Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТАНОВКА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ БИМЕТАЛЛИЗАЦИИ ВТУЛОК
УСТАНОВКА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ БИМЕТАЛЛИЗАЦИИ ВТУЛОК

УСТАНОВКА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ БИМЕТАЛЛИЗАЦИИ ВТУЛОК

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии центробежной наплавки с ТВЧ нагревом на внутреннюю поверхность металлических втулок (основы) других металлов и сплавов, у которых температура плавления ниже, чем температура стали. Задача состоит в том, чтобы наплавлять легкоплавкие сплавы на внутреннюю поверхность цилиндрических втулок из более тугоплавких сплавов типа стали. Установка для центробежной биметаллизации втулок с наружным косвенным нагревом снабжена термостойким неохлаждаемым нагревателем (индуктором), который для более полного охвата поверхности заготовки выполнен как цилиндр, рассеченный зигзагообразными пропилами для прохода наружного диаметра фланцев, и установлен вогнутой частью вниз. Направляющие транспортировочных салазок расположены вертикально напротив нагревателя, закрытого сверху вместе с биметаллизуемой втулкой кожухом с теплозащитными слоями: каолиновой ватой, керамикой, сменным термостойким слоем (типа графита), транспортировочные салазки имеют ложемент для укладки втулок с фланцами под загрузку и выгрузку с установки и нижний кожух с теплозащитными слоями подобно слоям верхнего кожуха. Устройство позволяет направлять легкоплавкие сплавы на внутреннюю поверхность цилиндрических втулок из более тугоплавких сплавов типа стали с размерами d80 x D100 x L1140. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2103109
Класс(ы) патента: B22D19/08, B22D13/00
Номер заявки: 96113560/02
Дата подачи заявки: 27.06.1996
Дата публикации: 27.01.1998
Заявитель(и): Кубанский государственный технологический университет
Автор(ы): Глушко С.П.; Денисенко С.Г.; Корниенко В.Г.
Патентообладатель(и): Кубанский государственный технологический университет
Описание изобретения: Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии центробежной наплавки с ТВЧ нагревом на внутреннюю поверхность металлических втулок (основы) других металлов и сплавов, у которых температура плавления ниже, чем температура стали.
Известна установка для наплавки массивных заготовок с использованием графитового индуктора. Нагрев в этом случае осуществляется как за счет токов высокой частоты, так и за счет теплообмена между разогретым до 2500 K индуктором и деталью (так как нагреватель кроме индуктивного сопротивления обладает и активным, на нем выделяется джоулево тепло) [1].
Ее недостатком является то, что она предназначена только для нагрева и наплавки плоских поверхностей. Нагрев и наплавка цилиндрических поверхностей с ее помощью невозможны из-за больших потерь тепла, так как излучающая поверхность индуктора удалена от поверхности цилиндрической заготовки. При этом снижается эффективность лучистого теплообмена, а индукционный нагрев вообще невозможен, так как он резко снижается при увеличении зазора между токоведущим контуром и заготовкой.
Известны нагреватели из термостойких сплавов типа хромида лантана. В полосе из такого сплава сделаны пропилы, в результате чего образуется плоский зигзагообразный индуктор - нагреватель [2].
Применение таких индукторов ограничено тем, что они способны нагревать железосодержащие сплавы только до 620 K, а при больших температурах такие нагреватели окисляются, теряют форму, расплавляются. Кроме того, плоская форма индуктора не обеспечивает требуемой электромагнитной связи с цилиндрической заготовкой, а при ТВЧ нагреве - это определяющий фактор. Поэтому использовать их в целях биметаллизации, где заготовка нагревается не ниже 1350 K, невозможно.
Наиболее близкой к заявленной является установка для центробежной биметаллизации с ТВЧ нагревом. В качестве нагревателя используется медный водоохлаждаемый индуктор. Такие нагреватели надежны и долговечны. Однако при температуре заготовки 1100-1200 K и выше холодный индуктор поглощает много тепловой энергии (до 30%). Поэтому тепловые потери не позволяют нагревать заготовки из стали с размерами более d80 x D100 x L1140 мм (при использовании серийных установок ТВЧ). Кроме того, зажим между шпинделями установки и извлечение втулки с фланцем затруднен, так как она располагается внутри индуктора [3].
