установка для азотирования изделий в виброкипящем слое

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ АЗОТИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ В ВИБРОКИПЯЩЕМ СЛОЕ, содержащая шахтную печь и установленный в ней контейнер с крышкой, узел крепления изделий, вибросистему в виде стола, вибратора и привода, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе установки при удобстве ее в эксплуатации, контейнер выполнен с закрепленным в верхней его части водоохлаждаемым фланцем, который опирается на стол, узел крепления изделий встроен в крышку, к раме стола прикреплены с двух сторон вибраторы, выполненные дебалансными одновальными, при этом оси вращения вибраторов параллельны одна другой, центры тяжести вращающихся масс вибраторов расположены на оси, проходящей через центр тяжести стола, который размещен соосно с вертикальной осью контейнера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, конкретно к устройствам для химико-термической обработки металлических изделий, и может быть использовано на предприятиях машиностроения.

Известно устройство для азотирования в вибро-кипящем слое штамповой оснастки, разработанное в ПО "Камаз", завод кузнечных заготовок, г. Набережные Челны.

Устройство представляет собой электропечь шахтного типа, в которую помещается контейнер. Контейнер - это герметичная емкость, предназначенная для размещения сыпучего материала и для азотирования штамповой оснастки. Контейнер состоит из крышки и поддона, которые крепятся друг к другу откидными болтами. Схема закрепления азотируемых штампов по типу клинболт. Стойка контейнера выполнена в виде толстостенной трубки, к нижней части которой крепится хвостовик. Хвостовик устанавливается в коническое гнездо замка, жестко закрепленного на вибростоле. Снизу к вибростолу крепится дисбалансный механический вибратор, установленный на четырех опорах через четыре подпружиненные стойки. Включение вибратора осуществляется от электродвигателя постоянного тока через клиноременную передачу. Для предотвращения низкочастотных биений в момент включения вибратора ход стоек вверх ограничен верхними пружинами, а амплитуда колебаний стола регулируется гайкой за счет изменения жесткости пружины. Частота вибрации устанавливается путем изменения частоты оборотов вала электродви- гателя с помощью тиристорного преобразователя, а число оборотов вала в нужном режиме поддерживается с помощью тахогенератора и полупроводникового усилителя ошибки. Сверху печь закрывается крышкой. В стенке крышки контейнера приварена трубка для подвода аммиака в контейнер к поверхности штампов, а в верхней части противоположной стенки расположена трубка для отвода продуктов диссоциации аммиака.

К недостаткам известного устройства относятся: подвод вибрации к контейнеру осуществляется снизу через стойку, что снижает жесткость конструкции, особенно в процессе работы; ввиду этого снижается масса загружаемых в контейнер изделий и соответственно производительность печи;

подвод вибрации снизу к рабочей камере (контейнеру) исключает возможность заглубления установки, что требует дополнительных производственных площадей и средств охраны (например, ограждений);

для стабилизации вибрации требуются дополнительные устройства (например, тахогенератор);

установка неудобна в эксплуатации в связи с трудоемкостью садки и демонтажа ее;

удлиняется производственный цикл обработки;

установка пригодна для выполнения единичных, разовых заказов, в серийном производстве применение затруднено.

Целью предлагаемого изобретения являются повышение надежности работы установки и удобство ее эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемой установке для азотирования изделий, включающей шахтного типа электрическую печь, внутри которой установлен контейнер, связанный с виброприводом, подвод вибрации к контейнеру осуществляется сверху. Для этого к верхнему торцу контейнера приварен водоохлаждаемый несущий фланец, опирающийся на вибростол. Вибростол, в свою очередь, установлен на трех виброопорах. Колебания вибростола осуществляются от двух дебалансных одновальных вибраторов, связанных с вибростолом. При этом, оси вращения вибраторов строго параллельны друг другу; центры тяжести вращающихся масс лежат на оси, проходящей чеpез центр тяжести вибростола, а центр тяжести последнего лежит на вертикальной оси симметрии контейнера. Другим отличительным признаком является то, что в контейнер обрабатываемые изделия помещаются в вертикальном положении на подвеске, которая одновременно является крышкой контейнера и печи. Упрощается конструкция установки и ее обслуживание. Кроме того, так как вибростол расположен в верхней части контейнера и базируется бетонным фундаментом на отметке уровня пола, это позволяет производить заглубление шахтной печи и контейнера, что сокращает потребность в производственных площадях, улучшает возможность обслуживания и безопасность. Изменение конструкции контейнера, привода вибратора и подвода вибрации к контейнеру сверху позволяет стабилизировать режим вибрации стола, повышает жесткость конструкции. Это позволяет увеличивать массу загружаемых изделий и в целом повышает производительность установки. Отпадает необходимость в дополнительном оборудовании например тахогенераторе.

