Установка для контроля охлаждающей способности закалочной среды

Использование: изобретение относится к области термической обработки стали и сплавов с целью повышения их механических свойств и может быть применено для построения кадастра закалочных сред по их охлаждающей способности. Технический результат: заявляемое изобретение позволяет обеспечить уменьшение массогабаритных показателей и повышение автоматизации управления. Сущность изобретения: установка для контроля охлаждающей способности закалочных сред включает основание с вертикальной стойкой, датчик теплового потока, емкость с закалочной средой, печь трубчатого типа, нагреватель закалочной среды, механизм переноса датчика теплового потока из печи в емкость с закалочной средой, выполненный в виде механизма тройного шарнирного параллелограмма, электрического моторедуктора, системы автоматического управления. 1 ил.

 

Изобретение относится к области термической обработки стали и сплавов с целью повышения их механических свойств и может быть применено для построения кадастра жидкостей по их охлаждающей способности.

Известно устройство для определения параметров охлаждающей способности закалочных жидкостей, содержащее нагреватель и датчик теплового потока с термопарой, соединенной с измерительным прибором. Датчик теплового потока, выполненный с полостью для протока жидкости неподвижно, укреплен в нагревателе, при этом термопара расположена внутри датчика (А.С. СССР №1057557, МКИ3 С 21 D 1/56, 30.11.1983).

Указанное устройство имеет ряд недостатков:

1. При смене закалочных жидкостей все емкости и трубопроводы необходимо вычищать, прокачивая через них, например, растворитель;

2. После ряда опытов с внутренней поверхности датчика теплового потока необходимо убрать нагар;

3. Не соблюдаются условия подобия по тепломассообмену в натурных и опытных процессах;

4. Громоздкость и переусложненность устройства.

Известно устройство для определения параметров охлаждающей способности закалочных жидкостей, в котором датчик теплового потока расположен неподвижно, подвижные нагреватель и емкость с закалочной средой, перемещающиеся одновременно и обеспечивающие прохождение через них датчика теплового потока, снабженного термопарой, подсоединенной к измерительному прибору (Патент Франции №2080270, кл. G 01 N 25/00, 27.02.1970).

В указанном устройстве для обеспечения надежного контакта спая термопары с датчиком теплового потока необходимы дополнительные приспособления, искажающие температурное поле датчика и вызывающие систематическую погрешность. Кроме того, необходимость движения нагревателя и емкости приводит к громоздкости и переусложнению устройства.

Известно устройство для определения охлаждающей способности закалочной среды по французскому методу, содержащее основание, шток, закрепленный на основании, емкость с закалочной средой, над которой установлен нагреватель, датчик теплового потока, в котором закреплен спай термопары, термоэлектроды которой через трубчатую ножку соединены с приборами измерения и регистрации температуры, систему пневматического перемещения датчика теплового потока. (В. Люты. Закалочные среды. Справочник. Металлургия. Челябинск. 1990. 190 с. С.48-50).

Недостатком устройства является громоздкость конструкции и переусложненность схемы. Схема может работать лишь при наличии центральной пневмосистемы или компрессора с сопутствующими аппаратами и приборами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату предложенному является установка для контроля параметров закалочной среды, содержащая основание, нагреватель, емкость с закалочной средой, датчик теплового потока с встроенной в него термопарой, копир (механизм) переноса датчика теплового потока из нагревателя в емкость с закалочной средой и систему автоматизации обработки сигнала термопары. (А.С. СССР №1278364, МКИ4 С 21 D 11/00 23.12.1986).

Недостатком установки является ее сложность, заключающаяся в громоздкости конструкции, и недостаточный уровень автоматизации.

Задача изобретения - уменьшение массогабаритных показателей, повышение автоматизации управления за счет применения механизма тройного шарнирного параллелограмма с электроприводом в качестве механизма переноса.

Поставленная задача достигается установкой для контроля охлаждающей способности закалочной среды, включающей основание, печь трубчатого типа, емкость с закалочной средой, датчик теплового потока с встроенной термопарой, механизм переноса датчика теплового потока из печи в емкость с закалочной средой, систему автоматического контроля и управления, в которой в отличие от прототипа введен нагреватель закалочной среды, расположенный на основании, которое имеет вертикальную стойку, а механизм переноса выполнен в виде тройного шарнирного параллелограмма, первый диск которого неподвижно закреплен в верхней части вертикальной стойки, а ко второму диску прикреплен датчик теплового потока таким образом, что он всегда находится в вертикальном положении с возможностью движения по траектории в виде дуги окружности, крайние точки которой расположены в центре зоны нагрева печи трубчатого типа и центре объема закалочной среды, при этом один из шарниров первого диска механизма тройного шарнирного параллелограмма соединен с валом электрического моторедуктора и имеет закрепленные на нем выключатели для отключения электрического моторедуктора.

