![](/user_photo/_userpic.png)
книги / Оборудование литейных цехов
..pdf![](/html/65386/197/html_rOrscrvX9g.nF8N/htmlconvd-wVfMrh281x1.jpg)
3) минимальное значение величины возмущающей силы Q , при котором еще возможны периодические режимы рассматриваемого вида:
Q = |
( |
M |
р |
+ M |
ф ) |
πg |
|
1− R |
1− ξ2 |
) |
, |
(14.9) |
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1+ R |
|
|
|
|
где ξ – коэффициент расстройки, ξ = ωωр .
Оптимальные условия для обеспечения устойчивости движения системы создаются при значениях ξ = 0,5…0,6;
4) формула для определения суммарной жесткости пружин подвески имеет вид
k = M р ξ2 ω2 ; |
(14.10) |
5) необходимая мощность электродвигателя решетки
N = α |
πgGфор |
|
1− R 1+ |
μ |
, |
(14.11) |
102ηω |
1+ R μ |
|
||||
|
|
|
|
|
где α = 0,5…0,6 – расчетный коэффициент уменьшения мощности; η – 0,8…0,9 – КПД привода, учитывающий потери в передаче и рассеивание энергии в амортизаторах.
14.2.Автоматизированные установки для выбивки форм
Сцелью освобождения рабочих от непосредственного участия в тяжелом и трудоемком процессе выбивки и вывода оператора из зоны повышенной запыленности используют автоматические установки для выбивки форм. В зависимости от способа формовки (безопочная, опочная, без крестовин в нижней опоке, опочная с крестовинами в нижней опоке) применяют соответствующие типы выбивных установок.
281
Наиболее легко поддается автоматизации выбивка из безопочных форм, так как при этом не требуется удалять смесь и отливки из опок, а необходимо лишь обеспечить сброс форм с литейного конвейера на выбивное устройство, где происходит их разрушение и отделение отливок от смеси. В качестве устройства для сброса форм применяют установки с «отклоняющей шиной», с наклонной платформой и др.
Вустановках с отклоняющей шиной платформы конвейера имеют особые откидные на шарнирах щиты, которые с помощью роликов и «отклоняющей шины» поворачиваются на месте выбивки в наклонное положение под углом 45° к горизонту. При этом формы соскальзывают на выбивающее устройство. Недостаток таких установок заключается в усложнении конструкции тележек конвейера.
Вустановках с наклонной платформой на позиции выбивки вся тележка конвейера наезжает на платформу, которая наклоняется и сбрасывает форму на расположенный ниже вибрационный конвейер, где и происходит отделение отливок от смеси.
Для выбивки форм без крестовин в нижней опоке наиболее распространены установки, работающие напровал. При этом способе форма устанавливается на вибрирующую раму, расположенную над выбивной решеткой. Опока опирается на раму краями, отработанная смесь вместе с отливкой сквозь проем рамы проваливается на решетку, где и происходит их разделение. Для предохранения опок от разрушающего воздействия вибрирующей рамы на ряде установок применены прошивные механизмы, выдавливающие ком (отливку со смесью) из опоки на разделительную решетку.
При наличии крестовин в нижней опоке выбивка напровал без распаровки невозможна, так как крестовины не позволяют удалять отливку вместе с формовочной смесью. В этом случае
282
применяют установки для автоматизированной выбивки форм трех типов: с раздельной выбивкой верхней и нижней опок с предварительной распаровкой и извлечением отливки до выбивки; с раздельной выбивкой верхней и нижней опок с предварительной распаровкой и извлечением отливки после выбивки; для выбивки спаренных форм с последующей распаровкой и извлечением отливки.
Рассмотрим некоторые схемы автоматизированных выбивных установок, применяемых при различных типах формовочных линий.
Установки для выбивки опочных форм, работающие напровал, имеются в большинстве отечественных литейных цехов массового производства.
Установка (рис. 14.11) работает следующим образом. При движении на литейном конвейере 4 форма нажимает на рычаг конечного выключателя 6, включающего пневматический цилиндр 3 тележки стаскивателя 5. Форма 7 с литейного конвейера подается на выбивную раму 8, а опоки от ранее выбитой формы передним упором стаскивателя сдвигаются в распаровщик. Форма на раме под действием вибрации разрушается, и формовочная смесь с отливками проваливается на выбивную решетку 11, где также под действием вибрации смесь проваливается сквозь решетку на ленточный конвейер, а отливки по склизу подаются на пластинчатый конвейер. Выбитые опоки проталкиваются сталкивателем 1. Верхняя опока доходит до упора 2. В этот момент срабатывает пневмоцилиндр распаровщика, который с помощью захвата на штоке перемещает нижнюю опоку на один шаг, вытаскивая ее из-под верхней опоки. Затем верхняя опока падает на направляющие 9 распаровщика, и при сталкивании следующей выбитой формы верхняя и нижняя опоки перемещаются еще на один шаг. Далее опоки подаются на ленточный конвейер 10, доставляющий их к участку формовки.
