Пристрій для охолоджування і обробки нагрітих деталей, що мають форму тіл обертання, з металевих матеріалів, таких як сталь
Номер патенту: 76970
Опубліковано: 16.10.2006
Автори: Грене Зігфрід, Ройке Херманн, Гуске Бенно, Пошманн Інго
Формула / Реферат
1. Пристрій для охолоджування і обробки нагрітих деталей, виконаних у вигляді тіл обертання, з металевих матеріалів, таких як сталь або сталеві сплави, переважно моноблочних коліс, колісних бандажів, колісних дисків або аналогічних дисків і кілець, таких як залізничні і трамвайні колеса, зубчаті колеса і зірочки, причому гарячу деталь у вигляді тіла обертання розташовують в горизонтальному положенні з опорою її периферії на декілька розподілених за її периферією привідних роликів (4), причому щонайменше один з привідних роликів (4) встановлений з можливістю приведення в обертання електроприводом зі змінною частотою обертання і за рахунок цього приводить у обертання деталь (21) у вигляді тіла обертання з вертикальною віссю обертання, причому в крайовій зоні деталі (21) за її периферією розподілені розпилювальні отвори, через які на ділянки, що охолоджуються, поверхні деталі (21) наносять щонайменше одне охолоджуюче середовище з керованим об'ємним потоком, зокрема ламінарним потоком з керуванням або регулюванням в режимі «он-лайн», причому наявні для подачі охолоджуючого середовища розпилювальні отвори, виконані з можливістю переміщення в радіальному напрямі деталі (21) і фіксації в даному положенні, розташовані на верхній і нижній сторонах, а також на периферії деталі (21) з можливістю синхронного переміщення і фіксації, а устя розпилювальних отворів, виконані на верхній і нижній сторонах, а також периферії деталі (21), розташовані на уявному колі, і при радіальному переміщенні цих розпилювальних отворів за периферією деталі (21) охолоджуючим середовищем навантажені однакові кільцеві зони деталі (21), а за периферією деталі (21) розподілено декілька або множина сопел для видалення окалини водою під тиском з ділянки, що піддається видаленню окалини, на верхній і нижній сторонах, а також на периферії деталі (21) під час приведення в обертання привідного ролика (4) за рахунок розпилення рідини, і розпилювальні отвори для даної функціональної зони розташовані з можливістю окремого керування або регулювання.
2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що розпилювальні отвори або форсунки, виконані на верхній і нижній сторонах, а також на периферії деталі (21), розташовані відповідно на виконаному у вигляді збірного трубопроводу кільцевому трубопроводі (16,17,18) і кільцеподібно оточують деталь (21).
3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що кільцеві канали (16,17,18) мають однаковий діаметр і розташовані концентрично один одному в різних площинах один над одним, при цьому кільцеподібні збірні канали (16,17,18) приєднані до окремих подавальних трубопроводів (27,28,29), за якими керованим або регульованим чином до збірних каналів (16,17,18) подають охолоджуюче середовище.
4. Пристрій за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що розпилювач (8.1,8.2,8.3), який виконаний, наприклад, у вигляді труби і приєднаний з можливістю спрямування охолоджуючого середовища до відповідного збірного кільцевого трубопроводу (16,17,18), забезпечений розпилювальними отворами або форсунками.
5. Пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що з'єднані з відповідним збірним кільцевим трубопроводом (16,17,18) розпилювачі (8.1,8.2,8.3) встановлені з можливістю синхронного радіального переміщення електроприводом з метою збільшення або зменшення діаметра розпилення, а також фіксації в даному встановленому діаметральному положенні.
6. Пристрій за п. 5, який відрізняється тим, що розпилювачі (8.1,8.2,8.3) встановлені на одному і тому ж збірному кільцевому трубопроводі (16,17,18) з можливістю радіального переміщення кожний за допомогою тільки одного електроприводу через шарнірну передачу в радіальному напрямі відносно своїх розпилювальних отворів або форсунок.
7. Пристрій за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що, у разі виконання деталі у формі тіла обертання у вигляді колеса з маточиною, пристрій (13) для охолоджування маточини (37) містить щонайменше одну трубу, яка входить в маточину (37) і має на своєму нижньому кінці розпилювальний отвір або форсунку, при цьому пристрій для охолоджування маточини виконаний з можливістю переміщення за висотою (C-V), у горизонтальному напрямі (А-В) і відкидання.
8. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що пристрій (13), який служить для охолоджування маточини, виконаний з можливістю здійснення ходу в горизонтальному напрямі (А-В) за допомогою приводу (9) повороту, що, наприклад, навантажується тиском стиснутого середовища циліндро-поршневого вузла, і у вертикальному напрямі (C-V) за допомогою підіймального циліндра (19), який переважно утворений також таким, що навантажується навперемінно з обох сторін тиском стиснутого середовища циліндро-поршневим вузлом.
9. Пристрій за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що привідні ролики, в яких розміщена деталь у формі тіла обертання, приводяться через окремі осі, які проходять горизонтально, розташовані за периферією кола на рівних кутових відстанях по відношенню один до одного і виконані з можливістю переміщення в напрямі своєї подовжньої осі за допомогою осьового сервоприводу (5), а також привідними за допомогою переважно безступінчасто регульованого приводу обертання.
10. Пристрій за п. 9, який відрізняється тим, що всі приводи (3) обертання привідних роликів (4) виконані з можливістю керування частотою обертання синхронно і в одному напрямі за допомогою центрального блока керування.
11. Пристрій за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що температуру деталі у вигляді тіла обертання вимірюють за допомогою відповідної системи вимірювання температури, наприклад температурної камери, при цьому виміряні значення вводять в комп'ютер пристрою регулювання, за допомогою якого регулюють кількості охолоджуючого засобу, що розбризкуються по загартовуваних зонах.
