Динамо-машины  Применение индукционного нагрева 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [ 13 ] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Срабатывание балансириой заслонки происходит от датчиков в зависимости от того, имеются или отсутствуют заготовки на входе индуктора. С наклонного лотка через перепускатель заготовки попадают на заталкиватель, расположенный соосно с основными роликами механизма перемещения заготовок в индукторе. Заталкиватель - это непрерывно вращающаяся бесконечная цепь с призмами - звеньями, на которые падают заготовки. Количество одновременно находящихся на заталкивателе заготовок зависит от длины индуктора и общего напора столба заготовок, так как их усилие определяет способность вталкивания заготовок в первую пару проталкивающих роликов. Чтобы обеспечить непрерывность laquo;столба raquo; передвигающихся заготовок, скорость цепи заталкивателя должна быть выше линейной скорости проталкивающих роликов. Кстати, вращение цепи заталкивателя осуществляется от ролика, установленного перед индуктором, с помощью цепной передачи и звездочки. Механизмы передачи заталкивания и проталкивания работают устойчиво как автономно, так и совокупно. Недостатками являются наличие проскальзывания заготовок на транспортерах и повышенный механический износ призм цепи заталкивателя.

Принятая силовая схема высокочастотной цепи типовая для кузнечных нагревателей, и имеется возможность регулирования режима нагрева в пределах от 0, amp;5U, до l,6f/ , что является исключительно положительным фактором. Нагреватели данного типа включаются в цепь централизованного и индивидуального питания от машинных или иных преобразователей частоты без дополнительной переукомплектации покупными электротехническими элементами.

Техническая характеристика кузнечного нагревателя к прессам усилием 2500 тс представлена в табл. 11. По установленной мощности и номенклатуре нагреваемых заготовок данный тип нагревателя так же, как и предыдущий, может быть использован применительно к прессам типа КГШП-4000. Номенклатура нагреваемых заготовок к прессам усилием 4000 тс обеспечивается выбором более мощных секций индуктора и реактивной мощностью конденсаторной батареи; что же касается механизации, то она может быть иной.

Заготовки для таких мощных прессов имеют значительную массу, и их ручная укладка на загрузочный лоток из грузового короба представляет физические трудности. В таких случаях оправдали себя магнитные манипуляторы и вибробункеры. С их помощью удается обеспечива1й. непрерывную работу нагревателей производительностью более 2 т/ч. Прессы усилием 4000 тс, и особенно 6300 тс, имеют более высокую производительность штамповки.

При использовании описанной выше механизации происходит чрезмерный износ трущихся механических частей и их эксплуатация становится невозможной. Хорошо зарекомендовали себя на-76

греВатели (рис. 23) при эксплуатации совместно с прессами усилием 4000 и 6300 тс. Они представляют собой комбинацию типовых узлов загрузки, выгрузки и перемещения заготовок в двухручье-вом индукторе. Бункерный загрузчик вибрационного типа подает заготовки на наклонный лоток с перепускателем-отсекателем. Для их концентрации с вибробункера перед подачей на загрузчик наклонный лоток имеет две накопительные площадки. Площадки и их лотки могут выполняться вертикально друг над другом или рядом и соосно, причем наклонный лоток продлен до оси загрузчика только своего ручья. Таким образом, первоначальная заг-грузка заготовок с вибробункера происходит с наклонных лотков, расположенных сбоку от оси продвижения нагреваемых заготовок. Такая конструкция не требует перепуска заготовки с лотка в этот или иной ручей, так как наклонный лоток автоматически подает заготовку только в свой индуктор.

Известна установка, в которой наклонные лотки отсутствуют, а между ручьями расположено перепускное устройство, поочередно передающее заготовку из виброзагрузчика в тот или иной ручей. Ручьи могут иметь в своем составе автономный индуктор, в котором токоведущая спираль охватывает только один столб нагреваемых заготовок, или общий индуктор на два ручья, в котором токоведущая спираль охватывает сразу оба столба нагреваемых заготовок. В зависимости от этого механизмы загрузки таких нагревателей различны.

Одноручьевой загрузчик выполнен в виде лотка и соосно расположенного с ним пневмотолкателя, причем индукторы, загрузочные лотки и пневмотолкатели обоих ручьев расположены рядом и работают поочередно. Пневмотолкатели сблокированы с перегрузчи-ком-отсекателем таким образом, что заталкивание очередной заготовки в индуктор с одновременным проталкиванием всего столба заготовок и выталкиванием нагретой заготовки в одном ручье отстает ровно на темп штамповки из другого ручья.

Загрузчик с двухручьевым объединенным индуктором выполнен в виде двух параллельно работающих бесконечных цепей с призмами-звеньями, на которые подают заготовки с перегрузчика. Одна из цепей загрузчика может быть удлинена при расположении лотков-накопителей в одной плоскости по оси загрузки. Это требование необходимо выполнять при одностороннем расположении лотков-накопителей, оно необязательно при их зеркальном исполнении. Для этого же типа нагревателя проводка заготовок в индукторе осуществляется двухпарным исполнением проталкивающих роликов по паре на каждый ручей. В таком случае устанавливают от трех и более пар (на входе, выходе и между секциями индукторов).

