Установка для хромирования длинномерных изделий

 

Изобретение относится к области электролитического нанесения металлических покрытий. Установка содержит анод, установленный в проточной ванне корытообразной формы длиной не менее половины длины хромируемого изделия, опоры, системы подвода и отвода электролита, механизм вращения изделия, источник тока и токоподводы. Параллельно торцевым стенкам ванны размещены уровневые перегородки, которые образуют между собой камеру хромирования, а с торцевыми стенками ванны - сливные камеры, соединенные с системой отвода электролита. Наиболее удаленные от механизма вращения опора и перегородка установлены с возможностью продольного перемещения относительно изделия, при этом опора размещена в сливной камере. Ванна смонтирована на полом корпусе, который установлен на основании, причем в перегородках и торцевых стенках ванны и корпуса выполнены профильные вырезы, идентичные по форме изделию и ванне. Установка предназначена, в частности, для хромирования штоков, используемых в силовых гидроприводах подъемных механизмов, а также оправок для горячей ковки бесшовных труб большого диаметра. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электролитического нанесения металлических покрытий и может быть использовано для хромирования преимущественно длинномерных штоков гидроприводов силовых подъемных механизмов.

Известна установка для хромирования длинномерных деталей (1), разработанная фирмой "Zollern" (Германия) и предназначенная для нанесения износостойких хромовых покрытий на штоки длиной до 8000 мм и диаметром до 30 мм. Установка включает проточную гальваническую ванну ограниченных размеров, через которую протягивают обрабатываемое изделие с одновременным его вращением. Основным недостатком рассматриваемой установки является конструктивная сложность ванны из-за наличия уплотнительных устройств на входе и выходе ванны по ходу протягивания через нее обрабатываемой детали, а также необходимость иметь дополнительные уплотнительные устройства для переналадки установки в случае хромирования деталей другого диаметра. Кроме того, установка требует значительной производственной площади, превышающей по длине более двух длин обрабатываемой детали, а также невозможность хромирования изделий, имеющих кольцевые и/или фланцевые утолщения и переменный диаметр по длине изделия.

Известна установка для хромирования крупногабаритных штоков силовых гидроприводов экскаваторов (2), выполненная по схеме вертикального расположения и полного погружения в гальваническую ванну обрабатываемого изделия. Данное устройство обеспечивает нанесение покрытия на штоки диаметром до 400 мм и длиной до 2500 мм. Однако в случае хромирования более длинных деталей требуется увеличение производственной площади по высоте, превышающей двойную длину обрабатываемого изделия.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство для нанесения покрытия на длинномерные изделия (3), содержащее проточную ванну с размещенным в ней анодом, системы подвода и отвода электролита, механизм вращения изделия, установленные на концах изделия опоры, источник тока и токоподводы. Данное устройство выполнено по схеме горизонтального размещения и с полным погружением в электролит обрабатываемой детали, что требует значительного объема используемого электролита и больших габаритов ванны. Кроме того, устройство снабжено уплотнительными узлами в торцевых стенках ванны, усложняющими конструкцию установки и исключающими возможность хромирования концевых поверхностей обрабатываемой детали. К недостаткам прототипа следует отнести также конструктивную сложность анодного узла, выполненного в виде дугообразных обойм, размещенных вдоль хромируемой детали с возможностью регулирования в радиальном направлении каждой обоймы, ухудшение экологических параметров окружающей среды за счет использования значительных объемов электролита и невозможность переналадки устройства на обработку изделий других типоразмеров.

Задачей изобретения является упрощение конструкции при одновременном повышении универсальности установки, обеспечивающей нанесение покрытий на изделия различных типоразмеров по длине и диаметру, в том числе на детали с переменным диаметром, а также уменьшение производственной площади и улучшение экологических параметров окружающей среды.

Поставленная задача решается за счет того, что заявляемая установка конструктивно выполнена по схеме частичного погружения обрабатываемого изделия в электролит как по диаметру, так и по его длине. Сущность установки заключается в том, что она содержит проточную ванну с размещенным в ней анодом, системы подвода и отвода электролита, механизм вращения изделия в опорах, установленных на его концах, источник тока и токоподводы. Отличие установки от прототипа заключается в том, что ванна выполнена в виде корытообразной формы длиной не менее половины длины изделия и снабжена уровневыми перегородками, установленными параллельно торцевым стенкам ванны с образованием между собой камеры хромирования, а с торцевыми стенками ванны - сливных камер, при этом наиболее удаленные от механизма вращения уровневая перегородка и опора смонтированы с возможностью продольного перемещения относительно изделия и опора размещена в сливной камере, ванна установлена на корпусе, который имеет внутреннюю полость и установлен на основании, причем уровневые перегородки и торцевые стенки ванны, а также торцевые стенки корпуса имеют профильные вырезы, идентичные по конфигурации соответственно изделию и ванне, а сливные камеры соединены через патрубки, расположенные на дне ванны, с системой отвода электролита.

