CS199236B2 - Method of manufacture of circular section objects and equipment for execution of this method - Google Patents

Description

Vynález- se týká způsobu výroby předmětů o kruhovém průřezu a zařízení k provádění tohoto způsobu, při němž se tavitelný materiál plynule převádí do formy a taví.

Způsob .-a zařízení podle vynálezu se hodí například pro výrobu . předmětů, které jsou částí koule. Z částí koule se může vytvořit- kompletní - koule, například malá, tlustostěnná - kulová tlaková nádrž pro míchání, používaná u kotlů, - rozdělovači koule, kulová nádrž pro skladování kapalného vodíku, -atd. Z částí koble se také může vyrobit . polokoule, vhodná například jako polokulové koncové desky, tvořící protilehlé konce cylindrického tlakového válce.

Dosud se polokulové koncové desky pro cylindrické tlakové nádoby vyráběly hlubokým lisováním při vysoké teplotě z tlustých plechů nebo litím. Kulové nádrže se vyráběly svařením dvou - polokulových částí vytvořených lisováním za tepla. z - tlustých desek nebo svařením- dvou polokulových litých těles.

Nicméně, v případě polokulových koncových desek -a v případě kulových nádrží, když se tlustá deska -tvoří na polokouli lisováním, příprava kovové zápustky způsobuje nejen vysoké náklady, ale také vzniká ' nebezpečí vzniku vad ve výrobku. Dále, protože tloušťka takto vyrobeného kusu může být nestejnoměrná a může být nutné- výrobek pro docílení -stejnoměrné tloušťky opracovat, vzniká více práce, ale dochází i k velkým ztrátám materiálu při výrobě stejnoměrné tloušťky. Pro výrobu kulové nádrže je třeba vynaložit mnoho práce také na svaření dvou polokulových těles, čímž se zvyšují náklady. Na druhé straně, když se používají odlitky, je jakost výrobku nerovnoměrná, výtěžek je nízký -a na výrobu kulové nádrže ie třeba vynaložit - mnoho - oráče na svařování. - Oba uvedené případy mají tedy -společné nevýhody vysokých výrobních nákladů -a vysoká jakost výrobků se nemůže snadno dosáhnout.

Úkolem vynálezu je odstranit nevýhody dosud známého stavu techniky.

Podstata způsobu výroby předmětů o kruhovém průřezu podle vynálezu spočívá - v tom, že se materiál po ztuhnutí plynule z formy vytahuje -a vede po kruhové dráze.

Zařízení podle vynálezu je opatřeno prostředky pro plynulé vytahování tuhnoucího materiálu z formy a prostředky - pro jeho vedení po kruhové dráze.

Podle výhodného provedení se průřez formy v rovině procházející středem - kruhové dráhy vytváří jako křivka o- stálém průměru.

Je zřejmé, že lze - vytvořit předmět tvaru

199238

4 misky rozřezáním soudkovitého předmětu v rovině rovnoběžné s průměrem koule, jejíž částí je soudkovitý předmět Aby se získala úplná koule, vytváří se způsobem podle vynálezu soudkovitý prvek a odříznou sa z něho dva miskovité kusy. Další soudkovitý prvek se vyrobí podobným způsobem jako první. Místo koncových kusů formy se ale použijí koncové plochy miskovitých kusů, takže při výrobě soudkovitého prvku se tento plynule přivaří* к miskovitým kusům. Aby se zařízení potřebné pro plynulé vytahování materiálu z formy po jeho ztuhnutí mohlo uvést do správné polohy, a aby mohlo správně fungovat, a aby se materiál vedl po kruhové dráze, je v každém miskovitém kusu potřebná díra. Po operaci utváření se části zařízení z vnitřku koule přes tyto díry odstraní. Poté se na jejich místo přivaří části, které díry zaplní a kouli doplňují. Části potřebné pro zaplnění děr se mohou odřezat z téhož soudkovitého prvku jako miskovitý kus. Polokoule se mohou obdržet rozřezáním koule, zhotovené tímto způsobem, na půlky.

Zařízení podle vynálezu má účelně také prvky pro vedení elektrického proudu tavitelným kovovým materiálem pro jeho roztavení a prvky pro přivádění tavidla do formy.

