2858.Оборудование литейных цехов учебное пособие

Рис. 14.14. Схема станкового гидромонитора с механизированным управлением

Цилиндр 6 имеет осевую опору 7, установленную в специальном кронштейне 8. Шток 9 при передвижении поворачивает трубу 2 в ту или другую сторону. Шток 11 цилиндра 10 также шарнирно соединен с трубой 2 и при своем передвижении поворачивает ее в вертикальной плоскости.

Выбрасываемая из насадка монитора струя неоднородна (не одинаково компактна) по длине, что объясняется появлением вихревых токов и аэрацией, расчленяющих струю на отдельные струйки и брызги. Снизить влияние вихревых токов можно путем ввода в ствол гидромонитора специальных выпрямителей, уменьшающих поперечное сечение струи.

Выбор необходимого и достаточного давления в гидросистеме определяется прочностью на сжатие стержней в пределах (12–13)105 Па (12–13 кгс/см2). Для разрушения стержней необходимо удельное давление струи воды, равное (12–15)105 Па (12–15 кгс/см2). Следовательно, при коэффициенте использования напора k = 0,5 напор в гидросистеме должен быть равным (25–30)105 Па. Однако при таком давлении стержень только

291

размывается, но не разрезается. Очевидно, эффективнее будут установки, работающие по комбинированной схеме: сначала стержень разрезается тонкой высоконапорной струей (давление (75…150)105 Па при диаметре сопла 6–7 мм), а затем удаляется с дополнительным разрушением мощной струей низкого давления ((25…30)105 Па при диаметре сопла 15–20 мм).

На рис. 14.15 показана типовая гидрокамера с грузоподъемностью стола 30 т. Основные узлы камеры: металлический корпус 1, подъемные площадки 4 (или кабины гидромониторщиков) с гидромониторами 2, гидропривод управления мониторами, прожектора 3 для освещения пространства внутри камеры, двери гидрокамеры 7, самоходная тележка (тележки) 5 с кабелеукладчиком, на которую загружаются отливки, подвергаемые обработке, перекрытие подвала, эстакады 6 с инерционным грохотом, сепаратор, резервуар для пульпы с мешалками, насосы, пневмооборудование, бак для воды, насосная станция высокого давления, электрооборудование. Откачиваемая из камеры пульпа подается в большинстве камер на установки для гидрогенерации отработанного песка и систему осветленияоборотной воды.

Рис. 14.15. Гидравлическая выбивная камера: а – общий вид; б – схема установки в цехе

292

На некоторых камерах установлены кантователи с целью ускорения выбивки стержней путем поворота отливок под струей гидромонитора.

В нашей стране серийно выпускаются гидрокамеры с грузоподъемностью стола до 100 т.

Гидрокамеры успешно применяют для удаления стержней прочностью не более 15 кН/м2.

Пескогидравлический способ выбивки стержней основан на использовании водяной струи, имеющей абразивные частицы (кварцевый песок). Разрушительные свойства пескогидравлической струи зависят от тех же параметров, что и водяной, а также от количества песка в ее составе, значительно повышающего «режущие» свойства струи.

Пескогидромонитор (рис. 14.16) представляет собой устройство, в основе работы которого лежит принцип гидравлического эжектора. Вода из входного насадка 4 ствола 3 поступает в конфузор выходного насадка 1, где вследствие увеличения скорости струи резко снижается давление. Благодаря разрежению пульпа (смесь песка с водой) засасывается через специальный ниппель 2 в конфузор – происходит смешивание потоков воды и пульпы с последующим выбросом их через выходной насадок.

Рис. 14.16. Схема пескогидромонитора: 1 – выходной патрубок; 2 – патрубок для пульпы; 3 – ствол; 4 – входной насадок

Эффект работы пескогидромонитора в большой степени зависит от конструктивных параметров его насадков.

293

Рациональным расстоянием L между спрысками входного и выходного насадков для давлений (50–75)105 Па следует считать 60–70 мм, а отношение площадей поперечных сечений

лений (75–150)105 Па не должно превышать 6.

