Токоподводящее устройство для гальванических ванн

 

ТОКОПОДВОДЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН, содержащее токопровод в изолирующей оболочке и подшипниковую опору скол1 женин с вкладышем, о тлич ающееся тем, что, с целью увеличения мощности токоподвода, оно снабжено опорньм элементом, подвешенным в ванне, : подшипниковая опора выполнена нэ диэлектрика и размещена на опорном элементе, а токопровод выполнен в виде жесткой шины расположенной между вкладышем, выполненным кэ износостойкого и электропроводного материала , и подшипниковой опорой .скольжения.

(1% (И) СООЗ СОЕЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК у

3(51) С 2.5 0 17 14

AKVAAPGTBEHHblA КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВРЩЕТЕЛЬСТВУ (21) 3317009/22-02 (22) 09;07.81 (46) 30.04.83. Бюл. Р 16 (72) С.Г. Смирнов, E.Â. Елина, Я.К. Ивашенюк, В.A. Чичаев и Е.M. Пуха (71) Днепропетровское производствен-. ное объединение тяжелого бумагоделательного машиностроения им. Артема (53) 621.316.54гб21.3.035(088.8) (56) 1. Патент СМА 9 3843894, кл. 307-145, 1973.

2. Патент СССР 9 508223, кл. С 25 D 17/16, 1972. (54) (57) ТОКОПОДВОДЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН, содеРжаЩее токопровод в изолирующей оболочке и подшипниковую опору скольжения с вкладышем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения мощности токоподвода, оно снабжено опОрным элементом, подвешенным в ванне, подшипниковая опора выполнена нз ди» электрика и размещена на опорном элементе, а токопровод выполнен в виде жесткой шины, расположенной между вкладышем, выполненным иэ иэносостойкого и злектропроводного материала, и подшипниковой опорой ,скольжения.

1015000

Изобретение относится к гальвано. технике и предназначено для электро. химической обработки, в частности, хромирования наружных поверхностей крупногабаритных изделий, имеющих форму тел вращения, погруженных в среду агрессивного раствора.

При твердом хромировании чугунных сушильных цилиндров бумаго- и картоноделательных машин ф 1,5-2,0 длиной 5-7 м и массой 10-20 т по техническим условиям требуется толщина твердого хрома 250-300 мкм с коэффициентом шероховатостй 0,16.

Для достижения качественных показателей необходим подвод высокоамперных токов силой от 12,5 до 25 кА и более. Однако передача тока указанной силы к неподвижному и особенно к вращающемуся цилиндру представляет большие технические трудности.

Известно токоподводящее усЯ>ойство для гальванических ванн, содержащее токопровод и контактный элемент, при этом токопровод выпол- нен в виде шины, соединенной с контактным элементом (1).

Однако это устройство предназначено для подвода сильных токов, в частности, силой порядка 1 кА, но не более и используется в гальваностегии для нанесения защитных покрытий или композиций на поверхность проволок или других прутковых материалов, совершающих перемещение вдоль продольной оси, отличающихся большой протяженностью, весьма малыми собственным весом и площадью обрабатываемой поверхности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устрой-, ство, размещенное вне ванны, для подачи электрического тока к корпусу барабана, выполненному с возможностью вращения от привода, содержащего токоподвод в виде изолированного провода, помещенного в гибкий шланг, один конец которого жестко соединен с барабаном, а второй с источником ЭДС, На обоих концах токоподвода устройство снабжено передачей, кинематически связанной с вторым концом токопровода и Приводом вращения обрабатываемого изделия, и содержит подшипниковую опору с вкладышем из диэлектрика P2).

Однако это устройство остается сложным по конструкции и маломощным, что не позволяет обрабатывать крупногабаритные изделия. Это объясняется тем, что токоподводящее устройство содержит дополнительно кинематическую передачу, связанную с одним концом токопровода и приводом вращения обрабатываемого изделия для обеспечения синхронности их совместного, вращения, а использование гибкого токопровода затруд. няет подвод высокоамперных токов.

Цель изобретения - увеличение мощности токоподвода.

Поотавленная цель достигается тем, что токоподводящее устройст во для гальванических ванн, содержащее токопровод в изолирующей оболочке и подшипниковую опору сколь10 жения с вкладышем, снабжено опорным элементом, подвешенным в ванне, подшипниковая опора выполнена из диэлектрика и размещена на опорном элементе, а токопровод выполнен в виде жесткой шины, расположенной между вкладышем, выполненным из износостойкого и электропроводного материала, и подшипниковой опорой скольжения.

Токопровод облицован коррозионностойким покрытием, например, из титана, а вкладыш подшипниковой опоры изготовлен из материала, стойкого к истиранию, коррозии и электрической эрозии, например, из хромоникельмолибденовых нержавеющих сталей или титана.

Подшипниковая опора воспринимает нагрузку от обрабатываемого из- делия и передает ее на траверсу, являющуюся несущим элементом конструкции, а исполнение опоры из диэлектрического материала позволяет использовать ее одновременно и в качестве изолятора, изолирующего токоподвод от ванны, что исключает использование дополнительных диэлектрических элементов.

Вкладыш, как.деталь подшипниковоЯ опоры, обеспечивает скольжение вра40 щающегося крупногабаритного обраба.тываемого изделия, а исполнение его из электропроводного материала позволяет испольэовать его одновременно как токопровод, подающий катодный ток от жестких шин к оси обрабатываемого изделия, что упрощает конструкцию.

