Анализ особенностей технологического процесса завода "ЯМЗ"

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Цель практики:

- освоение технологических процессов, конструктивных элементов основного и вспомогательного оборудования, методов лабораторных испытаний.

- ознакомление с документами системы управления качеством продукции, ее реализацией и сертификацией.

Рисунок 1

Цеха «Русской горно-насосной компании» оборудованы всем необходимым для производства горношахтного оборудования.

Заводу «ЯМЗ» более 100 лет. Все это время это было едва ли не основное предприятие нашей страны, выпускающее горношахтное оборудование. Предприятие несколько раз банкротили, но... завод выжил! в прежние времена было принято строить заводы-гиганты. Все здания - советской постройки, ничего нового. Теперь завод называется «Русская горно-насосная компания». От старого производства остались только традиции быть одними из основных производителей горношахтного оборудования, и поэтому завод всегда будет нужным! Завод поставляет продукцию в Россию, на Украину и в Казахстан - туда, где активно добывается уголь. Рабочие цеха находятся в центре территории.

Численность персонала «Русской горно-насосной компании» - 350 человек (когда-то было 8,5 тысячи!), а от прежних территорий «работает» чуть более 9 гектаров, - 42 тысячи квадратных метров производственных площадей! И это с учетом того, что завод стал намного меньше: иначе было не выжить, - так считает генеральный директор завода Олег Чернов: Поэтому помимо развития производства завод ставит цель вернуть доверие людей и создать рабочие места. Как у всякого перспективного производства, у «Русской горно-насосной компании» есть четкий план развития на ближайшее десятилетие! Персонал обеспечен заказами на ближайшие полгода. Средняя зарплата по заводу - 17000 рублей, не задерживают и хорошие премиальные можно заработать.

Электроэнергия (основа любого производства) заводу поставляется напрямую от Тульской энергосбытовой компании, без посредников, что в разы дешевле. И расположены цеха очень выгодно: есть железная дорога и станция Ясногорск недалеко.

Ясногорскому машиностроительному - около 120 лет! Дворянин Аркадий Головин в 1874 году открыл в Калуге мастерскую по производству двухлемешных безрычажных плугов. Брат Аркадия, Ипполит, осенью 1895 года перевел завод ближе к железнодорожной станции Лаптево (ныне Ясногорск). В это время на заводе работали 25 человек, в год выпускалось 600 плугов. Этот завод был единственным в России!

Генеральный директор РГНК Олег Чернов: “Вот уже полгода, как мы вышли на положительный уровень рентабельности - завод получает прибыль. Мы набираем рабочих: вновь открыли собственные литейный и кузнечный цеха, планируем работать в две смены (это более выгодно), поэтому нужны люди. А еще мы успешно ведем переговоры с крупнейшей немецкой компанией по поводу расширения ассортимента нашей продукции.

«Русская горно-насосная компания» - весьма перспективный завод.

- Завод имеет огромную базу заказчиков в России и за рубежом.

- Продукция завода пользуется устойчивым спросом. Акционеры завода активно «вкладываются» в производство.

- Завод имеет все необходимые цеха и не зависит от заказчиков.

- Компания имеет свое автотранспортное предприятие и может возить рабочих из других городов.

- Продукция завода прошла сертификацию в России и Польше.

1. Технические характеристики ПАП-3М

1) Число оборотов роторного нагревателя об/мин.

Табл. 1

При N=40 кВт	730
При N=55 кВт	1470

2) Мощность главного двигателя 60 кВт.

3) Мощность агрегата 80 кВт.

4) Рабочая температура 550°С.

5) Время первоначального разогрева без садки 4.5-5 часов

6) Допускаемый перепад температур -- 5°С

7) Габариты рабочего пространство в мм.

Табл. 2

Длина	3000
Ширина	1100
Высота	1400

8) Вес садки вместе с балкой 500 к.

9) Габариты агрегата.

Табл. 3

Длина	7260
Ширина	2130
Высота	6470

10) Вес агрегата 23000 кг.

11) Управление агрегатом.

· Ручное с пульта управления.

· Автоматическое по заданному циклу.

12) Завод изготовитель ЭМЗ г. Ржев.

13) Дата выпуска 31.03.1980.

Назначение агрегата.

Рециркуляционный термический агрегат ПАП-3М предназначен для закалки и искусственного старения алюминиевых сплавов и отпуска титана, а так же для других технологических процессов, требующих качественного нагрева в интервале рабочих температур от 55°С до 500°С --5°С. Максимальная рабочая температура = 550°С.

Состав изделия.

