Устройство для закалки

 

Совоз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ оч791776 (6t) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 26. ОЗ. 79 (21) 2741166/22-02 (5!)М. Кл с присоединением заявки Hо (23) Приоритет—

С 21 0 1/63

Государственный комитет

СССР

ho делам изобретений н открытий

Опубликовано ЗЦ1280, Бюллетень NQ 48

Дата опубликования описания 01р2.81. (53) УДК 621.784. .6(088.8) (72) Авторы изобретения

П. A. Малышев, Ф. С. Добкин, A. С. Цапенко и Н. И. Кобаско

Институт технической теплофизики AH Украинской CCP и Институт механики AH Украинской CCP (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКАЛКИ

Устройство для закалки деталей относится к оборудованию для термической обработки стальных изделий, в частности для закалки деталей в жидкой среде, и может быть использовано в инструментальной и машиностроительной промышленности.

Известно устройство, содержащее бак и механизм для создания колебаний закалочной среды, имеющий вибропривод 1О и связанный с ним посредством штанги колокол 1".1 .

При включении вибропривода колокол начинает колебаться, создавая переменное гидродинамическое давление, 15 распространяющееся по объему эакалочной жидкости и облегчающее отрыв паровой пленки, образующейся на поверхности нагретой детали в процессе ее охлаждения. 26

В этом устройстве амплитуда возбуждаемых колебаний жидкости оказывается недостаточной для эффективного воздействия на паровые образования, что сказывается на скорости охлаждения деталей и, следовательно, на их качестве.

Известно устройство для закалки деталей, содержащее бак, установленный на основании при помощи аморти-. 30 заторов, и мехайизм для создания колебаний закалочной среды, имеющий вибропривод f 27, Колебания среды, передаваемые на жидкость через бак от вибропривода, способствуют теплообмену между ней и поверхностью заваливаемых деталей, интенсифицируя их охлаждение и улучшая их качественные характеристики.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для закалки, содержащее бак, вибропривод З.).

В этом устройстве при больших энергозатратах, связанных с необходимостью сообщить колебания всей установке, амплитуда возбуждаемых колебаний среды также оказывается недостаточной для эффективного воздействия на паровые образования вокруг обрабатываемой детали. Увеличеиие амплитуды колебаний требует еще больших энергозатрат.

Целью изобретения является снижение энергозатрат путем обеспечения резонансного режима колебаний.

Посталенная цель достигается тем, что устройство снабжено расположенным в баке усилителем колебаний, вы791776 полненным в виде объемно деформируемого упругого тела, заполненного га-. зом или газовой смесью, а также тем, что внутренний объем усилителя колебаний выбран из соотношения

Я„(Р-q;pb)

4 Э Wg v и где V — внутренний объем усилителя колебаний, м ; площадь поперечного сечения бака, м t0

n — покаэатель,политропы r àýà или газовой смеси;

Р— давление воздуха над свободной поверхностью жидкости, кг/м

2.

И

g — ускорение свободного падения тела, равное 9,81 м/сек2;

Я вЂ” плотность эакалочной жидкости, кг с /м

2. 4, h — высота столба жидкости над усилителем колебаний, м; 20 — частота колебаний вибропривода, Гц.

Компоновка в баке усилителя колебаний, выполненного в виде объемнодеформируемого упругого тела, заполненного газом или газовой смесью, объем которого удовлетворяет приведенному выше условию, обеспечивает установление резонансного режима, способствующего интенсивному охлаждению деталей с меньшими энергозатратами.

На чертеже изображено схематичес.ки устройство для закалки деталей, продольный разрез. 3$

Устройство для закалки деталей содержит бак 1, установленный на фундаменте при помощи амортизаторов 2,. и механизм для создания колебаний закалочной жидкости, имеющий вибропривод 3, жестко связанный с баком 1. 40

В баке 1 установлен усилитель колебаний, выполненный в виде объемнодеформируемого упругого тела 4, на- . пример герметичной оболочки с гибкими стенками, такими как резина, за- 4 полненного воздухом или другими гаэом или газовой смесью. Усилитель размещен в зоне погружения эакаливаемых деталей и при помощи гибкой связи 5 смонтирован на кронштейне 6. Кронштейн 6 закреплен на опоре 7 с возможностью возвратно-поступательного пе- ремещения в вертикальной плоскости и фиксации на заданной глубине погружения усилителя.

