2858.Оборудование литейных цехов учебное пособие

электродвигателя привода вращения барабана, мощность электродвигателя привода скипового подъемника, а также проводят расчет установленного на скиповом подъемнике тормоза.

Корпус барабана обычно вращается на цапфах (рис. 22.3). Цапфы изготавливают пустотелыми; через одну из них из полости барабана отсасывается пыльный воздух, а через другую подсасывается наружный воздух в барабан. Вращение барабану сообщается с помощью цилиндрической зубчатой передачи, большая шестерня которой насажена на одну из цапф либо привернута непосредственно на кожух барабана.

Рис. 22.3. Схема барабана на цапфах: 1 – обечайка; 2 – торцы литые; 3 – цапфы; 4 – подшипники; 5 – стойки; 6 – кэксгаустеру

Кроме барабанов с вращением на цапфах и приводом с помощью зубчатой передачи, применяют простые круглые барабаны, вращающиеся на четырех опорных роликах. Одна пара роликов является ведущей и служит для передачи вращения барабану. Такие барабаны дешевле, чем барабаны на цапфах, но менее удобны в работе. При слишком резком торможении вала ведущих роликов такой тяжелый барабан, обладающий большой инерцией, при достаточном сцеплении с заторможенной парой роликов может с них соскочить и свободно покатиться в сторону своего вращения по полу поме-

391

щения. Поэтому для таких барабанов в целях безопасности следует выбирать соответствующее направление вращения ведущей пары роликов (рис. 22.4).

Рис. 22.4. Направление вращения ведущих роликов барабана: а – правильно; б – неправильно; 1 – барабан; 2 – ведущие ролики; 3 – опорные ролики

Рис. 22.5. Принцип работы барабана непрерывного действия: 1 – внутренняя обечайка; 2 – наружная обечайка; 3 – винтовые лопасти для возврата звездочек; 4 – лопатки для подачи звездочек на загрузочный лоток для отливок; 5 – загрузочный лоток; 6 – сборник для песка; 7 – отсос пыльного воздуха; 8 – выход отливок

На рис. 22.5 показана принципиальная схема барабана непрерывного действия. Барабан установлен под небольшим углом к горизонту, благодаря чему отливки вместе со звездочками при вращении барабана движутся вдоль его оси. Угол наклона α можно регулировать, изменяя время пребывания отливок вбарабане.

392

а очищенные отливки непрерывно выходят из барабана с другого его конца. Звездочки вместе с очищенной от отливок смесью на выходном конце барабана проваливаются через отверстия во внутренней его стенке и попадают в кольцевое пространство между внутренней и наружной стенками барабана. Здесь имеются винтовые лопасти, транспортирующие звездочки при вращении барабана назад к его загрузочному концу. Смесь по пути просеивается через мелкие отверстия в наружной стенке барабана и собирается в бункере. Звездочки, дойдя до загрузочного конца барабана, поднимаются лопатками 4 и подаются на лоток 5, по которому вместе с загружаемыми отливками вновь попадают в рабочее пространство барабана.

ВПТИлитпром для одного из заводов спроектировал проходной галтовочный барабан непрерывного действия для выбивки стержней, обломки литников, выпоров и предварительной очистки мелкого чугунного литья весом от 0,2 до 30 кг.

Общий вид галтовочного барабана непрерывного действия представлен на рис. 22.6.

Галтовочный барабан представляет собой бочку 4, вращающуюся на опорных катках 2 и удерживающуюся от осевого смещения роликами 13. Бочка барабана опирается на опорные катки 2 специальными стальными бандажами 3 и состоит из цельнолитого стального цилиндра с бронированием внутренней поверхности ребристыми стальными плитами 5. На внутренней части цилиндра в продольном направлении приварены три стальных волнистых порога 10.

Для направленного движения отливок из барабана со стороны загрузки к выходу рама 7 устанавливается в наклонном положении, угол наклона которого может регулироваться. Поэтому лоток 1 для загрузки отливок в бочку 4 жестко связан с барабаном. Выходная часть бочки барабана представляет собой перфорированный цилиндр 6, через который отходы просы-

393

паются на уборочный конвейер. Перфорированный цилиндр расположен в пылеотсосной камере 8 с резиновым уплотнением. Окно в пылеотсосной камере выполнено в форме сегмента и постоянно закрыто резиновой занавеской. Это окно служит также для выхода отливок, литников и прибылей, которые по лотку направляются из барабана на приемное устройство.

