ЗАХВАТ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ПОЛЫХ КОНУСНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение предназначено для использования в подъемно-транспортных операциях при работе с полыми конусными изделиями, нагретыми до температуры 1100°C.
Транспортировку полых конусных деталей, таких как конусные брони дробилок, в нагретом состоянии осуществляют на поддоне и «граблях». Каждый способ имеет свои недостатки, связанные главным образом, с отрицательным влиянием на формирование структуры детали в процессе такого вида термической обработки как закалка. Конусные брони изготавливают из высокомарганцевой стали, которая имеет в 4 4,5 раза меньше теплопроводность, чем углеродистые стали. Поэтому получение требуемой структуры такого сплава очень сильно зависит от скорости охлаждения нагретой детали. Негативное влияние технологической оснастки определяется способом транспортировки раскаленной детали до закалочного бака и интенсивностью перемещения образующихся при погружении детали тепловых потоков в закалочной среде (воды). Это в определенной степени определяется конструктивными особенностями технологической оснастки.
Таким образом, при сравнении применяемых для закалки устройств необходимо рассматривать следующие факторы:
1) минимальная протяженность горизонтальных участков оснастки; влияние оснастки на изменение конструктивных и размерных параметров закаливаемой детали;
3) максимальный срок эксплуатации оснастки.
Закалочный поддон представляет собой литую решетку в виде прямоугольника в плане с толщиной ребра примерно 100 мм и размером ячеек между ребрами 200×100 мм. Конструкция поддона предусматривает наличие с двух узких сторон прямоугольных выступов, которые служат для его транспортировки кранами при использовании цепных стропов. Масса поддона в 3 5 раз меньше массы закаливаемых деталей. Поддон изготавливают из стали 25 и срок его эксплуатации до 10 закалок. В процессе транспортировки деталей к закалочному баку нагретый до 1100°C поддон становится пластичным и прогибается под тяжестью как своего веса, так и веса находящихся на нем деталей. Допускается эксплуатация поддонов с деформацией до 30%, но при этом на деформированном поддоне нельзя транспортировать крупные полые отливки ввиду их последующей деформации в нагретом состоянии. Попытки сделать поддоны из легированной стали для повышения их окалиностойкости не дали положительных результатов, т.к. через 2÷3 закалки на поддонах появлялись закалочные трещины и их снимали с эксплуатации. К недостаткам применения поддонов также следует отнести увеличение расхода тепла из-за необходимости нагревать поддон. Но главным недостатком поддонов является резкое повышение температуры воды в закалочном баке из-за большой массы поддона. Поэтому приходится увеличивать объем бака и соответственно воды в нем и осуществлять интенсивный обмен воды в баке во время закалки. Все это значительно повышает энергоемкость процесса. При погружении в бак нагретая теплом поддона вода поднимается вверх и омывает поверхность конусной брони, заметно снижая при этом скорость ее охлаждения. Так как верхний диаметр конусной брони меньше нижнего, то скорость нагретых потоков, двигающихся внутри брони вверх от поверхности поддона, будет уменьшаться в большей степени. Снижение скорости охлаждения толстостенной детали из стали 110Г13Л приводит к появлению в ее структуре карбидов, и резкому снижению ее пластических свойств. Этому также способствует контакт поддона с нижней частью брони (бронь ставится на поддон). Места соприкосновения поддона и брони будут охлаждаться медленнее.
Приспособление «грабли» представляют собой расположенную вертикально металлическую раму в виде прямоугольника. К ее нижней части приварены под углом 90° и параллельно друг другу плоские сварные лапы шириной 100 мм каждая и длиной, превышающей размер максимального нижнего диаметра самой большой конусной брони, подвергаемой закалке. «Грабли» поднимают краном за верхнюю часть рамы, подводят к конусной броне, предварительно поставленной на проложки. Лапы «граблей» подводят под броню между проложками, затем «грабли» с броней поднимают и везут для погружения в бак с водой. К недостаткам данного способа транспортировки относятся:
1) часть поверхности брони, контактирующая с лапами, будет охлаждаться с меньшей скоростью;
2) сварные швы под действием тепла нагретой до 1100°C детали и последующего быстрого охлаждения охрупчиваются и в них появляются трещины. Эти участки постоянно приходится подваривать или закаливать на этом приспособлении брони меньшего диаметра, чтобы при установке расстояние от брони до сварного шва превышало 200 мм, что ограничивает возможности применения данного приспособления.