Průřez formy v rovině procházející osou otáčení kruhové dráhy je křivka o stálém průměru, takže předmět vyrobený pomocí zařízení je částí koule.

Forma je účelně zhotovena z kovu.

Forma je sestavena z jednotlivých rozmontovatelných dílů, čímž se usnadňuje odstranění vyrobeného předmětu.

Vynález bude blíže vysvětlen s pomocí výkresů znázorňujících příklad provedení, kde obr. 1 a 2 vysvětlují základní myšlenku vynálezu, obr. 3 je perspektivní pohled pro vysvětlení stavu, ve kterém se usazený kov v kovové formě tvoří, obr. 4 je řez podél roviny IV—-IV na obr. 3, obr. 5 je půdorys s částečným řezem, obr. 6 je bokorys s částečným řezem, obr. 7 je schematický pohled sloužící pro vysvětlení způsobu tvoření soudkovitého prvku a obr. 8 je půdorys s částečným řezem částí zařízení pro tváření kulovité nádrže.

Základní myšlenka, na které je vynález založen, bude vysvětlena s pomocí obr. 1 a 2. Když se kulová nádrž rozdělí na tři části, jak je znázorněno v obr. 1, získají se dvě miskovité části 1 a jeden soudkovitý prvek 2. Proto má-li se vyrobit polokulová deska nebo kulovitá nádrž pouze z kvalitního kovu, vyrobí se nejdříve soudkovitý prvek 2 z kovu usazeného elektrostruskovým přetavováním a poté se dvě miskovité části 1 odříznou od soudkovitého prvku 2. Stejným způsobem, jak popsáno výše, se zhotoví další soudkovitý prvek 2, umístí se mezi obě miskovité části 1 a svaří se do celku, čímž se dostane kulová nádrž. Jak je zřejmé v obr. 2, když se vodorovná řezná plocha 4 odděleného soudkovitého prvku 2 rovinou procházející jeho vodorovnou osou

3. otočí kolem vodorovné osy 3 o 360°, vytvoří se geometrické místo kulové skořepiny soudkovitého prvku 2. Proto se může zhotovit soudkovitý prvek 2 z usazeného kovu žádaných rozměrů ták, že se těleso z usazeného kovu, zhotovené elektrostruskovým přetavováním v dutině kovové formy, vede po geometrickém místě kulového pláště, přičemž dutina má vodorovný průřez takový, že když se kolem vodorovné osy 3 otáčí, vytváří geometrické místo kulového obalu soudkovitého prvku 2 žádaného rozměru.

Příkladné provedení vynálezu bude popsáno podrobněji s odvoláním na obr. 3 až 8. Vodou chlazená kovová forma 5 má vnější obal 5a, vnitřní část 5b a boční části 5c a 5d, které jsou spolu rozebíratelně spojeny. Kovová forma 5 vytváří dutinu A, která má vodorovný průřez takový, že když se otáčí kolem vodorovné osy 3, viz obr. 2, opíše tvar kulového pláště žádaných rozměrů. Sestava je taková, že vnitřkem příslušných částí kovové formy 5 může protékat chladicí voda 22. Vrchní a spodní části vnějšího obalu 5a a vnitrní části 5b jsou opatřeny vhodnými zúženími, jak je vidět v obr.

4. Vrchní zúžení je účelné v případě, když tavitelný materiál je kov ve formě elektrod o průřezu větší tloušťky než je tloušťka stěny výrobků. Je účelné také pro zamezení přeskoku jiskry při průchodu elektrického proudu mezi elektrodami a kovovou formou 5. Spodní zúžení je účelné pro hladké vytahování usazeného kovu z kovové formy 5. Na vrchním konci stojanu В je vodorovně otočně uložen hřídel 7, na kterém je prostřednictvím kroužků 8 otočně uloženo několik ramen 6, podepřených na jednom konci ve vodorovné rovině dorazem 9, jak je vidět na obr. 7. Druhé konce ramen 6 podepírají vnitřní část 5b kovové formy

