RU205177U1

RU205177U1 - PLANT FOR RADIATION HEATING OF SHEETS

Info

Publication number: RU205177U1
Application number: RU2021103039U
Authority: RU
Inventors: Цырен Александрович Батуев; Анатолий Дмитриевич Грешилов; Эржена Цыдендамбаевна Галсанова
Priority date: 2021-02-08
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2021-06-29

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при листовой штамповке. Установка для радиационного нагрева листовых заготовок содержит нагревательную панель со средствами ее перемещения, экраном и лампами радиационного нагрева. Лампы установлены на межосевом расстоянии, которое имеет минимальное значение по краям нагревательной панели Hmin=1,3d, где d – диаметр лампы. Межосевое расстояние увеличивается к центру нагревательной панели до максимального значения Hmax=2d. Габаритные размеры панели превышают габаритные размеры листовой заготовки. Экран имеет отполированную до зеркального блеска нижнюю поверхность и выполнен с возможностью охлаждения его проточной водой. Экран перекрывает рабочую зону на величину B≥5A, где A- высота расположения оси ламп радиационного нагрева над поверхностью листовой заготовки, причем A≥Hmax. В результате обеспечивается упрощение конструкции установки и равномерный нагрев листовых заготовок. 1 ил.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used in sheet stamping. Installation for radiation heating of sheet blanks contains a heating panel with means for moving it, a screen and radiation heating lamps. The lamps are installed at the center distance, which has a minimum value at the edges of the heating panel Hmin = 1.3d, where d is the lamp diameter. The center-to-center distance increases towards the center of the heating panel up to a maximum value of Hmax = 2d. The overall dimensions of the panel exceed the dimensions of the sheet blank. The screen has a lower surface polished to a mirror finish and is made with the possibility of cooling it with running water. The screen overlaps the working area by B≥5A, where A is the height of the axis of the radiation heating lamps above the surface of the sheet blank, and A≥Hmax. The result is a simplified design of the installation and uniform heating of sheet blanks. 1 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, а именно к обработке металлов давлением, и может быть использована при изготовлении штампованных листовых деталей.The proposed utility model relates to the field of mechanical engineering, namely, to the processing of metals by pressure, and can be used in the manufacture of stamped sheet parts.

Известна установка радиационного нагрева, содержащая секционную нагревательную панель с отражательными экранами, в которой равномерно расположены лампы радиационного нагрева, устройство перемещения, состоящее из цепных передач, приводного пневмоцилиндра и телескопических рам (см. А.С. СССР, №473618, В30В 15/00, опубл. 14.06.75 г., Бюл. №22).A known installation of radiation heating, containing a sectional heating panel with reflective screens, in which radiation heating lamps are evenly located, a movement device consisting of chain drives, a driving pneumatic cylinder and telescopic frames (see A.S. USSR, No. 473618, В30В 15/00 , publ. 14.06.75, bull. No. 22).

Недостатком известной установки является большой разброс температур по поверхности заготовки, влияющий на качество штамповки, который приводит к отклонению фактического контура заготовки от теоретического контура в поперечном сечении, непрямолинейности заготовки в продольном сечении, перекосу от перпендикуляра к хорде.The disadvantage of the known installation is a large temperature spread over the surface of the workpiece, which affects the quality of stamping, which leads to a deviation of the actual contour of the workpiece from the theoretical contour in the cross section, non-straightness of the workpiece in the longitudinal section, and skew from the perpendicular to the chord.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является установка радиационного нагрева заготовок, содержащая установленную на средствах перемещения панель с закрепленными на ней нагревателями, установленными на расстоянии один от другого, экраном и прокладкой из кварцевого стекла, расположенной между экраном и нагревателями и выполненной с выступами, размещенными на участках между нагревателями, при этом каждый выступ в сечении, перпендикулярном к оси нагревателей, описан полуокружностью, центр которой расположен на расстоянии от центров нагревателей, кратном расстоянию между их осями (см. А.С. СССР, №1050879, В30В 15/00, опубл. 30.10.1983 г, Бюл. №40).The closest solution in terms of the technical essence and the achieved result to the proposed utility model is an installation for radiation heating of workpieces, containing a panel installed on the means of movement with heaters fixed on it, installed at a distance from one another, a screen and a quartz glass gasket located between the screen and the heaters and made with protrusions located in the sections between the heaters, while each protrusion in the section perpendicular to the axis of the heaters is described by a semicircle, the center of which is located at a distance from the centers of the heaters, a multiple of the distance between their axes (see A.S. USSR, No. 1050879, В30В 15/00, publ. 30.10.1983, bull. No. 40).