12. Пристрій за будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що всі розподільники, регулятори тиску, регулятори потоку, витратоміри, манометри і пристрій (32) для контролю температури об'єднані з можливістю керування або регулювання в центральний блок контролю.
13. Пристрій за будь-яким з пп. 1-12, який відрізняється тим, що необхідні для деталі (21), наприклад для залізничного або трамвайного колеса, експлуатаційні дані зберігаються в програмі SPS і можуть бути запитані під певним кодовим номером, після чого блок регулювання або керування пристрою керує або регулює процес видалення окалини і подачу охолоджуючого середовища шляхом розпилення кількостей охолоджуючого середовища на відповідні охолоджувані або загартовувані зони деталі (21), при цьому таку термообробку реєструють в режимі «он-лайн» з можливістю складання для кожної деталі (21) протоколу термообробки.
14. Пристрій за будь-яким з пп. 1-13, який відрізняється тим, що під площиною прилягання до ходових роликів для деталі (21) розташований підіймальний пристрій (20), який під час процесу видалення окалини і охолоджування або загартування опускається і який розташований концентрично збірним кільцевим каналам (16,17,18).
15. Пристрій за п. 14, який відрізняється тим, що підіймальний пристрій (20) складається з навантажуваного навперемінно з обох сторін тиском стиснутого середовища циліндра, поршневий шток якого забезпечений виконаною у вигляді опорної тарілки п'ятою (36), за допомогою якої деталь (21) може підійматися до площини, що обслуговується маніпулятором.
16. Пристрій за будь-яким з пп. 1-15, який відрізняється тим, що під нижнім збірним кільцевим каналом (16) розташована ванна для уловлювання окалини, рідини для видалення окалини і охолоджуючого середовища, при цьому уловлюючий контейнер розташований на транспортному пристрої, який відводить рідину для видалення окалини і охолоджуюче середовище, а також видалену окалину і відділяє останню від рідини для видалення окалини, з одного боку, і охолоджуючого середовища, з іншого боку.
17. Пристрій за будь-яким з пп. 1-16, який відрізняється тим, що пристрій у вигляді зверху виконаний у виді барабана, причому станини (1) виступають своїми приводами (3) обертання радіально за межі зовнішніх обмежувальних ліній пристрою, а поворотний важіль (11) виступає за верхній пристрій (13) для охолоджування диска і маточини.
18. Пристрій за будь-яким з пп. 1-17, який відрізняється тим, що розпилювальні отвори або форсунки для охолоджування верхньої сторони деталі (21) розташовані на поворотному важелі (11), який несе також пристрій (13) для охолоджування маточини і розташований з ним з можливістю повороту і ходу.
19. Пристрій за будь-яким з пп. 1-18, який відрізняється тим, що важільний привід для розпилювальних отворів або форсунок, які лежать в одній площині, складається з множини тяг (12), приєднаних до поворотних важелів (7) для розпилювачів (8.1,8.2,8.3) осями, що проходять паралельно одна одній, розташованими по кутах, приблизно, трапецієподібних поворотних важелів (7) для розпилювачів (8.1,8.2,8.3), причому кожні дві тяги (12) на протилежних сторонах з'єднані осями повороту з поворотним важелем (7), тоді як на відстані і по кутах трикутника розташовано по одній додатковій з'єднувальній осі для відповідного поворотного важеля (7), всі розпилювачі (8.1,8.2,8.3) мають частину, що проходить горизонтально, до якої примикає відігнута переважно під прямим кутом до неї трубчаста частина, при цьому горизонтальні ділянки розташовані рівнонаправлено.
20. Пристрій за будь-яким з пп. 1-19, який відрізняється тим, що довжини виконавчих важелів для розпилювачів (8.1,8.2,8.3) виконані так, що по всьому діапазону діаметрів кожна форсунка або кожний розпилювальний отвір розташований завжди по одній лінії.
Текст
1. Пристрій для охолоджування і обробки нагрітих деталей, виконаних у вигляді тіл обертання, з металевих матеріалів, таких як сталь або сталеві сплави, переважно моноблочних коліс, колісних бандажів, колісних дисків або аналогічних дисків і кілець, таких як залізничні і трамвайні колеса, зубчаті колеса і зірочки, причому гарячу деталь у вигляді тіла обертання розташовують в горизонтальному положенні з опорою її периферії на декілька розподілених за її периферією привідних роликів (4), причому щонайменше один з привідних роликів (4) встановлений з можливістю приведення в обертання електроприводом зі змінною частотою обертання і за рахунок цього приводить у обертання деталь (21) у вигляді тіла обертання з вертикальною віссю обертання, причому в крайовій зоні деталі (21) за її периферією розподілені розпилювальні отвори, через які на ділянки, що охолоджуються, поверхні деталі (21) наносять щонайменше одне охолоджуюче середовище з керованим об'ємним потоком, зокрема ламінарним потоком з керуванням або регулюванням в режимі «он-лайн», причому наявні для подачі охолоджуючого середовища розпилювальні отвори, виконані з можливістю переміщення в радіальному напрямі деталі (21) і фіксації в даному положенні, розташовані на верхній і нижній сторонах, а також на периферії деталі (21) з можливістю синхронного переміщення і фіксації, а устя розпилювальних отворів, виконані на верхній і нижній сторонах, а також периферії деталі (21), розташовані на уяв 2 (19) 1 3 76970 4 тому ж збірному кільцевому трубопроводі середовища на відповідні охолоджувані або загар(16,17,18) з можливістю радіального переміщення товувані зони деталі (21), при цьому таку термоокожний за допомогою тільки одного електропривобробку реєструють в режимі «он-лайн» з можливіду через шарнірну передачу в радіальному напрястю складання для кожної деталі (21) протоколу мі відносно своїх розпилювальних отворів або фотермообробки. 