5. Vnější obal 5a kovové formy 5 je podepřen opěrou 10 a kovová forma 5 je vodorovně podepřena několika rameny 6 a opěrou 10, viz obr. 6. Ke hřídeli 7 jsou pevně připevněna otočná ramena 11 jedním svým koncem a na jejich druhých koncích jsou namontovány vyjížděcí kusy 12, které blokují spodní stranu dutiny A v kovové formě 5 a vedou vyráběný soudkovitý prvek 2 v kruhové dráze, tj. podél geometrického místa kulového obalu, přičemž se spolu s hřídelem 7 otáčí, jak znázorněno čárkovaně v obr. 5 a 6. Uvedené vnitřní části 5b, ramena 6, hřídel 7, atd. jsou vytvořeny 2 oddělitelných malých dílů. Zhotovený soudkovitý prvek 2 se může tedy ze zařízení vhodně vybrat. Elektrody 13a, 13b a 13c jsou z ocelových tyčí nebo z kovového drátu vhodného průřezu, ve znázorněném provedení čtvercového. Tyto elektrodové prvky 13a, 13b, 13c jsou umístěny ve vhodných vzájemných dostupech a mohou se svisle posouvat v dutině A kovové formy 5 pomocí svářecí hlavice 23, která má dvojici vodicích kladek 24, dvojici podávačích válečků 26, poháné199236 ných například motorem 25 pro každou elektrodu 13a, ' 13b a 13c. Svářecí hlavice 23 je nesena manipulátorem 30, jak bude popsáno později.

Tavidlo 19, nasypané do násypky 27, nesené manipulátorem 30, se při práci z násypky 27 plynule dávkuje přiměřenou mírou hadicí 29, opatřenou ventilem 28 pro regulaci průtoku do struskové lázně 17, která se před tím odděleně připravila a nalila do dutiny A kovové formy 5. Elektrody 13a, 13b a 13c jsou přes spínač 16 a kabel 15a spojeny se zdrojem 14 proudu, který je druhým kabelem 15b spojen s vyjížděcím kusem 12. Když se ze zdroje 14 proudu vede proud _ přes kabely 15a a 15b a spínač 16 k některé elektrodě 13a, 13b nebo 13c a k vyjížděcímu kusu 12, dochází v dutině A kovové formy 5 k elektrostruskovému přetavení, při kterém se příslušné elektrody 13a, 13b a 13c postupně od svých špiček odtavují, přičemž se postupně snižují v důsledku Jouleiho tepla, .vytvářeného ve struskové -lázni 17, takže roztavený kov 18 se postupně hromadí v dutině A, ochladí se a ztuhne působením kovové formy 5 a postupně se přeměňuje na usazený kov 21. Potom se povrch startovacího konce usazeného kovu 21 uloží na vršek vyjížděcího kusu 12, a tak se usazený kov 21 přizpůsobí pro postupné tažení podél výše popsaného geometrického místa kulové skořepiny podle rotace vyjížděcího kusu 12 poháněného hřídelem 7. Manipulátor 30, opatřený druhým motorem 31 může svářecí hlavici 23 přemísťovat nahoru a dolů, dozadu a dopředu, doleva a doprava a také jí může otáčet, takže elektrody 13a, 13b a 13c, podávané do struskové lázně 17 svářecí hlavicí 23 se mohou v dutině A kovové formy 5 . správně umístit. U znázorněného provedení ss plochy průřezů elektrod 13a, 13b a 13c předběžným výpočtem určily tak, že pro první elektrodu 13a u středu je plocha maximální a ostatní elektrody 13b,. 13c, atd. na jednotlivých stranách mají průřez postupně menší. Tyto elektrody se ale podávají stejnou rychlostí, takže se kov může v dutině A kovové formy 5 ukládat rovnoměrně. Další rameno 33 má jeden konec pevně připevněný ke hřídeli. 7. Jak je vidět z obr. 6, když tažení usazeného kovu 21 pomocí vyjížděcího kusu 12 pokročilo do jisté míry, otočné rameno 11 a vyjížděcí kus 12 se odříznou, aby se vytvořila zkosená část 34 na konci usazeného kovu 21. Další rameno 33 slouží pro další tažení usazeného kovu 21, tak je druhý konec dalšího ramene 33 přizpůsoben pro spojení s usazeným kovem 21. Na vnitřní . části 5b a na vnějším obalu 5a kovové formy 5 jsou namontované pomocné kovové formy . 35 a 36. Když právě před dokončením tvorby soudkovitého prvku 2 z usazeného kovu 21 dojde ke stavy podle obr. 7, pomocné kovové formy 35 a 36 slouží pro tváření kovu v dutou sekci 21a mezi zkosenou částí 34 na konci roztaveného kovu a jeho nejzadnější části, čímž se tváření soudkovitého prvku 2 dokončí.

