УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ
COATING APPLICATION DEVICE

Изобретение относится к гальваностегии и может быть использовано в ремонтном производстве при нанесении металлических и композиционных покрытий на цилиндрические поверхности.
Известны устройства для нанесения композиционных покрытий (И.Н.Бородин. Упрочнение деталей композиционными покрытиями. - М.: Машиностроение, 1982), в которых нерастворимые в электролите твердые частицы, участвующие в формировании композиционного покрытия, загружают в ванну с электролитом. Электролит с этими частицами интенсивно перемешивают различными способами, чтобы твердые частицы равномерно распределились в электролите. Во время электролиза твердые частицы поступают к катодной поверхности и включаются в покрытие.
Недостатком известных устройств являются невозможность равномерного поступления твердых частиц к катодной поверхности деталей сложной формы и больших размеров, невозможность регулирования количества включаемых в покрытие частиц в ходе электролиза.
Изобретение является усовершенствованием известного устройства, описанного в АС СССР №1705418 (БИ №2, 1992 г.)
Известное устройство содержит емкость с электролитом, неподвижный анод, вал, вращающийся вокруг обрабатываемой поверхности, головку с установленными по окружности элементами для активации обрабатываемой поверхности, выполненными в виде роликов, имеющих возможность свободного вращения вокруг оси, параллельной оси обрабатываемой поверхности, и механизм прижатия активирующих элементов к обрабатываемой поверхности, выполненной в виде шарнирного параллелограмма, на подвижных элементах которого установлены на держателях ролики и сменные грузы, при этом звенья параллелограмма выполнены с возможностью перемещения через положение, при котором параллелограмм трансформируется в прямоугольник.
Техническим результатом дополнительного изобретения является повышение качества композиционных покрытий.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для нанесения покрытий, содержащем емкость с электролитом, неподвижный анод, вал, вращающуюся вокруг оси обрабатываемой поверхности, головку с установленными по окружности элементами для активации обрабатываемой поверхности, выполненными виде роликов, имеющих возможность свободного вращения вокруг оси, параллельной оси обрабатываемой поверхности, и механизм прижатия активирующих элементов к обрабатываемой поверхности, выполненный в виде шарнирного параллелограмма, на подвижных элементах которого установлены на держателях ролики и сменные грузы, при этом звенья параллелограмма выполнены с возможностью перемещения через положение, при котором параллелограмм трансформируется в прямоугольник. Для подачи твердых частиц к месту электролиза установлен бункер с трубопроводом и регулятором подачи частиц, размещенный над приемной воронкой, закрепленной на валу и связанной посредством гибких трубопроводов с насадками, закрепленными на шатунах так, что выходные отверстия для твердых частиц направлены в сторону поверхности катода впереди активирующих элементов по ходу их вращения, а форма и расположение насадок относительно катода образуют диффузоры.
За счет регулируемой подачи твердых частиц, необходимых для формирования композиционного покрытия, из бункера непосредственно к поверхности катода обеспечивается более равномерное по поверхности катода включение этих твердых частиц в покрытие. Кроме того, можно регулировать количество включений частиц в покрытие, в том числе с изменением по толщине покрытия, в процессе электролиза. Это позволяет получать качественные композиционные покрытия с требуемыми физико-механическими свойствами.
На фиг.1 изображено устройство для нанесения покрытий на внутренние поверхности деталей, общий вид; на фиг.2 - то же, вид на наружные поверхности деталей.
Устройство содержит установленные неподвижно в ванне 1 с электролитом анод (аноды) 2 и катод - деталь 3. С поверхностью катода 3 взаимодействуют активирующие элементы 4, изготовленные в виде роликов. Активирующие элементы 4 имеют возможность вращения относительно оси держателей 5. Держатели 5 образуют совместно с пластинами 6 и крестовиной 7 вала 8 механизм параллелограмма с шарнирными соединениями его звеньев, обеспечивающими возможность перемещения через положение, при котором параллелограмм трансформируется в прямоугольник.
На каждом шатуне 9 установлено средство для поджима звеньев параллелограмма в одном направлении, выполненное, например, в виде груза 10.
Для подачи твердых частиц к месту электролиза установлен бункер 11 с трубопроводом 12 и регулятором подачи частиц 13, размещенный над приемной воронкой 14, закрепленной на валу 8 и связанной посредством гибких трубопроводов 15 с насадками 16, закрепленными на шатунах 9 так, что выходные отверстия для твердых частиц направлены в сторону поверхности катода 3 впереди активирующих элементов 4 по ходу их движения, а форма и расположение насадок относительно катода образуют диффузоры (фиг.3, 4).
Устройство работает следующим образом.
В ванну 1 с электролитом устанавливают анод 2 и катод 3. В пространство между ними помещают активирующие абразивные элементы 4, которые за счет собственной массы, массы держателей 5, пластин 6 и дополнительных (подобранных) грузов 10, а также благодаря наличию параллелограммов с шарнирно соединенными сторонами, образованными держателями 5, пластинами 6 и крестовиной 7, образующими коромысла параллелограмма, могут перемещаться вниз параллельно обрабатываемой поверхности катода 3 и равномерно к ней прижиматься. Причем во время обработки внутренней поверхности катода (фиг.1) стороны параллелограммов, образованные держателями 5, находятся выше сторон, образованных крестовиной 7, что создает составляющую силы тяжести грузов 10 и других элементов, направленную от центра вращения вала 8 и прижимающую активирующие абразивные элементы 4 к внутренней поверхности катода 3. Для перехода к обработке наружной поверхности катода (фиг.2) стороны параллелограммов, образованные держателями 5 опускают, проходя через положение, при котором параллелограмм трансформируется в прямоугольник. При этом стороны параллелограммов, образованные держателями 5, размещаются ниже сторон, образованных крестовиной 7, и составляющая силы тяжести в этом случае направлена к центру вращения вала 8. Это обеспечивает прижатие активирующих абразивных элементов 4 к наружной поверхности катода 3.
От вала 8 держатели 5 с активирующими элементами 4 приводятся в движение по окружности. При этом за счет сил трения между активирующими элементами 4 и поверхностью катода 3 активирующие элементы 4 вращаются вокруг осей держателей 5 и обкатывают катодную поверхность. Включается ток и осуществляется нанесение покрытий на поверхность катода 3.
Для получения композиционных покрытий в бункер 11 засыпают твердые частицы, которые поступают через трубопровод 12 с регулятором подачи частиц 13, обеспечивающим требуемое изменение количества твердых частиц, поступающих в зону электролиза, в приемную воронку 14, вращающуюся вместе с валом 8 и активирующими элементами. Из приемной воронки 14 частицы по гибким трубопроводам 15 поступают через насадки 16, перемешивающиеся вместе с активирующими элементами 4 относительно поверхности катода 3, к поверхности катода 3. Причем насадки 16 вместе с катодом 3 образуют диффузор (см. фиг.3, 4), который способствует поступлению твердых частиц к катодной поверхности за счет возникающего в нем разряжения. Движущиеся следом за насадками 14 активирующие элементы 4 также прижимают поступающие в зону электролиза твердые частицы к катодной поверхности, способствуя формированию композиционного покрытия.
После нанесения покрытий необходимой толщины выключают ток, устройство вынимают из ванны 1 и снимают деталь с покрытием.