Поточные линии и агрегаты с толкательными печами




Толкательные агрегаты и линии применяют для выполнения таких технологических операций как отжиг, нормализация, закалка с отпуском, а также газовая цементация и нитроцементация (конструкции агрегатов для ХТО будут рассмотрены в отдельном разделе).

Типоразмер толкательных агрегатов для термической и химико-термической обработки определяется размерами поддона. В отечественных агрегатах применяют в основном поддоны следующих размеров: 500х500 мм (габаритный размер 570x570 мм), 605x405 мм, 800x800 мм (габаритный размер 860x860 мм) и 1000x700 мм. Высота загрузки в поддоне составляет 500...800 мм.

Агрегаты с поддонами 500x500 мм и 605x405 мм применяют для процессов цементации, ннтроцементаиции, закалки, отпуска машиностроительных деталей (шестерён, валов и пр.); электропечи с поддонами 800x800 мм и 1000х700 мм — для отжига чугунных отливок и стальных поковок.

По ширине типоразмер печи определяется количеством рядов поддонов в рабочем пространстве. Печи могут быть одно-, двухрядными и иметь более (до пяти) рядов.

В зависимости от характера производственных потоков обрабатываемых деталей различают две компоновки агрегатов:

— линейное и У-образное расположение (загрузка и разгрузка деталей осуществляется с противоположных сторон);

— П- и Щ-образное расположение (загрузка и разгрузка деталей с одной стороны).

На рис.3.8 показана автоматическая линия отжига отливок из ковкого чугуна.

Рис. 3.8. Схема автоматической линии отжига отливок из ковкого чугуна

 

В состав линии входят главный толкатель 1, печь отжига 2, опрокидыватель (разгрузчик) 3, камера охлаждения 4 и транспортирующий механизм 5. Печь отжига обогревается факельно-радиационными трубами, которые в случае остановки экзогенератора позволяют создавать защитную атмосферу, повышая надежность работы линии.

Автоматическая линия для снятия напряжений в отливках из серого чугуна показана из рис. 3.9.

Рис. 3.9. Схема автоматической линии для снятия напряжений в чугунных отливках

 

В состав агрегата входят печи для отжига 1 с камерой охлаждения 2 и транспортирующее устройство 3. Наличие в линии двух печей с единым возвратом поддонов уменьшает потребность в производственной площади при высотой производительности линии. Применение в печах продольной циркуляции продуктов сгорания в каждой зоне позволяет полнее использовать их теплосодержание, тем самым сократить удельные расходы газа при обеспечении высокого качества термической обработки сложных и крупных отливок.

Линия оснащена автоматической системой транспортировки поддонов с адресованием их к печам. Установленная мощность линии 395 кВт. Габаритные размеры линии 37,4x15,47x7,0 м. Производительность линии 10.500 кг/ч.

На рис. 3.10 показан агрегат СТЗА- 32.250.6/7-39С1.

Агрегат предназначен для отжига отливок на ферритный ковкий чугун по следующему технологическому процессу: нагрев деталей в среде осушенного бедного эндогаза до 950ºС, выдержка, охлаждение до 720°С, выдержка при 120ºС, охлаждение камеры до 100°С. В состав агрегата входят две электропечи 3, в которых осуществляется первая стадия графитизации, одна электропечь для проведения второй стадии графитизации, камера охлаждения 6, гидравлический и цепной толкатели 1 и 2, цепной вытаскиватель 4 и механизм возврата 7. Длина рабочего пространства печей отжига достигает 30 м. Для снижения усилия проталкивания рельсовый путь выполняют роликовым. Иногда ролики устанавливают на поддоне, рельсовые направляющие выполняют гладкими. В последнее время нашли широкое применение направляющие из карбида кремния.

Рис. 3.10. Схема электропечного толкательного агрегата типа СТЗА

 

Производительность агрегата в зависимости от типоразмера отливок до 3600 кг/ч.

Толкательные агрегаты широко используются и для термической обработки поковок и штамповок с целью исправления структуры перегрева, создаваемой нагревами при обработке давлением.

Рис. 3.11. Схема поточной линии для термической обработки штамповок

 

Поточная линия для термической обработки штамповок (рис. 3.11) состоит из толкательной нормализационной печи 2, нормализационной площадки толкательной закалочной печи 5, закалочного бака 6, моечной машины 7, отпускной печи 9, камеры охлаждения 12, станков для зачистки 13, прибора для испытания на твердость 14, травильной машины 15, и транспортирующих устройств 16 и 17.

