Опять я о газовой резке прибылей стального литья
Известно, что крупные металлические отливки, как стальные, так и чугунные, имеют специальный элемент литниковой системы в полости литейной формы, называемый в технике прибылью, и предназначенный для питания отливки жидким металлом в период затвердевания и усадки. В зависимости от веса и габаритных размеров отливки количество прибылей колеблется от одной до десяти и более штук. Сечение прибыли обычно овальное или же круглое. Диметр самых крупных прибылей достигает шестисот и более миллиметров.
Прибыль после очистки отливки от формовочной смеси отрезают чаще всего газокислородным способом. И чаще всего вручную. Для этого на крупных машиностроительных заводах СССР проектировали специальные, так называемые, «термообрубные» цеха, где осуществлялись полные циклы поверхностной очистки отливок от формовочной земли, пригара, удаления литниковой системы и поверхностных дефектов, отрезки прибылей и заварки обнаруженных в процессах очистки наружных дефектов, а также т производилась термическая обработка литья.
Заводы, которые не имели специализированные «термообрубные» цеха, очистку своего литья производили у себя, на отдельных участках литейных цехов. Условия работы в этих цехах были тяжелыми из-за пыли, открытого пламени, искр расплавленного металла, грохота, и работники цехов работали в очках, респираторах и наушниках. Поэтому согласно КЗОТ СССР подобные цеха оборудовались бесплатной газированной водой и чаем, а сами работники получали за вредность производства бесплатное молоко и целый ряд других продуктов питания, а также имели сокращенный рабочий день.
Каждый «термообрубной» цех имел специальную технологическую площадку в виде отдельного пролета цеха, куда привозили отливки из сталелитейных цехов, предназначенную для газовой резки прибылей, удаления остатков литниковой системы, газовой поверхностной обработки отливок, газовой разделки обнаруженных поверхностных дефектов и газовой резки прибылей.
После окончания разгрузки и процесса укладки отливок на полу этого пролета цеха, к делу приступали ручники газорезчики, которые подходили к отливке, пристраивались к прибыли поудобнее и начинали ее резку. На отрезку одной о прибыли диаметром в пределах 500-600 мм уходило от пятнадцати до тридцати минут. Причем, чаще всего резка осуществлялась в неудобном для рабочего положении, именно так, как лежала на полу цеха отливка.
И представьте себе:
Громадный и широченный пролет цеха, длиной в 80 метров и шириной в 36 метров был весь заставленный громадными отливками с торчавшими вверх прибылями, похожими на пузатых бочонков. И на каждой отливке газорезчики с горящими резаками в руках или обрубщики с пневмозубилами и переносными наждачными точилами. Огонь, искры и капли расплавленного металла летящие в разные стороны, грохот, дым и пыль такие, что уже ладонь протянутой руки плохо видно. И люди вокруг в масках, очках и респираторах. Настоящий Ад Данте. Но по другому здесь невозможно. А объёмы стального литья все растут и увеличиваются.
И вполне естественно, что в руководстве завода всерьез заговорили об этой проблеме «термообрубного» цеха. А так как газовая резка относится к сварочному производству, а в сварочном производстве завода вопросами передовой технологии, вопросами механизации производства занимался в то время я, в ранге начальника этого бюро, то мне и поручили в срочном порядке решить эту «позорнейшую», по словам Главного инженера и парторга для завода проблему.
Проблему газовой резки прибылей с технической и технологической стороны я знал хорошо, и у меня были уже два авторских свидетельств на механизмы для газокислородной резки прибылей. Одно на переносное, портативное устройство для полуавтоматической резки прибылей за номером 929 360 класса B23k 7/10 и второе, автоматическое, в виде подвижной стационарной газорезательной установки по авторскому свидетельству 860 963 класса B23k 7/06, которая сама перемещалась п по пролету цеха по заданию газорезчика по напольным п рельсовым путям и была оснащена выдвижной поворотной консолью со специальной резаковой головкой, оснащенной дистанционным механизмом установки резака в нужном для резки месте прибыли и автоматическим приводом его кругового перемещения вокруг прибыли по наружной траектории на заданном расстоянии от поверхности прибыли.
Обе эти установки были изготовлены и опробованы и уже работали во всю. Но у второй, полустационарной установки, выявилась новая, чисто техническая проблема, мешающая нормальному протеканию процесса резки прибыли в самом его начале, при прогреве места реза на прибыли.