Агрегат состоит из:

§ Загрузочного устройства (70502.001.01);

§ Термокамеры (70502.001.00.02);

§ Портала (70502.001.00.01);

§ Механизма поджима пода (70502.00.02);

§ Привода регулятора мощности (70502.001.00.03);

§ Механизма загрузки (70502.001.00.04);

§ Пода (70502.001.00.05);

§ Привода роторного нагревателя (70502.001.00.06);

§ Смесителя (70502.001.00.09)

§ Рамы (70502.001.00.10);

§ Системы водоохлаждения (70502.001.00.11);

§ Шкафа с электроаппаратурой (70502.001.00.03);

§ Пульта управления (70502.001.04).

рециркуляционный дробеструйный закалочный индукционный

Рисунок 2

Принцип работы.

Получение теплового режима в агрегате производится за счет молекулярного трения в потоке воздуха, двигающегося по замкнутому объемы, а также за счет трения между потоком воздуха и стенками замкнутого объема.

Описание конструкций.

Загрузочное устройство (группа 70502.001.01) состоит из следующих узлов:

1) Тележка (группа 7050.001.01.01).

2) Колонна (группа 70502.001.01.02).

3) Привод (группа 70502.001.01.03).

· Тележка представляет собой швеллерную раму, которая перемещается на катках от привода 01.03, установленного на тележке. На тележку крепятся колонны 01.02 и привод домкратов.

· Колонна представляет собой сварную конструкцию, внутри которой заделан винт домкрата. Домкрат перемещает телескопическую грузовую площадку, на которую ставится балка, узел (70502.001.00.00.00).

· Привод представляет собой плиту, на которой закрепляется электродвигатель, тормоз, редуктор и приводная звездочка.

Термокамера (группа 70502.001.02) состоит из:

ь Регулятора мощности (70205.001.02.01);

ь Корпуса камеры (70502.001.02.00.100);

ь Коробки (70502.001.02.00.150);

ь Нижнего основания (70502.001.02.00.200);

ь Каркаса (70502.001.02.00.250);

ь Верхнего основания (70502.001.02.00.300);

ь Фермы (70502.001.02.00.350);

ь Уплотнения вала ротора (70502.001.02.00.400);

ь Уплотнения штанги (70502.001.02.00.450);

ь Уплотнения рейки (70502.001.02.00.500);

ь Термопары L=450 (70502.001.02.00.550).

а) Регулятор мощности состоит из корпуса регулятора, в котором имеются щелевые отверстия. При работе этой отверстия перекрываются лопатками с целью изменения живого сечения для всасывания воздуха и изменения мощности главного электродвигателя.

б) Корпус камеры представляет собой герметичную емкость, сваренную из листовой нержавеющей стали. Корпус камеры является рабочим пространством термокамеры. Корпус камеры посредством фермы крепится к каркасу, который связывает верхнее и нижнее основания. Пространство между корпусом камеры и каркасом заполняется шлаковой ватой с плотностью набивки 250 кг/м3. Затем, каркас обшивается плоскими листами и обшивочными панелями.

Портал (группа 70502.001.00.01) предназначен для крепления на нем термокамеры и рельсов откатки пода. В портал также входит рельсовый путь для перемещения загрузочного устройство.

Механизм поджима пода (группа 70502.001.02) предназначен для создания уплотнения загрузочного создания термокамеры и состоит из редуктора, электродвигателя, которые монтируются на балке. Механизм поджима пода крепится к порталу.

Привод регулятора мощности (группа 70502.001.00.03) предназначен для автоматического изменения живого сечения регулятора мощности, Он состоит из редуктора, электродвигателя и рейки. Электродвигатель работает в автоматическом режиме от изменений токовых нагрузок главного двигателя. Группа монтируется на термокамеру.

Механизм загрузки (группа 70502.001.05.04) предназначен для загрузки изделий в термокамеру и выгрузки их в закалочную ванну. Он состоит из редуктора, тормоза, электродвигателя и барабанов с тросами. Механизм монтируется на термокамеру.

Под (группа 70502.001.00.05) предназначен для перекрывания загрузочного отверстия в термокамере. Он состоит из тележки, футерованной ультралегковесном и привода перемещения пода.

Привод роторного нагревателя (группа 70502.001.00.06) представляет собой вал, заделанный в чугунный корпус посредством подшипников. На одном конце вала крепится роторный нагреватель, другой-связан эластичной муфтой с главным электродвигателем. Вал охлаждается водой посредством специальной термомуфты.

Смеситель (группа 70502.001.00.07) предназначен для перемешивания воды в закалочной ванне воздухом. Монтаж узла производится на заводе-заказчике с учетом прокладки воздухопровода до золотника в наиболее удобном для заказчика месте.

Электроразводка (группа 70502.001.00.09) служит для прокладки проводов к всему электрооборудованию агрегата, и выполняется на заводе-заказчике.