14. Пристрій за будь-яким з пп. 1-13, який відрізрсунок. 7. Пристрій за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняняється тим, що під площиною прилягання до ється тим, що, у разі виконання деталі у формі ходових роликів для деталі (21) розташований тіла обертання у вигляді колеса з маточиною, припідіймальний пристрій (20), який під час процесу стрій (13) для охолоджування маточини (37) місвидалення окалини і охолоджування або загартутить щонайменше одну трубу, яка входить в матовання опускається і який розташований концентчину (37) і має на своєму нижньому кінці рично збірним кільцевим каналам (16,17,18). 15. Пристрій за п. 14, який відрізняється тим, що розпилювальний отвір або форсунку, при цьому пристрій для охолоджування маточини виконаний підіймальний пристрій (20) складається з навантаз можливістю переміщення за висотою (C-V), у жуваного навперемінно з обох сторін тиском стисгоризонтальному напрямі (А-В) і відкидання. нутого середовища циліндра, поршневий шток 8. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що якого забезпечений виконаною у вигляді опорної пристрій (13), який служить для охолоджування тарілки п'ятою (36), за допомогою якої деталь (21) маточини, виконаний з можливістю здійснення може підійматися до площини, що обслуговується ходу в горизонтальному напрямі (А-В) за допомоманіпулятором. 16. Пристрій за будь-яким з пп. 1-15, який відрізгою приводу (9) повороту, що, наприклад, наванняється тим, що під нижнім збірним кільцевим тажується тиском стиснутого середовища циліндро-поршневого вузла, і у вертикальному напрямі каналом (16) розташована ванна для уловлювання (C-V) за допомогою підіймального циліндра (19), окалини, рідини для видалення окалини і охолоякий переважно утворений також таким, що наванджуючого середовища, при цьому уловлюючий тажується навперемінно з обох сторін тиском стиконтейнер розташований на транспортному приснутого середовища циліндро-поршневим вузлом. строї, який відводить рідину для видалення окали9. Пристрій за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняни і охолоджуюче середовище, а також видалену ється тим, що привідні ролики, в яких розміщена окалину і відділяє останню від рідини для видадеталь у формі тіла обертання, приводяться через лення окалини, з одного боку, і охолоджуючого окремі осі, які проходять горизонтально, розташосередовища, з іншого боку. 17. Пристрій за будь-яким з пп. 1-16, який відрізвані за периферією кола на рівних кутових відстаняється тим, що пристрій у вигляді зверху виконях по відношенню один до одного і виконані з можливістю переміщення в напрямі своєї подовжнаний у виді барабана, причому станини (1) вистуньої осі за допомогою осьового сервоприводу (5), пають своїми приводами (3) обертання радіально а також привідними за допомогою переважно безза межі зовнішніх обмежувальних ліній пристрою, ступінчасто регульованого приводу обертання. а поворотний важіль (11) виступає за верхній при10. Пристрій за п. 9, який відрізняється тим, що стрій (13) для охолоджування диска і маточини. 18. Пристрій за будь-яким з пп. 1-17, який відрізвсі приводи (3) обертання привідних роликів (4) няється тим, що розпилювальні отвори або форвиконані з можливістю керування частотою обертання синхронно і в одному напрямі за допомогою сунки для охолоджування верхньої сторони деталі центрального блока керування. (21) розташовані на поворотному важелі (11), який 11. Пристрій за будь-яким з пп. 1-10, який відрізнесе також пристрій (13) для охолоджування маняється тим, що температуру деталі у вигляді тіла точини і розташований з ним з можливістю повообертання вимірюють за допомогою відповідної роту і ходу. 19. Пристрій за будь-яким з пп. 1-18, який відрізсистеми вимірювання температури, наприклад няється тим, що важільний привід для розпилютемпературної камери, при цьому виміряні значення вводять в комп'ютер пристрою регулювання, вальних отворів або форсунок, які лежать в одній за допомогою якого регулюють кількості охолоплощині, складається з множини тяг (12), приєдджуючого засобу, що розбризкуються по загартонаних до поворотних важелів (7) для розпилювачів вуваних зонах. (8.1,8.2,8.3) осями, що проходять паралельно одна 12. Пристрій за будь-яким з пп. 1-11, який відрізодній, розташованими по кутах, приблизно, трапеняється тим, що всі розподільники, регулятори цієподібних поворотних важелів (7) для розпилютиску, регулятори потоку, витратоміри, манометри вачів (8.1,8.2,8.3), причому кожні дві тяги (12) на і пристрій (32) для контролю температури об'єднапротилежних сторонах з'єднані осями повороту з ні з можливістю керування або регулювання в поворотним важелем (7), тоді як на відстані і по центральний блок контролю. кутах трикутника розташовано по одній додатковій 13. Пристрій за будь-яким з пп. 1-12, який відрізз'єднувальній осі для відповідного поворотного няється тим, що необхідні для деталі (21), наприважеля (7), всі розпилювачі (8.1,8.2,8.3) мають клад для залізничного або трамвайного колеса, частину, що проходить горизонтально, до якої експлуатаційні дані зберігаються в програмі SPS і примикає відігнута переважно під прямим кутом до можуть бути запитані під певним кодовим номенеї трубчаста частина, при цьому горизонтальні ром, після чого блок регулювання або керування ділянки розташовані рівнонаправлено. 