3) «грабли» занимают большую полезную площадь в цехе.
Учитывая это, вопрос механизации процесса транспортировки и закалки нагретых деталей является в настоящее время актуальным.
Так как при работе с нагретой деталью транспортирующее устройство будет нагреваться, то с целью уменьшения его площади конструкция устройства должна обеспечивать захват изделия из внутренней полости детали. Также не могут применяться захваты, захватывающие устройства которых соединены с тросами (стропах проволочных) и с гидравлическим или пневматическими системами. Вышеуказанные недостатки практически устраняются при использовании для транспортировки и закалки механического захвата.
Известна конструкция захвата (Пат. РФ №2467944, «Автоматический захват плиты») для транспортировки плит, имеющих грузовые петли, которая предусматривает зацепление с их внутренней стороны. Корпус захвата представляет собой горизонтальную плиту, а два крюка расположены на концах корпуса вертикально. Таким образом, деталь полностью перекрывается поверхностью захвата, который будет нагреваться и деформироваться. Кроме того, двух крюков для поднятия круглых нагретых деталей недостаточно, так это вызовет деформацию детали круглой формы под собственным весом.
Наиболее близка предлагаемому решению конструкция автоматического захвата, предназначенного для транспортировки конусных броней после сварки, представленная на фиг. 1 [Лелеко Н.М., Кузнецов Ю.А. Механизация сварочного производства / Сб. «Производство крупных машин». Вып. 20. Под ред. А.Н. Волконского, С.Е. Полякова (Тр. ЦНИИТМАШ Уралмашзавода). М.: Машиностроение, 1971, С. 142].
Механизм автоматически захватывает детали и освобождается от них. В нерабочем положении корпус висит на петлях, удерживающих его через зацепы. При этом коническая часть штанги находится ниже крюков. В таком взаимном расположении деталей захват вводится в отверстие транспортируемой детали. При дальнейшем его опускании фланец корпуса ложится на верхний торец детали и останавливается, а траверса со штангой продолжают движение вниз. После прохождения петлями защелок опускание захвата заканчивается. При последующем подъеме их встретят сначала защелки и отклонят в положение, показанное штриховой линией, перекрыв тем самым зевы в зацепах. Петли, отклонившись, пройдут мимо зацепов, не захватив их. Теперь будет подниматься штанга, в то время как корпус останется на месте. Поднимаясь, конический хвост штанги разведет крюки, которые, повернувшись на своих осях, захватят поднимаемую деталь.
Чтобы освободить захват от детали, его опускают, но опускание прекращают в тот момент, как только петли пройдут зацепы. В это время конический конец штанги опустится ниже крюков, освободив их от распора. Последующие усилие подъема передается через траверсу, петли и зацепы, несущие корпус со сложенными крюками. В таком положении захват свободно выходит из отверстия транспортируемой детали.
Представленная конструкция захвата имеет недостатки:
1) при наложении корпуса фланца на верхний торец детали, нагретой до закалочной температуры 1100°C, возможна ее частичная деформация, технические условия на конусные брони допускают эллипсность диаметра не более 0,5%;
2) при наложении корпуса фланца на верхний торец нагретой детали происходит нагрев корпуса фланца и охлаждение по всей горизонтальной поверхности малого диаметра брони, а при опускании захвата с деталью в ванну с водой корпус фланца детали препятствует прямому омыванию верхнего диаметра брони водой, что резко снижает скорость охлаждения детали.
Кроме того, размеры захватываемых деталей зависят от высоты и конусности конической части штанги, что сужает номенклатуру транспортируемых деталей.
Задача, предлагаемого устройства заключается в создании захвата, конструктивные особенности которого позволят расширить номенклатуру транспортируемых деталей и повысить качество этих деталей.
