Установка для центробежной биметаллизации втулок с нагревом токами высокой частоты
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для получения биметаллических втулок и подшипников скольжения с антифрикционным сплавом при изготовлении и ремонте машин. Установка содержит механизм продольного перемещения заготовки относительно индуктора ТВЧ, смонтированный на основании, включающий сервопривод, шариковинтовую пару, соединенную с сервоприводом, и два
концевых датчика, регулирующих продольное перемещение заготовки и реверс станины, а также автономный блок управления процессом биметаллизации, содержащий системы управления частотным регулятором электродвигателя, сервоприводом и концевыми датчиками, которые
соединены с панелью управления. Изобретение направлено на усовершенствование конструкции установки для повышения качества залитого слоя заготовки, обеспечения безопасности труда, а также на повышение производительности труда.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для получения биметаллических втулок и подшипников скольжения с сплавом при изготовлении и ремонте машин в соответствии с «Втулки биметаллические и вкладыши толстостенные биметаллические подшипников скольжения. Типы и основные размеры».
Известна установка для центробежной биметаллизации втулок с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ), смонтированная на базе токарно-винторезного станка ТВ-16. Исследование технологического процесса изготовления и структуры литых биметаллических втулок сталь-бронза и сталь-баббит
Стальную заготовку с помещенной внутрь ее шихтой цветного сплава закрывают с двух сторон крышками, вводят в индуктор генератора токов высокой частоты (ТВЧ) и закрепляют в центрах шпиндельного узла и задней бабки установки. Передачу движения от электродвигателя к шпинделю осуществляют с помощью двух клиноременных систем со сменными шкивами, которые регулируют частоту вращения шпинделя.
При включении генератора ТВЧ и электродвигателя происходит нагрев заготовки, расплавление шихты и формирование залитого слоя под действием центробежных сил.
Недостатком установки является ступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя с помощью сменных шкивов, что затрудняет получение оптимальных значений линейной скорости вращения заготовки, влияющих на качество залитого слоя, и снижает производительность труда.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является установка для центробежной биметаллизации втулок с нагревом токами высокой частоты, включающая основание и станину, на которой смонтированы электродвигатель, шпиндельный узел, сообщающий заготовке вращательное движение, задняя подвижная бабка, используемая для закрепления заготовки, защитный экран.
Установка отличается от прототипа тем, что содержит дополнительно механизм продольного перемещения заготовки относительно индуктора ТВЧ, смонтированы на основании, который включает сервопривод, шариковинтовую пару, соединенную с сервоприводом, и два концевых датчика, регулирующих длину продольного перемещения заготовки и реверс станины, а управление процессом осуществляют с помощью автономного блока, включающего системы управления частотным регулятором электродвигателя, сервоприводом и концевыми датчиками, которые соединены электрической связью с панелью управления.
Установка содержит дополнительно поводковый патрон, включающий неподвижный центр и трехкулачковый патрон, используемый для закрепления заготовки и удаления ее из зоны нагрева после окончания процесса биметаллизации.
При осуществлении предлагаемого изобретения повышение качества залитого слоя заготовки достигают за счет продольного перемещения заготовки относительно индуктора ТВЧ с помощью механизма, который включает сервопривод, шариковинтовую пару, соединенную с сервоприводом, и два концевых датчика, регулирующих продольное перемещение и реверс станины.
Сервопривод (следящий привод), имеющий в составе электромотор, датчик и блок управления, представляет собой привод с управлением через отрицательную обратную связь, которая позволяет точно управлять параметрами движения. Блок управления приводом получает на датчике необходимый параметр согласно заданному внешнему значению, производит коррекцию и автоматически поддерживает это значение на датчике и на выходе исполнительного элемента, которым является шариковинтовая пара. Сервоприводы отличаются очень высокой надежностью и используются для решения задач автоматизации.
Шариковинтовая пара представляют собой систему, которая включает винт с трапецеидальной резьбой и шариковую гайку, содержащую тела качения - шарики, которые передают механическую работу от винта к гайке.
Шариковинтовая пара служит для преобразования вращательного движения в линейное перемещение: винт совершает вращение, и гайка перемещается по винту совместно с нагрузкой. Концы винта крепятся на опорах качения, а гайка непосредственно соединена с узлом, который совершает перемещение.
Применение шариковинтовой пары дает возможность получить максимально высокую точность и высокую скорость перемещения при невысоком коэффициенте трения.
Концевые датчики - разновидность датчиков концевого положения, предназначенных для срабатывания при достижении рабочим органом оборудования заданной точки.
Используются как ограничители хода для выполнения функции конечного бесконтактного выключателя, который контролирует положение подвижных элементов оборудования и выдачи электрического сигнала при достижении элементом контролируемого положения. Длину продольного перемещения станины рассчитывают в зависимости от длины заготовки и ограничивают концевыми датчиками, обеспечивающими реверс. Концевые датчики связаны электрической связью с сервоприводом и панелью управления, содержащей информацию для введения режимов работы установки.
Реле времени, используемое для автоматического контроля продолжительности работы установки, представляет собой специализированное устройство – сдвоенный таймер с функцией одновременного запуска и экстренной остановки. Блок коммутации устройства разделен на две части с включающими их элементами IRF 520, которые соединены электрической связью с частотным регулятором электродвигателя и с коммутатором нагрева индуктора ТВЧ. В одной части блока коммутации устанавливают время работы электродвигателя с учетом продолжительности нагрева заготовки и вращения ее для охлаждения, в другой части - время работы генератора ТВЧ. После истечения заданных промежутков времени электродвигатель и коммутатор нагрева индуктора ТВЧ отключаются автоматически. Об автоматическом контроле процесса изготовления биметаллических втулок. Для обеспечения безопасности труда установка содержит дополнительно поводковый патрон, включающий неподвижный центр и трехкулачковый патрон, который используют для закрепления заготовки и удаления ее из зоны нагрева после окончания процесса биметаллизации.