По надежности оба типа нагревателей практически равноценны, но имеют особенности, с которыми нельзя не считаться. Работоспособность механизмов и деталей в таких нагревателях оценивается довольно точными временными и цикличными параметрами;

более серьезного Внимания заслуживают технологические различия.

В нагревателе с ручьями, совмещенными в одном индукторе, нагретые заготовки попарно выпадают из индуктора и транспортером подаются к зеркалу пресса. Кузнец может обрабатывать только одну заготовку, в это время другая, находясь у штампа, остывает. Цепные и роликовые транспортеры в зависимости от геометрических размеров, усилий прижатия к заготовкам, степени натяжения цепи проталкивают заготовки в каждом ручье неравномерно, поэтому время нахождения каждой заготовки в индукторе, а следовательно, их температура на выходе из индуктора и на зеркале штампа может быть разной, а темп подачи - неравномерным. Это в какой-то степени отражается на качестве штамповки и на величине износа штамповых вставок пресса.

Наличие межсекционных зазоров для роликов и проводок также оказывает влияние на равномерность нагрева заготовок по их сечению и длине. Выход из строя одной из секций или неполадки в одном из механизированных ручьев приводят к остановке всей технологической линии и длительным простоям.

Для штамповки деталей сложного профиля в многопозиционных штампах иногда не требуется высокого темпа нагрева, поэтому второй ручей оказывается помехой, а не выгодой в производительности, но так как без второго ручья работать практически невозможно, нагревательный контур настроен на загрузку двух ручьев. В многоручьевых нагревателях с раздельными индукторами помимо высокой производительности можно добиться и повышения надежности. Выход из строя одного из индукторов или поломка механизма хотя и снижает производительность нагревателя, но в ряде случаев оставшийся ручей обеспечивает выполнение программы. Некоторое увеличение активных потерь в индукторе за счет увеличения общей длины токопровода по сравнению с объединенным индуктором компенсируется уменьшением теплоизлучения, так как секции индукторов сплошные, меньше щелей, весь столб заготовок закрыт жароупорным бетоном.

Измерения баланса мощностей в том и другом индукторе показывают, что к. п. д. индукторов находятся в пределах 67-73%, причем в автономных индукторах многоручьевого нагревателя к. п. д. на 2-3% выше, чем в объединенных. Техническая характеристика многоручьевых индукционных нагревателей к прессам КГШП-4000 и КГШП-6300 представлена в табл. 11.

Анализ работы кузнечных индукционных нагревателей методического нагрева показывает, что по техническим параметрам и способам механизации они могут быть использованы для методического нагрева мерных заготовок к ковочным молотам любого класса и к ковочным машинам. В отличие от обычного нагрева такие нагреватели, в том числе и многоручьевые, используются для периодического концевого и зонного нагрева при обработке заготовок на горизонтально-ковочных машинах. Механизация пере-78

мещения заготовок остается прежней, а индуктор укорачивается или удлиняется в зависимости от необходимой зоны нагрева.

Индукционные нагреватели для нагрева зон мерных прутков перед ковкой их на горизонтально-ковочных машинах преимущественно индивидуальны. Для производства деталей трактора laquo;Кировец raquo; применяются горизонтально-ковочные машины усилием

200 2000 тс. На них обрабатываются заготовки диаметром 20 -

320 мм и длиной 300 -6000 мм. Зона нагрева колеблется в пределах 40-1200 мм. В этих условиях имеется также возможность использовать разные типы нагревателей. Преимущественное распространение получили двухручьевые нагреватели с индукторами соленоидного типа и щелевые проходные индукторы.

Для концевого нагрева заготовок перед высадкой на горизонтально-ковочных машинах типа ГКМ-2 и ГКМ-3 с усилием 260 - 320 тс помимо ранее описанных используется двухручьевой нагреватель с позиционным попеременным нагревом концов заготовок в одном из параллельно включенных индукторов. В последнем заготовки из загрузчика бункерного или кассетного типа поступают на осевой горизонтальный лоток, откуда манипулятором толкательного типа в ориентированном положении подаются на лоток одного из двух основных ручьев (нагревательных ручьев может быть и более двух) - на тот, индуктор которого свободен.