Существо изобретения поясняется чертежом, где изображена конструкция установки для контроля охлаждающей способности закалочной среды.

Установка содержит основание с вертикальной стойкой 1, на которой закреплен механизм тройного шарнирного параллелограмма (Артоболевский И.И. Элементы механизмов. Простейшие рычажные и шарнирно-рычажные механизмы. Том 1, 2-е изд., переработанное. - 1979. - 495 с.: иллюстрация №603, - 308 с.) 2, электрический моторедуктор 3, шарниры 4, выключатели 5 и 6, опора крайних положений 7, трубчатую печь 8, емкость с закалочной средой 9, нагреватель закалочной среды 10, датчик теплового потока с встроенной термопарой 11, крепление датчика теплового потока 12, панель управления 13, реверсную кнопку 14.

Установка для контроля параметров закалочной среды работает следующим образом. Перед проведением эксперимента через пользовательский интерфейс электронно-вычислительной машины (ЭВМ) задаются его параметры: требуемая температура датчика теплового потока, время выдержки, требуемая температура закалочной среды. Датчик теплового потока 11 помещается в трубчатую печь 8, емкость с закалочной средой 9 устанавливается на нагреватель закалочной среды 10. В автоматическом режиме выдерживаются все параметры эксперимента, что одновременно отображается на мониторе в графическом и численном виде, затем от ЭВМ поступает сигнал на включение электрического моторедуктора 3 и посредством приведения во вращение шарниров 4 механизма тройного шарнирного параллелограмма 2 производится плоскопараллельный перенос датчика теплового потока 11 в емкость с закалочной средой 9. При прохождении механизмом точки А выключатель 5 отключает питание электрического моторедуктора 3 и доведение механизма тройного шарнирного параллелограмма 2 до опоры 7 производится за счет силы тяжести и сил инерции, которым противодействуют магнитное поле и передаточный механизм моторедуктора 3, и движение механизма тройного шарнирного параллелограмма 2 замедляется. Происходит охлаждение датчика теплового потока в закалочной среде и запись показаний термопары в файл сохранения программы для последующей обработки и вычислений. Далее посредством реверсной кнопки 14, расположенной на панели управления 13, механизм тройного шарнирного параллелограмма 2 отводит датчик теплового потока 11 в среднее положение В для его очистки и осмотра, затем он отводится в трубчатую печь 8 для начала следующего эксперимента, при этом для безударного доведения механизма тройного шарнирного параллелограмма 2 до крайнего положения, в точке С срабатывает выключатель 6.

Выполнение в установке для контроля охлаждающей способности закалочной среды копира переноса в виде механизма тройного шарнирного параллелограмма, первый диск которого неподвижно закреплен в верхней части вертикальной стойки, а к другому диску прикреплен датчик теплового потока таким образом, что он всегда находится в вертикальном положении, а при движении термопара в нем имеет траекторию в виде дуги окружности, крайние точки которой находятся в центре зоны нагрева печи трубчатого типа и центре объема закалочной жидкости, при этом один из шарниров первого диска механизма тройного шарнирного параллелограмма соединен с валом электрического моторедуктора и имеет закрепленные на нем выключатели для отключения электрического моторедуктора так, что бы доведение механизма до крайних положений производилось за счет свободного выбега моторедуктора и сил инерции, что позволило устранить удары в крайних положениях механизма. Итак, заявляемое изобретение позволяет обеспечить повышение автоматизации и уменьшение габаритных размеров.

Установка для контроля охлаждающей способности закалочной среды, содержащая основание, печь трубчатого типа, емкость с закалочной средой, датчик теплового потока с встроенной термопарой, механизм переноса датчика теплового потока из печи в емкость с закалочной средой, систему автоматического контроля и управления, отличающаяся тем, что введен нагреватель закалочной среды, расположенный на основании, которое имеет вертикальную стойку, а механизм переноса выполнен в виде тройного шарнирного параллелограмма, первый диск которого неподвижно закреплен в верхней части вертикальной стойки, а ко второму диску прикреплен датчик теплового потока таким образом, что он всегда находится в вертикальном положении, с возможностью движения по траектории в виде дуги окружности, крайние точки которой расположены в центре зоны нагрева печи трубчатого типа и центре объема закалочной среды, при этом один из шарниров первого диска механизма тройного шарнирного параллелограмма соединен с валом электрического моторедуктора и имеет закрепленные на нем выключатели для отключения электрического моторедуктора.