УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАКАЛКИ ШАРОВ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением и может быть использована в кузнечно-штамповочном производстве для закалки шаров с использованием термического нагрева (ковочного тепла).
Известны в металлургии установки для закалки шаровых изделий с использованием термического тепла, встроенные в прокатную линию (А.И. Целиков и др. «Машины и агрегаты металлургических заводов», т. 3 Машины и агрегаты для производства и отделки проката. М., Металлургия, 1981 г.) Они выполнены в виде длинного конвейера, на который с загрузочного лотка с шаропрокатных станов подаются изделия, поступательно перемещающиеся к месту установки охлаждающих устройств с большой охлаждающей способностью. Однако, данные установки крупногабаритны, применимы преимущественно в металлургическом производстве, где возможно их размещение на больших площадях. Данные установки не универсальны, не обеспечивают размещение шаров разного диаметра, а наличие только поступательног движения заготовки не обеспечивает равномерной закалки.
Известна также применяемая в металлургии «Машина для закалки шаров» по а.с. №268469, МПК C 21 D 9/06, предназначенная для прокатного производства, и может быть использована в цехах, имеющих станы поперечной прокатки шаров.
Машина включает загрузочный лоток, наклонный цепной крнвейер, лоток выдачи и лейки, расположенные вдоль конвейера для охлаждения шаров сверху водой. Между опорными рамами конвейера установлена наклонная решетчатая плоскость с роликами, оси которых укреплены в опорах водил, связанных с цепями конвейера, а на раме конвейера укреплены плоские самоустанавливающиеся грузы, опирающиеся на ролики для сообщения их дополнительного вращения.
Однако, она сложна в изготовлении и эксплуатации: для качественного охлаждения требуется не только равномерное прямолинейное перемещение поковок, но и поворот их, для осуществления которых в местах работы леек с водой использованы дополнительные устройства достаточно сложной конструкции, а также требуются отдельные конструктивные элементы, участвующие в повороте поковок. Все это усложняет конструкцию и требует больших занимаемых площадей.
Наиболее близким техническим решением, взятым в качестве прототипа, является устройство по осуществлению изобретения - «Способ закалки шаров» по а.с. №863665, пр. 18.10.1977 г., МПК 3 C 21 D 1/02. Устройство применимо для закалки металлических шаров с прокатного (термического) нагрева.
Устройство включает загрузочный лоток, приводное транспортирующее устройство, устройство для охлаждения шаров, лоток для выгрузки.
Транспортирующее устройство выполнено в виде приводного горизонтального цилиндрического барабана, в который по загрузочному лотку скатывают прокатанные на стане шары. Привод барабана не указан. За счет центробежных сил при вращении барабана шары перекатываются по его внутренней поверхности. Охлаждающее устройство выполнено в виде сопел, через которые подается струями вода под углом к направлению движения шаров с определенной скоростью.
Шары, поступаемые в барабан, не имеют четкого ориентирования, что сказывается на неравномерности их перемещения и неравномерном омывании жидкостью, поступающей через сопла. Скорость вращения шаров в процессе охлаждения недостаточна для разрушения образующейся паровой рубашки. Устройство не обеспечивает равномерного охлаждения шаров по всей поверхности, что снижает их прочностные свойства, а следовательно их качество.
Недостатком устройства является также создание им при работе грохота, утомляющего работающий персона, а также большой расход воды.
Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение качества шаров и их долговечности.
Поставленная задача решается за счет того, что в установке для закалки шаров с использованием термического тепла, содержащей загрузочный лоток, барабан, установленный с возможностью вращения, устройство для охлаждения шаров, лоток для выгрузки, согласно полезной модели, устройство для охлаждения шаров выполнено в виде закрытого бака с охлаждающей жидкостью, внутри которого на вертикальном валу, кинематически связанном с электродвигателем, установлен барабан, выполненный в виде сепаратора с гнездами для размещения шаров и снабженного окном в месте выгрузки, причем барабан расположен под углом, обеспечивающим расположение его загрузочной части ниже уровня охлаждающей жидкости, а разгрузочной части - выше уровня, при этом барабан охвачен кожухом, неподвижно закрепленным к баку в его верхней части, а в месте загрузочного лотка установка снабжена отражательными элементами для ориентирования шаров в гнезда.
В установке угол наклона вала барабана составляет 30° к вертикали.