Ручьевым толкателем заготовка подается на определенную длину - происходит ее зонный (концевой) нагрев. В этот момент происходит подготовка загрузки другого ручья. После определенного времени нагрева толкатель включенного ручья заталкивает очередную заготовку, выталкивая нагретую на транспортер ковочной машины. Контроль наличия заготовок на разных стадиях нагрева осуществляется позиционными датчиками: нагрев, загрузка и выгрузка заготовок полностью механизированы и автоматизированы. Наиболее удобным в этом случае является накопитель заготовок с кассетной загрузкой. Накопитель с кассетной загрузкой применяется для заготовок с длиной более трех диаметров, он широко распространен в нагревателях к горизонтально-ковочным машинам усилием 800 и 1200 тс. Для таких машин характерна обработка заготовок удлиненной формы (более 1000 мм), поэтому даже с использовалиеи накопителей кассетной загрузки последующая механизация и тип индукторов изменяются.

Примером может служить индукционный нагреватель для нагрева заготовок к высадке цельноштампованного штока на горизонтально-ковочной машине ГКМ-1250 усилием 1250 тс (рис. 24). Этот нагреватель представляет собой совокупность плоских щелевых индукторов спирального типа с полной механизацией перемещения заготовок, начиная от загрузки и кончая готовой деталью. Прутки длиной 1200 мм укладываются в связке на рамный стеллаж нагревателя мостовым краном. За счет некоторого уклона рамного стеллажа в сторону загрузчика после развязки7пакета заготовки

россыпью (навалом) скатываются к опорной стойке механизированного кассетного загрузчика.

Кассетный загрузчик имеет вертикальную опорную раму, вокруг которой вращается цепной транспортер с захватами. Скорость и длительность цепного транспортера ограничены количеством заготовок, одновременно находящихся в индукторе, в данном случае при наличии восьми заготовок транспортер останавливается от датчика, при меньшем количестве он работает постоянно.

Рис. 24. Щелевой индукционный нагреватель с автоматизированным нагревом концов заготовок

Преодолев верхнюю часть опорной рамы, заготовка с захватов при их опрокидывании скатывается через приемную щель на транспортер, расположенный непосредственно в индукторе. Он выполнен в виде цепного транспортера, звеньями которого являются удлиненные уголки с 1ступами по форме нагреваемой заготовки. Транспортер имеет пульсирующий ритм движения, поэтому каждая падающая с загрузчика заготовка оказывается в ячейке транспортера, при этом пропусков в загрузке не бывает, так как механизмы сблокированы.

На кассетном загрузчике всегда имеется в запасе некоторый ряд ориентированных и подготовленных к загрузке заготовок. Уложенные на цепном транспортере заготовки проходят вдоль группы секционных индукторов, расположенных с двух сторон

от верхней части транспортной ленты, и нагреваются в их электромагнитном поле. Размеры секций индукторов отвечают требованиям нагрева заготовки на заданную длину - 600 мм, а их количество определяет мощность всей группы и принятый темп толкания, т. е. темп высадки.

На выходе из индуктора установлен приемный стол (лоток) для нагретых заготовок или захватный механизм барабанного типа. Как со стола, так и с захватного механизма нагретые заготовки с помощью электромеханического манипулятора подаются в горизонтально-ковочную машину с четырьмя ручьями и автоматизированным переходом между ними. Готовая деталь укладывается тем же манипулятором в накопительный короб, стоящий рядом. Отличие между приемным лотком и захватным механизмом барабанного типа заключается в том, что на стол могут поступать нагретые заготовки только одного типоразмера, тогда как барабан принимает более семи наименований по подготовленной номенклатуре. Кроме того, барабан ориентирует для манипулятора заготовки массой 30-45 кг, тогда как на лотке все переходные операции манипулятора выполняются вручную. К тому же, барабан снижает тепловые потери и исключает перекосы заготовок при выходе их из индуктора.

Для упрощения конструкции нагревателя и удобства пользования и замены секций индукторов блок конденсаторов вынесен за пределы механизации, а индуктор выполнен из двух независимых секционных групп. Нижняя группа секций установлена на бетонном основании и имеет надежную опору, верхняя группа секций подвешена на Г-образной опоре, а их теплоизоляция имеет легковесное наполнение. Нагреватель имеет хорошие энергетические показатели, надежную механизацию и широкие возможности регулировки. Темп нагрева и мощность нагревателя регулируются не только для одной заготовки, но и для целого ряда заготовок за счет установки в блок конденсаторов регулируемых тиристорных контакторов. В остальном принципиальная электрическая схема нагревательного контура не имеет особенностей, за исключением того, что секции индуктора помимо параллельно-последовательного включения имеют контрфазные токи.

Техническая характеристика индукционного нагревателя для горизонтально-ковочной машину усилием 1250 тс представлена в табл. 11.

Все перечисленные типы нагревателей нашли широкое применение в практике кузнечного нагрева. Для безопасности обслуживания они имеют следующие виды блокировок и электрической защиты. В схемах управления нагревателями предусмотрена электромеханическая блокировка дверей в шкафу автотрансформатора, нагревательном, конденсаторном или ином блоке конечными выключателями, выключающая нагрев при их открывании. О наличии напряжения сети, включении нагрева или приводов механизмов по каждому блоку имеется световая сигнализация.