3. Описание установки и технологического процесса

Индукционная закалочная установка ИЗТ1−320/1 предназначена для термической обработки втулок промышленных тракторов различных типоразмеров. Нагрев втулок до требуемой температуры производится в индукционном нагревателе током повышенной средней частоты 1 кГц с последующей закалкой в спрейерном устройстве потоком охлаждающей жидкости и низким отпуском в отпускной печи СКО 12.55.4/3. (Рисунок 3.1)

Обозначение закалочной установки:

Индекс «ИЗТ» обозначает индукционную закалочную установку; первое число после индекса «1» – номер модификации; следующее число «320» – мощность установки, кВт; последнее число «1» обозначает рабочую частоту установки, кГц.

Оборудование установки ИЗТ 1 - 320 / 1:

- полупроводниковый преобразователь частоты ППЧ-320-1;

- пульт управления;

- автоматический загрузчик втулок;

- блок пневматический;

- нагреватель индукционный;

- инфракрасный термометр «Кварц»;

- блок закалочный;

Нагреватель индукционный состоит из следующих основных узлов:

- блока питания;

- сменного индуктора;

- механизма подачи заготовок.

К питающей сети средней частоты подключают нагреватель с помощью блока питания 1. Корпус содержит конденсаторы, силовой дроссель, вольтметр для измерения напряжения на преобразователе. Для охлаждения индуктора, конденсаторов и шинопровода водой используется система водяного

Рисунок 3.1 – Установка индукционная закалочная ИЗТ1-320/1.

охлаждения. Вода поступает из цеховой системы оборотного водоснабжения.

Механизм подачи заготовок 2 состоит из двух пневматических цилиндров, направляющей и каретки. Для регулирования положения конца заготовки в индукторе верхний цилиндр − толкатель, подающий заготовку в индуктор, при помощи винта перемещается относительно лотка. Нижний цилиндр перемещает каретку с толкателем к индуктору. Запорное устройство, установленное на каретке, регулируется по диаметру заготовки с помощью винта.

Индуктор 3 выполнен из медной водоохлаждаемой трубки прямоугольного сечения. Внутри катушки располагается жаропрочная гильза для тепловой изоляции и предохранения от механических повреждений. Внутри индуктора установлен лоток из немагнитной стали для перемещения втулок.

Закалочный блок − система механизмов и устройств, располагающихся на стойках опорной рамы над сборником закалочный воды, который в свою очередь, закреплен на общей опорной раме. Закалочный блок является частью индукционной закалочной установки ИЗТ1−320/1 и работает совместно с индукционным нагревателем.

Закалочный блок может находиться в 2 рабочих позициях: позиция нагрева, позиция закалки.

Исходное положение механизмов − позиция нагрева. При помощи пневматических цилиндров осуществляется движение привода перемещения механизмов и устройств.

Подача закалочной жидкости в спрейерное устройство производится посредством электромагнитных клапанов от цеховой насосной станции. Над баком с закалочной жидкостью расположен закалочный блок, в котором установлен цепной транспортер, предназначенный для перемещения закаленных втулок в отпускную печь СКО 12.55.4/3.

Опорная рама 4 является составной частью блока. Рама выполнена из профильного проката и является основой для монтажа остальных узлов блока. Она имеет фундаментные отверстия и крепится крепежными болтами к металлоконструкциям бака с закалочной жидкостью, расположенного в приямке цеха. Опорная рама содержит две стойки, на которые монтируется балка — форма с направляющими для поперечного перемещения закалочного механизма.

Каркас сборника воды 5 монтируется на опорной раме. Каркас, как правило, выполнен из профильных труб. Внутри каркаса размещается сборник закалочной жидкости 6. Сборник выполнен из тонколистовой нержавеющей стали. Он имеет переливную трубу с сеткой, через которую осуществляется слив жидкости в бак цеховой системы закалочного водоснабжения. Внутри сборника расположен склиз — уловитель, по которому втулки после закалки скатываются на цепной транспортер.

Закалочный механизм 7 состоит из механизма подвижного устройства, механизма неподвижного устройства и направляющих. По направляющим перемещается каретка механизма подвижного устройства. Механизм подвижного устройства имеет специальный съемник, который на позиции нагрева с помощью подвижной каретки имеет возможность входить в створ центрального отверстия индуктора нагревательного блока, захватывать нагретую до необходимой температуры втулку и вытаскивать ее из индуктора для последующего перемещения детали на позицию закалки. Затем съемник с нагретой деталью перемещается в закалочную камеру с последующим плотным запиранием детали в закалочной камере, охлаждением и извлечением закаленной детали из камеры. Специальный съемник имеет возможность проворачиваться вокруг горизонтальной оси на регулируемый угол до 90° при помощи поворотного пневматического цилиндра. Крайние положения механизмов подвижного устройства фиксируются электрическими датчиками (герконами).

Механизм неподвижного устройства 9 имеет возможность перемещаться в горизонтальной плоскости при помощи ходового винта для настройки горизонтального положения закалочной камеры. Механизмы подвижного и неподвижного устройства имеют сменные, в зависимости от типоразмера термообрабатываемых втулок, комплекты съемников и закалочных камер.