Табло (группа 70502.001.00.09) служит для сигнализации и предупреждения опасности обслуживающему персонажу при автоматическом цикле работы агрегата.

Рама (группа 70502.001.00.10) служит для крепления провода роторного нагревателя. Если при работе агрегата в раме будут иметь место вибрации, оказывающие вредные воздействия на термокамеру и роторный нагреватель, то разрешается бетонировать раму до уровня расположения второй площадки с креплением её фундаментными болтами.

Система водоохлаждения (группа 70502.001.00.11) предназначен для подачи воды в закалочную ванну, термомуфту и корпус привода роторного нагревателя. Подвод и канализация воды выполняются на заводе-заказчике.

Разводка термопар (группа 70502.001.00.12) члужит для соединения термопар с параметрическими приборами с прокладкой проводов на заводе-заказчике.

Роторный нагреватель (узел 70502.001.00.00.100) является ротором центробежного вентилятора, выполненным из ЭИ-868, и предназначен для рециркуляции среды в замкнутом объеме с целью получения теплового режима в термокамере.

Шкаф пирометрический (группа 70502.001.03) состоит из каркаса и панели, на которых смонтирована электроаппаратура, управляющая процессом работы агрегата.

Пульт управления (группа 70502.001.04)предназначен для управления механизмами агрегата. Он состоит из каркаса и панелей с пускорегулирующей аппаратурой.

Общее положение. Под автоматическим режимом работы под закалку понимается режим работы электросхемы, при котором весь процесс термообработки, от подачи деталей с разгрузочной площадки до их возвращения из водяной ванны на разгрузочную площадку, выполняется автоматически по заданной программе.

1. Подача деталей загруженных в контейнере с загрузочной площадки под печь до точки «а». Данный вид работ выполняется одним электродвигателем перемещения садки мощностью 2.2 кВт.

2. Опускание пода печи. Данный вид работ выполняется двумя двигателями опускания пода по 2.2 кВт. В это время двигатель роторного нагревателя отключается.

3. Отрывание пода печи. Данный вид работ выполняется электроприводом с двигателем 2.2 кВт.

4. Опускание загрузочных цепей. Данный вид работ выполняется электродвигателем перемещения садки мощностью 10 кВт с переключением его хода-садка из печи.

5. Подача деталей из точки «А» до цента печи. Данный вид движения осуществляется электродвигателем перемещения садки, как и в первом пункте. Рама загрузочного устройства, при этом движении, входит замком в захваты загрузочных цепей.

6. Подъем загрузочной рамы и контейнера с деталями в печь. Данный вид работы выполняется электродвигателем 10кВт, с переключением его хода-садка в печь.

7. Закрывание пода печи. Данный вид работ выполняется электроприводом с двигателем 2.2 кВт.

8. Подъем пода. Данный вид работ выполняется двумя двигателями по 2.2 кВт. Для выравнивания пода при поджиме устанавливается кнопка (при несинхронной работе двигателя.).

Ручное управление движений с пульта.

Конструктивно предусмотрена работа агрегата на ручном режиме с пульта управления.

В этом случае ключ положении устанавливают поворотом на 45 градусов влево соответствующее ручному режиму с надписью « Ручное управление». Напряжение цепи управления будет через закрытый контакт ключа КУ 1 подано по цепи 750103 на кнопку движений КД. Если на автоматическом режиме виды движений следует по специально заданной программе, то на ручном положении управлением движений последовательность ходов, не связанных блокировкой, не является обязательной, что позволяет вести проверку и отработку движений в процессе наладки и ремонтных работах.

Для получения нужного вида движений установить переключатель ПД, имеющий 12 фиксированных положений, на соответствующее оцифрованное деление, под которым имеется надпись данного хода, например «под вверх», «под вниз» и т. д., затем нажать кнопку движений КД и напряжение цепи управления будет подано, на пускатель исполнительного механизма. Под будет подниматься вверх или опускаться вниз, в зависимости от выбранного хода. Так как пускатели любого вида движений имеют блок-контакта, к которым подключены сигналы лампы, то на пульте будут загорать сигналы с соответствующими надписями, как и при работе на автоматическом режиме.

Остановить электромеханический вид движений можно, отпустив кнопку КД, и движение прекратиться. То есть можно получить толчковый вид хода механизма. Для того чтобы не было сбоя в работе. Каждый вид движений должен заканчиваться работой ограничителей движений. Поэтому, кнопка КД должна удерживаться во включенном положений до момента отключения ограничителя движений, после чего данный вид движения прекращается, кнопка больше не удерживается. Теперь необходимо переключить переключатель движений ПД на следующее оцифрованное положение и нажатием на кнопку КД вызвать новый вид движений.