Рис. 22.6. Общий вид галтовочного барабана непрерывного действия конструкции ВПТИлитпрома

Приводной механизм барабана состоит из электродвигателя 14 мощностью 7 кВт, клиноременной передачи 11 и редуктора 12 с передаточным числом i = 8.

Для ликвидации пыли при барабанной очистке предложена конструкция очистного барабана с системой гидрообеспыливания. При этом очистка отливок происходит в воде, поступающей в барабан через сопло. Образующаяся во время очистки пульпа стекает через отверстие в барабане в желоб, а из него в приямок. После того как из барабана начинает стекать чистая вода, поступление ее прекращается. Такой барабан работает в литейном цехе завода «Водоприбор». Ввод воды в барабан, по данным завода, вдвое сократил время очистки отливок.

394

Вопросы для повторения

1.Сущность способа очистки отливок в галтовочных бара-

банах.

2.Преимущества и недостатки очистки отливок в галтовочных барабанах.

3.Конструкции галтовочных барабанов.

23. ВИБРАЦИОННАЯ ОЧИСТКА

При вибрационной очистке обработка наружных и внутренних поверхностей отливок производится путем вибрации контейнера с находящимися в нем деталями и наполнителем с частотой до 3000 колебаний в минуту

тродвигателем.

Вибрация деталей и кусочков обрабатывающей среды, помещенных в контейнер, складывается из вынужденных колебаний (передаваемых массе контейнером) и собственных колебаний массы; при этом последние зависят от веса (размеров) колеблющихся тел и их упругих связей. Траектории перемещения

395

частиц массы будут различны, но все они будут иметь общий характер перемещения, определяемый вынужденными колебаниями системы.

Вследствие разности масс кусочки обрабатывающей среды и детали получают разное ускорение, вызывающее их перемещение друг относительно друга. Кусочки наполнителя при скольжении прижимаются к поверхности обрабатываемых деталей под давлением остальной массы, в результате чего происходит процесс резания. Режим резания может быть подобран таким образом, чтобы каждый кусочек абразива прижимался к поверхности детали со значительным усилием, приводящим к интенсивному съему материала.

На эффективность очистки отливок весьма существенное влияние оказывает ряд технологических факторов. Основными из них являются материал наполнителя, размер гранул наполнителя, объемное соотношение наполнителя и отливок, объем заполнения контейнера и др.

Выбор наполнителя производится в зависимости от группы сложности отливок, их габаритов, наличия углов, пазов, отверстий, материала отливок (чугун, сталь, цветные сплавы) и требований, предъявляемых к отливкам после очистки.

Наиболее распространенным наполнителем при вибрационной обработке являются абразивы. Основным требованием, которому должны удовлетворять абразивы, является способность сохранять режущие свойства в течение всего процесса вибрационной обработки.

Чаще всего применяются синтетические абразивы – электрокорунд: нормальный – Э и белый – ЭБ. Электрокорунд нормальный или просто электрокорунд содержит 91–96 % окиси алюминия (Аl2O3) и имеет цвет от розового до темнокоричневого. Электрокорунд белый содержит 97–99 % Аl2O3 [49]. Удельный вес электрокорунда 3,93–4,01 г/см3, твердость по шкале Мооса 9–9,5 единиц. Стоимость электрокорунда невысока.

396

Из естественных абразивов для очистки отливок могут применяться наждак и корунд. Корунд – минерал, состоящий из 70– 92 % окиси алюминия (Аl2O3) с примесями окиси железа, слюды, кварца и т.д. Абразивная способность и стойкость этих материалов ниже, чем у электрокорунда, а следовательно, ниже производительность процесса. Под стойкостью абразивного материала здесь понимается сохранение режущих свойств зерна, а не абразивного инструмента. Абразивы могут применяться как в виде первичного материала, так и в виде боя абразивных кругов. В последнем случае расход абразива выше, а на отливках при сухом способе обработкиостается налет, ухудшающий внешний вид изделия.

Хорошие результаты получаются при применении в качестве наполнителя звездочек из отбеленного чугуна. Может применяться также штамповка разной геометрической формы. Наполнители, применяемые при очистке отливок, показаны на рис. 23.2.

Рис. 23.2. Виды наполнителей: 1 – штамповка; 2 – необкатанный бой абразивных кругов; 3 – обкатанный бой абразивных кругов; 4 – звездочки из отбеленного чугуна; 5 – плавленный нормальный электрокорунд; 6 – сечка; 7 – дробь

Продолжительность очистки отливок до одинакового качества литой поверхности, полученная при применении различных видов наполнителей, представлена в табл. 23.1 [44].

