МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ Н.П. ОГАРЕВА

на тему: разработка технологического процесса изготовления ламп накаливания общего назначения типа Б 127-40-1

Автор курсовой работы 16.05.2005 Д.Ю. Неверов

Специальность 060800

Обозначение курсовой работы КР-02069964-060800-26-05

Руководитель работы

канд. хим. наук, доц. В.К Свешников

Саранск 2005

МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Н.П. ОГАРЁВА

Факультет светотехнический

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

на тему: разработка технологического процесса изготовления ламп накаливания общего назначения типа Б 127-40-1

автор курсового проекта: Неверов Д.Ю.

специальность: 060800 ЭУП

обозначение курсового проекта: КП - 02069664-060800-26-05

руководитель проекта: Свешников В.К.

проект защищён____________________ Оценка_____________

1. Тема: разработка технологического процесса изготовления ламп накаливания общего назначения типа Б 127-40-1

2. Срок предоставления проекта к защите:________________________

Электрические параметры: Uл = 127 В, Pл = 40 Вт, Iл = 0,31 А

Световые параметры: Фл = 490 Лм, Нл = 12,25 Лм/Вт

Срок службы: ? = 1000 ч.

Габаритные размеры: l = 114 мм, d = 61 мм,

Тип тела накала: спираль, механизированный монтаж

Тип колбы: шаровая

Наполнение: вакуум

Цоколевание: механизированное, тип цоколя Е27, мастика идитоловая.

Параметры режима отжига: Tв = 520 оС Тн =110 оС (верхняя и нижняя температуры отжига)

Параметры режима заварки: То =25 оС Тcт = 900 оС Тст` = 1000 оС

Т = 1000 оС

Маркировка: автоматизированная, после заварки серебряной мастикой

Ножка: гребешковая, изготовленная на автомате

Ввод: платинитовый, трёхзвенный, изготовлен методом конденса-торной сварки.

Параметры стекла СЛ 96-1; а = 0,1 см ?Т = 110 оС ??= 2,5 г/см3

С = 0,15 кал/г-1/К-1 ? = 0,0019 кал/с-1/К-1/см-1

Параметры режима отжига: Тв=520 оС, Тн=110 оС (верхняя и нижняя

температура отжига).

Параметры режима заварки: То=25 оС, Т=1000 оС, ТпI=1000 оС, ТиII=900 оС, h=0.3 см.

4. Содержание курсового проекта:

4.1 Конструкция лампы

4.2 Расчётная часть

4.3 Технологическая часть

Руководитель проекта: Вдовин Н.С.

Задание принял к исполнению

2.1 Схема технологического процесса

2.2 Изготовление вводов

2.3 Электрическая (конденсаторная) сварка

2.4 Изготовление крючков

2.5 Изготовление тарелок

2.6 Изготовление дротов

2.7 Изготовление ножек

2.8 Изготовление тела накала

2.9 Спирализация

2.13 Изготовление крючков

3. Расчётная часть

3.2 Расчёт времени заварки лампы

Курсовой проект содержит: 68 страницы, 8 рисунков, 1 таблицу, 3 использованных источников

Перечень ключевых слов: лампа накаливания, световой поток, ввод, дрот, заварка, крючки, колба, спираль, ножка, маркировка, мастика, откачка, отпайка, тарелка, отжиг, платинит, тело накала, цоколь

Объект исследования: лампа накаливания общего назначения Б 127-40-1

Цель работы: разработка технологического процесса изготовления ламп накаливания общего назначения типа Б 127-40-1

Методы исследования: расчётный.

Полученные результаты: разработана технология изготовления ламп накаливания общего назначения типа Б 127-40-1.

Степень внедрения: эффективность повышения качества знаний учащихся по данной теме.

Область применения: в ходе практической деятельности при изучении предмета.

Введение

Лампа накаливания электрическая, источник света, в котором преобразование электрической энергии в световую происходит в результате накаливания электрическим током тугоплавкого проводника. При малом нагреве и, следовательно, низкой температуре проводник излучает только невидимые тепловые лучи. При достаточно большом нагреве, помимо невидимых лучей, проводник излучает видимые лучи. По мере повышения температуры содержание видимых лучей в общем излучении увеличивается, а цвет создаваемого света приближается к цвету дневного света.