283
![](/html/65386/197/html_rOrscrvX9g.nF8N/htmlconvd-wVfMrh284x1.jpg)
Рис. 14.11. Автоматизированная установка для выбивки форм из опок без крестовин
Установка с предварительной распаровкой и извлечением отливки после выбивки показана на рис. 14.12.
284
![](/html/65386/197/html_rOrscrvX9g.nF8N/htmlconvd-wVfMrh285x1.jpg)
Рис. 14.12. Автоматизированная установка для выбивки форм из опок с крестовинами
При подходе тележки литейного конвейера 1 к сталкивателю 2 последний сталкивает спаренную форму на решетку 7 выбивки нижних опок, а также дает команду манипулятору 3 на захват и подъем верхней опоки и включение решетки. После захвата и подъема верхней опоки 4 манипулятор автоматически переключается на передвижение и опускание ее на решетку 11. При опускании верхней опоки на решетку манипулятор дает команду на включение решетки, а сам, освободившись от опоки, автоматически возвращается в исходное положение.
Решетка после выбивки верхней опоки автоматически отключается, и включается сталкиватель 8, который подает опоку
285
с решетки на роликовый конвейер 12. По наклонному конвейеру опока поступает на шагающий конвейер 10.
Решетка 7 с нижней опокой автоматически выключается, опока с отливкой сталкивателем автоматически подается с решетки на промежуточный стол 9. Со стола опока подается сталкивателем 5 на подъемный стол 6 с цилиндром. Рабочий включает стол с опокой на подъем, подвешивает отливку на подвесной охладительный конвейер, после чего стол опускается, и пустая опока со стола сталкивается на ленточный конвейер 13, который подает ее на шагающий конвейер 10 пустых опок.
14.3. Оборудование для удаления стержней из отливок
Операции выбивки отливок из форм и удаления стержней из отливок имеют много общего, так как связаны с разрушением и удалением отработанной смеси. В технологической цепи они следуют одна за другой, а при применении стержней из легковыбиваемых смесей химического твердения иногда неразделимы. При использовании стержней с высокой остаточной прочностью (например, на основе жидкого стекла) в отливках остается значительное количество неразрушенных стержней, и необходимо специальное оборудование для их удаления.
Для разрушения и выбивки стержней применяются вибрационные, гидравлические, пескогидравлические и электрогидравлические машины и установки.
В условиях массового и крупносерийного производства для выбивки стержней из мелких и средних отливок применяют пневматические вибрационные машины. Машина (рис. 14.13) представляет собой раму 1, на которой установлены передняя 3 и задняя 2 бабки. Задняя бабка несет на себе упор 4, опирающийся на пружину 5. Передняя бабка имеет направляющие 7; на них установлен подвижный вибратор 8, щиток которого оканчивается зажимом 6. Перемещение вибратора по направляющим изажимам отливки обеспечивается посредством пневмоцилиндра 9.
286
![](/html/65386/197/html_rOrscrvX9g.nF8N/htmlconvd-wVfMrh287x1.jpg)
Рис. 14.13. Пневматическая вибрационная машина для выбивки стержней
Для выбивки стержня отливку устанавливают на станину или подвешивают на талях и зажимают между передней и задней бабками. Затем включают вибратор. Плунжер вибратора движется, вызывая сотрясение отливки, зажатой между упором задней бабки и передним зажимом, вследствие чего стержень разрушается.
Производительность таких установок по объему стержневой массы составляет до 1 м3/ч.
При выбивке стержней на вибромашине такого типа может быть использован пульсирующий подвесной конвейер. В этом случае при проходе отливки между упорами путевой выключатель останавливает конвейер – происходит зажим и выбивка стержня. Продолжительность остановки конвейера, а значит, и продолжительность выбивки регламентируются реле времени.
287
![](/html/65386/197/html_rOrscrvX9g.nF8N/htmlconvd-wVfMrh288x1.jpg)
В литейных цехах с массовым характером производства выбивка стержней из отливок осуществляется также на вибромашинах, установленных на карусельные столы.