20. Пристрій за будь-яким з пп. 1-19, який відрізпристрою керує або регулює процес видалення няється тим, що довжини виконавчих важелів для окалини і подачу охолоджуючого середовища шляхом розпилення кількостей охолоджуючого розпилювачів (8.1,8.2,8.3) виконані так, що по 5 76970 6 всьому діапазону діаметрів кожна форсунка або кожний розпилювальний отвір розташований завжди по одній лінії. Винахід відноситься до способу охолоджування і обробки нагрітих деталей, що має форму тіл обертання, з металевих матеріалів, таких як сталь або сталеві сплави. Крім того, відноситься до пристрою для здійснення цього способу. Відомо контрольоване охолоджування залізничних або трамвайних коліс тільки по власне поверхні катання, причому звичайно як охолоджуюче середовище застосовують воду або воду з добавками. До рівня техніки відноситься також періодичне охолоджування зони поверхні катання коліс за рахунок того, що колесо під час обертального руху занурюють в місткість лише частково, а потім охолоджують. Відомі також установки, в яких охолоджують дискові колеса для того, щоб зону поверхні катання цих коліс піддати прискореному охолоджуванню і за рахунок цього викликати термообробку поверхні катання бандажа. Однак є неможливим піддати термообробці таким чином кільця і бандажі. Інший недолік полягає в тому, що у відомих установках і способах не видаляється окалина, особливо в зоні поверхні катання залізничних або трамвайних коліс, внаслідок чого загалом відсутні єдині умови теплопередачі в окружному напрямі зони поверхні катання, що відповідно є причиною неоднорідних структурних і міцнісних властивостей по колу даного колеса. Якщо в цьому способі піддати прискореному охолоджуванню обід колеса, то маточина колеса залишиться необробленою, внаслідок чого тут застосовується процес нормалізації. Все це приводить в зоні обода колеса до відповідних перепадів структури і міцності в радіальному напрямі. Відомі установки мають, як правило, управління за часом, тобто об'єм і/або тиск і, тим самим, в основному, також температура охолоджуючого засобу незмінні, тобто твердо встановлені, так що вплив на структуру і міцність обода колеса здійснюють протягом твердо заданого часу охолоджування. Вимірювання температури або кероване температурою охолоджування в режимі «онлайн» у зв'язку з цим невідомі. Вплив на потрібні структурні або механічні властивості виявляється незадовільним, при цьому внутрішні напруження в зоні обода колеса, якщо це взагалі можливе, піддаються впливу дуже неточно і тому також незадовільно, оскільки практично неможливо контролювати процеси пластифікації, які у вирішальній мірі визначають внутрішні напруження, в зоні переходу між остигаючим ободом колеса і гарячим диском у зв'язку з тим, що контролюється тільки обід колеса, а структура або внутрішнє напруження диска не враховуються. В основі винаходу лежить задача створення передусім способу, за допомогою якого можна усунути всі недоліки рівня техніки і, крім того, за безпечити можливість цілеспрямованого впливу на задані зони деталі. Крім того, в основі винаходу лежить задача створення пристрою, за допомогою якого можна здійснити спосіб згідно з винаходом стабільними засобами з можливістю відтворення в експлуатаційних умовах. Ця задача вирішується відносно пристрою ознаками, приведеними в пункті 1 формули винаходу, причому переважні форми виконання пристрою описані у підпунктах 2-20. Крім того, поставлена задача вирішується за допомогою способу за п.21, а в пунктах 22-27 описані переважні форми виконання способу згідно з винаходом. У той час як звичайними способами «обробляють» практично тільки обід колеса, способом згідно з винаходом можна регульованим або керованим чином охолоджувати будь-яку зону деталі, що має форму тіла обертання, у разі необхідності обід колеса, диск і маточину для отримання потрібних властивостей структури. У той час як в рівні техніки диск і маточина остигають практично на повітрі і тільки так нормалізуються, в способі згідно з винаходом досягаються певні механічні властивості в диску і маточині за рахунок цілеспрямованого регульованого або керованого охолоджування, так що в заданих зонах деталі, що має форму тіла обертання, у всьому об'ємі колеса або бандажа з включенням всіх функціональних зон деталі, такого як маточина, диск і обід, встановлюються міцність, в'язкість, внутрішнє напруження і певні градієнти властивостей або однорідність цих властивостей з достатніми для практики допущеннями. Отримання цих властивостей досягається у вирішальній мірі за допомогою досягнення певної структури і її подальшого охолоджування, причому охолоджування впливає на морфологію структури і, тим самим, на міцність, в'язкість і внутрішнє напруження, а через локально різні процеси пластифікації - на внутрішній напружений стан деталі. Можливий подальший відпуск охолодженої таким чином деталі має, в основному, лише функцію відпуску для зняття напружень. Відповідно до цього спосіб згідно з винаходом включає в себе практичні комплексні процеси охолоджування з урахуванням стану поверхні (видалення окалини), часу охолоджування або інтервалів охолоджування, а саме як для колеса самого по собі, так і для окремих функціональних зон, охолоджуючого середовища, кількостей і потоків охолоджуючого засобу, послідовності охолоджування функціональних зон і актуальних температур деталі, а саме відповідно для даних функціональних зон деталі. За рахунок цього внутрішні напруження утворюються в залежності від виду охолоджування деталі по всьому об'єму, оскільки елементи об'єму тіла взаємно впливають один на одного. Внаслідок цього спосіб згідно з винаходом 7 76970 8 являє собою віднесене до функціональної зони, При цьому на Фіг.1 показаний частковий вивизначене і відтворюване встановлення механічгляд зверху на пристрій згідно з винаходом; них властивостей за допомогою комплексних проФіг.2 - розріз за лінією ІІ-ІІ на Фіг.1. цесів охолоджування. Ці процеси охолоджування, Винахід пояснений кресленням, на якому пояк правило, різні для різних ділянок об'єму або казаний приклад виконання пристрою, в якому з поверхні даної деталі, що має форму тіла оберособливою перевагою