Дело в том, что процесс газокислородной резки начинается с прогрева места начала реза подогревающим пламенем резака до температуры примерно в тысячу триста градусов по Цельсию, а на практике, до соломенно-белого цвета. После этого пускают струю режущего кислород с одновременным началом процесса перемещения резака по линии реза. Время нагрева уменьшится, если подогревающее пламя резака будет направлено перпендикулярно поверхности прибыли. Так газорезчик и делает.
Но начинать резку при перпендикулярном направлении оси головки резака невозможно, потому что во время пуска струи режущего кислорода в не совсем прорезанном на полную толщину металла месте прибыли происходит выплеск расплавленного металла из места прогрева в пространство и в головку резака. Что приводит к сбиванию подогревающего пламени и его затуханию. Или же к поломке мундштука резака.
Поэтому газорезчик наклоняет резак перед пуском режущего кислорода под углом не менее 80 градусов к вертикали и выплескивает струей кислорода расплавленный металл в сторону, начиная одновременно перемещать резак по линии реза. Тогда струя кислорода прорезает прибыль насквозь в верхней, уже прогретой части прибыли и, как бы зацепившись уже за нее, начинает резать остальную часть металла. И далее газорезчик уже сам контролирует процесс прорезания прибыли по мере увеличения ее толщины в месте реза.
В моей механизированной консольной установке для резки прибылей этот наклон резака с одновременным его перемещением по вертикали и горизонтали в виде синусоидой линии реза осуществлялся дополнительным шарнирным механизмом. Не слишком, кстати, удачным.
Поэтому я начал ломать голову над чем-то другим, без этого сложного и мало надежного шарнирного механизма. Шарнир на шарнир – это не слишком было хорошо. Надо было что-то попроще, что-то вроде газокислородного резака с поворотной головкой.
Я заказал через наш заводской отдел научно технический информации и через наш патентный отдел всю мировую информацию о газокислородных резаках с поворотной режущей головкой. Да, такие резаки были. Были. Но… слишком уж сложные конструктивно. И обязательно с дополнительным приводом поворота головки. Не то! Не то!
И здесь до меня дошло! Я вспомнил, как стараются распрямиться изогнутые водопроводные шланги при подачи в них рабочей жидкости. То же самое делают и газовые шланги. Есть даже формула расчета зависимости усилия выпрямления шлангов от давления внутри шлангов. А у меня в резаке как раз имеется режущий кислород с рабочим давлением от десяти до пятнадцати атмосфер. Вот тебе и привод поворота режущей головки резака. Надо только его сконструировать. И как только появилась идея изобретения, все остальное стало проще.
Я быстро разработал техническое задание на проектирование совершенно новой для завода газорезательной установки для резки прибылей стального литья с использованием резака с поворотной головкой, работающей от режущего кислорода, на уровне эскизного проекта. Точнее, это была уже работающая заводская портальная установка, на которой предстояло лишь сменить резак.
У нас на заводе при СССР существовал тогда специальный отдел Главного конструктора нестандартного оборудования или ОГК НОСО, который как раз и занимался разработкой проектов на средства механизации и автоматизации для проблемных производств завода. И моя идея техзадания на резак с поворотной головкой была уже предварительно согласована с начальником соответствующего бюро этого отдела, моим старым соратником и соавтором по многим моим изобретениям, поэтому дело завертелось сразу и довольно таки быстро.
А затем на этот механизм была оформлена через заводской патентный отдел заявка на предполагаемое изобретение под нашими двумя именами, авторами идеи, Овчинниковым Виталием Макаровичем и Докукиным Виктором Михайловича, а также именем еще одного соавтора, конструктора ОГК НОСО, Васильева Сергея Михайловича, делавшим рабочие чертежи этого необычного резака. Через несколько месяцев на нашу заявку пришло положительное решение, а затем и выдано авторское свидетельство на изобретение под номером 741 019 класса B23D 13/32 от 21 февраля 1980 года.
Принцип работы этого резака описан в материалах заявки, которые имеются в интернете и желающие могут с ними ознакомиться по номеру авторского свидетельства и по его классу. Резак был изготовлен и прекрасно работал в термообрубном цехе до самого закрытия завода в девяностые годы прошлого столетия.
***