Работа линии осуществляется следующим образом. Детали на поддонах толкателем 1 загружают в нормализационную печь, где их нагревают до температуры нормализации, и после необходимой выдержки проталкивают на рольганговую нормализационную площадку 3 для охлаждения циркулирующим воздухом до 300...400°С. После нормализации поддоны с деталями толкателем 4 загружают в закалочную печь 5, где вновь нагревают до температуры закалки, выдерживают необходимое время и затем толкателем 4 перемещают на стол закалочного бака 6. Из закалочного бака 6 поддоны с деталями перемещаются в моечную машину 7 и дальше толкателем 8 их проталкивают в отпускную печь 9. После отпуска поддоны с деталями выдают на площадку 11 и поперечным толкателем 10 перемешают в камеру охлаждения 12. После полного охлаждения поверхность деталей подвергают зачистке на станках 13 для замера твердости. Затем детали загружают на конвейер 17 травильной машины 15, в которой производится очистка поверхности деталей от окалины.

Толкательные агрегаты применяют также и для улучшения мелких и средних деталей, в том числе и с использованием защитной атмосферы. На рис.3.12.представлена автоматическая линия для улучшения деталей.

Рис. 3.12. Схема автоматической линии для улучшения деталей

 

Линия состоит из закалочной печи 1, механизированного закалочного бака 2, моечной машины 3, отпускной печи 4, механизированного бака для ускоренного охлаждения деталей после высокого отпуска 5 и системы транспорта поддонов с передаточными механизмами 6. Закалочная и отпускная печь имеют в рабочем пространстве защитную атмосферу и обогреваются радиационными трубчатыми электронагревателями. Поддоны в печь загружаются через тамбур, расположенный на боковой стене печи. Через печи поддоны проходят в два ряда по керамическим направляющим. На своде печи установлены три вентилятора, перемешивающие атмосферу в рабочем пространстве.

Механизмы агрегата имеют электрический и пневматический приводы Толкатели печей, механизмы подъема заслонок печей и столов баков приводятся в действие электродвигателем, соединенным с редуктором. Гидравлический привод на линии отсутствует.

Типовая конструкция радиационных трубчатых электронагревателей позволяет при необходимости заменить их газовыми тупиковыми радиационными нагревателями.

Производительность линии 800 кг/ч. Габаритные размеры линии 10,6x20,6x4,5 м.

Толкательный закалочно-отпускной агрегат с газовым обогревом показан на рис. 3.13.

В состав агрегата входит накопитель поддонов 1 и 6, закалочная печь 2, закалочный бак 3, моечная машина 4, печь высокого отпуска 5, бак замочки 7 и система транспортировки поддонов. На накопитель 1 поддоны поступают с транспортной линии, обслуживающей несколько агрегатов.

Закалочная и отпускная печь обогреваются тупиковыми радиационными трубами и имеют защитную атмосферу.

Рис 3.13. Схема толкательного закалочно-отпускного агрегата с газовым обогревом

 

На разгрузочном конце агрегата расположен накопитель 6 поддонов. Пройдя агрегат, поддоны поступают на транспортную линию возврата поддонов.

Температура в закалочной печи 860ºС, в отпускной до 700°С. Расход топлива (природный газ) 135 м3/ч. Производительность агрегата 600 кг/ч.

 

Рольганговые агрегаты

Достоинством рольганговых агрегатов является их универсальность, в них можно термообрабатывать изделия разных размеров и конфигураций, включая длинномерные изделия и листы, прутки, трубы, профильный прокат.

Благодаря полной, простой и однотипной механизации рольганговые агрегаты удобны для встраивания в автоматические и поточные линии.

В зависимости от типоразмеров обрабатываемых деталей и требований технологического процесса, агрегаты выполняются полностью рольганговыми или смешанными рольганго-конвейерного типа, применение которых допустимо, если детали обрабатываются в агрегате без укладки в поддоны, а промывку и отпуск их можно проводить при транспортировке в виде насыпной массы. В состав такого агрегата при закалке в масле, помимо закалочной и отпускной печей входят закалочный механизированный бак и моечная машина, рольганговая или конвейерная.

Для термической обработки мелких деталей массой до 3...4 кг применяются закалочно-отпускные агрегаты со свободным падением нагретых деталей в конвейерный закалочный бак с последующим низким или высоким отпуском.