На фиг. 1 показана установка, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - то же, частичный разрез.

Предлагаемая установка (фиг. 1) состоит из футерованной электрической печи шахтного типа 1. Для удобства обслуживания печь заглублена. В печь 1 сверху вставляется контейнер 2, выполненный из жароупорной стали и служащий для размещения зернистого материала и изделий при их азотировании. К верхнему торцу контейнера 2 приварен водоохлаждаемый несущий фланец 4. Этим фланцем контейнер 2 опирается на вибростол 5. В контейнер 2 вставляется подвеска 3, одновременно играющая роль крышки его и узла крепления обрабатываемый изделий. При установленной и закрепленной подвеске 3 изделия погружены в виброслой зернистого материала (фиг. 1). Контейнер 2 своим фланцем 4 крепится к вибростолу 5 эксцентриковыми зажимами, а подвеска 3 - к контейнеру 2 при помощи откидных болтов. Вибростол 5 представляет собой треугольную раму, выполненную из швеллера. Сверху к раме приварена несущая плита с отверстием для установки контейнера 2. Своими вершинами вибростол 5 опирается на три виброопоры 6 (фиг. 1, 2). Каждая виброопора 6 представляет собой композицию из 2-х пружин, штока, цилиндрической или конической основы и крепежа. Установка для азотиpования имеет два вибропривода, каждый содержит асинхронный электродвигатель 9, соединительную лепестковую муфту 8, передающую вращающий момент от электродвигателя 9 вертикально колеблющимся валкам вибратора 7 (фиг. 2). Два дебалансных одновальных вибратора 7 закреплены к раме вибростола 5 таким образом, что оси их вращения строго параллельны друг другу, а центры тяжести вращающихся масс лежат на оси, проходящей через центр тяжести вибростола 5, при этом центр тяжести последнего лежит на вертикальной оси симметрии контейнера 2. Контейнер 2 имеет штуцеры для подвода воды и аммиака и отвода продуктов диссоциации аммиака. Подвод воды необходим для охлаждения фланца 4 контейнера 2. Аммиак подводят к поверхности штампов при их азотировании.

Установка работает следующим образом. Для азотирования штамповочный инструмент закрепляется на подвеске 3 в вертикальной плоскости и при ее установке в рабочее положение, погружается в сыпучий материал (штамповочный инструмент). Включаются вибраторы 7, передающие виброколебания контейнеру 2. При этом, мелкозернистый материал, находящийся в контейнере 2, приводится во взвешенное состояние. Контейнер 2 с изделиями, находящимися в среде мелкозернистого материала, прогреваются до технологической температуры, после чего подается азотирующий газ NH₃. После окончания режима азотирования, подача газа прекращается, отключается вибрация, тельфером выгружается подвеска 3 с изделиями, охлаждающимися на воздухе.

Из выше сказанного следует, что заявляемая установка для азотирования изделий:

надежна по конструкции ввиду повышения ее жесткости, так как подвод вибрации к контейнеру осуществляется сверху и в процессе работы установки вся знакопеременная нагрузка воспринимается на несущий фланец;

повышение жесткости конструкции позволяет увеличить массу загружаемых изделий;

экономична за счет сокращения производственных площадей и упрощения конструкции, нет надобности в дополнительном оборудовании для стабилизации вибрации;

удобна в эксплуатации и при ремонтных работах. (56) Чертеж "Установка для азотирования в виброкипящем слое штамповой оснастки" N ИО37.107.52.273-85, ПО "КАМАЗ", завод кузнечных заготовок. Набережные Челны.