Закалочный механизм блока обеспечивает следующие перемещения механизма подвижного устройства блока:

- каретка II поперечного перемещения из позиции нагрева в позицию закалки;

- каретка II поперечного перемещения из позиции закалки в позицию нагрева;

- каретка III продольного перемещения (рабочий ход) в индуктор нагревательного блока или в камеру охлаждения.

- каретка III продольного перемещения - возврат в исходное положение;

- каретка IV - сброс втулок (на позиции нагрева);

- каретка IV - сброс втулок (на позиции закалки).

С противоположной стороны от зоны обслуживания закалочного блока имеется склиз 10 для отбраковки втулок, имеющих отклонения по температуре от заданного интервала. В этой же части блока расположена система подачи сжатого воздуха, подключенная к цеховой системе. Система предназначена для подготовки сжатого воздуха и распределения его по приводным пневмоцилиндрам механизмов установки. Слева от обслуживания блока на раме находится система подачи закалочного водоснабжения 12, состоящая из поворотного крана, двух электромагнитных клапанов и трубопроводов.

Давление и температура закалочной жидкости контролируются соответствующими манометрами.

Закалочный блок через промежуточную балку 13 скрепляется болтовым соединением с рамой нагревательного блока индукционной установки. Закалочный механизм сверху закрывается защитным кожухом 14.

Полупроводниковый преобразователь частоты 16 типа ППЧ−320−1 используется в качестве источника питания и преобразования трехфазного тока промышленной частоты в переменный ток частотой 1кГц. Максимальная выходная мощность 320 кВт с питанием от сети 380 В. При эксплуатации установки необходимо пользоваться эксплуатационной документацией преобразователя.

Температуру нагрева заготовки в пяти точках определяет Инфракрасный термометр 15. На основе показаний термометра относительно заданного температурного интервала происходит отбор нагретых заготовок.

Пульт управления устанавливается непосредственно у нагревателя. На лицевой панели размещены блок обработки инфракрасного термометра, автоматические выключатели, сигнальные лампы и кнопки управления, на внутренней панели размещены приборы автоматики электрической схемы управления установкой ИЗТ1−320/1.

Пневматический блок предназначен для подготовки сжатого воздуха и распределения его по приводным пневмоцилиндрам механизмов установки. Блок расположен на рамной конструкции закалочного блока.

Работа по закалке заготовок производиться в следующем порядке: Втулки с заданным темпом выдачи поштучно поступают с автоматического загрузчика на наклонный лоток механизма подачи нагревателя. Пройдя по лотку втулка запирается на каретке. Включается ход нижнего цилиндра, каретка с втулкой и толкателем перемещается в сторону индуктора, включается ход толкателя и втулка поступает в индуктор.

Одновременно включается рабочий встречный продольный ход съемника закалочного механизма, который входит внутрь индуктора и плотно принимает на себя заготовку (снимая ее с лотка индуктора).

Далее толкатель выходит из индуктора, и каретка возвращается в исходное положение. Подается сигнал загрузочному устройству на подачу очередной втулки. Нагретые втулки с определенным темпом забираются съемником с лотка индуктора, на выходе которого установлен инфракрасный термометр «Кварц», который показывает температуру нагретой заготовки.

Одновременно с выходом толкателя из индуктора по электрическому сигналу схемы управления происходит возврат съемника с нагретой втулкой в исходное положение.

В этом положении происходит контроль в нескольких точках температуры заготовки термометром «Кварц» и при несоответствии температуры нагретой втулки технологическим данным заготовка сбрасывается наклоном захватывающего элемента вниз на наклонный лоток и далее в тару для отбракованных заготовок.

При соответствии температуры нагрева заготовки технологическим данным происходит поперечное перемещение из позиции нагрева в позицию закалки. После чего происходит продольное перемещение (рабочий ход) съемника с нагретой втулкой и вход его в полость камеры охлаждения неподвижного устройства механизма закалки. Происходит плотное запирание втулки между съемником механизма подвижного устройства и закалочной камерой механизма неподвижного устройства. Одновременно с этим происходит включение электрического клапана подачи закалочной жидкости. При истечении технологического времени закалки (4−5 с.) клапан запирается и прекращается подача жидкости в закалочную камеру, происходит обратный ход съемника с закаленной втулкой в исходное положение, при помощи наклона съемника происходит сброс втулки в приемный склиз бака с закалочной жидкостью. По наклонному склизу втулки попадают на цепной транспортер, по которому перемещаются в проходную электропечь низкого отпуска для снятия внутренних напряжений после закалки.

После сброса закаленной заготовки съемник возвращается в исходное горизонтальное положение, затем перемещается на позицию нагрева и цикл повторяется.

Силовое питание осуществляется от двухтрансформаторной комплектной подстанции 2КТПВ-400/10/0,4-02-УЗ (Рисунок 3.2). Медный кабель типа СРГ сечением 185 мм прокладывается в лотке на высоте 3,5 м, затем через стену проходит в патрубке, от стены кабель прокладывается в трубе открыто вниз и проводится к преобразователю частоты в трубе прокладываемой скрыто в грунте на глубине 0,7 м.

Рисунок 3.2 – Планировка участка с ИЗТ1-320/1