із залізничних і трамвайних тання, наприклад колеса. коліс видаляється окалина, і вони можуть бути Температура, з якою деталь, що має форму піддані визначеному і відтворюваному процесу тіла обертання, перед видаленням з нього окалиотримання механічних властивостей за рахунок ни піддають способу згідно з винаходом може лекомплексних процесів охолоджування. жати між температурою нагрівання для кування і Позицією 1 позначена лише схематично покатемпературою, вище температури перетворення, зана і вертикально встановлена на підлозі станиоскільки спосіб згідно з винаходом у разі охолона, тоді як поз.2 позначені привідні вузли, розтаджування дисперсійно-твердіючих сплавів, напришовані за периферією кола на рівних кутових клад, також мікролегованих сталей, впливає на відстанях відносно своїх подовжніх осей і виконані кінетику реакції і, тим самим, на механічні властиу вигляді приводів 3 обертання. На кожній рамі 2 вості деталі. розташований один такий привід 3 обертання. Всі Регулюючими і керуючими величинами, згідно приводи обертання пов'язані між собою через розз новим способом, є виміряна в режимі «он-лайн» подільну шафу (не показаний) за допомогою, щотемпература поверхні тіла і/або тиск охолоджуюнайменше, одного регулятора частоти, так що ничого засобу, і/або кількість охолоджуючого засобу, ми можна управляти або їх можна регулювати за і/або характер потоку охолоджуючого засобу (лачастотою їх обертання в обох напрямах обертання мінарний/турбулентний), і/або вид охолоджуючого безступінчасто. Для цієї мети приводи 3 обертання середовища (вода, повітря, суміші), а також часомістять електродвигуни (не показані на кресленні ва черговість виду охолоджуючого засобу в індивібільш детально), кожний з яких приводить один дуальному контурі охолоджуючого засобу. привідний ролик 4 через зображений на Фіг.2 вал. Загалом, утворення потрібної структури і, тим Кожний вал встановлений з можливістю перемісамим, механічні властивості при застосуванні щення осьовими сервоприводами 5 в напрямі його способу згідно з винаходом можуть бути цілеспряподовжньої осі, тобто в напрямах X і Υ, через вамовано досягнуті, а саме не тільки в зоні обода жільний механізм і фіксації у відповідному потрібколеса, але в будь-якій функціональній зоні колеса ному положенні. Всі осьові сервоприводи 5 викоабо деталі. нані при цьому з можливістю синхронного Завдяки попередньому видаленню окалини з переміщення (не показано) за допомогою центраповерхні катання і т.п. досягається рівномірний льного пристрою регулювання або управління, характер поверхні, і, тим самим, створюються знащоб забезпечити видалення окалини і охолоджучною мірою рівномірні умови теплопередачі. вання деталі 21 у формі тіла обертання. Це ознаПотрібні внутрішні напруження, наприклад в чає, отже, що всі привідні ролики 4 по відношенню зоні обода колеса, можуть бути цілеспрямовано до уявного кола, центр якого співпадає з уявною встановлені за їх величиною, оскільки на процеси віссю 33 обертання (Фіг.2), лежать на одному діапластифікації, які у вирішальній мірі визначають метрі і встановлені з можливістю переміщення внутрішнє напруження, цілеспрямовано впливають радіально однаково за діаметром і фіксацією. в зоні переходу між остигаючими і гарячими зонаПозицією 6 позначений виконавчий важіль для ми матеріалу, а саме завдяки тому факту, що помножини розпилювачів, причому ці розпилювачі верхні декількох крайових зон можуть охолоджурозташовані в декількох площинах один над одватись цілеспрямовано, при індивідуальному ним, про що говориться нижче. У кожній площині ці контролі. розпилювачі розташовані, приблизно, у формі коВиконаний згідно з винаходом пристрій має ла або багатокутника. У кожній площині цих розстабільну конструкцію і може тому знайти промиспилювачів передбачена, крім того, множина поволове застосування в експлуатаційних умовах. За ротних важелів 7 для розпилювачів, з якими допомогою такої установки з особливою переварозпилювачі поворотно з'єднані через осі поворогою можлива обробка залізничних і трамвайних ту, розташовані паралельно, а також на відстані коліс. При цьому дане колесо приводять у оберодин від одного за кутами уявного трикутника або тання і спочатку видаляють з нього окалину, після уявної трапеції. При цьому поз.8.1 позначені розчого відповідні ділянки поверхні, наприклад поверпилювачі для верхньої площини, поз.8.2 - розпихню катання, диск і маточину охолоджують задалювачі для середньої площини, а поз.8.3 - розпиним чином за допомогою регульованих або керолювачі для нижньої площини. ваних нарізно потоків охолоджуючого засобу для У зображеній формі виконання розпилювачі того, щоб певним чином вплинути на задану струк8.1, 8.2, 8.3 виконані в одній і тій же площині відтуру в зоні обода, диска і маточини і при цьому повідно однаково і розташовані з можливістю пецілеспрямовано встановити також потрібні внутріреміщення по відношенню один до одного з однашні напруження в зоні обода і т.