Недостатками известной установки радиационного нагрева заготовок является наличие конструктивно сложной прокладки из кварцевого стекла с выступами, выполняющей роль рефлектора, а также неравномерность нагрева заготовки вследствие установки ламп радиационного нагрева с постоянным шагом, чрезмерно перегревающих центральную зону заготовки за счет большего аккумулирования тепла в этой зоне.The disadvantages of the known installation for radiation heating of workpieces are the presence of a structurally complex quartz glass gasket with protrusions, which acts as a reflector, as well as uneven heating of the workpiece due to the installation of radiation heating lamps with a constant step, excessively overheating the central zone of the workpiece due to greater heat accumulation in this zone.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является разработка конструкции установки для радиационного нагрева листовых заготовок, которая позволяет повысить качество листовых заготовок.The technical task of the proposed utility model is to develop the design of an installation for radiation heating of sheet blanks, which makes it possible to improve the quality of sheet blanks.

Технический результат заключается в упрощении конструкции установки для радиационного нагрева листовых заготовок и увеличении эффективности штамповки за счет получения равномерного нагрева листовых заготовок при использовании рациональной схемы размещения ламп радиационного нагрева.The technical result consists in simplifying the design of the installation for radiation heating of sheet blanks and increasing the efficiency of stamping by obtaining uniform heating of sheet blanks using a rational arrangement of radiation heating lamps.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке радиационного нагрева, содержащей нагревательную панель со средствами ее перемещения, экраном и лампами радиационного нагрева, согласно полезной модели лампы радиационного нагрева установлены на межосевом расстоянии, которое имеет минимальное значение по краям нагревательной панели H_min=1,3d, где d - диаметр лампы радиационного нагрева, и увеличивается к центру нагревательной панели до максимального значения H_max=2d, нагревательная панель выполнена с габаритными размерами, превышающими габаритные размеры нагреваемой листовой заготовки, а экран имеет отполированную до зеркального блеска нижнюю поверхность и выполнен с возможностью охлаждения его проточной водой и перекрытия им рабочей зоны на величину В≥5А, где А - высота расположения оси ламп радиационного нагрева над поверхностью листовой заготовки, причем А≥Н_max.The specified technical result is achieved by the fact that in a radiation heating installation containing a heating panel with means for moving it, a screen and radiation heating lamps, according to the utility model, the radiation heating lamps are installed at an axial distance, which has a minimum value along the edges of the heating panel H _min = 1, 3d, where d is the diameter of the radiation heating lamp, and increases towards the center of the heating panel up to the maximum value H _max = 2d, the heating panel is made with overall dimensions that exceed the overall dimensions of the heated sheet blank, and the screen has a lower surface polished to a mirror finish and is made with the possibility of cooling it with running water and overlapping the working area by it by a value of B≥5A, where A is the height of the axis of the radiation heating lamps above the surface of the sheet blank, and A≥H _max .

Отличительными признаками предлагаемой установки радиационного нагрева являются следующие конструктивные отличия:Distinctive features of the proposed installation of radiation heating are the following design differences:

- нагревательная панель содержит экран, который имеет отполированную до зеркального блеска нижнюю поверхность и выполнен с возможностью охлаждения его проточной водой и перекрытия им рабочей зоны на величину В≥5А, где А - высота расположения оси ламп радиационного нагрева над поверхностью листовой заготовки, причем А≥Н_max, что обеспечивает упрощение конструкции нагревательной панели устройства, высокую скорость нагрева заготовок и снижение веса нагревательной панели;- the heating panel contains a screen, which has a lower surface polished to a mirror shine and is configured to cool it with running water and overlap the working area by it by a value of B≥5A, where A is the height of the axis of the radiation heating lamps above the surface of the sheet blank, and A≥ H _max , which provides a simplified design of the heating panel of the device, a high heating rate of the workpieces and a decrease in the weight of the heating panel;

- лампы радиационного нагрева установлены на межосевом расстоянии, которое имеет минимальное значение по краям нагревательной панели Н_min=1,3d, где d - диаметр лампы радиационного нагрева, и увеличивается к центру нагревательной панели до максимального значения H_max=2d, что обеспечивает равномерность нагрева и качество листовых заготовок.- radiant heating lamps are installed at the center distance, which has a minimum value along the edges of the heating panel H _min = 1.3d, where d is the diameter of the radiation heating lamp, and increases towards the center of the heating panel up to the maximum value H _max = 2d, which ensures uniform heating and the quality of sheet blanks.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, на котором схематично изображена конструкция заявляемой установки радиационного нагрева.The proposed utility model is illustrated by a drawing, which schematically shows the design of the inventive radiation heating installation.