При переходе на другой типоразмер втулок требуется сложная переналадка перемещений подвижной бабки и платформы. Задача состоит в том, чтобы наплавлять легкоплавкие сплавы на внутреннюю поверхность цилиндрических втулок из более тугоплавких сплавов типа стали с размерами более d80 x D100 x L1140.
На фиг. 1 изображена схема нагрева токами ТВЧ с полуцилиндрическим термостойким нагревателем (индуктором); на фиг.2 - схема нагрева тепловым излучением с полуцилиндрическим термостойким нагревателем (индуктором); на фиг.3 - схема развертки полуцилиндрического термостойкого нагревателя, вид снизу; на фиг.4 - профильная проекция полуцилиндрического термостойкого нагревателя (индуктора); на фиг.5 - профильная проекция установки для центробежной биметаллизации с полуцилиндрическим термостойким нагревателем (индуктором); на фиг.6 - фронтальная проекция установки для центробежной биметаллизации с полуцилиндрическим термостойким нагревателем (индуктором).
Установка для центробежной биметаллизации состоит из биметаллизируемой втулки 1 с шихтой 2, полуцилиндрического термостойкого нагревателя (индуктора) 3 с зигзагообразными пропилами 4 и проточками 5, направляющих 6, салазок 7, верхнего кожуха 8 со слоем каолиновой ваты 9, керамики 10, сменным термостойким слоем (типа графита) 11, ложемента для биметаллизируемых втулок 12, нижнего кожуха 13 с теплозащитными слоями подобно верхнему кожуху, фланцев 14, шпинделей 15, бабок (левой и правой) 16, рамы 17.
Устройство работает следующим образом.
Зашихтованная втулка 1 помещается на транспортировочные салазки 7, которые по направляющим 6 поднимаются вверх до тех пор, пока ось заготовки не совпадает с осью шпинделей, а разъем нижнего кожуха - с разъемом верхнего, после чего левая и правая бабки зажимают втулку. Затем включается двигатель привода станка и подается питание на нагреватель от высокочастотного трансформатора (ТВЧ). При достижении втулкой требуемой температуры нагреватель отключается и отключается двигатель станка. Бабки разжимают направленную втулку, далее втулка на салазках по направляющим 6 выводится из зоны нагрева и снимается. Цикл повторяется.
Данный процесс поддается автоматизации.
Формула изобретения: 1. Установка для центробежной биметаллизации втулок, содержащая высокочастотный источник питания, индуктор, станок центробежной наплавки, имеющий раму, на которой установлен узел вращения втулок в виде передней и задней бабок со шпинделями, приводимыми во вращение от электродвигателя, и узел загрузки и выгрузки, отличающаяся тем, что она снабжена двумя теплозащитными кожухами подвижным нижним и неподвижным верхним, индуктор выполнен из термостойкого материала в виде полого полуцилиндра с зигзагообразными пропилами и установлен вогнутой частью вниз, узел загрузки и выгрузки выполнен в виде транспортировочных салазок с направляющими, смонтированными напротив индуктора, на транспортировочных салазках установлены с возможностью вертикального перемещения на них нижний подвижный теплозащитный кожух и ложемент для укладки биметаллизируемой втулки с фланцами.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что длина индуктора lинд превышает длину биметаллизируемой втулки lвт на удвоенную расчетную величину 2S нависания индуктора над фланцем со стороны торца, необходимую для гарантированного прогрева фланца и торца втулки (lинд lвт + 2S).
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности индуктора со стороны торцов выполнено по проточке диаметром Dпр, большим диаметра фланца Dф, фиксирующего втулку, на величину гарантированного зазора δ между индуктором и фланцем (Dпр = Dф + δ).
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что длина дуги по наружному диаметру полого полуцилиндра индуктора lди равна
lди = πRни - b,
где Rни наружный радиус индуктора;
b ширина разреза полой цилиндрической заготовки индуктора на две равные части.
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что теплозащитные кожухи выполнены из внутреннего сменного слоя графита, слоя керамики и слоя каолиновой ваты.