V obr. 7 a 8 jsou znázorněny přebytkové ' části 37 kovu vytvořené v pomocných kovových formách 35, 3S a otvory 38, 39 ve stře- . du miskovitých částí 1, odříznutých ze soudkovitého prvku 2, přičemž miskovité části 1 jsou ke hřídeli 7 připevněny upínadly 40.

Při výrobě polokulové koncové desky nebo kulové nádrže pomocí výše popsaného zařízení, po blokování spodní strany dutiny A kovové formy 5 pomocí vyjížděcího kusu 12, se strusková lázeň 17 vylije do kovové formy 5. Poté se manipulátor 30 vhodně uvede v činnost, aby se svářecí hlava 23 uvedla do vhodné polohy, zapne se motor 25 za účelem podávání elektrod 13a, 13b, 13c, atd. do struskové lázně 17 vhodnou rychlostí pomocí vodicích kladek 24 a podávácích válečků 26 a do elektrod 13a, 13b a 13c a vyjížděcího kusu 12 se ze zdroje 14 proudu přes kabel 15a druhý kabel 15b a spínač 16, přičemž tavidlo 19 se do struskové lázně 17 plynule dodává z násypky 27 hadicí 29 průtočným množstvím vhodně řízeným ventilem 28 pro regulaci průtoku. Elektrody se roztaví Jouleho teplem vytvořeným ve struskové lázni 17 na kov 18, který se postupně hromadí v dutině A kokily. Kov 18 se kokilou ochladí, postupně ztuhne a vytvoří těleso usazeného kovu 21, přivařené na vrchní koncovou plochu vyjížděcího kusu 12. Protože vyjížděcí kus 12 se otáčí po dráze kulovitého obalu soudkovitého prvku 2 ve směru šipky v obr. 6 pomocí . hřídele 7 hnaného druhým motorem 20 spolu s otočnými rameny 11,. může se těleso z usazeného kovu 21, které se ... plynule tvoří v kovové formě 5 vyjíždějícím kusem 12 nepřetržitě táhnout přiměřenou rychlostí po geometrickém místě kulového obalu. V tom případě se vytahovací rychlost určí tak, aby odpovídala rychlosti tvoření tělesa z usazeného kovu 21 v kovové formě 5. Když tažení tělesa z usazeného kovu 21 postoupilo popsaným způsobem do jisté míry, tj. když vyjížděcí kus 12 a o-točná ramena 11 dosáhly blízkosti polohy označené v obr. 6 dvojitými čárkovanými čarami, další ramena 33 se spojí s tělesem usazeného kovu 21, otočná ramena 11 se z hřídele 7 odstraní a současně s nimi se odřízne vyjíždějící kus 12 a část tělesa usazeného kovu 21. Poté se těleso usazeného kovu 21 dalšími rameny 33 postupně vytáhne, zatím co zkosená část 34 se zadrží na konci tělesa z usazeného kovu 21.

Když se těleso z usazeného kovu 21 vytvořilo v podstatě po celém obvodě kolem hřídele 7, jak je znázorněno v obr. 7, otáčení hřídele 7 se zastaví a současně s tím se svářecí hlava 23 zvedne spuštěním druhého motoru 31. Strusková lázeň 17, elektrody 13a, 13b a 13c a tavidlo 19 se potom přivádí do pomocné kovové formy 35, 36 a do jiných neznázorněných pomocných forem, rozmístěných na příslušných stranách, přičemž pomocné formy obklopují dutou sekci 21a, ohraničenou zkosenou částí 34 na konci roztaveného kovového tělesa a zadním koncem roztaveného kovového tělesa, takže elektrody 13a, 13b a 13c se taví, tuhnou a ' . vyplňují dutou sekci 21a kovem, přičemž se v duté · sekci 21a udržuje elektrostruskové přetavování. Tak se dokončí tvoření soukovitého prvku 2 z usazeného kovu

21.

