СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ВАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕЦИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

METHOD OF HEAT TREATMENT OF SHAFTS USING A SPECIAL ELECTRIC FURNACE

Vladlena Lukina

student, Togliatti state University,

Russia, Togliatti

Dmitriyv Voronov

scientific supervisor, Ph.D. tech. Sciences, associate Professor, Togliatti state University,

Russia, Togliatti

АННОТАЦИЯ

В данной статье представлен новый метод термообработки валов с вращением в ходе процесса и управлением температурой. Представлена конструкция электропечи, обеспечивающий данный метод термообработки.

ABSTRACT

This article presents a new method of heat treatment of shafts with rotation during the process and temperature control. The design of an electric furnace providing this method of heat treatment is presented.

Ключевые слова: термообработка, напряжения, валы, вращение, управление температурой, электропечь.

Keywords: heat treatment, stresses, shafts, rotation, temperature control, electric furnace.

На качество проведения термообработки валов существенное влияние оказывает множество взаимосвязанных факторов. Подробно данные факторы рассмотрены в предыдущих главах данной работы. В качестве наиболее значимых из них следует отметить следующие факторы.

Неравномерность температурного поля внутри термопечи, в которой производиться термообработка. Причинами такой неравномерности, как правило, является несовершенство конструкции печи, несовершенство нагревательных элементов, недостаточный мониторинг и регулирование температурного поля.

Неравномерность химического состава и структуры материала по длине и поперечному сечению валов. Такая неравномерность способствует формированию напряжений первого и второго рода в заготовках, снижая таким образом, качество термообработки. Особенно это опасно для маложестких валов. [1-9]

Предлагается способ термообработки валов, который позволяет существенно снизить влияние данных факторов, и таким образом повысить качество термообработки. Схема электропечи для обработки валов показана ниже на рисунке 1. Сущность способа заключается в разделении на отдельные управляемые секции электропечи и вращении со скоростью 2-4 об./мин. обрабатываемого вала. Сочетание таких конструктивных и технологических решений позволяет существенно увеличить качество термообработки валов.

Электропечь для обработки валов содержит обрабатываемую деталь – вал 1, установленный на люнеты 2, количество люнетов зависит от длины вала. Все люнеты 2 установлены на подложке 3. Вращение вала 1 осуществляется поводковым патроном 4 со скоростью 2-4 об./мин., который установлен в подшипнике скольжения 6, запрессованном в правой крышке 5. С другой стороны печь закрывается крышкой левой 7. На секциях 8, в виде трубы намотаны нагревательные элементы 9. Количество секций зависит от длины вала.

Рисунок 1. Схема электропечи для обработки валов

Работой нагревательных элементов 9 управляет нагреватель 10, на который приходит сигнал управления от управляющего устройства 15, через задатчик режима работы секции 11, сравнивающее устройство 12 и усилитель 13. В каждой секции имеется собственная термопара 14, которая передает сигналы на сравнивающее устройство 12, где вырабатывается сигнал рассогласования для управления работой секции, и на управляющее устройства 15, для отслеживания работы всех секций и выработки управляющих воздействий в случае необходимости.

Поводковый патрон 4 должен быть выполнен из жаропрочной стали и своим хвостовиком должен быть установлен в подшипник скольжения 5. Для передачи вращения валу 1 патрон имеет в своей конструкции стержень, который должен вставляться в ответное отверстие, которое необходимо просверлить в торце вала.

Процессы, протекающие в печи достаточно инертны, и не требуют применения специальных высокоскоростных управляющих элементов и исполнительных механизмов. Вращение вала с небольшой скоростью при термообработке позволяет равномерно распределить воздействие температурного поля на материал детали.

Список литературы:

1. Драчев О.И., Воронов Д.Ю. Пути снижения коробления маложестких валов, путем применения термосиловой обработки. Журнал «Машиностроитель», № 6, 2001 год.
2. Драчев О.И., Воронов Д.Ю., Расторгуев Д.А. Новая технология термосиловой обработки маложестких валов. Журнал «Известия» №1, стр. 32-35. Волгоград 2004 год.
3. Драчев О.И., Воронов Д.Ю., Расторгуев Д.А. Экспериментальная установка для равномерного осевого пластического деформирования маложестких деталей при термосиловой обработке. Журнал «Известия» №9, стр. 15-18. Волгоград 2004 год.
4. Драчев О.И., Воронов Д.Ю., Расторгуев Д.А. Устройство для термосиловой обработки. Патент на изобретение  от 12.05.2003. № 2232198.
5. Драчев О.И., Воронов Д.Ю., Расторгуев Д.А. Способ термосиловой обработки длинномерных осесимметричных деталей и устройство для его осуществления. Патент на изобретение  от 19.12.2003. № 2254383.
6. Драчев О.И., Воронов Д.Ю., Расторгуев Д.А. Устройство для термосиловой обработки осесимметричных деталей. Патент на изобретение от 20.09.05. № 2260628.
7. Воронов Д.Ю., Шевелев И.В. Физическая сущность процессов протекающих при термосиловой обработке маложестких деталей типа «вал». «Проблемы проектирования и автоматизации машиностроительных производств». Сборник научных трудов. Волгоградский государственный технический университет; ЗАО «ОНИКС». Волгоград, Тольятти, Ирбит 2013.
8. Воронов Д.Ю., Логинов Н.Ю., Шевелев И.В. Обзор существующих и переспективные тенденции развития технологий изготовления маложестких длинномерных валов. «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития 2012» Сборник научных трудов SWorld. Международной научно-практической конференции. Выпуск 3. Том 8. Одесса 2012.
9. Воронов Д.Ю., Репин К.А., Шевелев И.В. Разработка функциональной схемы системы автоматизированного управления термосиловой обработки многоступенчатых маложестких валов. Сборник научных трудов SWorld Международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований 2013»; Одесса, 2013.