Аварийные ограничители движений

Аварийные ограничители движений предназначены для того, чтобы отключить любой вид электромеханического движения в случаях, когда основной рабочий ограничитель по каким-либо причинам не отключил ход механизма в заданных ему границах.

Всего предусмотрено схемой 7 аварийных ограничителей:

1) АСЦ - аварийный ограничитель, отключающий перемещение загрузочного приспособления при его переходе движения под печь за центр печи.

2) АСН - аварийный ограничитель, отключающий движение грузовых цепей при переходе крайнего нижнего положения. Предотвращает перемотку тросов в обратном направлении.

3) АСВ - аварийный ограничитель, отключающий движение грузовых цепей при переходе крайнего верхнего положения. Предотвращает обрыв цепей.

4) АДН - аварийный ограничитель, отключающий движение ловителей домкратов в крайнем нижнем положении. Предотвращает заклинивание в нижней точке ходовых винтов.

5) АДВ - аварийный ограничитель, отключающий движение площадок домкратов в верхнем положении. Предотвращает срыв верхнего опорного подшипника винтов домкратов.

6) АРП - аварийный ограничитель, перемещение загрузочного приспособления при его переходе движения за передел разгрузочной площадки.

7) АОА аварийный ограничитель, отключающий любое перемещение загрузочного устройства, при его переходе от точки «А» в момент, когда домкраты опущены вниз, а корзины находятся в закалочной ванне.

При отключении любого аварийного ограничителя движении его НО контакты замыкаются и включают цепь сигнального табло, на котором имеется надпись об аварийной работе того или иного узла. Все семь ограничителей своими н.з. контактами включены последовательно в цепь катушки магнитного пускателя аварийного отключения ПА. Для включения пускателя ПА после его аварийного отключения, необходимо нажать на две пусковые кнопки КП 1 и КП 2 и при помощи кнопок ручного управления, вызвать противоположенный толчковый ход того вида движения от которого было аварийное отключение для того, чтобы дать возможность отключающийся ограничителю прийти в исходное положение.

Виду того, что механизмы поднятия и опускания пода имеют по два электродвигателя, от одного магнитного пускателя. В цепь второго двигателя включены конечные выключатели ВК 1, назначение которых служат для выравнивания перекосов. Возникающих в процессе эксплуатации. Для возврата шагового искателя достаточно нажать кнопку КП 3, установленную на задней панели пульта управления.

2. Камерная печь

Камерные печи периодического действия являются самой простой и универсальной конструкцией термических печей. Их применяют при единичном и серийном производстве, когда приходится нагревать детали, разнообразные по форме, размерам, марке стали и режимам термической обработки. Температура в камерной печи постоянна, но может меняться во времени при нагреве и охлаждении деталей, посадке новой партии и т. п. Конструкции камерных печей рассматриваются согласно принятой классификации по способу загрузки деталей и устройству рабочей камеры.

Для термической обработки деталей широко применяют электрические камерные печи. Типовой конструкцией электрической камерной печи, имеющей температуру 600--900 °С, являются печи заводов (рис. 3). Они имеют ленточные нагревательные элементы 3, расположенные зигзагами в два ряда по боковым стенкам, на поду печи и на своде. Подподовые нагревательные элементы размещены на специальных алундбвых гребенках 5 и защищены массивной металлической жаростойкой плитой 6 с боковыми ребрами или карборундовой плитой. Концы нагревателей выведены на заднюю стенку и защищены кожухом 4. У заслонки 1 печи имеется трубка 7 с рядом отверстий для подвода защитного газа.

Пуск защитного газа в печь осуществляется механизмом подъема 2 заслонки. Термопара и плавкий предохранитель, рассчитанный на определенную предельную температуру, вводятся через свод печи. Печь заключена в железный кожух.

С целью повышения равномерности нагрева электрические элементы сопротивления могут быть размещены на всех шести сторонах рабочей камеры, включая и заслонку.

В печах с температурой 1200-1300 °С применяют карборундовые неметаллические нагревательные элементы. Такие нагревательные элементы дают температуру в печи до 1400 °С. Их обычно располагают с двух сторон рабочего пространства печи на боковых стенках или па своде и поду. Подовые нагреватели перекрывают плитой из карборунда или жаростойкой стали. Количество стержней выбирается кратное трем, чтобы обеспечить равномерную загрузку сети трехфазного тока. В процессе работы стержни окисляются и их удельное электросопротивление повышается. Поэтому они должны быть включены в цепь через ступенчатый трансформатор или автотрансформатор, который позволит сохранить первоначальную мощность, несмотря на повышение удельного сопротивления.