В частных случаях выполнения устройства отличие заключается в том, что высота уровневых перегородок меньше высоты ванны, а глубина профильных вырезов в них составляет 0,2-0,4 радиуса изделия; корытообразная форма ванны, профильные вырезы в торцевых стенках ванны и корпуса, а также в уровневых перегородках выполнены коаксиально с изделием; уровневые перегородки снабжены съемными заслонками, которые имеют профильные вырезы глубиной 0,2-0,4 радиуса изделия, выполненные коаксиально с изделием, при этом верхние края заслонок ниже продольных бортов ванны; анод выполнен в виде отдельных секций, между которыми и дном ванны установлены диэлектрические прокладки; ближняя к механизму вращения уровневая перегородка установлена с возможностью продольного перемещения относительно изделия. Кроме того, корпус выполнен из нескольких полых модулей, установленных на основании с зазором между каждым модулем, при этом камера хромирования снабжена патрубками, установленными на дне ванны в зазорах между модулями и соединены с системой отвода электролита. Для улучшения экологии окружающей среды установка дополнительно снабжена системой вытяжной вентиляции, которая через полость корпуса или полости модулей и щели, образованные между продольными бортами ванны и корпуса или модулей, соединена с надэлектролитным пространством камеры хромирования.

Выполнение ванны в виде корытообразной формы длиной не менее половины длины изделия обеспечивает уменьшение рабочего объема ванны, габаритов установки и производственной площади за счет двухпозиционного хромирования по длине детали. Наличие подвижных в продольном направлении уровневых перегородок, образующих между собой камеру хромирования, а с торцевыми стенками ванны сливные камеры, позволяет регулировать рабочий объем камеры хромирования в зависимости от длины обрабатываемого изделия, а также обеспечивает возможность хромирования заданного участка поверхности детали. Размещение одной из опор в сливной камере и возможность ее продольного перемещения повышает надежность функционирования опоры за счет работы ее вне зоны электролита. Выполнение корпуса с внутренней полостью направлено на упрощение конструкции за счет использования указанной полости в качестве элемента вытяжной вентиляции, а наличие профильных вырезов в уровневых перегородках и торцевых стенках ванны, а также в торцевых стенках корпуса, соответствующих по конфигурации соответственно изделию и ванне, обусловлено технологичностью изготовления установки.

Выполнение уровневых перегородок по высоте менее высоты ванны обеспечивает слив излишнего электролита из рабочей камеры в сливные камеры и постоянный уровень зеркала электролита в камере хромирования, а глубина профильных вырезов в них в пределах 0,2-0,4 радиуса изделия - необходимый уровень погружения детали в электролит.

Корытообразная форма ванны и соответствующие вырезы в торцевых стенках ванны, корпуса и уровневых перегородках, выполненные коаксиально с изделием направлены на уменьшение рабочего объема ванны и упрощение технологии изготовления установки в целом.

Снабжение уровневых перегородок съемными заслонками обеспечивает возможность хромирования изделий различного диаметра, а выполнение анода в виде отдельных секций позволяет перенастраивать анодный узел в зависимости от длины обрабатываемой детали. Наличие диэлектрических прокладок между анодом и дном ванны обеспечивает установку заданного межэлектродного пространства между анодом и изделием.

Выполнение ближней к механизму вращения уровневой перегородки, подвижной в продольном направлении, позволяет наносить покрытие на ограниченный по длине участок изделия. Выполнение корпуса из отдельных модулей дает возможность монтировать и настраивать установку на заданную длину обрабатываемого изделия, а наличие патрубков на дне ванны в зазорах между модулями уменьшает рабочую длину сливной камеры, сокращая тем самым площадь и время контакта электролита с окружающей средой.

Установка поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема общего вида установки (вид сбоку); на фиг.2 - разрез по А-А; на фиг.3 - разрез по Б-Б.

Установка включает основание 1, корпус 2 с внутренней полостью 3, который может быть выполнен из отдельных полых модулей, ванну 4 с торцевыми стенками 5, анод 6, который может быть выполнен в виде отдельных секций, механизм вращения 7, неподвижную опору 8 и подвижную в продольном направлении опору 9, уровневые перегородки 10 и 11, образующие между собой камеру хромирования 12, а с торцевыми стенками ванны - сливные камеры 13 и 14, системы подвода 15 и отвода электролита 16, соединенную через патрубки 17 и 18 со сливными камерами и камерой хромирования, систему вытяжной вентиляции 19, которая сообщена через шибер 20, патрубки 21, полость 3 и щели 22 с надэлектролитным пространством, источник тока (на чертеже не показан), положительный и отрицательный полюсы которого соединены через токоподводы 23 соответственно с анодом и изделием 24. На уровневых перегородках 10 и 11 могут быть установлены съемные заслонки 25, а между анодом 6 и ванной 4 установлены диэлектрические прокладки 26, служащие для регулировки межэлектродного пространства между анодом и изделием 24.

Устройство работает следующим образом. В зависимости от габаритов изделия устанавливают требуемую длину камеры хромирования 12, превышающую половину заданной длины нанесения покрытия путем перемещения уровневой перегородки 11 в продольном направлении относительно изделия 24. Подвижную опору 9 устанавливают в сливной камере 14 в положении, обеспечивающем устойчивое горизонтальное положение изделия в процессе хромирования. С помощью диэлектрических прокладок 26 устанавливают требуемую величину межэлектродного зазора.