На рис. 3.14 показан рольганговый электропечной закалочно-отпускной агрегат с закалкой в масле.

В состав агрегата входят: электропечь закалочная 1, механизированный закалочный бак 2, моечная машина 3 и отпускная электропечь 4.

Рольганговый конвейерный агрегат применяется также и для порционной закалки в механизированном закалочном баке с покачиванием или вращением изделий в первый период закалки и с последующим низким или высоким отпуском в конвейерных печах, где детали транспортируются насыпью устройство баков описано в книге 2 настоящего учебного пособия. Агрегаты такого типа предназначены для обработки колец подшипников, шестерен и других ответственных деталей с массой до 8...10 кг. В агрегат входит конвейерная моечная машина. Если закалка осуществляется в горячее масло, в агрегате перед промывкой устанавливают второй бак конвейерного типа, где может быть проведено стабилизирующее охлаждение.

Рис. 3.14. Схема закалочно-отпускного агрегата с закалкой в масле

 

На рис 3.15 приведена конструкция рольгангового агрегата для термообработки колец железнодорожных подшипников.

Рис.3.15. Рольганговый закалочно-отпускной агрегат для термообработки колец железнодорожных подшипников

 

В состав агрегата входит моечная машина 1, высокотемпературная рольганговая электропечь 2, оборудованная гидрозатвором 5, закалочный бак-автомат 4, обеспечивающий закалку колец с покачиванием, моечная машина 5 с зоной стабилизирующего охлаждения, механизм загрузки 6 и низкотемпературная рольганговая электропечь 7.

Рольганговые агрегаты могут использоваться и для обработки крупных изделий массой более 10 кг, а также деталей, которые должны выдаваться в ориентированном положении, что необходимо при встраивании агрегата в автоматическую линию. При закалке длинномерных изделий закалочный бак заменяется закалочным устройством спрейерного типа, а в состав агрегата включаются также механизмы загрузки и разгрузки (рис. 3.16).

В состав агрегата входят: механизм загрузки 1, высокотемпературная электропечь 2, спрейерное устройство 3 и механизм разгрузки 4.

Для термообработки сравнительно коротких изделий (бунтов проволоки, рулонов и пр.) закалочную печь оборудуют загрузочным столом с приводным рольгангом, на который краном устанавливается садка, подлежащая термической обработке. Со стороны разгрузки устанавливается приемный стол с кантователем, чтобы рулон или бунт проволоки можно было захватить краном для дальнейшей транспортировки.

Рис.3.16. Рольганговый агрегат для закалки длинномерных изделий

 

В последние годы ряд зарубежных фирм выпускает рольганговые агрегаты, в которых осуществляют термообработку проволоки ответственного назначения методом «Лоопро». Он состоит в том, что бунты проволоки, поступающие к агрегату, устанавливаются в специальное устройство, которое производит размотку бунта. Проволока подаётся в печь в виде последовательно расположенных однослойных петель. На разгрузочном торце агрегата устанавливается аналогичное устройство, сматывающее поступающую в петлях проволоку снова в бунты. Проволока, обработанная методом «Лоопро», обладает стабильными механическими свойствами.

Рольганговые агрегаты применяются также для отжига белого чугуна на ковкий. Такие агрегаты выполняют или полностью рольганговыми или смешанного типа, в которых первая стадия графитизации проводится в толкательных печах, а вторая в рольганговых. Подобные агрегаты выпускает фирма «Насхойер» (Германия). Как правило, первая стадия графитизации проводится в контролируемой атмосфере, а вторая — в воздушной.

Рольганговые агрегаты для комплексных процессов термообработки полностью механизированы и автоматизированы. Все операции в агрегате после установки обрабатываемых деталей на загрузочный стол до выгрузки их производятся автоматически. Все механизмы отдельных агрегатов объединяются единой электрической схемой управления, которая обеспечивает требуемую последовательность операций, а также необходимые блокировки и сигнализации для безаварийной работы агрегата.

 

Барабанные агрегаты

Барабанные агрегаты применяют для термической и химико-термической обработки мелких изделий, неимеющих острых кромок и резьбы на наружных поверхностях (короткие ролики, шарики и т.п.).