Для выбивки стержней из средних и крупных отливок, как правило, массой не менее 400 кг применяют гидрокамеры, в которых стержни из отливок удаляются вследствие разрушения стержня струей воды и вымывания его из отливки. В зависимости от максимального давления воды все гидроочистные установки разбивают на три класса: низкого давления (5·106–10·105 Па), высокого (10·105–20·105 Па) и сверхвысокого (свыше 20·105 Па). При этом установки высокого и сверхвысокого давления могут быть дополнительно оборудованы насосной станцией низкого давления, используемой для вымывания и гидротранспортирования разрушенных стержней.
Способность струи разрушать стержень определяется ее кинетической энергией, которая зависит от скорости и массы частиц воды. Скорость определяется напором воды перед насадком гидромонитора, а масса – расходом ее в единицу времени.
Струя воды размывает и разрезает стержень. Размывающее действие тем больше, чем больше расход воды, а разрезающее действие тем больше, чем больше скорость струи.
Струя воды ударяется о поверхность стержня и проникает в виде отдельных частиц в его поры и трещины. Сила водяного напора нарушает взаимное сцепление частиц стержня, размывая и расчленяя его.
Сила удара струи о препятствие, каким является стержень, зависит главным образом от изменения количества движения струи в процессе выбивки:
m(v − v0 ) = P(t − t0 ),
где m = gγ; Fv – расход воды, с; γ – удельная сила тяжести, γ =
= 104 Н/м3; F – площадь истечения насадка, м2; v – скорость течения воды, нормальная к поверхности стержня, м/с; v0 – ско-
288
![](/html/65386/197/html_rOrscrvX9g.nF8N/htmlconvd-wVfMrh289x1.jpg)
рость струи в момент встречи со стержнем, м/с; Р – сила удара струи о стержень, Н; t – время, в течение которого изменяется скорость, с.
Поскольку конечное количество движения равно нулю, секундное его значение Нс будет определяться выражением
mv = Pt; |
γ |
Fv2 |
= P. |
|
g |
||||
|
|
|
Выразив скорость струи и через напор H водяного столба
v = 2gH ,
получим P = 2γFH.
Таким образом, сила удара струи Р возрастает с увеличением напора (при постоянной площади истечения насадка) и с увеличением площади насадка (при постоянном напоре).
Основным фактором, обеспечивающим эффективную работу гидроструи, является отношение силы удара Р к поверхности площадки, в которую бьет струя
σв = P .
Fст
Для разрушения стержня необходимо, чтобы давление на единицу поверхности Р было больше сопротивления стержня сжатию σсж. С учетом максимальной силы удара и коэффициента потерь k = 0,5 это напряжение можно определить по формулам
p >> σсж; p >>= 2γFHk =104 H,
Fст
где площадь Fст принята равной площади истечения F насадка;
γ = 104 Н/м3.
Сопротивление стержня размыванию зависит от физикохимического воздействия на него воды. Размокание стержня со-
289
провождается утолщением водных пленок между твердыми частицами, увеличением объема отдельных частей стержневой массы и нарушением ее сплошности. Небольшая добавка поверхно- стно-активных веществ приводит к усилению взаимного отталкивания глинистых частиц, что облегчает размыв стержня.
Основным рабочим органом гидровыбивной установки является гидромонитор. Он служит для создания плотного потока – струи воды, направляемой на отливку или стержень.
Гидромонитор представляет собой длинную стальную трубу, на одном конце которой закреплено сопло, а на другом при помощи фланца – рукав, подводящий воду под давлением. Труба установлена в кольце, которое может поворачиваться вокруг горизонтальных и вертикальных шарнирных осей, закрепленных, в свою очередь, в неподвижном корпусе, привернутом к стенке камеры.
Для защиты от брызг воды отверстие в корпусе камеры, к которой крепится монитор, закрывается кожухом из прорезиненной ткани. Такой гидромонитор прост в изготовлении и эксплуатации и применяется в основном при давлении воды до
25·105 Па (25 кгс/см2).
В высоконапорных установках требуются большие усилия при повороте монитора для преодоления реактивных сил струи на выходе. Поэтому современные гидромониторы имеют полностью механизированное или автоматизированное управление.
Рассмотрим схему гидромонитора с механизированным приводом перемещения (рис. 14.14). Корпус состоит из двух телескопически соединенных стволов 1 и 2. Наружный шарнирно закреплен на кронштейне 3, который крепится к стенке камеры и может поворачиваться на оси 4, установленной на опорах 5.
Перемещение осуществляется гидроприводом, состоящим из горизонтального 6 и вертикального 10 цилиндров, который обеспечивает перемещение гидромонитора на 20° во все стороны от оси вращения.
290