Изделие 24 загружают в ванну 4 на опоры 8 и 9 и соединяют механически через самоустанавливающееся устройство (на чертеже не показано) с приводом вращения 7. Из системы подачи электролита 15 в камеру хромирования подают электролит до уровня краев уровневых перегородок 10 и 11 или съемных заслонок 25, затем включают систему вытяжной вентиляции 19, привод вращения изделия 7, источник тока и ведут процесс хромирования при заданных технологических режимах и непрерывной подаче электролита в рабочую камеру до получения требуемой толщины покрытия.

После завершения процесса изделие извлекают из ванны, кантуют на 180^o, вновь загружают в ванну и продолжают хромирование другой половины детали.

С помощью съемных заслонок 25, устанавливаемых на уровневых перегородках 10 и 11, обеспечивается хромирование деталей различного диаметра, а выполнение анода 6 в виде отдельных секций, и уровневой перегородки 10 подвижной в продольном направлении позволяет наносить покрытие на ограниченные по длине участки изделия. Выполнение корпуса 2 в виде отдельных модулей и подвижных в продольном направлении опоры 9 и уровневой перегородки 11 обеспечивает регулировку рабочей длины камеры хромирования в зависимости от длины обрабатываемого изделия.

Реализация изобретения в объеме заявленных существенных признаков обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции установки, обеспечении хромирования различных по диаметру и длине изделий, в том числе при наличии на обрабатываемой поверхности фланцевых утолщений, переходов с одного размера диаметра на другой, а также уменьшение, по сравнению с прототипом, производственной площади и улучшение экологии окружающей среды.

Заявленная в качестве изобретения установка обеспечивает нанесение износостойких хромовых покрытий на штоки диаметром до 400 мм и длиной до 18000 мм, используемых, в частности, в подъемных механизмах гидроэлектростанций, а также на оправки длиной до 25000 мм для горячей ковки бесшовных труб большого диаметра.

Источники информации 1. Способ и установка для непрерывного гальванического хромирования длинномерных деталей, "Schweiz. Maschinenmarkt", 1995, т. 97, 2, с. 51 (нем. ), РЖ 14. "Технология машиностроения", реф. 11Б.445 - 1995 г.

2. Установка для гальваномеханического хромирования крупногабаритных штоков, М.И. Чижов, В.П. Смоленцев "Гальваномеханическое хромирование деталей машин", монография, изд. ВГТУ, Воронеж, 1998, с. 138.

3. Авт. свид. СССР 1203134, С 25 D 7/06, 1986, БИ 1.

Формула изобретения

1. Установка для хромирования длинномерных изделий, включающая проточную ванну с размещенным в ней анодом, системы подвода и отвода электролита, механизм вращения изделия, установленные на концах изделия опоры, источник тока и токоподводы, отличающаяся тем, что ванна выполнена корытообразной формы длиной не менее половины длины изделия и снабжена уровневыми перегородками, которые смонтированы параллельно торцевым стенкам ванны и образуют между собой камеру хромирования, а с торцевыми стенками ванны - сливные камеры, при этом наиболее удаленные от механизма вращения изделия опора и уровневая перегородка выполнены с возможностью продольного перемещения относительно изделия с размещением опоры в сливной камере, ванна смонтирована на корпусе, который имеет внутреннюю полость и установлен на основании, причем уровневые перегородки и торцевые стенки ванны и корпуса имеют профильные вырезы, идентичные по конфигурации соответственно изделию и ванне, а сливные камеры соединены через патрубки, расположенные на дне ванны, с системой отвода электролита.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что высота уровневых перегородок меньше высоты ванны, а глубина профильных вырезов в них составляет 0,2-0,4 радиуса изделия.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что корытообразная форма ванны, профильные вырезы в торцевых стенках ванны и корпусах, а также в уровневых перегородках, выполнены коаксиально с изделием.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что уровневые перегородки снабжены съемными заслонками, имеющими профильные вырезы, выполненные коаксиально с изделием, при этом верхние края заслонок ниже продольных бортов ванны, а глубина профильных вырезов составляет 0,2-0,4 радиуса изделия.

5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что анод выполнен в виде отдельных секций, между которыми и дном ванны установлены диэлектрические прокладки.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что ближняя к механизму вращения уровневая перегородка установлена с возможностью продольного перемещения относительно изделия.

7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что корпус выполнен из нескольких полых модулей, установленных на основании вдоль оси изделия с зазором между каждым модулем.

8. Установка по любому из пп.1 и 7, отличающаяся тем, что камера хромирования снабжена патрубками, которые установлены на дне ванны в зазорах между модулями корпуса и соединены с системой отвода электролита.

9. Установка по любому из пп.1, 7 и 8, отличающаяся тем, что она снабжена системой вытяжной вентиляции, которая через полость корпуса или полости модулей и щели, образованные между продольными бортами ванны и корпуса или модулей, соединена с надэлектролитным пространством камеры хромирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3