Установка для плазменного напыления шаровых поверхностей

 

Использование: металлургия, в частности газотермическое напыление для повышения износо- и жаростойкости деталей. Сущность изобретения: установка включает герметичную камеру 1, с установленными в ней абразивно-струйным аппаратом 2, плазмотроном 3 и механизмом перемещения деталей. С целью обеспечения равномерности обработки шаровых поверхностей механизм перемещения деталей выполнен в виде установленного на приводном валу 9 основания 8, связанного посредством штанг 7 и шарниров 6 с держателями 4 деталей 5. Поверхность направляющих 10, выполненных по кольцу, равноудаленному от оси приводного вала 9, в зоне действия абразивно-струйного аппарата 2 и плазмотрона 3 имеет винтовые участки. Устройство обеспечивает равномерную обработку шаровых поверхностей. 3 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности, к газотермическому нанесению покрытий, и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства в целях повышения износо- и жаростойкости деталей машин.

Известны установки для плазменного напыления (1, 2), включающие корпус (камеру), плазмотрон с дозатором, механизмы крепления детали, вакуумные системы. Недостатком известных устройств является невозможность равномерного напыления покрытий на сферическую поверхность деталей, дороговизна и большая трудоемкость изготовления.

Известна также установка (3), принятая в качестве прототипа, содержащая рабочую камеру с установленными в ней плазмотроном, абразивно-струйным аппаратом и механизмом перемещения деталей. Поступательное движение деталей осуществляется шаговым перемещением карусельного устройства. Однако данное устройство не обеспечивает равномерной очистки и напыления деталей, имеющих сферическую форму, что ухудшает качество покрытия.

Задачей изобретения является повышение качества покрытия за счет обеспечения равномерности обработки поверхностей деталей и их покрытия.

Сущность изобретения заключается в том, что установка для плазменного напыления шаровых поверхностей, включающая рабочую камеру с установленными в ней плазмотроном, абразивно-струйным аппаратом и механизмом перемещения деталей, отличается тем, что механизм перемещения деталей выполнен в виде установленного на приводном валу основания, связанного посредством штанг и шарниров с держателями деталей, взаимодействующими с кольцевыми направляющими, имеющими в зоне действия плазмотрона и абразивно-струйного аппарата винтовую поверхность.

Такое устройство обеспечивает перемещение детали с одновременным поворотом различных частей поверхности к абразивно-струйному аппарату и плазмотрону, что обеспечивает равномерную обработку шаровой поверхности.

На фиг. 1 представлена структурная схема установки для плазменного напыления шаровых поверхностей.

На фиг. 2 изображена винтовая поверхность направляющих в горизонтальной плоскости.

На фиг. 3 изображена винтовая поверхность в вертикальной плоскости.

Устройство содержит герметичную камеру 1, в которой размещены абразивно-струйный аппарат 2, плазмотрон 3, держатели 4, в которых устанавливаются и закрепляются обрабатываемые детали 5. Через шарниры 6 и штанги 7 держатели связаны с основанием 8 приводного вала 9. Держатели 4 опираются на направляющие 10, имеющие в зоне действия абразивно-струйного аппарата 2 и плазмотрона 3 винтовую поверхность. Направляющие 10 размещены по кольцу, равноудаленному от оси приводного вала 9.

Установка работает следующим образом.

Детали 5, имеющие шаровую поверхность, устанавливаются в держатели 4, расположенные на направляющих 10. Посредством двигателя через приводной вал 9 системе придается вращательное движение. Включают абразивно-струйный аппарат 2 и производят очистку шаровой поверхности от загрязнений и придание ей необходимой шероховатости.

При набегании держателя 4 с деталью 5 на винтовую поверхность направляющих 10, соединенный с ним шарнир 6 под действующими центробежными силами изгибается в одном направлении, так как направляющие установлены на разных уровнях. При таком положении обрабатывается одна боковая часть шаровой поверхности и часть детали со стороны подъема. Достигая вершины подъема, шарниры 6 выравниваются благодаря установки направляющих 10 на одинаковом уровне. В этом положении обрабатывается верхняя часть шаровой поверхности. При сбегании держателя 4 с деталью 5, в результате установки направляющих 10 на разном уровне и в противоположном направлении по сравнению с зоной набегания, шарниры 6 также изгибаются в противоположном направлении, что обеспечивает обработку противоположной боковой части шаровой поверхности и обратной части со стороны подъема.

После окончания абразивно-струйной очистки из герметичной камеры 1 откачивается воздух, создается защитная атмосфера из газов, например аргона, и производится очистка окисных пленок дуговым разрядом, возбуждаемым между плазмотроном 3 или дополнительным электродом и деталью 5.

Как только процесс очистки окисных пленок закончится, включается плазмотрон 3. С помощью дозатора подается напыляемый материал и наносится покрытие, при необходимости с включенным дуговым разрядом. Принцип равномерного нанесения покрытия на шаровую поверхность адекватен с абразивно-струйной обработкой, описанный выше.

По завершении напыления производится выключение систем в обратном порядке. Камера разгерметизируется и остывшие детали подвергаются контролю и последующей механической обработке.

Предлагаемая конструкция обеспечивает равномерность обработки и нанесение покрытия, что в последующем сокращает расход материалов и увеличивает долговечность механизмов.

Формула изобретения

Установка для плазменного напыления шаровых поверхностей, включающая рабочую камеру, установленные в ней плазмотрон, абразивно-струйный аппарат и механизм перемещения деталей, отличающаяся тем, что механизм перемещения деталей выполнен в виде установленного на приводном валу основания, связанного посредством штанг и шарниров с держателями деталей, взаимодействующими с кольцевыми направляющими, имеющими в зоне действия плазмотрона и абразивно-струйного аппарата винтовую поверхность.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3