Не всякое тело способно выдержать без изменений нагрев до высокой температуры. Большинство проводников при накаливании на воздухе быстро окисляется и сгорает. На протяжении многих лет исследователи и изобретатели стремились создать условия, при которых можно было бы накаливать проводник, не подвергая его разрушительному воздействию кислорода воздуха. Для этого требовалось применять в качестве тела накала не окисляющиеся материалы или накаливать проводник в среде, не содержащей кислорода. Первые изобретатели пошли по линии подбора трудно окисляющихся материалов. В качестве такого материала они применили платину, обладающую свойством, не окислятся даже при нагреве до температуры белого каления. Однако высокая стоимость платины и ряд других её недостатков заставили вскоре отказаться от такого способа получения света. Более приемлемым оказался способ изолирования тела накала от кислорода воздуха. В таких условиях её можно было накаливать, не подвергая окислению.

За небольшим исключением почти все твёрдые материалы, способные проводить ток, плавятся при высокотемпературном нагреве ранее, чем они начинают излучать достаточное количество световой энергии. После длительных изысканий материалов для тела накала сначала остановились на особом виде угля, а затем на тугоплавком металле - вольфраме. Уголь размягчается при 3500 ^оС, а вольфрам плавится при 3400 ^оС. из этих двух материалов предпочтение было отдано вольфраму, потому что вольфрамовая проволока, накаливаемая током в пустоте, требовала электрической энергии в 3 раза меньше, чем угольная, при излучении одинаковой световой энергии.

Опыты получения электрического света накаливанием проводников начали производить вскоре после открытия в 1800 г. теплового действия электрического тока. На протяжении более 70 лет многочисленные работы в этой области не давали удовлетворительных результатов. Только в 1873 г. русский изобретатель А.Н. Лодыгин построил лампу с телом накала из угольного стерженька. В 1879 г. американский изобретатель Эдисон осуществил удовлетворительную конструкцию лампы с телом накала из угольного волоска. Лампа Эдисона из объекта лабораторных исследований и экспериментов превратилась в предмет практического применения. После успешных работ Эдисона началось быстрое развитие и массовое распространение электрического освещения, чему содействовала разработка к тому времени дешевых и удобных способов производства и передачи электрической энергии.

Первые массовые типы ламп накаливания изготовлялись с угольной нитью, приготовленной обугливанием и особой химической обработкой бамбуковых волокон. Позднее усовершенствовали технологию приготовления угольных нитей, и угольные лампы приняли внешний вид сохранившийся до тех пор, пока они не были вытеснены лампами с вольфрамовой нитью.

Значительным шагом вперёд явилась разработка в 1906-1909 гг. технологии получения прочной тонкой тянутой вольфрамовой проволоки. После освоения массового изготовления такой проволоки вольфрамовые лампы благодаря их высокой экономичности стали быстро вытеснять из производства и потребления угольные лампы.

Лампа с вольфрамовой нитью представляет собой газонепроницаемый тонкостенный стеклянный баллон (колбу), из которого тщательно выкачан воздух, вследствие чего нить, лишенная кислорода, при включении не сгорает. Лампа для удобства присоединения к электрической сети снабжена цоколем.

Лампа накаливания - самый распространённый в быту, на данный момент времени, источник света. Она отличается очень низкой ценой, приемлемым качеством цветопередачи и простотой установки.

Сравнительно недавно широкое распространение, особенно на предприятиях, организациях и учреждениях получили современные компактные люминесцентные лампы, которые обладают лучшими светотехническими характеристиками, долгим сроком службы и потребляют намного меньше электрической энергии, чем лампы накаливания. Однако эти лампы обладают одним недостатком - большой ценой, но в последнее время в связи с удорожанием электрической энергии, особенно в удалённых районах РФ, вывели их в лидеры по всем выше перечисленным параметрам. Они не получили пока ещё такого широкого распространения в силу некоторой инерционности сознания, а также незнанием инноваций на современном рынке светотехнического оборудования.

В этом курсовом проекте дано описание устройства и технологического процесса изготовления лампы накаливания общего назначения, Б 127-40-1. Данная лампа ещё сравнительно недавно широко использовалась в быту для местного освещения.

В первой части курсового проекта дано краткое описание устройства лампы накаливания. Вторая часть посвящена технологическому процессу изготовления, сборке и испытанию лампы. В третьей части приведены расчёты основных операций производства лампы: расчёт времени отжига колбы и расчёт времени заварки лампы.

1. Конструкторская часть

В зависимости от назначений и требований, предъявляемых к отдельным типам ламп накаливания их конструкция может меняться. Однако основные узлы всех типов ЛН остаются общими.

Рассмотрим основные элементы лампы накаливания:

Колба - является одним из важных элементов лампы, так как защищает тело накала от вредного воздействия воздуха и окружающей среды. Так же от свойств, стекла колбы зависят оптические характеристики лампы.