В предлагаемом устройстве решен вопрос подвода высокоамперных токов силой в 12,5 — 25 кА и более, определяющих катодную плотность. Это достигается тем, что шинопровод охватывает наружную поверхность вкладыша и обеспечивает надежный контакт с углом обхвата 180 . Внутренняя поверхность соприкасается с поверхностью обрабатываемого изделия, где контакт обеспечивается за счет большого веса (10 -. 20 т) обрабаты60 ваемого изделия. В первом и во втором случае обеспечивается большая площадь контактных поверхностей, благоприятствующая снижению рассеиваемой мощности при высоких токах, 65 затрачиваемой на нагревание элемен1015000 вкладыш 9, который питается от двух дополнительных токбпроводов 11, подведенных к его обоим концам. Питание второго конца изделия 7 произво5 дится аналогично.

Использование предлагаемой конструкции токоподвода позволяет осуществлять твердое хромирование чугунных сушильных цилиндров ф 1,5-2,0 длиной 5,0 — 7,0 м. При этом предла10 гаемое устройство обеспечивает передачу тока к оси обрабатываемого изделия силой от 12,5 до 25 кА и более для достижения требуемой плотности катодного тока, обеспечиваю15 щей качественное покрытие иэделий с большой площадью обработки наружной поверхности.

Предлагаемая конотрукция токоподводящего устройства в сравнении

20 с прототипом проще, так как свободна от кинематической передачи, необходимой для обеспечения синхронного врацения токопровода с обрабатываемой деталью. Расположение то25 коподвода в ванне упроцает конструкцию без проявления побочных эффектов, таких как пассирование проводников, загрязнение электролита шламом, ухудшение качества покрытия благодаря использованию высокостойких металлов или сплавов в качестве ее элементов или облицовочных покрытий. Предлагаемое устройство поз: воляет выполнить подвод высокоампер-. ных токов силой 12, 5 и 25 KA при необходимости и более для достижения качест ." . венного покрытия твердым хромом боль40

55

60 тов передачи тока, склонных к пассированию.

В устройстве подвод токов силой больше, чем 12,5 кА, может выполнять донолнительный вкладыш с аналогичным токоподводом, прижимающийся K оси обрабатйваемого иэделия пружиной.

На фиг. 1 представлено устройст .во, общий вид, на фиг. 2 - разрез

А-A на фиг. 1.

Устройство содержит токопровод 1, выполненный в виде жесткой шины из металла с низким удельным сопротивлением сечением 2 х 21,2 ем", например, меди или латуни. Токопровод

1 окружен коррозионностойким слоем

2, например, из титана или хромоникелевой, стали, и уложен на подшипниковую опору 3, охватывая вкладыш 4. Материалом подшипниковой опоры 3 является диэлектрик, например текстолит, эбонит, а вкладыша 4 металлический сплав, обладающий стойкостью к истиранию, коррозии, электрической эрозии и вместе с тем высоким удельным сопротивлением, например, титан или хромоникельмолибденовые нержавеющие стали. На бортах гальванической ванны 5 подвешен опорный элемент — траверса 6, являющаяся йесущей конструкцией устройства токоподвода и обрабатываемого иэделия 7, имеющего скользящий контакт с внутренней поверхностью вкладыша 4 и угол обхвата контактных поверхностей 18ОО . Для осуществления процесса устройство содержит анодные штанги 8. Для подвода токов силой больше, чем 12,5 кА, имеется дополнцМельно верхний вкладыш 9 с пружиной 10 и токопроводом 11.

Для обеспечения рабочего цикла во вкладыши 4 подшипниковой опоры 3 устанавливается обрабатываемое изделие 7, которое является катодом в гальваническом процессе, при этом возникает контакт между осями из делия 7 и вкладышами 4. После включения привода вращения изделия 7 подается питание от источника ЭДС мощ ностью 460 кВт, представляющего параллельное соединение двух выпрямителей постоянного тока с моцностью по 230 кВт каждый, при этом отрица тельный потенциал по двум токопроводам 1 подается к обоим концам вкладыша .4, который обеспечивает его передачу к оси обрабатываемого иэделия 7, а положительный потенциал подводится к анодным штангам 8, расположенным вдоль противоположных бортов ванны и продольной оси иэделия 7, причем питание противоположного конца изделия 7 осуществляется аналогично (фиг. 2).

При необходимости увеличения мощности катода с помощью пружины 10 к оси иэделия 7 прижимается верхний 65 шой площади обрабатываемого изделия.

В качестве базового объекта для выявления технических преимуществ предлагаемого устройства и подсчета создаваемого им экономического эффекта принято токоподводяцее уст ройство для гальванических ванн для хромирования стальных валов ф 50-400 мм в горизонтальных -и вертикальных ван" нах без вращения детали.

Предлагаемый токоподвод позволяет улучшить эксплуатационные свойства за счет упрощения конструкции, при этом исключена необходимость изготовления специальных освинцованных корзин для каждого изменения диаметра вала, что требует больших материальных и трудовых затрат при их изготовлении и монтаже перед каждым процессом хромирования, обеспечивается хромирование наружных поверхностей крупногабаритных изделий 1,5 — 2,0 м при ограниченной моцности источника питания и экономия электроэнергии и свинца, расходуемых на изготовление анодных корзин °

Экономический эффект по предварительным расчетам на одной гальванической ванне составит 80100 тыс. руб. в год.

1015000

Составитель И. Саакова

Техред T. Маточка КорректорМ. Коста

Редактор П. Макаревич

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

<Заказ 3151/27 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5