Опора 7 прикреплена к отдельной стойке 8.

Устройство работает следующим образом.

При включении вибропривода 3 механические колебания передаются на бак 60

1 с закалочной жидкостью и обрабатываемой деталью.. Колебательные движения жидкости вызывают изменения объема упругого тела 4 с частотой, равной частоте колебаний бака с жидкос- 65 т ю, что происходит благодаря сжимаемости стенок оболочки. В момент, когда частота колебаний закалочной жидкости совпадает с частотой колеба ний упругого тела, наступает резонанЬный режим колебаний закалочнои среды, при котором колебания оболочки упругого тела и заполняющего его газа увеличивают амплитуду колебаний закалочной жидкости, выполняя роль усилителя колебаний.

После окончания процесса закалки вибропривод 3 выключают, Возможен и другой вариант выполнения механизма для создания колебаний закалочной жидкости, а именнО в виде вибропривода, установленного на автономной стойке и жестко связанного с резонатором колебаний, выполненным в виде колокола и помещенным в бак. . Величина частоты колебаний объемно-деформируемого упругого тела сферической формы зависит оТ диамет ра сферы, высоты вибрируемого столба жидкости и глубины погружения сферы.

В наиболее общем виде для любых форм объемно-дефоцмируемого упругого тела и эакалочного бака расчетная формула имеет вид у 1

23

) (a) где S — площадь поперечного сечения — эакалочного бака в зоне размещения усилителя, м ;

Ч вЂ” объем газа, заполняющего полость упругого тела, м

Ф ° высота столба жидкости йад упругим телом, м.

Иэ формулы (1) можно получить формулу объема газа, заполняющего полость упругого тела:

v = )ф-Я-"- <ю иг Урь

Таким образом, благодаря применению усилителя 4, параметры которого удовлетворяют преплагаемой формуле, в установке для закалки деталей достигается резонансный режим. работы, характеризующийся значительным увеличением динамического давления закалочной жидкости при незначительных энергоэатратах.

Большая амплитуда колебаний способствует эффективному разрушению паровой пленки, обволакивающей деталь, интенсификации ее охлаждения и повышению эффективности закалки путем достижения более высоких механических свойств обрабатываемого ма-+ териала.

Формула изобретения

Устройство для закалки, содержащее бак, вибропривод, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью снижения энергозатрат путем обеспечения резочансного режима колебаний, оно

1снабжено расположенным в баке усили791776

Составитель Р. Марковский

Редактор . Павлова Техред М. Рейвес Корректор М. Коста

Заказ 9401/25 Тираж 608 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Ра ская наб. д. 4 5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4.телем колебаний, выполненным в виде объемно деформируемого упругого тела заполненного газом или газовой смесь|о.

2. Устройство. по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что уСилитель имеет внутренний объем, равный ЯУ )

43 У+gh где .V — внутренний объем усилителя колебаний, м

S — площадь поперечного сечения бака, м и — показатель политроны газа или газовой смеси;

P — давление воздуха над свободной поверхностью;хидкости, кг/м";

g — ускорение свободного падения тела, равное 9,81 м/сек ; р — плотность закалочной жидкости над усилителем, кг с /м .

h — высота столба жидкости над усилителем колебаний, м; — частота колебаний вибропривода, Гц.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе!

О 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 253375"/22-02, кл. С 21 0 1/62, 10.10.77.

Ю

2. Авторское свидетельство СССР

Р 379640, кл. С 21 0 1/62, 1973.

3. Авторское свиДетельство СССР

Р 272346, кл. С 21 0 1/62, 1971.