Тело накала - является источником светового излучения. Чаще всего телом накала является вольфрамовая проволока. Вольфрам обладает большим сопротивлением и большой температурой плавления. Из-за этого его можно нагревать до высоких температур (порядка 2800 - 3000 К), что обеспечивает более высокую световую отдачу по сравнению с другими металлами.

Ввод - предназначен для подвода тока от внешнего источника питания к телу накала. Ввод должен быть вакуум-плотным во всём диапазоне температур при работе источника света, иметь достаточную механическую прочность.

Цоколь - предназначен для фиксации внешних выводов лампы, создания необходимого контакта с патроном светильника и фиксации самой лампы в светильнике. Для ламп накаливания общего назначения Б 127-40-1 используют резьбовые цоколи типа Е27 -1.

Срок службы лампы, а также световые характеристики зависят от условий эксплуатации. При изменении напряжения в сети происходит уменьшение срока службы лампы и изменение светового потока. Также большое влияние на срок службы оказывают различные механические воздействия, температура окружающей среды и влажность воздуха. Для достижения наиболее долгого срока службы необходимо следить за временем работы лампы, так как при продолжительной работе нить накала под действием высокой температуры нагрева постепенно испаряется, уменьшаясь в диаметре, вследствие чего лампа может перегореть. Чем выше температура нагрева нити, тем больше света излучает лампа и, тем самым, быстрее протекает процесс испарения вольфрама и сокращается срок службы.

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Вводы должны удовлетворять следующим требованиям: быть достаточно простыми в конструктивном отношении, технологичными, иметь достаточную механическую прочность, обеспечивать пропускание электрического тока требуемой силы и вакуумную плотность соединения со стеклом во всём диапазоне температур при изготовлении и работе лампы.

Конструкция и материалы ввода определяются маркой стекла, а также типом источника света - его мощностью, областью применения, конструкцией и т.п. Вводы могут быть однозвенными, состоящими из одного металла или сплава, взятого в виде отрезка прутка, проволоки или ленты, или многозвенными, состоящими из двух или более звеньев - отрезков разнородных металлов или сплавов.

Однозвенные вводы применяются для миниатюрных, сверхминиатюрных, самолётных, сигнальных и некоторых других специальных ламп. Многозвенные, в основном, трёхзвенные, вводы широко применяются для массовых ламп, а также многих типов ламп специального назначения.

Платинитовые вводы изготавливаются из отдельных отрезков проволок с помощью газовой или электрической сварки.

2.3 Электрическая (конденсаторная) сварка

Электрическая (конденсаторная) сварка - это вид сварки, являющийся наиболее массовым и распространённым при изготовлении вводов.

Автомат электросварки типа ЛА-8 представляет собой четырёхпозиционную машину последовательного действия, в которой позиционный барабан переносит одно из звеньев ввода из позиции в позицию, и к нему поочерёдно привариваются другие звенья.

Процесс сварки осуществляется путём оплавления соударяющихся концов двух проволок энергией разряда батареи конденсаторов. При ударной сварке свариваемые детали сначала включаются под электрическое напряжение сварочной установки, а затем производится соударение обеих деталей. Процесс ударной сварки делится на три последовательно протекающие стадии.

В первой стадии при соударении свариваемых деталей возникает ток короткого замыкания, который производит интенсивный мгновенный разогрев свариваемых поверхностей с резким возрастанием давления и взрывообразным выплеском мелких металлических капель.

Во второй стадии происходит оплавление свариваемых поверхностей обеих деталей дуговым разрядом. Дуговой разряд продолжается до вторичного соприкосновения свариваемых деталей, наступающего после того, как сила подачи подвижной детали преодолеет силу отдачи.

Таким образом, с наступлением вторичного соприкосновения свариваемых деталей дуговой разряд переходит снова в короткое замыкание.

В третьей стадии происходит механическая осадка разогретых и оплавленных торцов обеих деталей с выплеском расплавленных частиц из сварного стыка.

Технологический процесс электросварки вводов показан на рис. 2.3.3

Изготовление трёхзвенных вводов начинается с рихтовки медной проволоки (операция 1), подачи на необходимую длину с одновременным центрированием (операция 2), зажима в губках корпуса позиционного барабана (операция 3 на позиции I), отрезки медного звена (операция 4).

