пластинах любого требуемого размера, как это предполагается в связи с данным станком,
является совершенно новым, и важной особенностью изобретения является то, что оно обеспечивает станок,
с помощью которого крупные заготовки, такие как рамы локомотивов, могут быть полностью вырезаны
струйным методом, включая все профили и отверстия.
Настоящее изобретение представляет собой усовершенствованную машину в целом и воплощенные в ней
усовершенствования; оно включает в себя комбинацию режущей головки, продольно скользящего держателя,
предназначенного для поддержки режущей головки посредством средств, обеспечивающих ее боковое
перемещение, и средств для перемещения режущей головки вдоль профиля, определяемого полностью или
частично формой одного или нескольких шаблонов.
Следует понимать, что для реализации основной идеи может быть разработано множество различных
конструктивных воплощений, и хотя изобретение дополнительно включает в себя новые конструктивные
особенности и комбинации, содержащиеся в предпочтительных формах, описанных ниже, я не намерен
ограничивать его объем этими конкретными формами.
В одном из вариантов режущая головка крепится на шарнирном рычаге, аналогичном описанному в моих
предыдущих технических характеристиках. Однако опора для стрелы, вместо того чтобы быть неподвижной,
крепится с помощью подвесного механизма, движущегося на роликах по продольной балке или между ее
участками. Я сияю. Направление режущей головки определяется шаблоном, и я предпочитаю изготавливать
его в виде фланцевого края или вертикальной полосы, которая соединяется роликами с каждой стороны,
причем ролики подпружинены и прижимаются друг к другу, обеспечивая точное положение режущей головки.
В процессе работы, пока требуемый разрез является преимущественно продольным, первый шарнир рычага
заблокирован, и привод может передаваться на несущую платформу. В местах, где рез имеет значительный
боковой уклон, держатель может быть заблокирован, шарнир рычага освобожден, а привод передан на один
из вышеупомянутых направляющих роликов (например, через червячную передачу и отрезок гибкого вала, как
описано в моей вышеупомянутой предыдущей спецификации № 163625).
В качестве альтернативы, носитель может постоянно иметь полную свободу продольного перемещения
рычага, имеющего один или несколько шарниров, при этом привод может осуществляться за счет трения
ролика об один или несколько шаблонов.
В другом варианте от шарнирного рычага можно отказаться, заменив его боковым направляющим. В этом
случае при использовании шаблона боковая направляющая может свободно перемещаться в продольном
направлении, а режущая головка — поперек боковой направляющей. Траектория может быть зафиксирована,
как и в предыдущих вариантах, с помощью шаблона, а движение передается одним из направляющих
роликов. Кроме того, я предпочитаю предусмотреть подающее устройство, обеспечивающее прямолинейный
привод поперек боковой направляющей, которое может включаться или выключаться по желанию, а также
другое устройство, предназначенное для перемещения корпуса боковой направляющей в продольном
направлении.
На иллюстрации представлены как шарнирный рычаг, так и скользящий рычаг, на который может
передаваться вращательное движение; каждый из них несет паяльную трубку и крепится на каретке,
перемещающейся вбок.
См. прилагаемые чертежи.
На рис. 1 показан вид машины в продольном направлении.
На рис. 2 представлен план каретки паяльной трубки со снятым механизмом зацепления шаблона.
На рис. 3 показан вид спереди, на котором изображены средства для перемещения вдоль шаблона в нужном
положении.
На рис. 4 показана детальная схема продольного подающего устройства.
На рис. 5 представлен план устройства для захвата шаблона.
На рис. 6 представлен боковой вид, частично в разрезе, показывающий каретку паяльной трубки и передачу
привода к продольной подаче.
На рис. 7 показан боковой вид центральной тумбы и стола, приспособленных для регулировки высоты
заготовки в неподвижном состоянии или для ее вращения с целью угловой регулировки или выполнения
очень больших круглых разрезов.