Техническим результатом, предлагаемой полезной модели является расширение диапазона транспортируемых деталей по внутреннему диаметру и снижение поверхности контакта захвата с нагретой деталью, что предотвратит ее деформацию.
Технический результат достигается за счет того, что захват для транспортировки полых конусных изделий, состоит из штанги, корпуса траверсы и трех лап, причем лапы снабжены внутренними регулировочными пластинами, служащими для их удлинения, одна сторона лап соединена с нижним концом штанги, а другая сторона лап посредством цепи связана с корпусом траверсы.
Предложенная конструкции захвата, исключает статическую нагрузку на верхнюю часть брони и позволяет захватывать более крупные детали.
Конструкция представлена чертежами общего вида устройства в рабочем - фиг. 1 и нерабочем - фиг. 2 состоянии.
Захват включает в себя штангу 1, выполненную в виде трубы, подвижный корпус траверсы 2 также, выполненный в виде трубы, штанга 1 и корпус траверсы 2 представляют коаксиальные цилиндры. Захват также включает три лапы 3, цепь 4, цепь 5. В верхней части штанги 1 закреплена проушина 6, соединенная цепью 4 с серьгами 7 и 8, серьга 8 предназначена для связи с грузоподъемным механизмом. К штанге 1 приварена горизонтальная площадка 9 для фиксации нижнего положения подвижного корпуса траверсы 2.
К нижнему концу штанги 1 приварены косынки 10, с выполненными в них отверстиями для соединения штанги 1 с лапами 3 посредством осей 11.
В верхней части траверсы 2 горизонтально расположена траверса 12, с присоединенными к ней захватами 13. К траверсе 12 присоединена цепь 4, соединяющаяся через серьгу 8 с грузоподъемным механизмом.
В нижней части корпуса траверсы 2 приварены косынки 14 с отверстиями, для соединения через серьгу 15 посредством оси 16 и через серьгу 17 посредством оси 18 цепью 5 с лапами 3.
Лапы 3 сварены из пластин, внутри которых расположены регулировочные пластины 19, выдвижение которых позволяет увеличить длину лап. Фиксация длины выдвижения производится вставлением оси 20 в совмещенные отверстия в корпусе лап и регулировочных пластинах 19.
Изобретение реализуется следующим образом.
При поднятии захвата цепь 4 натягивается, подвижный корпус траверсы 2 поднимается и занимает положение под проушиной 6 (показано пунктиром на фиг. 1). Лапы 3 сходятся к штанге 1 (показано пунктиром на фиг. 1). Захват опускают внутрь полой конусной брони, при этом происходит ослаблении цепи 4 и подвижный корпус траверсы 2 занимает нижнее положение на площадке 9. Так как соединенная с косынками 14 корпуса подвижной траверсы 2 цепь 5 опускается, происходит удаление верхних концов лап 3 от штанги до мест упора на внутренней поверхности брони. Поворот лап осуществляется вокруг оси 11. В зависимости от угла наклона стенки полой детали подвижный корпус траверсы 2 может находиться выше площадки 9. При подъеме захвата конусные детали удерживаются лапами и перемещаются вместе с захватом. Для освобождения захвата от деталей необходимо их поставить на площадку и опустить захват на такую высоту, при которой образуется зазор между лапами и внутренней стенкой детали, при этом корпус траверсы будет находиться на площадке 9. Тогда лапы вручную можно свести к штанге и закрепить захватами 13, расположенными на корпусе траверсы 2. В таком положении захват занимает мало место, что также немаловажно в условиях производства.
Для захвата крупных деталей увеличивают диаметр распада лап 3 выдвижением из них регулировочной пластины 19 до требуемой длины и фиксируют осью 20 при совмещении отверстий в регулировочной пластине и корпусе лапы 3. Таким образом, расширяется номенклатура транспортируемых деталей.
Применение предложенного захвата позволит расширить диапазон транспортируемых деталей по внутреннему диаметру и снизить поверхность контакта захвата с нагретой деталью, что предотвратит ее деформацию.