Выполнение транспортирующего устройства (барабана) в виде сепаратора с гнездами обеспечивает четкое размещение каждого шара в соответствующее отверстие с расположением шаров в один ряд. Исключается контакт шаров друг с другом.
Расположение барабана под углом, обеспечивающим расположение его загрузочной части ниже уровня охлаждающей жидкости, а разгрузочной - выше уровня, создает постоянное пребывание шаров в охлаждающей жидкости и полное омывание их поверхностей.
Взаимосвязь вала барабана с электродвигателем простым образом обеспечивает регулирование скорости вращения сепаратора, обеспечивая охлаждение шаров в зависимости от их диаметра и материала. Это способствует равномерному транспортированию омываемых охлаждаемой жидкостью шаров к месту выгрузки, исключению паровой рубашки, что благоприятно сказывается на прочностных свойствах шаров, а следовательно - на повышении их качества и срока службы.
Наличие окна в месте выгрузки обеспечивает равномерный последовательный сход шаров из сепаратора в приемную тару для последующего самоотпуска.
Проведенные патентные исследования не выявили идентичных и сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого технического решения.
Отечественная промышленность располагает всеми средствами (технологиями, материалами, оборудованием), необходимыми для разработки и изготовления предлагаемого устройства.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид установки, на фиг.2 - вид «А» на фиг.1
Установка включает загрузочный лоток 1, барабан 2, установленный с возможностью вращения, устройство для охлаждения шаров 3, лоток для выгрузки 4. Устройство для охлаждения 3 выполнено в виде закрытого бака 3 с охлаждающей жидкостью. Барабан установлен внутри бака на вертикальном валу 5, кинематически связанном с электродвигателем 6, и выполнено в виде сепаратора 2 с гнездами 7 (отверстиями) для размещения шаров и снабженного в месте выгрузки окном 8. Вал 5 расположен под углом к вертикали, обеспечивающим наклон барабана загрузочной частью ниже уровня охлаждающей жидкости, а разгрузочной части - выше уровня Угол наклона вала барабана 2 составляет 30° относительно вертикали. Установка в месте расположения загрузочного лотка снабжена элементом 9, выполненным в виде щитка для направления шара из бункера, и элементом 10 - отражателем, обеспечивающим
поштучное направление шаров. Барабан сварной конструкции. В основании барабана имеются отверстия 11 и 12 для поступления в барабан охлаждающей жидкости для непрерывного омывания шаров. Барабан охвачен кожухом 13, закрепленным к верхней стенке бака. Имеются системы подвода 14 и отвода 15 воды.
В примере конкретного выполнения число отверстий под шары выбрано 22, диаметр отверстий в сепараторе составляет 120 мм для размещения шаров в диапазоне их диаметров 40-120 мм Среда охлаждения шаров - вода проточная при температуре 20-50°.
Время нахождения шаров в охлаждаемой воде в баке 3 регулируется частотой вращения барабана путем изменения числа оборотов электродвигателя постоянного тока 6 в зависимости от их диаметра и материала, из которого они изготовлены, и составляет 30-105 сек.
В качестве электродвигателя может быть использован двигатель постоянного тока мощностью 1,1 квт с числом оборотов 1500 об/мин. Кинематика может быть выполнена в виде традиционных устройств и элементов).
Температура охлаждаемой воды в баке контролируется специальными устройствами.
Работа осуществляется следующим образом.
Шары, предназначенные для охлаждения, от штамповочного комплекса по специальному транспортеру (не показан) подаются в загрузочный лоток 1, из которого шары направляются в гнезда (отверстия) 7 сепаратора 3. Отражатели 9 и 10 исключают уход шаров вне сепаратора, направляя их поштучно в гнезда. Вращаясь, сепаратор постепенно перемещает шары, скользящие по его основанию, к окну выгрузки 8. Выпадая из окна 8, шары один за другим по лотку транспортируются в тару для последующего самоотпуска.
Изменяя частоту вращения барабана путем изменения числа оборотов Э.Д, определяют время нахождения шаров в охлаждающей воде.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет повысить твердость, а следовательно, качество шаров с ковочного нагрева и срок службы шаров.
Данная установка компактна, не требует фундамента, может быть установлена и перенесена к любому штамповочному агрегату. Установка отличается бесшумностью работы, а следовательно, улучшает комфорт в работе.