Рисунок 3

3. Печи с выдвижным подом

Камерные печи с выдвижным подом широко используются для отжига, отпуска и нагрева под закалку тяжелых деталей. Под такой печи выполняется в виде выдвижной тележки, футерованной шамотным кирпичом. Это позволяет загружать и разгружать детали внерабочего пространства печи с помощью мостового крана. Тележка выдвижного пода состоит из ряда продольных швеллеров, которые через поперечные швеллеры передают нагрузку на колеса, укрепленные в роликовых подшипниках. На лист железа толщиной 8-12 мм сначала укладывается плашкой два ряда изоляционных кирпичей, затем четыре-пять рядов шамота. Общая толщина пода 400-450 мм. В печах, предназначенных для тяжелых садок, выгоднее вместо колес использовать ролики, соединенные с обеих сторон планками. Подина на катках лежит свободно, опираясь на них через специальные направляющие. В малых печах под иногда выдвигается на чугунных шарах диаметром 100-150 мм. Они малочувствительны к нагреву и позволяют исключить скольжение. На выдвижной подине и на поду печи делают направляющие желоба, в которых и размещаются опорные шары.

Наличие двух подов позволяет свести к минимуму простои печи и потери тепла выдвинутым подом. При операциях отжига садку можно охлаждать вне печи -- на воздухе или в специальном охладителе, а печь использовать лишь для нагрева. В этом случае резко увеличивается ее производительность и уменьшается расход тепла на разогрев кладки. Большое внимание должно быть уделено созданию герметичности рабочего пространства. Боковые щели между тележкой и стенками печи уплотняются песочными затворами. Для удобства заполнения песком затвор лучше делать в виде несущего уголка на тележке и ножа, укрепленного в стенках печи. В больших печах заслонку часто заменяют футерованным экраном, находящимся на выдвижном поду.

Печь с выдвижным подом может иметь любую теплотехническую конструкцию (за исключением нижней топки), работать на различных видах топлива. При газовом отоплении чаще всего применяют печи с непосредственным сжиганием топлива в рабочем пространстве, а при нефтяном - печи с небольшими боковыми топками.

На рис. 4 показана типовая конструкция печи с выдвижным подом конструкции Теплопроекта. Печь имеет горелки 3, расположенные в два ряда по ее высоте. Продукты сгорания отводятся с пода по каналам 4 в боковых стенках в два борова 6, которые под печью соединяются в один. Под 2 выдвигают на роликах 1 с помощью реечного механизма. Для герметизации пода на тележке устанавливают песочные затворы 5. Небольшие печи обычно имеют один ряд нижних горелок.



Рисунок 4

4. Вертикальные (шахтные) печи

Диаметр вертикальных камерных печей равен 0,5--3,5 м, а высота 1-3м. Малые печи используют для светлого отжига, газовой цементации, азотирования (при введении реторты) нагрева под отпуск и закалку. Большие

печи применяют для нагрева под закалку и отпуск длинных деталей (валов, осей, специальных труб и т. п.). Для лучшего использования объема печи одновременно нагревают большое количество деталей, размещая их на специальных подвесах или в корзинах.

Топливом для вертикальных печей может служить газ или мазут. Но очень часто эти печи бывают и электрическими. В последнее время начали применять вакуумные электрические печи.

Выпускаемые малые вертикальные печи рассчитаны на высокие, средние и низкие температуры.

Высокотемпературные электрические печи (до 1300 °С) чаще имеют квадратное сечение и нагреваются горизонтально расположенными глобаровыми стержнями. Среднетемпературные (до 1000 °С) и низкотемпературные (до 700°С) печи нагреваются металлическими элементами сопротивления, размещаемыми на внутренних стенках печи.

Шахтная муфельная электропечь серии «Ц» по сравнению с существующими электропечами подобного типа обладает следующими преимуществами:

1) Более низкие тепловые потери

2) Увеличенная стойкость нагревателей

3) Повышенная герметичность электропечей

4) Улучшенная равномерность це6ментации

5) Наличие электромеханического привода подъема и опускания крышки.

Рисунок 5. 1-корзина, 2-решетка, 3-реторта, 4-нагреватели, 5-футеровка, 6-крышка, 7-механизм подъема крышки, 8-каркас, 9-монтаж проводов, I-ход механизма, II-для анализа газа, III-подвод карбюризатора, IV-подвод электроэнергии к нагревателям, V-газовая свеча.

5. Установки для нагрева токами высокой частоты (Т.В.Ч.)

Закалочная установка для нагрева т. в. ч. состоит из генератора т. в. ч., понижающего трансформатора, конденсаторных батарей, индуктора, станка (иногда станок заменяется приспособлением для приведения в движение детали или индуктора) и аппаратуры, несущей вспомогательную службу (реле времени, реле управления подачей закалочной жидкости, сигнальных, блокировочных и регулирующих устройств).