На рис. 8 представлен разрез этого объекта.
На рис. 9 представлен план, частично в разрезе, основания и нижнего упорного подшипника.
На рис. 10 показана схема, на которой изображена та же конструкция без стола и червячного колеса.
Рисунки 2-10 выполнены в увеличенном масштабе.
Обращаясь к чертежам, продольная балка 1, которая вместе с плитой 2 образует продольный направляющий
механизм, опирается на поперечные балки 3 на опорах 4 и может быть удлинена до любой необходимой
длины; я предпочитаю изготавливать ее в виде секций от 20 до 40 футов. Боковая направляющая 5
подвешена к пластине 2 с помощью роликов 6, 6 и имеет подающий ролик 7 (как показано на рисунке,
фрикционный ролик, но может быть использована зубчатая шестерня и рейка), предназначенный для ее
перемещения вдоль продольной направляющей. Каретка 8 с удлинителем 8а перемещается вдоль
направляющей 5 на роликах 9, 9 и боковых направляющих роликах 10, 10 (см. рисунки 2, 3 и 6). Режущая
головка или сопло воздуходувки 11 имеет ограниченное вертикальное перемещение внутри втулки 12,
снабженной жестким удлинителем 12; скользящим внутри вращающейся головки 13 и приспособленным для
горизонтального перемещения внутри нее с помощью подающего винта 14, проходящего по всей длине
удлинителя в подходящей центральной канавке или пазу, и вращающимся внутри соответствующего
резьбового отверстия или гайки в головке 13 с помощью маховика 14a.
Следует отметить, что благодаря угловой и осевой регулировке головки 13 и удлинителя 12a режущая
головка 11 имеет большой диапазон, в пределах которого она может быть перемещена в любое необходимое
положение относительно каретки 8.
Через каретку передаются четыре альтернативных устройства подачи энергии, причем мощность на все они
подается через гибкий вал 15, шестерню 16, поворотные механизмы 17 (переднего хода) или 18 (заднего
хода) и ведущее колесо 19, установленное на шлицевом или аналогичном валу 20; на фиг. 3 и 6 показан
привод в нейтральном положении; передний и задний ход включаются действием наклонных поверхностей,
образованных в стержне 21, на соответствующем выступе 22 рамы поворотного механизма 23. Перемещать
планку можно либо с помощью ручного рычага 24, либо путем контакта каретки с регулируемыми упорами 25,
25, которые скользят вдоль планки 21 в любое необходимое положение и фиксируются там винтами с
накатанной головкой 25a.
Начиная от шлицевого вала 20, четыре подающих механизма следующие: (1) продольный, через конические
колеса 26 и 27, наклонный вал 28, червяк 29 (установленный на поворотной раме 30 и удерживаемый в
зацеплении с червячным колесом 32 пружиной 33) и подающий ролик 7, который вместе с возвратным
роликом 7a также подпружинивается пружиной 33 и освобождается вращением ручки 31 с кулачком 32a,
который выдвигает пружину и поднимает ролик 7 из контакта с пластиной 2.
(2)
Боковая, через червяк 34 и червячное колесо 35, полый шпиндель 36, зубчатая муфта 37 (в нижнем
положении, как показано на рисунке), шестерня 38 и зубчатая рейка 39.
Также показана рукоятка 40, обеспечивающая быстрое перемещение вдоль зубчатой рейки для регулировки с
помощью конических зубьев 41 и шестерни 42.
(3)
Циркуляционная система, проходящая через червяк 34 и червячное колесо 35, шпиндель 36, муфту 37 (в
верхнем положении, достигаемом через нейтральное положение путем подъема рычага 43 и, таким образом,
вращения эксцентрикового штифта 44, работающего в канавке, показанной на элементе муфты 37), зубчатые
колеса 47 и 48 и шпиндель 49, соединяется с головкой 13 и удлинителем 12a.
(4)
Соседние файлы в папке патенты