Барабан, поворачиваясь на 90 0, переносит медное звено в позицию II сварки с платинитом (зона нижней сварки). К этой позиции подаётся отрихтованный (операция 1) и просушенный в электроспирали подогрева (операция 2) платинит, установленный на линии сварки с помощью направляющей вилки (операция 4) и центрального зажима (операция 5); одновременно просекатель, электрически соединённый с конденсаторами, прижимается к платиниту (операция 6), просекая слой буры. На позиции II резким перемещением производится сближение концов меди и платинита. Между ними возникает электрический разряд, сваривающий эти два звена (операция 7). После отрезки платинита на заданную длину (операция 8) и отвода платинита назад (для увеличения зазора в месте резки) следует второй поворот барабана на 90 о. В позиции III специальной оправкой звено платинита подгибается к оси вращения позиционного барабана для облегчения его центровки в позиции IV. После третьего поворота барабана платинит, сваренный с медью, устанавливается в позиции IV сварки с никелем (зона верхней сварки)

Отрихтованная никелевая проволока (операция 1) подаётся (операция 2) к этой позиции и после центровки (операция 3) зажимается в рычаге-державке никеля и отрезается на заданную длину (операция 4) с последующим отводом отрезанного звена от ножа на 0,8 - 1,0 мм. Резким движением рычага-державки в сторону позиционного барабана (операция 6) сближаются концы платинита и никеля, между ними возникает электрический разряд, производящий сварку. Перед четвёртым поворотом губки корпуса открываются (операция 7) и готовой ввод захватывается съёмником (операция 8), сбрасывающим его в лодочку, установленную перед барабаном.

Таким образом, за полный оборот барабана получаются четыре готовых ввода.

Автомат имеет производительность 105-130 шт/мин и рассчитан на изготовление электродов диаметром никелевого звена до 1,2 мм, медного - до 0,6 м , платинитового - до 0,5 мм и длиной одного из звеньев не более 75 мм.

Молибден принадлежит к числу редких тугоплавких металлов. Отечественная промышленность выпускает молибденовую проволоку 1 и 2 классов. Проволоку класса 2 с допуском на вес отрезка 3% применяют для изготовления держателей тела накала, впаев в тугоплавкое стекло и нагревательных элементов высокотемпературных электрических печей.

На предприятиях металлургической промышленности обогащённую руду обжигают в пламенных печах с одновременной подачей воздуха. Полученный продукт - молибденовый ангидрид, очищают от примесей.

Сначала заготовительный элемент просеивают, сушат в сушильном шкафу и снова просеивают. Полученный однородный по зернистости сухой порошок прокаливают при 500 оС в электрической печи.

Очищенный просеянный зеленоватый порошок молибденового ангидрида восстанавливают водородом в трубчатых печах с передвигающимися лодками.

Прессованные штабики подвергают операциям предварительного спекания при 1100-1200 оС и окончательного спекания в одну стадию при токе, равном 90 % тока переплавки. Спекание в вакууме позволяет получить более пластичный и однородный по структуре и механическим свойствам металл.

Ковку молибдена ведут на ротационных ковочных машинах до d = 2,5 мм. Волочение проволоки с применением смазки ведут на блочном стане до d = 1,35 мм и на машинах многократного волочения до выходного диаметра.

Электролитическая очистка применяется для удаления плотной чёрной оболочки состоящей из графитовой смазки, окислов молибдена и мелкораздробленного металлического молибдена, содранного с поверхности проволоки волоками. Оболочку удаляют одним из двух способов: электролитическим травлением в растворах щёлочи и термической обработкой в увлажнённом водороде. При первом способе механические свойства проволоки не изменяются, а при втором - изменяются. Первым способом очищают проволоку для керна, а вторым - для держателей электродов.

Установку электролитной очистки можно питать постоянным или переменным током. При питании постоянным током, очищаемая проволока может быть присоединена к положительному и отрицательному полюсу. На установках электролитической очистки переменным током, проволоку перематывают через четыре секции ванны с проточным электролитом, циркулирующим при помощи центробежного насоса.

Электролитической обработкой проволоки не только удаляют, окисло графитную плёнку, но и частично стравливают верхний слой металла.

Препарирование производят отжигом молибденовой проволоки (для держателей) в водороде или препарировочном газе с целью придания ей требуемых механических свойств и очистки от графита, окислов и поверхностных загрязнений.

Установка отжига представляет собой колпак, внутри которого укреплён спиральный цилиндрический муфель из молибденовой ленты. Муфель заключён в металлический цилиндр с теплоизоляцией, который окружён змеевиком с проточной водой. Тепло муфеля накапливают электрическим током, подводимым к нему через массивные контакты. В зону накала муфеля впускают проточный водород или препарировочный газ. Отжигаемую проволоку перематывают через муфель и нагревают. Проволока выходит из печи чистой, блестящей, гибкой и прямолинейной.