Электрогидравлические установки получают все большее применение в литейных цехах. В основе их работы лежит метод выбивки стержней за счет энергии, образующейся при высоковольтном импульсном разряде в жидкости, получивший название электрогидравлического эффекта (ЭГЭ).

Использование ЭГЭ позволяет превращать электрическую энергию в механическую без промежуточных звеньев. При высоковольтном разряде в жидкости, находящейся в сосуде, возникают кавитационные явления, которые сопровождаются образованием ударных волн, распространяющихся со сверхзвуковой скоростью. Давление в жидкости при этом достигает

(1500…2000)105 Па (1500–2000 кгс/см2). Это давление импульс-

ного характера проявляется в механическом перемещении жидкости и приводит к разрушению материалов, помещенных вблизи зоны разряда. Разрушение происходит в результате совместного действия ряда взаимосвязанных факторов: механического ударного действия жидкости, кавитационных процессов, звукового и ультразвукового излучений, а также резонансных явлений.

Если поместить невыбитую отливку в зону упругого воздействия ударных волн, то при прохождении этих волн через отливку и стержень в последних будут возникать упругие и остаточные деформации. Вследствие разности модулей упругости и частоты собственных колебаний металла и стержня происходит разрушение последнего на границе раздела с металлом.

Такой способ передачи механической энергии стержню позволяет выбивать отливки и освобождать их от стержней, имеющих высокую прочность и расположенных в труднодоступных полостях отливки.

294

Питание электрогидравлических установок осуществляется от специальных силовых устройств, которые выполняются либо по кенотронной, либо по однофазной и трехфазной резонансным схемам.

В схеме, показанной на рис. 14.17, питание предусмотрено по однофазной резонансной схеме.

Схема состоит из зарядного и разрядного контуров. Зарядный контур включает выпрямитель-трансформатор ВТ. Разрядный контур состоит из конденсатора С, синхронизатора (формирующего промежутка) СХ и рабочего искрового промежутка РП, образующегося между электродом и отливкой.

Рис. 14.17. Принципиальная схема устройства для получения электрогидравлнческого эффекта

Как только напряжение на конденсаторе С возрастает до того значения, на которое установлен синхронизатор СХ, происходит его пробой, и все напряжение импульсно подается на искровой промежуток между электродами и отливкой, находящейся в ванне, заполненной жидкостью. При этом промежуток пробивается высоковольтным разрядом, в результате чего возникает электрогидравлический удар. Затем цикл повторяется с частотой, определяемой скоростью зарядки конденсатора С. Частота следования импульсов для условий выбивки стержней должна составлять примерно 1 имп/с, а число импульсов, необходимое для выбивки, зависит от габаритов отливки и обычно находится в пределах 200–1000. Расход энергии в таких установках составляет примерно 5–7 кВт·ч на 1000, кг литья.

295

ЭГ-установку размещают в отдельном помещении, примыкающем к литейному цеху. Основные узлы агрегатов и систем установки: рабочий бак 4 с фундаментной рамой, механизм подъема контейнера 6, контейнер со съемными поддонами, самоходная тележка и рельсовый путь 3, подвижной мост 1 с его эстакадой, электрод 2 с механизмами горизонтального и вертикального перемещения, генератора импульсов тока 9 и системы блокировок, кабина оператора с пультом управления 7, система шламоудаления 5, система вентиляции 10 и система водопроводов 8 (рис. 14.18).

Рис. 14.18. Электрогидравлическая установка для выбивки стержней из отливок

296

Очищаемые отливки цеховыми грузоподъемными средствами загружаются в контейнер, установленный на самоходной тележке. Тележка накатывается на раму подъемника, находящегося над рабочим баком. Механизм подъема снимает загруженный отливками контейнер с тележки и опускает его в рабочий бак, заполненный водой. Специальный электрод, закрепленный на подвижном мосту, с помощью механизмов может перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях, что позволяет ему находиться в любой точке рабочего бака по команде оператора. Между электродом и отливкой в воде происходит электрический разряд, сопровождаемый комплексом физических явлений, которые обеспечивают выбивку стержней, из отливок и очистку их от остатков смеси. Шлам, проваливаясь сквозь решетчатое дно контейнера, поступает в зумпфы бака и удаляется шламовыми насосами.