п. за їх величиною. ковою кінематикою. Можна також виконати Таким чином можна цілеспрямовано здійснити розпилювачі 8.1, 8.2, 8.3 у всіх площинах однакопроцеси загартування. вими і з однаковою кінематикою. Як видно з Фіг.1, Інші ознаки і переваги приведені в нижченаверозпилювачі 8.1, 8.2, 8.3 виконані у вигляді труб, деному описі креслення, на якому винахід пояснеякі можуть містити на своїх кінцях форсунки (не ний за допомогою прикладу виконання. показані). Замість форсунок труби можуть бути 9 76970 10 виконані на своїх кінцях відкритими, тобто мати поворотного важеля 11 верхнього пристрою 13 той же прохідний переріз, що і труби самих розпиохолоджування диска або маточини. Цей поворотлювачів 8.1, 8.2, 8.3. Розпилювачі 8,1, 8.2, 8.3 маний важіль 11 для верхнього пристрою охолоджують відігнуті один до одного під прямим кутом кінці вання диска або маточини деталі 21 також має таким чином, що розпилювачі 8.1, які лежать у підвід 26 для охолоджуючого середовища, наприверхній площині, направлені своїми устями або клад, повітря або води, виконаний у вигляді труби і форсунками вниз, тоді як відігнуті кінці розпилюваякий має горизонтальну і вертикальну ділянку по чів 8.3 направлені вгору, а саме переважно таким довжині. Пристрій 13 для охолоджування маточичином, що подовжні осі розпилювальних отворів ни служить для охолоджування маточини деталі у або форсунок верхньої і нижньої площин проховигляді тіла обертання, виконаної в зображеній дять коаксіально один одному, що, однак, не є формі виконання у вигляді залізничного колеса 21, обов'язковою умовою. Розпилювачі 8.1 проходять, тоді як поз.14 позначений верхній пристрій для навпаки, в основному, радіально або під гострим охолоджування диска, а поз.15 - нижній пристрій кутом від уявної горизонтальної площини вгору, для охолоджування диска, кожний з яких містить що, однак, також не є обов'язковою умовою. труби, що проходять паралельно одна одній, з Кожний розпилювач 8.1,8.2,8.3 приєднаний до відкритими на їх кінцях устями або вставленими свого підводу охолоджуючого засобу. Як охолофорсунками. Верхній пристрій 14 для охолоджуджуючий засіб або охолоджуюче середовище мовання диска приєднаний до підвідного трубопроже розглядатись вода водопровідної якості, а таводу 34 для охолоджуючого середовища, а нижній кож вода з добавками, наприклад з твердими пристрій 15 для охолоджування диска - до підвіддобавками, емульсії і т.п. Можна також змішати ного трубопроводу 24. До обох трубопроводів 24, воду з відповідним газом, головним чином повіт34 охолоджуючий засіб подають також керованим рям, або подавати до розпилювачів однієї і тієї ж або регульованим чином через запірні органи, а площини послідовно або одночасно охолоджуюче також керівні або регулюючі органи (не показані), середовище або газоподібне середовище. Так, якими можна управляти або які можна регулювати, наприклад, можна подавати до однієї групи розпияк і інші частини пристрою і приводи, з того ж лювачів рідке охолоджуюче середовище, а до інцентрального поста управління. шої групи розпилювачів тієї ж площини розпиленПідвідний трубопровід 34 верхнього пристрою ня газоподібне охолоджуюче середовище. 14 для охолоджування диска приєднаний до короРозпилювачі 8.1, 8.2, 8.3 кожної площини прибчатого підводу 35, до якого можуть бути приєднаєднані відповідно до виконаного у вигляді кільцені декілька груп форсунок або трубопроводів анавого збірного трубопроводу розпилювального кілогічно зображеному на Фіг.2 верхньому пристрою льця 16, 17, 18, до яких за відповідним 14 для охолоджування диска. Труби верхнього подавальним трубопроводом 27, 28, 29 охолопристрою 14 для охолоджування диска можуть джуюче середовище подають керованим або репройти тангенціально (Фіг.1), що у разі необхідносгульованим чином через відповідні багатолінійні ті може відноситись також до верхніх 8.1 і нижніх розподільники, запірні органи і т.п. (не показані), 8.3 розпилювачів, а при нагоді також до розпилющо спрацьовують від центрального блоку управвачів 8.2 для бічного охолоджування бандажа. За ління або регулювання (також не показаний). Тарахунок цього виникає обертова течія охолоджуюкож для більшої наочності не показані відповідне чого засобу, піддана певній дії відцентрової сили, джерело охолоджуючого засобу, насоси і т.д. внаслідок чого охолоджуючий засіб після свого Як видно з Фіг.1, розпилювачі 8.1, 8.2, 8.3 з'єдпопадання на охолоджувану деталь 21 увигляді нані осями повороту з, приблизно, трапецієподібтіла обертання відкидається назовні. ними у вигляді зверху поворотними важелями 7. З Фіг.1 видно, що поворотний важіль 11 для При цьому вибрано таке розташування, що розпиверхнього пристрою охолоджування диска і матолювачі 8.1 і 8.3 своїми устями або форсунками за чини розташований з можливістю повороту в навсім діаметром, за яким вони повинні розпилювати прямі А і В у горизонтальній площині, а в напрямі охолоджуюче середовище, залишають певний слід С і V (Фіг 2) за допомогою підіймального циліндра на деталі 21, що обробляється, виконаній у вигля19 - також з можливістю вертикального переміді тіла обертання, наприклад, на колесі або банщення. Цей підіймальний циліндр 19 являє собою дажі. Це означає, отже, що на дану деталь у витакож циліндро-поршневий вузол, що навантажугляді тіла обертання у зображеній формі ється навперемінно з обох сторін тиском стислого виконання одночасно зверху і знизу через розписередовища, наприклад гідравлічно або пневмалювальні отвори або форсунки розпилювачів 8.1, тично, поршневий шток якого горизонтально проякі лежать в одній площині, наприклад, у верхній хідною віссю пов'язаний з поворотною опорою для площині, розпилюється охолоджуючий засіб по охолоджування диска і маточини. Подвійна стрілка всій ширині ділянки поверхні, що обробляється. на Фіг.2 означає рух переміщення підіймального Позицією 9 позначений привід повороту у вициліндра 19. гляді навантажуваного навперемінно з обох сторін На кожній зі станин 1 передбачена роликова тиском стислого середовища, наприклад, гідравлінапрямна 22 для привідних роликів 4, які забезпечно або пневматично, циліндро-поршневого вузла, чують легке горизонтальне переміщення в напрямі циліндр якого жорстко встановлений на станині 1, X і Y вала для даного привідного ролика 4 за дотоді як його поршневий шток вертикальною віссю помогою осьового сервоприводу 5. повороту з'єднаний з поворотним важелем 11 для Позицією 23 позначена роликова напрямна верхнього пристрою охолоджування диска або для підіймального циліндра 19 поворотного