Алюминирование заключается в покрытии отпрепарированной проволоки (для держателей) тонкой плёнкой алюминия. Плёнку наносят способом горячей металлизации, заключающимся в протягивании подогретой током проволоки через расплавленный металл.

2.5 Изготовление тарелок

Тарелка - короткая стеклянная трубка с конусообразным расширением. Диаметр основания конической части устанавливают в зависимости от диаметра горловины колбы. А диаметр и длину цилиндрической части в зависимости от габаритных размеров лампы. На станине автомата развёртки тарелок поворачивается горизонтальная автоматическая карусель, оснащённая 12 зажимными патронами. На 1-ых позициях огни горелок нагревают участок трубки, подлежащей обрезке. На следующих позициях установочная система 2-х встречно вращающихся дисковых ножей, из которых один внутренний малый вводится в трубку и прижимает её стенку к большому внешнему ножу. Свободный кольцевой участок трубки постепенно доводится огнями горелок до размягчения. В размягчённый конец трубки вводится вращающаяся чугунная шпилька - райбер и отбортовывает его на конус. При этом трубка и шпилька подогреваются огнями. Далее тарелка остывает, кулачки сжимающие трубку в патроне расходятся, и освобождаемая трубка с развёрнутой тарелкой опускается под действием собственного веса на упорную площадку. Из печи отжига и оплавления, тарелки попадают сначала на верхнюю, а потом на нижнюю ленту 2-х ярусного транспортёра, на которых они постепенно остывают, не прикасаясь друг к другу.

2.6 Изготовление дротов

Дроты (стеклянные трубки) изготовляются механизированным горизонтальным вытягиванием, так как размягчённое стекло способно сохранять при растягивании подобие своего сечения. Линия горизонтального вытягивания трубок состоит из формовочной машины, роликового конвейера, тянульно-резальной машины. К выработочной части печи пристроена обогреваемая очищенным газом рабочая камера с шамотным жёлобом. Сваренная стекломасса стекает, из печи по жёлобу на помещённой в рабочей камере медленно вращающимся в наклонном положении шамотном мундштуке формовочной машины. Стеклянная струя наматывается на верхнюю часть мундштука в виде ленты, которая под действием собственного веса непрерывно сползает к низу, сливаясь в сплошную массу и образуя на выходном конце мундштука утолщение, называемое луковицей. В пределах луковицы стекломасса переходит от жидкого состояния к пластичному и почти затвердевшему. Луковица служит началом тянущегося дрота. Мундштук насажен на трубу из жаропрочной стали, через который передаётся вращение от электродвигателя постоянного тока и производится установочная регулировка, т.е. подъём, опускание и поворот. В эту же трубу подводят очищенный от твёрдых частиц сжатый воздух для раздувания луковицы и образования внутренней полости дрота. Сжатый воздух препятствует сплющиванию стенок дрота под действием собственного веса. При выработке штабиков отверстие в трубе мундштука закрывают наглухо.