Для обеспечения благоприятных условий всасывания шлама насосами в зумпфах размещены трубопроводы системы барботажа.

Импульсы тока формируются в генераторах, состоящих из выпрямителя-трансформатора, импульсных конденсаторов и разрядника.

Управление установкой осуществляется с пульта оператора, на котором расположены планшет следящей системы положения электрода относительно очищаемых отливок, кнопки

ирычаг управления, а также электроизмерительные приборы.

Унас в стране ЭГЭ-установки выпускаются для выбивки стержней общей массой (отливки со стержнями) 2500 кг (мод. 36121), 8000 кг (мод. 36131), 25 000 кг (мод. 36141) и др.

Для повышения производительности установок при работе в условиях массового и крупносерийного производства используют проходные и конвейерные установки.

297

14.4. Устройства для отделения элементов литниковых систем

Выбитую из опоки отливку необходимо освободить от литников, выпоров и прибылей. Эта операция может осуществляться следующими методами: 1) отламыванием или отбивкой в барабанах; 2) отделением элементов литниковой системы рубильными молотками; 3) откусыванием на специальных прессах; 4) отрезкой на пилах; 5) газовой резкой и др.

Отбивка или отламывание литников и выпоров в чугунных отливках является сравнительно простой операцией, так как чугун хрупок, а литниковая система обычно держится на отливке питателями, сечение которых мало. Часто эта операция выполняется вручную при помощи кувалд.

Для потока разнообразных отливок небольшого веса используются отбивные барабаны, в которых могут быть совмещены во времени три операции: отбивка литников, выбивка стержней и очистка отливок.

Барабан (рис. 14.19) выполняется в виде полого цилиндра 2, выложенного внутри составными броневыми плитами 1. На внутренней поверхности барабана делаются продольные пороги 3. Снаружи для уменьшения шума он покрыт оболочкой 4 из войлока, дерева и резины. Барабан установлен на четырех катках 5 под углом 1,5–2° к горизонту и вращается с окружной скоростью (внутренней поверхности) 1,5–2,0 м/с. Отливки, поступающие в барабан с одного из торцов, поднимаются продольными порогами и при падении, ударяясь многократно друг о друга и о стенки барабана, отделяются от литников и прибылей. Одновременно разрушаются и стержни.

Отделившаяся от отливок смесь сквозь отверстия в последней секции барабана просыпается через воронку на ленточный транспортер уборочной системы, а отливки и литники выходят через второй торец барабана и попадают на транспортер.

298

Рис. 14.19. Барабан для отломки литников

299

Пневматические рубильные молотки применяют при удалении с поверхности отливок заливов, элементов литниковых систем, перекосов, ужимин и т.п.

Для обрубки отливок используют главным образом молотки золотникового типа. Молотки с коротким ходом (до 100 мм) применяют для легкой обрубки тонких заливов и небольших дефектов отливок, а с длинным ходом – для обрубки тяжелых приливов и заливов.

Рис. 14.20. Пневматический рубильный молоток

Рубильный молоток показан на рис. 14.20. В стволе 1 помещается ударник 2, который под действием сжатого воздуха совершает возвратно-поступательное движение, нанося удары по хвостовику рабочего инструмента 3 (зубила). Течение воздуха переключается автоматически золотником 4. Для пуска молотка следует нажать курок 5, находящийся на рукоятке 6. Шланг для подвода сжатого воздуха прикрепляется к молотку с помощью резьбового ниппеля и футорки, ввинчиваемого в отросток рукоятки молотка. Для исключения проникания в молоток вместе со сжатым воздухом грязи, пыли и посторонних примесей в футорку закладывают сетку, которая их задерживает. Проникание в молоток загрязненного сжатого воздуха снижает его работоспособность, вызывает повышенное изнашивание деталей.

300