Přebytková část 37, která se vytvořila na tělese z usazeného kovu ' 21 v duté sekci 21a sé' vhodným· opracováním, odtavením nebo podobně odstraní. Vnitřní část 5b formy, ramena 6, hřídel 7 a další ramena 33, nacházející se uvnitř soudkovitého prvku 2, se z jeho vnitřku odstraní rozebráním · příslušných dílů na menší části a poté se soudkovitý prvek 2 ze zařízení odstraní.· Tak se obdržel soudkovitý prvek · 2. Poté, když se ze soudkovitého prvku 2 odříznou části libovolného tvaru, mohou se získat miskovité prvky z usazeného kovu. Když se. žádá vyrobit kulovou nádrž, odříznou se ze soudkovitého prvku 2, vyrobeného výše popsaným způsobem, dvě miskovité části 1 . stejných rozměrů a středy příslušných částí se opatří otvory 38, 39. · Poté se miskovité části 1 pevně upevní na . hřídel 7 přes otvory 38, 39 pomocí upínadel 40, které leží souose s hřídelem 7 oproti sobě ve vzdálenosti v podstatě rovné šířce . soudkovitého prvku 2 (v tomto případě se ramena 6, hřídel 7, další ramena 33, otočná ramena 11, vyjížděcí kus 12 a podobně, které se předtím rozmontovaly a odstranily, . přirozeně opět usadily do

Claims (3)

1. Způsob výroby předmětů o kruhovém průřezu, při němž se tavitelný materiál plynule přivádí do formy a taví, · vyznačený tím, že se materiál . při· tuhnutí plynule z formy vytahuje a vede po kruhové dráze.

2. Zařízení na provádění způsobu podle bodu 1, - mající formu, prvky pro plynulé podávání tavitelného materiálu do formy a prostředky pro · roztavení tavitelného mate- jejich původní polohy)- a kovová . forma · 5 se nastaví tak, že protilehlé části vnějšího obalu 5a a vnitřní část 5b kokily kluzně dosedají na vnější okrajové části miskovitých částí 1 (nicméně, v tomto případě jsou vynechány boční části 5c a 5d). Poté, při výrobě soudkovité části způsobem výše popsaným se protilehlé koncové plochy soudkovitého prvku 2 přivaří na obvodové koncové plochy miskovitých částí 1, takže se vytvoří kulová · nádrž, . sestávající z integrální stěny kulové skořepiny. Po vytvoření'·· kulové nádrže se vnitřní část 5b kokily, ramena 6, hřídel 7, druhá · ramena 33 a podobně, nacházející se uvnitř nádrže, rozmontují a přes otvory 38 a 39 se odstraní, načež se · kulová nádrž ze zařízení odstraní. · Dále, je-li nutné, se otvory 38 a 39 miskovitých části 1 uzavřou · přivařením prvků, které se odřízly - ze zbytku soudkovitého prvku 2, ze kterého se odřízly miskovité části . 1 nebo · přivařením zvlášť připravených prvků. Tímto způsobem se může získat kulová nádrž·· z usazeného kovu. Poté, když se kulová nádrž rozdělí na dvě půlky, mohou se obdržet polokulové koncové desky z usazeného kovu. '

Podle vynálezu se mohou lehce vyrobit prvky soudkovitého tvaru, miskovité části, kalové nádrže nebo polokulové koncové desky a tedy se může · poukázat na výhody vynálezu oproti dřívějším způsobům, · spočívajícím na lisování tlustých desek nebo na lití, spočívající v tom, že · se mohou při nízkých nákladech obdržet výrobky vynikající jakosti.

VYNALEZU riálu, vyznačené tím, že je opatřeno prostředky pro plynulé vytahování tuhnoucího materiálu z formy (5) a prostředky pro jeho vedení po kruhové dráze. .

3. Zařízení podle bodu 2, vyznačené · tím, že průřez formy (5) v rovině · (4) procházející osou otáčení (3) kruhové dráhy je křivka o stálém průměru.