В начале работы или после обрыва дрота, стекло захватывают при помощи стального крючка, подтягивают вручную в горизонтальном направлении к тянульно-резальной машине и вводят в тянульные цепи этой машины. Дальнейшее вытягивание совершаются механически с постоянной скоростью. Тянульно-резальную машину устанавливают на расстоянии 30-50 метров от формовочной машины с таким расчётом, чтобы стекло успело застыть. Тянущийся дрот поддерживается конвейером рольгангом, свободно вращающимися гладкими асбоцементными роликами, направляющими пластичное стекло по оси вытягивания. Конвейер состоит из отдельных разъемных звеньев, изменением числа которых, его можно удлинять или укорачивать. Он должен быть тем длиннее, чем больше диаметр вытягиваемого дрота. Направляющие ролики вначале конвейера могут быть опущены или подняты для регулирования угла наклона конвейера и предохранения пластичного стекла от деформаций на начальной стадии вытягивания. Для уменьшения в стекле внутренних напряжений конвейер оснащают камерами подогрева и закрывают на 2/3 длины кожухом. Регулировку диаметра и толщину стенок, производят изменением скорости оттягивания стекла тянульной машины, изменением давления воздуха в мундштуке, регулировкой количества стекломассы, стекающей в мундштук в единицу времени. На размеры трубок влияют также угол наклона, скорость вращения мундштука и температура стекломассы в луковице. Тянульно-резальная машина имеет механизм тяги дрота, приводимый в действие электродвигателем. Механизм состоит из двух движущихся с одинаковой скоростью и расположенных одна над другой роликовых цепей, снабжённых металлическими пластинами с асбестовыми или фибровыми накладками. Накладки зажимают охлаждённый дрот и затягивают его в машину. Механизм тяги подводит дрот к механизму резки, который разрезает его пламенем газовой горелки или надрезает увлажнённым абразивным ножом и отламывают крыльчаткой на куски постоянной длины. На электроламповых заводах стеклянные трубки распаковывают и калибруют по толщине стенок и диаметра. Раскалиброванное стекло для штабиков и штенгелей разрезают на отрезки длиной задаваемой конструкции ламп. Стеклорезный станок представляет собой надетый на горизонтальный вал дисковый закалённый и заточенный нож. Вал с ножом вращается в двух подшипниках со скоростью 4000-6000 об/мин. Дроты по 6-12 шт. кладут на нож и легко прокатывают их по режущей кромке против вращения ножа. Лезвие врезается в стекло и наносит на нём тонкие глубокие царапины, по линии царапин стекло даёт трещину. Стеклорезные станки снабжают переставляемым упором, в котором стекло прижимают торцами и которые позволяют разрезать его, с соблюдением точно заданной длины. Механизированное стеклорезальные станки имеют вращающийся загрузочный барабан, автоматически подводящий дроты к лезвию ножа. Такие станки оснащают щелевой газовой горелкой, пламя которой направляют по одной прямой с лезвием ножа. Вращающийся дрот нагревается острым огнём и при лёгком прикосновении к ножу нагревается и отламывается. Штенгели и штабики после резки калибруют по диаметру. На калибровачном автомате они автоматически перемещаются из загрузочного бункера в конусные калибровачные щели вторых пар вращающихся дисков и входят в щели тем глубже, чем меньше их диаметр. Затем упоры, прикреплённые к сторонам дисков, выталкивают их из щелей. Стекло каждого номинального диаметра выталкивается своим упором и скатывается по своему лотку в соответствующий приёмный ящик.

Ножки могут иметь один ввод (софитные лампы), два - большинство источников света, три и более - двухсветные лампы и специальные источники света. Кроме электродов, могут впаиваться поддержки. При этом необходимо соблюдать условие, чтобы расстояния от впая до края лопатки и до откачного отверстия были не менее 0,5 мм. Диаметр откачного отверстия должен быть приблизительно равным диаметру штенгеля.

Изготовление ножек производится на высокопроизводительной многопозиционной машине карусельного типа (рис. 2.7.4).

По окружности карусели на одинаковом расстоянии друг от друга размещены 28 невращающихся клещей, предназначенных для транспортировки полуфабрикатов ножки от одного исполнительного механизма к другому.

Автомат снабжён механизмами автоматической загрузки в клещи штабиков, тарелок, штенгелей и электродов, а также механизмом перегрузки готовых ножек в печь отжига. Все загрузочные механизмы автомата сблокированы между собой при помощи механических и электрических устройств для того, чтобы при пропуске в подаче отдельных деталей приостановить подачу последующих деталей. Распределительный вал 6 получает вращение от приводного шкива 8 посредством червячной передачи 9.

Рисунок 2.7.4 - Автомат сборки ножек

1- механизм загрузки тарелок; 2 - механизм загрузки штенгелей; 3 - механизм съёма ножек; 4 - уравнитель тарелок; 5 - клещи; 6 - распределительный вал; 7 - рычаг открывания клещей; 8 - приводной шкив; 9 - червячная передача; 10 - кулак поворота карусели;

11 - улитка; 12 - ролик для поворота карусели; 13 - рычаг отклонения горелок во время поворота карусели; 14 - рычаг привода расколоток; 15 - ролик привода цепи печи отжига; 16 - рычаг к золотнику, регулирующему продувание отверстия в ножке; 17 - верхний диск карусели; 18 - нижний диск карусели; 19 - маховик подъёма и опускания верхнего диска карусели.

На распределительный вал 6 насажены кулачки, преобразующие вращательное движение в возвратно-поступательное. Таким образом, распределительный вал управляет в заданной последовательности всеми рабочими механизмами автомата и производимыми на автомате операциями. На ножечном автомате расколотки для штамповки ножек установлены неподвижно на станине и поочерёдно штампуют все ножки в два приёма. Откачное отверстие продувается тоже в два приёма.

Горелки во время перемещения карусели отводятся рычагами назад и в момент остановки карусели возвращаются в исходное рабочее положение.

На позиции 2 в губки-тарелкодержатели загружается автоматически тарелка из бункера. В бункер тарелки засыпаются в неориентированном положении, полностью заполненный тарелками бункер обеспечивает работу автомата в течение 25-30 мин.

На позициях 4 и 5 из электродного магазина через направляющие воронки соскальзывают внутрь тарелки одновременно два электрода. На участке от позиции 4 до позиции 7 укреплена кулиса, не позволяющая электродам занимать произвольное положение до тех пор, пока не закроются губки, фиксирующие положение внешних звеньев электродов.

В каждый бункер одновременно загружаются электроды в количестве, необходимом для обеспечения работы автомата в течение 45 мин.

На позиции 6 тарелка поднимается до требуемой высоты - на 4-5 мм выше верхней плоскости нижних распределителей электродов.

На позиции 7 в губки зажима штенгеля автоматически загружаются штенгели в количестве, обеспечивающем работу автомата в течение 1 часа. На этой же позиции начинается нагрев тарелки слабым пламенем горелки.

На позиции 8 специальным механизмом осаживаются тарелка и штенгель для придания им требуемого положения относительно друг друга. Тарелка в губках-держателях осаживается настолько, чтобы между её торцом и верхней плоскостью нижних распределителей электродов образовался зазор 0,8-1 мм, он обеспечивает хороший разогрев нижнего торца тарелки и в момент штампования лопатки предотвращает прилипание разогретой стеклянной массы к нижним распределителям электродов. Расстояние между нижним концом штенгеля и верхним концом штабика должно быть около 3 мм.

При соблюдении такого расположения стеклянных полуфабрикатов в держателях клещей сварка их пламенем газовых горелок, образование лопатки и впаивание электродов в лопатки будут происходить нормально.

На этой же позиции ножки более энергично подогреваются пламенем горелок.

С позиции 9 до 18 тарелка, штабик и штенгель нагреваются огнями откидных парных угловых горелок с соплами, направленными друг против друга.

На позиции 9 пламя горелок обогревает нижнюю часть тарелки, на позиции 10 зона обогрева стекла поднимается несколько вверх, на 11 - пламя обогревает часть тарелки, необходимую для нормального образования лопатки. На позициях 12-14 устанавливаются «средние» огни с постепенно возрастающей интенсивностью пламени. Огни направляются на среднюю часть тарелки. На позиции 14 стекло тарелки приобретает такую степень пластичности, что кромки торца тарелки начинают несколько деформироваться под действием пламени горелок и прогибаются по направлению к телу штабика. На позиции 15 под действием огней горелок стекло тарелки становится ещё более пластичным, разогретые стенки тарелок прогибаются в сторону штабика и штенгеля настолько, что уже начинается спай стекла в одну массу. Необходимо следить за расположением и интенсивностью пламени горелок. Нельзя допускать зализывания огнями платинита во избежание интенсивного выделения газов, которые могут образовать цепочку пузырьков, ухудшающих газонепроницаемость спая. С позиции 16 до позиции 18 настраиваются «жёсткие» огни. На этих позициях сборка тарелки, штабика и штенгеля происходит ещё более интенсивно, платинит электродов закрывается стеклянной массой, и происходит окончательный спай стеклянной массы полуфабрикатов. На позиции 16 специальной горелкой производится оплавление стекла торца штенгеля. На позиции 19 автоматически штампуется лопатка (первая штамповка) двумя сходящимися расколотками. Огни настраивают «средние» во избежание прилипания стекла к накладкам губок расколоток в момент штамповки лопатки. Толщина лопатки должна быть равна диаметру штабика, эта толщина регулируется с помощью ввёрнутых в губки винтов, которые упираются в друг друга и тем самым создают необходимый зазор между расколотками. На позиции 20 настраиваются «жёсткие» огни поскольку в момент штамповки лопатки стеклянная масса заметно охлаждается от соприкосновения со стальными накладками губок расколоток. Пламя направляется в верхнюю зону лопатки с целью подготовки для продува откачного отверстия и раздува части тарелки в месте перехода в лопатку.

На позиции 21 огни «жёсткие», производятся продувание откачного отверстия и раздув лопатки в месте перехода.

На позиции 22 производится вторичная штамповка лопатки, при этом её толщина должна быть немного меньше диаметра штабика (0,85-0,9 диаметра). На этой же позиции продолжается раздувание лопатки до придания шейке ножки почти сферической формы, а также контрольное продувание откачного отверстия. Настраивают «жёсткие» огни.

На позиции 23 настраивают «мягкие» огни, происходит оплавление неровных краёв откачного отверстия. С этой позиции начинается плавное охлаждение лопатки ножки.

На позициях 24-27 огни отсутствуют - ножки остывают.

На позиции 28 готовая ножка съёмником передаётся в печь отжига для снятия внутренних напряжений.

2.8 Изготовление тела накала

Для изготовления тела накала применяются вольфрамовые проволоки марок ВА, ВМ, ВТ диаметром от 0,01 до 1,25 мм. В качестве керна используется молибденовая проволока марки МЧ или стальная марки 10. Спирали по форме можно разделить на следующие основные группы (рис. 2.8.1.5):

1) прямолинейные - моноспирали, биспирали и триспирали

2) секционные - односекционные, двухсекционные, многосекционные

3) плоские

Рисунок 2.8.1.5 Типы спиралей

а - спирали (1 - прямолинейная, 2 - дуговая, 3 - в виде зигзага); б - секционные (двухсекционные) (1 - под углом, 2 - дужкой); в - многосекционные, формованные в одной плоскости, - «моноплан»; г - многосекционные, формованные в двух плоскостях, «биплан»; д - плоские, изготовляемые на керне в виде пластины.

2.9 Спирализация

Навивка спиралей осуществляется на специальных спирализационных машинах. Рассмотрим навивку спиралей на машинах с непрерывным керном (рис.2.9.6). Вокруг керна из стальной или молибденовой проволоки 2 перематываемой с одной катушки 1 на другую 5, вращается шпуля 3 с вольфрамовой нитью. При равномерном поступательном движении керна и равномерном вращении вокруг него шпули вольфрамовая нить навивается в спираль 4 с определённым шагом, который зависит от отношения скорости перемещения керна и частоты вращения шпули.

Рисунок 2.9.6 - Схема навивки непрерывной спирали

2.9.1 Обезжиривание и термическая обработка

Перед термической обработкой, спирали обезжиривают в ваннах с трихлорэтиленом, погружая в них на 15-30 мин намотанные на бобины спирали, или на специальной установке, перематывая проволоку через две последовательные ванны с трихлорэтиленом.

Обезжиренные спирали тщательно просушивают, промывают в кипящей 20 %-ной щелочи в течение 30 мин, затем в воде и просушивают в центрифуге.

Более производительным методом является ультразвуковая очистка спиралей.

Для устранения в проволоки наклепа, снятия внутренних напряжений и закрепления формы спирали отжигаются вместе с керном. Спирали на стальном керне подвергаются окислительному или восстановительному отжигу, на молибденовом - только восстановительному.

Окислительный отжиг, кроме улучшения механических свойств спиралей, преследует цель частичного сжигания на спиралях графитовой плёнки и разрыхления её поверхности для облегчения дальнейшей очистки.

Окислительный отжиг, осуществляется перемоткой спиралей на керне в воздушной среде через накалённый керамический муфель электрической печи. Температура отжига 600-900 0С, скорость перемотки 3-4 м/мин.

Восстановительный отжиг осуществляется перемоткой спиралей на керне в атмосфере водорода или препарир-газа через накалённый муфель трубчатой электрической печи. Температура отжига и скорость перемотки зависят от конструкции спирали и материала керна

Отожжённую спирализованную проволоку на керне разрезают на отдельные отрезки требуемой длины на специальных машинах резки спиралей нескольких типов. Принципиально они работают следующим образом: спираль подаётся точно на требуемую длину к ножам механизма резки и отрезается. В некоторых случаях для получения особо точной длины спирали подача производится на расстояние, несколько превышающее длину спирали, и отрезается двумя ножами, расстояние между которыми и определяет длину отрезанной спирали.

Сплошные непрерывные спирали длиной от 10 до 12 мм режут на автомате. Резка спиралей с тире производится на станках с ручной или механической подачей.

На автомате с фотоэлементом можно разрезать спирали диаметром 0,2-0,7 мм при диаметре нити 0,06-0,15 мм. Производительность автомата в зависимости от длины спиралей составляет 1300-1700 спиралей в час.

2.9.3 Травление

Травление производят для удаления керна, окислов вольфрама и графитовой смазки. Технология удаления керна определяется материалом и конструкцией спирали. Травление не должно вызывать заметного уменьшения диаметра проволоки, допускаются потери массы не более 3-5%. Наиболее массовый способ - травление спиралей в мешках из плетёной вольфрамовой сетки.