Установка для радиационного нагрева листовых заготовок содержит средства перемещения 1, включающие электродвигатель постоянного тока, конечные выключатели, встроенные в корпус установки, подъемное устройство (на фиг. не показаны), с возможностью выведения нагревательной панели 2 из исходной позиции в рабочую. Нагревательную панель 2 содержит лампы радиационного нагрева 3 и экран 4 с возможностью охлаждения проточной водой, сверху закрывающий лампы радиационного нагрева 3, размещенные на межосевом расстоянии, которое имеет минимальное значение по краям нагревательной панели H_min=1,3d, где d - диаметр лампы радиационного нагрева, и увеличивается к центру нагревательной панели до максимального значения H_max=2d.The installation for radiation heating of sheet blanks contains means for moving 1, including a direct current motor, limit switches built into the body of the installation, a lifting device (not shown in the figure), with the possibility of removing the heating panel 2 from the initial position to the working one. The heating panel 2 contains radiation heating lamps 3 and a screen 4 with the possibility of cooling by running water, which covers the radiation heating lamps 3 from above, located at an axial distance, which has a minimum value at the edges of the heating panel H _min = 1.3d, where d is the diameter of the radiation lamp. heating, and increases towards the center of the heating panel up to the maximum value H _max = 2d.

Площадь нагревательной панели 2 выбрана таким образом, что ее габаритные размеры превышают максимальные габаритные размеры листовой заготовки 5, а величина перекрытия рабочей зоны экраном 4, охлаждаемым проточной водой, удовлетворяет выражению В≥5А, где А - высота расположения осей ламп радиационного нагрева 3 над поверхностью листовой заготовки 5, а соотношение А≥Н_max выдержано для обеспечения равномерного нагрева листовой заготовки 5.The area of the heating panel 2 is selected in such a way that its overall dimensions exceed the maximum overall dimensions of the sheet blank 5, and the amount of overlap of the working area by the screen 4 cooled by running water satisfies the expression B≥5A, where A is the height of the axes of the radiation heating lamps 3 above the surface sheet blank 5, and the ratio A≥H _{max is} maintained to ensure uniform heating of sheet blank 5.

Нижняя поверхность экрана 4, охлаждаемого проточной водой, отполирована до зеркального блеска полировочным диском (на фиг. не показан). Включение и управление установкой осуществлено с помощью магнитных пускателей и реле времени (на фиг. не показаны). Нагревательная панель 2 в рабочей позиции размещена над листовой заготовкой 5 и верхней поверхностью матрицы 6, установленной на столе штамповочной оснастки 7.The lower surface of the screen 4, cooled by running water, is polished to a mirror finish with a polishing disk (not shown in the figure). The installation is switched on and controlled using magnetic starters and time relays (not shown in the figure). The heating panel 2 in the working position is located above the sheet blank 5 and the upper surface of the matrix 6, installed on the table of stamping equipment 7.

Установка для радиационного нагрева листовых заготовок работает следующим образом.Installation for radiation heating of sheet blanks works as follows.

Листовую заготовку 5 помещают на верхнюю поверхность матрицы 6, установленной на столе штамповочной оснастки 7. С помощью магнитных пускателей и реле времени (на фиг. не показаны) включают установку радиационного нагрева. Средства перемещения 1 выводят нагревательную панель 2 из исходной позиции в рабочую. Для перемещения нагревательной панели 2 установлен двигатель постоянного тока (на фиг. не показан). Рабочий ход перемещения нагревательной панели 2 регулируют конечными выключателями (на фиг. не показаны), встроенными в корпусе установки. Затем вручную с помощью подъемного устройства (на фиг. не показано) производят регулировку нагревательной панели 2 по высоте. После чего включают лампы радиационного нагрева 3, которые создают двухсторонний поток лучистой энергии: первый поток формируют непосредственно лампы радиационного нагрева, второй поток энергии попадает на отполированную до зеркального блеска нижнюю поверхность экрана 4 и, отражаясь от нижней поверхности, нагревает листовую заготовку 5, обеспечивая равномерный нагрев листовых заготовок до температур свыше 800°С. Температуру нагрева регулируют временем нагрева с помощью реле времени (на фиг. не показано). Датчик реле времени устанавливают в соответствии с табличными данными, установленными для каждого вида листовой заготовки 5. Время работы установки за один цикл выдерживают автоматически. Градиент температур составляет не более 30°С по листу заготовки 5. По достижении заданного времени нагрева листовой заготовки 5, средства перемещения 1 отводят нагревательную панель 2 из рабочего положения в исходное. Отвод нагревательной панели 2 для обеспечения начала процесса формообразования листовой заготовки 5 производят за время, составляющее не более 5 сек после прекращения нагрева. После этого производят формообразование деталей методом штамповки.The sheet blank 5 is placed on the upper surface of the die 6, installed on the table of the stamping equipment 7. With the help of magnetic starters and time relays (not shown in the figure), the installation of radiation heating is switched on. The means of movement 1 bring the heating panel 2 out of the initial position into the working one. A DC motor (not shown in the figure) is installed to move the heating panel 2. The working stroke of movement of the heating panel 2 is controlled by limit switches (not shown in the figure), which are built into the body of the installation. Then manually, using a lifting device (not shown in the figure), the heating panel 2 is adjusted in height. After that, the radiation heating lamps 3 are turned on, which create a two-sided flow of radiant energy: the first flow is formed directly by the radiation heating lamps, the second energy flow falls on the lower surface of the screen 4 polished to a mirror shine and, reflecting from the lower surface, heats the sheet blank 5, providing a uniform heating sheet blanks to temperatures above 800 ° C. The heating temperature is controlled by the heating time using a time switch (not shown in the figure). The time relay sensor is installed in accordance with the tabular data established for each type of sheet blank 5. The operating time of the installation for one cycle is maintained automatically. The temperature gradient is no more than 30 ° C along the blank sheet 5. Upon reaching the predetermined heating time of the blank sheet 5, the means of movement 1 remove the heating panel 2 from the working position to the initial position. The removal of the heating panel 2 to ensure the start of the forming process of the sheet blank 5 is performed in a time not exceeding 5 seconds after the heating is stopped. After that, the parts are formed by stamping.