В рассматриваемых установках применяются такие генераторы т.в.ч. при средних частотах (500-10000 Гц) машинные генераторы, а в последнее время статические преобразователи тиристорного типа; при высоких частотах (60000 Гц и выше) ламповые генераторы. Перспективным видом генераторов являются ионные преобразователи, так называемые экситронные генераторы. Они позволяют свести потери энергии до минимума.

На рис. 6 изображена схема установки с машинным генератором. Кроме машинного генератора 2 и двигателя 3 с возбудителем 1, установка содержит понижающий трансформатор 4, конденсаторные батареи 6 и индуктор 5. Трансформатор понижает напряжение до безопасного (30-50 В) и одновременно увеличивает силу тока в 25-30 раз, доводя ее до 5000-8000 А.

Рисунок 6



Рисунок 7

Таблица 1. Типы и конструкции индукторов

На Рис. 7 показан пример закалки многовитковым индуктором. Закалка осуществляется следующим образом:

Деталь помещается внутри неподвижного индуктора. С запуском аппарата ТВЧ деталь начинает вращаться вокруг своей оси и одновременно нагреваться, потом с помощью автоматизированного управления подается жидкость (вода) и охлаждает делать. Весь процесс длиться от 30-45 секунд.

ТВЧ закалка - вид термообработки металла, в результате которого значительно повышается твердость и материал утрачивает пластичность. Отличие ТВЧ закалки от других способов закалки в том что нагрев производится при помощи специальных ТВЧ установок, которые действуют на предназначающуюся для закалки деталь токами высокой частоты. ТВЧ закалка обладает большим количеством преимуществ, главный из которых - полный контроль нагрева. Применение данных закалочных комплексов может значительно повысить качество выпускаемой продукции, так как процесс закалки производится в полностью автоматическом режиме, работа оператора заключается только в закреплении вала и включении цикла работы станка.

Преимущества индукционных закалочных комплексов (установки индукционного нагрева):

· ТВЧ закалка может производиться с точностью до 0,1 мм.

· Обеспечение равномерного прогрева, индукционная закалка позволяет добиться идеального распределения твердости во всей длине вала

· Высокая твердость ТВЧ закалки достигается благодаря использованию специальных индукторов с водоводами, которые остужают вал незамедлительно после прогрева.

· ТВЧ закалочное оборудование (печи закалочные) подбирается или изготавливается в точном соответствии техническим заданием.

6. Удаление окалины в дробеструйных установках

В дробеструйных установках детали от окалины очищаются струей чугунной или стальной дроби. Струя создается сжатым воздухом давлением 0,3-0,5 МПа (пневматическая дробеструйная очистка) или быстровращающимися лопаточными колесами (механическая очистка дробеметами).

При пневматической дробеструйной очистке в установках может использоваться как дробь, так и кварцевый песок. Однако в последнем случае образуется большое количество пыли, доходящее до 5--10 % от массы очищаемых деталей. Попадая в легкие обслуживающего персонала, кварцевая пыль вызывает профессиональную болезнь -- силикоз. Поэтому указанный способ применяется в исключительных случаях. При дробеструйной очистке давление сжатого воздуха должно составлять 0,5-0,6 МПа. Чугунная дробь изготовляется литьем жидкого чугуна в воду при распылении струи чугуна сжатым воздухом с последующей отсортировкой на ситах. Дробь должна иметь структуру белого чугуна с твердостью 500 НВ, ее размеры находятся в пределах 0,5--2-мм. Расход чугунной дроби составляет лишь 0,05--0,1 % от массы деталей. При очистке дробью получается более чистая поверхность детали, достигается большая производительность аппаратов и обеспечиваются лучшие условия труда, чем при очистке песком. Для защиты окружающей атмосферы от пыли дробеструйные установки снабжаются закрытыми кожухами с усиленной вытяжной вентиляцией. По санитарным нормам предельно допустимая концентрация пыли не должна превышать 2 мг/м3. Транспортировка дроби в современных установках полностью механизирована.

Основной частью пневматической установки является дробеструйный аппарат, который может быть нагнетательным и гравитационным. Простейший однокамерный нагнетательный дробеструйный аппарат (рис. 8) представляет собой цилиндр 4, имеющий вверху воронку для дроби, герметически закрывающуюся крышкой 5. Внизу цилиндр заканчивается воронкой, отверстие из которой ведет в смесительную камеру 2. Дробь подается поворотной заслонкой 3. В смесительную камеру через кран 1 подводится сжатый воздух, который захватывает дробь и транспортирует ее по гибкому шлангу 7 и соплу 6 на детали. Дробь находится под давлением сжатого воздуха вплоть до истечения из сопла, что повышает эффективность действия абразивной струи. В аппарате описанной однокамерной конструкции сжатый воздух необходимо временно отключать при его пополнении дробью.