Как правило, типовые барабанные агрегаты включают в себя одинаковые вспомогательные элементы и различаются между собой только высокотемпературными печами

В типовой барабанный агрегат (рис. 3.17) входят следующие элементы: загрузочный механизм 1, моечная машина с камерой сушки 2, высокотемпературная электропечь 3 для нагрева под закалку или для цементации (нитроцементаиии), закалочный бак 4, моечная машина 5, отпускная электропечь 6 и транспортирующее устройство для охлаждения 7.

Барабанная моечная машина 2 для промыва, ополаскивания, сушки и дозировки загружаемых деталей устанавливается в начале агрегата перед высокотемпературной печью. После закалочного бака перед низкоотпускной печью устанавливается моечная машина, предназначенная лишь для промывки и ополаскивания деталей. В агрегатах, где закалка осуществляется в водном растворе, установка моечной машины не требуется; если после закалки предycмотpeн высокий отпуск в контролируемой атмосфере, между закалочным баком и отпускной печью устанавливают камеру сушки. Подогрев моющей жидкости в машине может производиться паром или трубчатыми электрическими нагревателями (ТЭН).

Рис. 3.17. Схема типового барабанного агрегата для термической или химико-термической обработки

 

Закалочный бак 4 служит для закалки изделий, нагретых под закалку или подвергнувшихся цементации (нитроцементации). Передача изделий из печи в закалочный бак производится по герметичному разгрузочному патрубку без доступа воздуха. В зависимости от способа транспортировки имеются два конструктивных исполнения бака: с вращающимся наклонным барабаном - шнеком и с ковшовым конвейером. Первый устанавливается в агрегатах для обработки цилиндрических деталей (втулок, валиков и пр.). К его преимуществам следует отнести непрерывное перемешивание деталей, обеспечивающее их равномерное охлаждение. Второй более универсален, так как позволяет транспортировать мелкие детали любой конфигурации.

В агрегатах, оборудованных печами для высокого отпуска, устанавливаются баки для охлаждения, конструкция которых аналогична закалочным бакам.

На заводах Форда в Детройте работают барабанные цементационно-закалочно-отпускные агрегаты, на которых обрабатывают небольшие детали: шайбы, втулки, планки, колпачки, обоймы и т.п. Агрегат (рис. 3.18) состоит из двухроторной цементационной печи 3, обогреваемой трубчатыми нагревателя 10, закалочного бака 9 и моечной машины 5 с наклонными шнековыми барабанами, отпускной печи 6 с вращающимся шнековым барабаном. Детали в печь загружаются через бункер 1, оборудованный пульсирующим загрузочным лотком. Благодаря пульсации изделия скатываются по узкому желобу в реторты печи, где осуществляется процесс цементации. Наличие внутренней спирали во вращающихся ретортах обеспечивает перемещение изделий. Из реторт через шесть отверстий изделия попадают в желоб, из которого скатываются в приемник вращающегося наклонного шнека закалочного бака. Приводной механизм, осуществляющий вращение реторт, имеет вариатор скорости, что обеспечивает регулировку длительности процесса цементации.

Рис. 3.18. Схема барабанного агрегата

 

Печь устроена так, что реторта часть времени вращается в одну сторону, а затем в противоположную. Газовый карбюризатор подается в реторту через трубку 4, расположенную в разгрузочном конце каждой реторты, и в четырех местах камеры нагрева вокруг реторт 2. Изделия, прошедшие цементацию, поступают из печи через желоб в загрузочный конец вращающегося шнекового барабана закалочного бака. Благодаря вращению барабана, охлажденные изделия выдаются из бака и высыпаются по наклонному склизу в загрузочный конец шнека моечной машины, откуда они передаются в отпускную печь, которая также имеет барабан и шнек. Отпуск закаленных изделий осуществляется потоком горячего воздуха, нагреваемого специальными устройствами 7, размещенными на каркасе отпускной печи, и нагнетаемого вентилятором.

Наряду с агрегатами, все элементы которых оборудованы транспортирующими устройствами барабанного типа, применяют агрегаты (рис. 3.19), в которых высокотемпературная барабанная электропечь для закалки или химико-термической обработки скомпонована с элементами, имеющими транспортёры конвейерного типа.

В состав агрегата входят: загрузчик 1, барабанная печь 2, конвейерный закалочный бак 3, конвейерная моечная машина 4 и конвейерная (барабанная) отпускная печь 5.

 

Рис. 3.19. Схема комбинированного барабанного агрегата

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-05-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: