2858.Оборудование литейных цехов учебное пособие

ляющими скалками 4. На позиции раскрытия двух полуформ 8 ящика и извлечения готовых стержней цилиндр 5 перемещает на себя подвижную половину со стержней до тех пор, пока штыри 6 не упрутся в плиту толкателей 7. При этом стержни выталкиваются на приемный стол. Из неподвижной половины ящика стержень выталкивается в подвижную половину за счет упругих сил пружин 1, воздействующих на систему толкателей 9.

Рис. 7.6. Стержневая секция с оснасткой

Быстродействующий лопастный смеситель (рис. 7.7) со-

стоит из корпуса 6 и лопастного вала 5. От пескострельного резервуара 7 смеситель отделен шибером 1, а от дозатора песка 2 – шибером 4. При открытии шибера 4 срабатывает отсекатель 3, прекращающий поступление песка в дозатор.

Впоследние годы создано новое семейство стержневых машин, в которых учтены современные требования и тенденции развития.

Вмашинах этой группы предусмотрены возможность работы с вертикальным, горизонтальным и сложным разъемами оснастки разных размеров, а также автоматизация всех операций, включая и операцию передачи стержней на цеховые транспортные средства.

171

Рис. 7.7. Лопастный смеситель стержневого автомата мод. 4716

Пескодувный метод уплотнения обеспечивает высокое качество стержней при минимальном времени на заполнение стержневого ящика. В зависимости от объема резервуара, соответствующего массе изготавливаемого стержня и размерам стержневой оснастки, определены основные конструктивные параметры машин.

Примером пескострельных стержневых машин-автоматов, удовлетворяющим современным требованиям литейного производства, могут служить машины известной немецкой фирмы «ЛЭМПЕ». Эта фирма выпускает пескострельные машиныавтоматы, оснащенные ящиками семи типоразмеров с вертикальной и горизонтальной плоскостью разъема с объемом стержня от 5 до 250 литров. Машины с вертикальной плоскостью разъема имеют габариты ящиков от 180×350×400 (длина, ширина, высота) до 900×1300×1300, а машины с горизонтальной плоскостью разъема имеют габариты ящиков от 355×350×450 до 1800×1500×1300. Важнейшей особенностью стержневых автоматов этой фирмы можно назвать то, что объем стержневого

172

ящика может изменяться до указанной цифры в обозначении типа машины. Например, установка L20 предназначена для изготовления стержней с объемом до 20 литров; установка L250 (максимальная из всех, выпускаемых фирмой) предназначена для изготовления стержней с объемом до 250 литров. Пескострельные установки этой фирмы при весьма компактной конструкции машины выпускаются для оснастки до четырех плоскостей разъема (верхняя, нижняя, левая и правая боковая часть). Общий вид стержневого пескострельного автомата представлен на рис. 7.8.

смонтированы правая и левая боковые прижимные плиты 2, 6 и прессовый цилиндр 7. При-

жим собранного стержневого ящика происходит как в быстром, так и в медленном режиме. Благодаря этому отдельные составные части стержневого ящика закрываются «мягко» и медленно подводятся под пескострельную плиту.

На установке производится быстрая замена стержневых ящиков. Это обеспечивается вакуумным фиксированием боковых частей оснастки и быстрой механической системой крепления нижней и верхней частей стержневого ящика. Верхняя часть ящика придерживается рамой с переменной площадью отвер-

173

Такая конструкция хорошо разрыхляет смесь и обеспечивает ее подвижность.

Насадка 5 пескострельной головки не сужающаяся, как это было принято раньше, а расширяющаяся, кольцеобразной или крестообразной формы.

Пескострельная плита 6 прикрепляется к пескострельной головке вакуумом с усилием около 1,6 т. (см. рис. 7.9). Плита снабжена быстросъемными резиновыми уплотнителями 7, кото-

больших пескострельных машин L40–L100 снабжаются, кроме вакуума, еще механическим соединением с целью предотвращения падения плиты в результате аварийного отключения электропитания.

Для больших пескострельных установок резиновые уплотнители не предусматриваются. Конструктивно они заменяются дистанционными болтами и поддерживающим кольцом. Крепление пескострельной плиты вакуумом позволяет осуществлять выстрелы через погружающиеся сопла. В рассматриваемой конструкции не требуется совпадения оси отверстия пескострельной плиты и оси загрузочного отверстия стержневого ящика. Такое несовпадение осей в действительности имеет место, так как пескострельная плита сначала крепится к ящику, а затем произвольно подводится под пескострельный узел автомата. В случае если работа производится погружающимися соплами, то вырезка направляющих каналов на междонной плите не производится.

175

8.СМЕСИТЕЛЬ СТЕРЖНЕВОЙ СМЕСИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Для производства качественной стержневой смеси необходимо обеспечить качественное перемешивание компонентов смеси [37]. Это требование, наряду с требованием автоматической очистки рабочего пространства, положено в основу конструкции смесителя «ЛЭМПЕ». Этот смеситель отличается малой высотой, компактностью, объемной дозировкой высокой точности всех компонентов смеси, минимальными затратами по обслуживанию смесителя и связанных с ним агрегатов.

Смеситель обеспечивает качественное приготовление стержневой смеси для всех наиболее известных до сих пор процессов.

Все основные рабочие операции смесителя (выбор рецептуры, дозировка, перемешивание, выгрузка готовой смеси, очистка рабочей камеры смесителя) управляются центральным пультом посредством монитора интегрированного персонального компьютера.

Программное обеспечение, которым снабжен персональный компьютер установки, располагает системой опознавания и диагностики ошибок, в силу чего производственный процесс надежно контролируется. Поэтому для ввода новой информации или ее изменения не требуется обслуживающего персонала высокой квалификации.

Смеситель обычно монтируется на специальной платформе, которую устанавливают на кабину автомата или рядом. Смесители выпускаются с производительностью 1,5, 3,0 и 4,2 т/ч. Если один смеситель обслуживает два или более стержневых автомата, то в этом случае он устанавливается на специальную тележку, с помощью которой и обеспечиваются смесью все автоматы.

После выгрузки смеси рабочая полость смесителя очищается автоматически. Это дает возможность сразу же подготовить

176

другой тип стержневой смеси, например чередовать амин-про- цесс с бетасет-процессом без дополнительной очистки и подготовки.

Бункер с песком располагают либо рядом с пескострельным автоматом, либо над смесителем в зависимости от конкретных цеховых условий. Лучшее решение – расположение бункера с песком непосредственно над дозатором песка у смесителя. Тогда дозатор будет находиться над рабочей трубой смесителя, а песок будет поступать в смеситель под действием собственного веса. Такая компоновка обеспечивает минимальное пылевыделение. Смеситель позволяет приготавливать стержневую смесь одного сортапеска и одновременно не более двух связующих.

Рис. 8.1. Установка для приготовления стержневой ХТС

Установка для приготовления стержневой холоднотвердеющей смеси (ХТС) (рис. 8.1) состоит из бака-смесителя 1, пропеллера 5 с силовой передачей, очистителя остатков стержневой смеси 7, объемного дозатора песка 8 с гибким рукавом 6, объемного дозатора связующего 12, датчика 11 верхнего уровня и датчика 13 нижнего уровня связующего, вакуумной системы 9, системы подачи сжатого воздуха 10, запорной арматуры 14 и 15, бака для связующего 16. Песок, связующее и порошкообразные

177

добавки дозируются объемными дозаторами с высокой точностью. Работа смесителя состоит в следующем. Песок, связующее и добавки подаются в рабочую полость смесителя. Песок доставляется из объемного дозатора 8. Рабочий бак смесителя во время подачи песка закрывают крышкой. Сдозированные компоненты стержневой смеси (песок, связующее и добавки) подаются одновременно в поток песка. Сопла 4 специальной конструкции гарантируют равномерное их перемешивание с песком. В результате равномерного перемешивания образуется столб смеси, который постепенно заполняет рабочую полость смесителя. Пропеллер 5, вращающийся с большими оборотами, перемещается многократно вверх и вниз вдоль своей оси, тем самым обеспечивая высокое качество перемешивания. Следует отметить, что при таком комбинированном перемешивании не наблюдается градиента добавок по сечению смесителя, если их плотность существенно отличается от плотности остальных компонентов смеси, как это имеет место при шнековых смесителях.

Для опорожнения рабочей емкости 1 смесителя от замеса бак передвигают пневмоцилиндром 17 влево над отверстием 3, расположенным над пескострельным автоматом, по плоскости износостойкой плиты 2. Смесь падает в собирательный бункерворонку пескострельного автомата под собственным весом. Очистка смеси со стенок рабочей емкости происходит автоматически специальным скребком 7, закрепленным на конце штока пневмоцилиндра. Постоянная очистка смесителя позволяет в случае необходимости быстро заменить тип смеси. Переход на другой тип смеси, таким образом, осуществляется без нарушения тактового времени и без дополнительных затрат труда. Очистка дозаторов для жидких компонентов смеси происходит аналогичным образом. Дозировка связующего (см. рис. 8.1) производится по объему заполнения прозрачной трубки 12 из тефлона путем всасывания вакуумом 9 прямо из бака 16. Наличие вакуума 9 и поплавка 18 обеспечивает этому способу дозировки спокойный и безвихревой подвод связующего в дозатор смесителя.

178

Величина дозы связующего обеспечивается расположением внешних датчиков 11–13 контроля заполнения. Точность дозировки связующего ±0,8 %. Очистка дозировочной трубки производится периодической продувкой ее сжатым воздухом 10.

Дозировка порошкообразных добавок осуществляется шнековым механизмом (на схеме не показано) методом перемешивания. Добавки подают в струю песка во время его подачи в рабочее пространство смесителя. Ввод всех отдозированных компонентов стержневой смеси происходит одновременно. Дозировку добавок производят вращением шнека.

Процесс дозировки управляется в диалоге с компьютером через экран монитора. Продолжительность дозирования изменяют в интервале 1–25 с. При этом 1 с соответствует 10 г порошкообразного материала плотностью 1 г/см3.

Если плотность порошкообразного материала слишком большая, рекомендуется предварительно перемешивать его с песком (около 10 % от объема добавки), а затем смесь направляют в свободный бункер.

9.СОЧЕТАНИЕ ПЕСКОДУВНОГО ПРОЦЕССА

СПРЕССОВАНИЕМ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

Ранее отмечалось, что основным недостатком прессования как метода уплотнения литейных форм является переуплотнение смеси в пространстве над моделью и недостаточное уплотнение в пространстве вокруг высокой модели и между моделями. Если Нм высота модели, а Н – высота опоки, то нетрудно доказать, что указанная неравномерность степени уплотнения составляет

δmax − δmin = (δmax − δ0 ) HHм ,

где δmax – средняя степень уплотнения (после прессования) столба формовочной смеси в опоке над моделью; δmin – то же –

179

впространстве вокруг модели; δ0 – начальная плотность смеси

вопоке перед прессованием.

Отсюда следует, что неравномерность уплотнения δmax–δmin

иотносительная деформация h/H уменьшаются при увеличении

начальной плотности δ0, где h – высота наполнительной рамки. На основании этого в качестве одного из способов уплотнения литейных форм (для всего диапазона мелкого и среднего литья) можно рекомендовать сочетание предварительного уплотнения пескодувным или пескострельным способом с последующим прессованием или подпрессовкой. Подпрессовка жела-

тельна нижняя в размере до 10 % относительной деформации.

Втаком процессе сочетаются наиболее быстродействующие способы уплотнения – пескодувный и прессовый. Предварительное уплотнение формы пескодувным способом одновременно сопровождается заполнением формы смесью,

ипоэтому отпадает необходимость в отдельном выполнении этой операции. Пескодувный, пневматический способ наполнения смесью форм может также хорошо сочетаться с пневматическим транспортом смеси к формовочным машинам без потерь смеси россыпью. Отсутствие последней при заполнении опоки позволяет обходиться без специальных уборочных транспортеров.

При этом отпадает необходимость установки громоздких бункеров над машинами, бункера превращаются в небольшие герметизированные проходные воронки-дозаторы, подающие смесь в пескодувные резервуары машин. Пескодувный процесс при этих условиях можно вести с более низким давлением воздуха, что значительно сократит расход воздуха. Целесообразно также применять для предварительного надува форм пескострельный процесс.

Механизм уплотнения формовочной смеси пескодувным методом мало отличается от описанного выше для стержневых смесей. Различие заключается лишь в том, что формовочная смесь, обладая меньшей текучестью, чем стержневая, оказывает

180