Рисунок 8

7. Контроль твердости и структуры

Контролю на твердость подвергаются все детали, проходящие термообработку в термических цехах. Длинные детали -- валы, трубы, прутки испытываются с двух концов. При массовом производстве разрешается производить выборочный контроль твердости. Количество деталей, проходящих испытания, указывается в государственных стандартах. Обязательно испытываются каждая плавка и каждая партия (садка) обработанных деталей.

В термических цехах наиболее распространены методы контроля твердости на прессах. Эти методы основаны на вдавливании закаленного шарика, алмазного конуса и алмазной пирамиды соответственно прессами ТШ (твердомер шариковый), ТК (твердомер с конусом) и ТП (твердомер с пирамидой). Твердость определяется по величине получаемого отпечатка; на прессах ТК значение твердости сразу указывается на шкале индикатора.

Нормализованные и отожженные детали проверяются на твердость при вдавливании шарика прессом ТШ (Бринелль) или ТК (Роквелл), а закаленные детали -- при вдавливании алмазного конуса прессами ТК. Испытание алмазной пирамидой с помощью прессов ТП (Виккерс) в цеховых условиях используется лишь при определении твердости тонких слоев металла например после азотирования или хромирования. Чаще при испытании на прессе ТШ применяют шарик диаметром 10 мм при нагрузке 3000 кг и времени выдержки под нагрузкой 30 с. Чем мягче материал и меньше толщина стенки испытуемой детали, тем незначительнее нагрузка и диаметр шарика.

Производительность прессов, в зависимости от размера деталей, колеблется в следующих пределах: ТШ 50-80 шт/ч, ТК 70 до 150 шт/ч.

В последнее время разработана методика определения по твердости не только предела прочности, но также предела текучести и других механических характеристик. Твердость отдельных микроструктурных составляющих измеряется приборами микротвердости (ПМТ-2 и ПМТ-3) при нагрузке на индикатор от 2 до 200 г. Отпечаток измеряется специальным микроскопом (увеличение в 8 и 400 раз). Твердость поверхностно закаленных больших деталей, например валков холодной прокатки, контролируется по методу упругой отдачи приборами ШРС (Шор). Мерой твердости Яо т является высота отскока от детали стального бойка массой 2,5 г, падающего с высоты 254 мм. Шкала прибора имеет 140 равных делений, причем деление 100 соответствует твердости высокоуглеродистой стали, закаленной на мартенсит.

Твердость стали определяют чаще всего методами Бринелля или Роквелла, реже методом Виккерса.

Метод Бринелля. Определение твердости по методу Бринелля основано на вдавливании в предварительно отшлифованную поверхность испытуемого материала под определенной нагрузкой стального закаленного шарика. По размеру полученного на испытуемом материале отпечатка судят о его твердости.

Для испытания твердости стали по методу Бринелля применяют приборы (рис. 9) с пределами измерений от 8 до 450 единиц. Испытуемый образец помешают на столике, подвижно закрепленном на станине прибора. Система рычагов передает многократно увеличенную нагрузку от груза к шарику, вдавливаемому в образец. Шарик подрессорен пружиной. При передаче нагрузки поворачивается эксцентрик и срабатывает звонок, показывающий, что нагрузка достигла заданного предела.

Диаметры стальных шариков, вдавливаемых в испытуемый материал, устанавливают в зависимости от прилагаемой нагрузки. Так, при диаметре 2,5 мм нагрузки на стальной шарик составляют 625 и 1875 Н; при диаметре 5 мм -- 2,5 и 7,5 кН, при диаметре 10 мм -- 10 и 30 кН. Для испытания стали обычно применяют стальные шарики диаметром 10 мм при нагрузке 30 кН.

Рисунок 9. Схема прибора Бринелля: 1- столик; 2- шарик; 3- пружина; 4-6- рычаги; 7- груз; 8- эксцентрик; 9-звонок

Рисунок 10. Отсчетный микроскоп: 1- упор; 2- окно; 3- объектив; 4- корпус; S- винт; б -втулка; 7-тубус; 8-окуляр

Величину полученного на образце стали отпечатка измеряют отсчетным микроскопом с ценой деления 0,05 мм и с полем зрения не менее 6,5 мм. Некоторые типы приборов снабжены проекционным устройством, которое позволяет измерять диаметр отпечатка на экране.

Отсчетный микроскоп (рис. 10) состоит из корпуса, заканчивающегося внизу упором, и тубуса, вставленного во втулку корпуса. Тубус вверху заканчивается окуляром, а внизу -- объективом. Чтобы определить размер отпечатка, микроскоп устанавливают на поверхность испытанного материала так, чтобы отверстие в упоре микроскопа располагалось концентрично с отпечатком. Окно поворачивают в направлении источника света и, вращая винт, добиваются резкого изображения поверхности отпечатка. Встроенную в микроскоп оптическую шкалу настраивают вращением обечайки окуляра.