397

Таблица 23.1

Продолжительность очистки отливок различными наполнителями

Закругление острых кромок и удаление заусенцев при использовании боя абразивных кругов сравнительно невелико. Наибольшее закругление острых кромок дает использование металлического наполнителя (звездочек, штамповки, бракованных мелких деталей и т.д.). Отливки, обработанные металлическим наполнителем, имеют блестящий вид и не имеют абразивной пыли, присущей отливкам при применении синтетических наполнителей [7].

Бой абразивных кругов и электрокорунд находят широкое применение при очистке отливок, изготавливаемых литьем под давлением, в оболочковые формы и т.д. Однако через 2 ч работы установки при применении в качестве наполнителя боя абразивных круговпроизводительность процесса всреднем снижается на30 %.

Кроме указанных наполнителей, для очистки отливок могут применяться металлокерамические пластинки, дробленый феррохром и др. Стойкость минералокерамических пластинок составляет 700–800 ч, а феррохрома – 400–500 ч. Производительность очистки отливок с указанными наполнителями в 1,5–2 раза выше, чем при применении боя абразивных кругов [46].

398

За рубежом в качестве наиболее производительных абразивов при вибрационной обработке применяют окись алюминия специальных профилей, например треугольников, шаров, призм и т.д.

Форма кусочков наполнителя не оказывает влияния на производительность, однако стойкость специально отформованного абразивного наполнителя значительно выше, чем кусков неправильной формы, получающихся при бое кругов.

Основным условием успешной работы абразивного инструмента является способность к самозатачиванию в процессе обработки (выкрашивание старых зерен и появление новых). Наиболее удовлетворительные результаты получаются при обработке боем абразивных кругов, твердость которых составляет СТ2–Т2. Более мягкие (СМ1, СМ2, С1, С2) кусочки изнашиваются слишком быстро, а более твердые на очистных операциях засаливаются и теряют режущие свойства.

По данным ВПТИлитпрома, продолжительность очистки с увеличением твердости абразивного наполнителя от СТ1 до СТЗ снижается в среднем на 18–20 %. Расход наполнителя при этом практически не меняется.

Зернистость абразива влияет как на продолжительность очистки, так и на расход наполнителя. Расход абразива с зернистостью 80 почти в два раза меньше, чем с зернистостью 160. Продолжительность очистки (производительность) для зернистости 80 на 18–20 % меньше, чем для зернистости 160.

Вибрационный метод обработки позволяет сократить объем ручных работ до 20–40 %. НИИТмашем проводились экспериментальные работы по удалению облоя при помощи вибрационной обработки на большом количестве деталей, отлитых под давлением. Установлено, что на производительность процесса в основном оказывает влияние толщина облоя. Вибрационной обработкой удаляются облои толщиной не более 0,8 мм. Лучшим наполнителем для обработки деталей, отлитых под давлением, является бой абразивных кругов (Э или ЭБ) на керамической связке зернистостью 16–25 (ГОСТ 3647–59) и твердостью

399

СТ2–Т2 (ГОСТ 3751–59). Можно применять бой кругов зернистостью 40, однако в этом случае чистота поверхности несколько снижается. Оптимальными значениями амплитуды вертикального смещения и частоты вибрации являются: А = 1,5–2 мм

иn – 2300–2500 кол/мин. Продолжительность обработки – от 15 до 60 мин.

Вибрационный способ очистки позволяет также очищать отливки после заливки в песчано-глинистые формы и термообработки от пригара и окалины при одновременной выбивке стержней. Стержни, изготовленные из песчано-глинистой смеси, выбиваются из отливок простейшей конфигурации в течение 15–20 мин, а из отливок, имеющих сложную конфигурацию

ивнутренние полости, – через 25–30 мин. Наиболее эффективно выбивка стержней из отливок производится без наполнителя при совместной обработке мелких и средних отливок. При этом осуществляется предварительная очистка отливок.

Согласно опытным данным [7] число колебаний в минуту контейнера рекомендуется ≈1500, амплитуда колебаний 2–3 мм. Размер гранул абразива 20–25 мм. Контейнер рекомендуется загружать на 75 % объема при отношении объема отливок и наполнителя 7:10. Продолжительность очистки составляет 20–30 мин. Вибрационную очистку применяют для мелких отливок.

23.1. Виброгидроабразивная очистка

При виброгидроабразивной очистке помимо факторов, определяющих производительность процесса при «сухой» очистке, оказывают также влияние состав эмульсии и режим промывки контейнера.

Установки для виброгидроабразивной очистки отливок снабжены специальной рециркуляционной гидросистемой, по-

400