Проведены экспериментальные исследования применения установки радиационного нагрева в ЗАО «Улан-Удэнский лопастной завод». Технология листовой штамповки с нагревом и автоматизированное технологическое оборудование внедрены при изготовлении оковок лопасти несущего винта вертолета Ми-171. Внедрение технологии радиационного нагрева, автоматизированного оборудования и технологической оснастки позволяет изготавливать детали из титановых сплавов с заданной точностью по форме и размерам, исключив операции доводки и термокалибровки. Изготовленные детали титановых сплавов обеспечивают повышение коммерческого срока эксплуатации, ресурса работы, межремонтного срока и снижение веса конструкций летательного аппарата. Усовершенствована технология листовой штамповки титановых сплавов за счет применения метода горячего деформирования. Разработана технология при несимметричной U-образной листовой гибки заготовок из сплава ОТ4-1.Experimental studies of the application of the installation of radiation heating at ZAO Ulan-Ude Blade Plant have been carried out. The technology of sheet metal stamping with heating and automated technological equipment were introduced in the manufacture of fittings for the main rotor blade of the Mi-171 helicopter. The introduction of radiation heating technology, automated equipment and technological equipment makes it possible to manufacture parts from titanium alloys with a given accuracy in shape and size, excluding the operations of fine-tuning and thermal calibration. The manufactured parts of titanium alloys provide an increase in the commercial service life, service life, turnaround time and decrease in the weight of aircraft structures. The technology of sheet stamping of titanium alloys has been improved due to the use of the hot deformation method. A technology has been developed for asymmetric U-shaped sheet bending of workpieces made of OT4-1 alloy.

Преимущества установки радиационного нагрева по сравнению с прототипом (см. А.С. СССР, №1050879, В30В 15/00, опубл. 30.10.1983 г., Бюл. №40):Advantages of the installation of radiation heating in comparison with the prototype (see AS USSR, No. 1050879, V30V 15/00, publ. 30.10.1983, Bul. No. 40):

- упрощение конструкции установки за счет использования нижней поверхности экрана, охлаждаемого проточной водой, отполированного до зеркального блеска, который обеспечивает высокую скорость нагрева заготовок и снижение веса нагревательной панели;- simplification of the installation design due to the use of the lower surface of the screen, cooled by running water, polished to a mirror finish, which ensures a high heating rate of the workpieces and a decrease in the weight of the heating panel;

- увеличение эффективности штамповки за счет получения равномерного нагрева листовых заготовок при использовании рациональной схемы размещения ламп радиационного нагрева, что позволяет избежать перегрева центральной зоны листовой заготовки, обеспечивает равномерность нагрева и качество листовых заготовок.- increasing the efficiency of stamping by obtaining uniform heating of sheet blanks using a rational layout of radiation heating lamps, which avoids overheating of the central zone of the sheet blank, ensures uniform heating and quality of sheet blanks.

Claims

Installation for radiation heating of sheet blanks, containing a heating panel with means for moving it, a screen and radiation heating lamps, characterized in that the radiation heating lamps are installed at an axial distance that has a minimum value at the edges of the heating panel H _min = 1.3d, where d - the diameter of the radiation heating lamp, and increases towards the center of the heating panel to the maximum value H _max = 2d, the heating panel is made with overall dimensions that exceed the overall dimensions of the heated sheet blank, and the screen has a lower surface polished to a mirror finish and is made with the possibility of cooling its flow through water and overlap the working area by B≥5A, where A is the height of the axis of the radiation heating lamps above the surface of the sheet blank, and A≥H _max .