важематочини. Поз.10 позначена поворотна опора для ля 11 верхнього пристрою охолоджування диска і 11 76970 12 маточини. підіймального циліндра 19 тиском стислого сереПозицією 30 позначений пристрій для видадовища підіймають і відводять з робочої зони малення окалини водою під тиском, що містить, щошини убік в напрямі В поворотним приводом 9. найменше, одне, переважно декілька сопел висоПідйомний циліндр 20 висувають за рахунок відкого тиску, через які подають воду під тиском для повідного навантаження тиском стислого середовидалення окалини з деталі 21 у вигляді тіла обевища таким чином, що п'ята 36 знаходиться у верртання. Аналогічні сопла (не показані) можуть бути хньому положенні і може розмістити деталь 21 у передбачені збоку деталі 21 і знизу або в інших вигляді тіла обертання, наприклад, колесо залізмісцях, наприклад на маточині, а також на верхній ничного вагона. Розпилювачі 8.1, 8.2 повернені і нижній сторонах диска, для забезпечення виданазовні на більший радіус, ніж вони пізніше поверлення окалини водою під тиском з деталі 21 у винуться в робоче положення. Розпилювачі 8.3 і гляді тіла обертання у всіх необхідних місцях. До привідні ролики 4 знаходяться в робочому полопристрою 30 для видалення окалини водою під женні. Автоматичний маніпулятор вкладає тепер тиском за виконаним у вигляді трубопроводу 31 заготовку 21 і подає сигнал блоку управління з водопідводу воду подають під тиском, що створюпам'яттю, що програмується, SPS (не показаний) ється з допомогою, при необхідності, регульованопристрою. го насоса (не показаний). Відповідні запірні органи Потім підіймальний циліндр 20 за рахунок відне показані, як і пристрій регулювання і управлінповідного навантаження тиском стислого середоня, щонайменше, одним насосом для води під тисвища висувається в свій протилежний напрям, ком. тобто вниз, а саме переважно до досягнення свого Позицією 32 визначено виконаний у вигляді кінцевого положення. По досягненні цього полотемпературної камери пристрій для контролю темження приводи 3 обертання отримують сигнал до ператури, який відповідним чином пов'язаний з обертання привідних роликів 4 з необхідною для центральним постом управління і регулювання і відповідної операції частотою обертання. який описаним нижче чином включений в контур Як наступний етап з обода колеса на торцевій, управління або регулювання. верхній і нижній сторонах водою під тиском видаПозицією 20 позначений підіймальний приляють окалину, а саме за допомогою пристроїв 30, стрій, який також складається з потужного наван31. Окалина і вода під тиском падають вниз в збіртажуваного навперемінно з обох сторін тиском, ник, звідки їх видаляють. стислого середовища, зокрема гідравлічною рідиПісля видалення окалини пристрій для контною, циліндро-поршневого вузла, до якого стисле ролю температури у вигляді температурної камери середовище подають з джерела стислого середо32 реєструє, наприклад, температуру обода деталі вища (не показаний). За рахунок підіймального 21 у вигляді тіла обертання і передає виміряну пристрою 20, деталь 21 у вигляді тіла обертання, температуру протягом всієї обробки до SPS для наприклад залізничне колесо, підіймають, з тим порівняння заданих і фактичних значень. У SPS на щоб витягнути його, наприклад, з пристрою. Крім основі виміряної температури встановлюють, натого, при встановленні згаданої деталі 21 поршнеприклад, кількість охолоджуючого середовища вий шток може бути висунений настільки, що п'ята і/або тривалість охолоджування. 36 увійде в отвір маточини 37. За рахунок відповіПісля видалення окалини розпилювачі 8.1, 8.2 дного навантаження стислим середовищем підійповертаються в робоче положення за рахунок відмальний пристрій опускається у вертикальному повідного спрацювання електроприводу виконавнапрямі, поки обід колеса не буде прилягати до чого важеля 6. Потім до розпилювачів 8.1, 8.2, 8.3, трьох привідних роликів 4. а також до пристрою 13 для охолоджування матоПід пристроєм може бути розташована лійка чини і до верхнього 14 і нижнього 15 пристроїв для для уловлювання окалини і охолоджуючого сереохолоджування диска за подавальними трубопродовища. Відповідний транспортер для відведення водами регульованим або керованим чином подаохолоджуючого середовища і/або окалини також ють відповідне охолоджуюче середовище, наприне показаний. Для спрощення зображення також клад воду і/або повітря, і, наприклад, відповідно до не показаний пристрій, за допомогою якого окаликерованого в SPS номера програми направляють ну відділяють від охолоджуючого середовища. на деталь 21 з відповідним тиском і у відповідній Замість кругоподібних деталей, що мають фокількості. рму тіл обертання, таких як колеса і кільця, в приЯкщо, наприклад, заданий час пройшов і/або строї, згідно з винаходом, можуть оброблятися необхідна температура обода досягнута, припитакож зубчаті колеса або зірочки. няють подачу охолоджуючого середовища до розПозицією 25 позначений підвід охолоджуючого пилювачів 8.1, 8.2, 8.3, а також до пристрою 13 засобу для верхнього пристрою охолоджування для охолоджування маточини і до верхнього 14 і диска. нижнього 15 пристроїв для охолоджування диска, і Пристрій, зображений на кресленні, працює привідні ролики 4 зупиняються. таким чином. Після відкидання поворотного важеля 11 і поГаряча деталь 21, що обробляється, у вигляді вороту назад розпилювачів 8.1, 8.2 підіймальний тіла обертання, наприклад, колесо залізничного циліндр 20 підіймає деталь 21 у вигляді тіла обервагона, нагріте, наприклад, переважно вище точки тання, наприклад, колесо залізничного вагона, і GOS, вміщують в пристрій за допомогою маніпупередає його (не показано) для витягання до манілятора. Для цього заздалегідь поворотний важіль пулятора, включеного в