Для испытания применяют образцы стали толщиной не менее чем 10-кратная глубина отпечатка. У отобранных для испытания образцов шлифовальным кругом или напильником так обрабатывают поверхность, чтобы края отпечатка были достаточно отчетливы для измерения его диаметра. Для испытания нельзя применять образцы, имеющие на поверхности окалину или другие посторонние вещества. Образец во время испытаний не должен прогибаться и смещаться.

Подготовленный образец стали закрепляют на столике (см. рис. 9) и включают прибор, постепенно прилагая нагрузку. Время выдержки при полной нагрузке 10с. Диаметр отпечатка измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях. За диаметр принимают его среднее арифметическое значение, при этом разность измерений диаметров одного отпечатка не должна превышать 2% меньшего из них.

Метод Бринелля применяют для сталей, твердость которых не более 450. Между твердостью по Бринеллю и пределом прочности стали а существует зависимость: а = 0,36НВ, справедливая для сталей с содержанием углерода до 0,8%.

Конструкции приборов Роквелла и Бринелля аналогичны -- в приборе Роквелла также используется рычажная система нагружения. Плавность подачи нагрузки достигается с помощью масляного тормоза.

Глубину вдавливания шарика или конуса измеряют по шкале индикатора, установленного на приборе. Индикатор снабжен тремя шкалами А, В и С, соответствующими различным условиям испытаний (шкалы А и С служат при испытании алмазным конусом при основной нагрузке F\ соответственно 0,6 и 1,5 кН, а шкала В -- при испытании стальным шариком при нагрузке кН). Глубину вдавливания по индикатору определяют с погрешностью не более 0,01 мм.

Рисунок 11. Схемы определения твердости стали по Роквеллу: а-шариком; б-алмазным конусом

Число твердости по Роквеллу отвлеченное; перед числом ставят знак HR с добавлением обозначения шкалы (А, В или С), по которой производилось испытание (например, HRB ПО).

8. Подъемно-транспортное оборудование, бункеры и магазины-накопители

В организации работы термического цеха большое значение имеет межоперационный транспорт. При обработке одной детали в термическом цехе часто производится до 20--30 погрузочных и транспортных операций. Поэтому выбору транспортных средств и механизации подъемно-транспортных операций надо уделять очень серьезное внимание.

Транспорт должен обеспечить согласованность погрузки и перемещения деталей с технологическим процессом; поточность производства; минимальную перегрузку деталей; механизацию трудоемких процессов с полным использованием мощности подъемно-транспортных механизмов. В термических цехах для выполнения подъемно-транспортных операций используют мостовые краны, кран-балки, консольные краны, монорельсовые дорожки, конвейеры (роликовые, цепные, пластинчатые, шнековые, шагающие, рейнерные и др.), транспортные тележки, загрузочные машины, толкатели.

Мостовые краны служат для передачи деталей с одной операции на другую и часто используются для выполнения. технологических операций, например при закалке в баках тяжелых деталей, контроле твердости на прессах, для загрузки и разгрузки печей. Грузоподъемность мостовых электрических кранов равна 3-200 т., пролет (расстояние между подкрановыми путями) крана Lкр (рис. 12) берется в зависимости от строительного пролета Lстр зданий. При грузоподъемности крана до 20 т Lкр = Lстр-1 м., а при большей - Lкр=Lстр-1,5 м. Краны грузоподъемностью 10т и выше снабжаются вспомогательным подъемом. В зависимости от грузоподъемности крана, скорости подъема груза, движения тележки и моста крана колеблются в пределах 2--8; 20--30 и 60--120 м/мин. Чем больше грузоподъемность крана, тем меньше его скорости. При закалке (особенно длинных валов и труб) необходимо применять скоростные мостовые краны со специальными лебедками, обеспечивающими скорость подъема и опускания деталей 20--30 и 50--70 м/мин.

Количество необходимых кранов подсчитывается исходя из объема транспортных операций и времени их осуществления. При небольшом числе транспортных операций количество кранов берется в зависимости от длины обслуживаемого цеха. Кран может обслуживать длину цеха 50--60 м. В термических цехах, имеющих муфельные печи и громоздкое оборудование, мостовые краны используются для монтажных работ и замены муфелей при ремонте.

Рисунок 12

Литература

1. Заводская литература (Паспорта печей).

2. К.Н. Соколов Оборудование термических цехов, Издательское объединение «Вища школа», 1984.

3. ГОСТ 7.32--2001 отчет о НИР.

Размещено на Allbest.ru