управління або регулю11 для верхнього пристрою охолоджування диска і вання процесу. маточини за рахунок відповідного навантаження За рахунок особливої геометрії поворотних 13 76970 14 важелів 7 для розпилювачів 8.1, 8.2, 8.3 і тяг 12 13 - пристрій для охолоджування маточини забезпечене те, що розпилювачі 8.1, 8.3 або їх 14 - верхній пристрій для охолоджування дисфорсунки або випускні отвори при будь-якому діака метрі деталі 21, що обробляється, у вигляді тіла 15 - нижній пристрій для охолоджування диска обертання завжди змочують або запилюють всю 16 - розпилювальне кільце для нижнього охоповерхню, наприклад, всю поверхню торцевої столоджування бандажа; збірний кільцевий трубопророни або обід колеса. Для кожної функціональної від зони деталі 21, наприклад колеса, можна, таким 17 - розпилювальне кільце для бічного охолочином, цілеспрямовано управляти охолоджуванджування бандажа; збірний кільцевий трубопровід ням, для того, щоб за рахунок часу охолоджуван18 - розпилювальне кільце для нижнього охоня, охолоджуючого середовища, кількості охололоджування бандажа; збірний кільцевий трубопроджуючого засобу і/або послідовностей від охолоджування досягнути віднесеного до функціо19 - підіймальний циліндр для верхнього принальної зони, визначеного і відтворюваного встастрою охолоджування диска і маточини новлення механічних властивостей, наприклад 20 - підіймальний циліндр для підйому і опусміцності, в'язкості і, зокрема, внутрішніх напружень кання обертального-симетричного тіла 21, підійу всьому колесі або в об'ємі бандажа колеса з мальний пристрій включенням всіх функціональних зон деталі, тобто 21 - деталь у формі тіла обертання, наприматочини, диска і обода. При цьому відбувається клад, колесо залізничного вагона, заготовка і т.п. безперервне вимірювання в режимі "он-лайн" в 22 - роликова напрямна для підведення привісукупності з управлінням і/або регулюванням потодних роликів ків охолоджуючого засобу і/або часу охолоджу23 - роликова напрямна для підіймального вання, а також послідовності потоків охолоджуюпристрою верхнього охолоджування диска і маточого засобу на відповідних ділянках поверхні, що чини обробляються. Пристрій, згідно з винаходом, за24 - підвід охолоджуючого засобу для нижньобезпечує, таким чином, в одному і тому ж пристрої го охолоджування диска як видалення окалини, так і цілеспрямовану обро25 - підвід охолоджуючого засобу для верхньобку і встановлення структури заданих зон деталі го охолоджування диска 21 у вигляді тіла обертання. 26 - підвід охолоджуючого засобу для охолоОзнаки, наведені в рефераті, формулі винаходжування маточини ду і в описі, а також зображені на кресленні, мо27 - підвід охолоджуючого засобу для нижньожуть бути суттєвими для реалізації винаходу як го охолоджування бандажа, підвідний трубопровід окремо, так і в довільних комбінаціях. 28 - підвід охолоджуючого засобу для бічного Перелік посилальних позицій охолоджування бандажа, підвідний трубопровід 1 - станина 29 - підвід охолоджуючого засобу для верхньо2 - рама для привідного вузла го охолоджування бандажа, підвідний трубопровід 3 - привід обертання привідних роликів 4 з 30 - пристрій для видалення окалини водою безступінчастим регулюванням; привідний вузол під тиском 4 - привідний ролик 31 - підвід води для видалення окалини водою 5 - осьовий сервопривід для привідного ролипід тиском ка 4 32 - температурна камера, пристрій для конт6 - виконавчий важіль для розпилювачів 8.1, ролю температури 8.3 33 - уявна вісь обертання, вісь обертальної 7 - поворотний важіль для розпилювачів симетрії 8.1 - розпилювач для верхнього охолоджуван34 - підвідний трубопровід ня бандажа; верхня площина 35 - підвід для верхнього пристрою охолоджу8.2 - розпилювач для бічного охолоджування вання диска бандажа; середня площина 36 - п'ята 8.3 - розпилювач для нижнього охолоджування 37 - маточина, колісна маточина бандажа; нижня площина А - напрям повороту поворотного важеля 11 9 - привід повороту для верхнього охолоджуВ - напрям повороту поворотного важеля 11 вання диска і маточини, циліндро-поршневий вуС - напрям вертикального підйому зол V - напрям вертикального підйому 10 - поворотна опора для верхнього охолоX - напрям зміщення вала для привідного роджування диска і маточини лика 4 11 - поворотний важіль для верхнього охолоΥ - напрям зміщення вала для привідного роджування диска і маточини лика 4. 12 - тяги для повороту розпилювачів 15 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 76970 Підписне 16 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDevice for cooling and treating heated rotationally symmetrical bodies made of metallic materials, like steel
Назва патенту російськоюУстройство для охлаждения и обработки нагретых деталей, которые имеют форму тел вращения, из металлических материалов, таких как сталь
МПК / Мітки
МПК: C21D 1/62, C21D 9/34, C21D 11/00
Мітки: нагрітих, форму, обробки, охолоджування, металевих, деталей, пристрій, сталь, таких, мають, матеріалів, обертання, тіл
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-76970-pristrijj-dlya-okholodzhuvannya-i-obrobki-nagritikh-detalejj-shho-mayut-formu-til-obertannya-z-metalevikh-materialiv-takikh-yak-stal.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для охолоджування і обробки нагрітих деталей, що мають форму тіл обертання, з металевих матеріалів, таких як сталь</a>
Попередній патент: Спосіб одержання іммобілізованого препарату з комплексом пектолітичних ферментів для добавлення в корм сільськогосподарським тваринам і птиці
Наступний патент: Притискний валик машини для ламінування для виготовлення пакувального матеріалу, спосіб виготовлення пакувального матеріалу і пакувальний матеріал
Випадковий патент: Спосіб вирощування розсади рути садової