Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2939
.pdf
вкладышей их внутренние поверхности при желании могут быть покрыты оловом, после чего матрицы или
вкладыши устанавливаются на стол литейной машины над выходным отверстием для выгрузки металла. Для
предотвращения потерь тепла от частей стола станка, окружающих выходное отверстие для металла, будь то
излучение в воздух или теплопроводность к штампам или матрицам, между штампами или матрицами и
столом станка может быть размещен лист асбеста или другого теплоизолирующего огнеупорного материала,
имеющий отверстие, закрывающее выходное отверстие для металла, размер которого может регулироваться.
Расплавленный металл для литья выдавливается из плавильной печи любым подходящим способом,
например, с помощью сжатого воздуха или поршня, и по трубопроводу поступает к выходному отверстию в
столе машины, которое выполнено в виде узкой щели, проходящей вдоль корпуса или матрицы. Благодаря
этому металл распределяется между поверхностями матрицы, корпуса и его сердцевины быстрее и
равномернее, чем если бы металл выгружался через круглое или аналогичное концентрированное отверстие.
Дополнительные преимущества удлиненного выходного отверстия для металла заключаются в том, что
литник, будучи сравнительно тонким, быстро охлаждается и затвердевает, предотвращая тем самым дефекты
литья из-за обратного попадания металла в емкость, в то время как литник такого поперечного сечения может
быть очень легко сломан простым поднятием штампов или оболочки со стола станка, что исключает
необходимость использования специальных средств для обрезки литников, как это обычно делается.
Описанный здесь метод и устройство для литья под давлением не требуют использования чистых или новых
форм или подшипниковых вкладышей, поскольку старые вкладыши или вкладыши с дефектной футеровкой
могут быть футерованы заново. Формы с дефектными отливками могут быть заполнены заново без
какой-либо специальной подготовки, так как при прохождении через печь, как описано выше, содержащийся в
них металл расплавляется и может быть удален при необходимости для получения слитков для повторного
использования. Следует понимать, что в случае футеровки подшипниковых вкладышей сам подшипниковый
вкладыш служит одной из форм и проходит через печь перед попаданием в литейную машину, а стержень,
закрепленный на столе машины, служит другой формой. Однако, в отличие от обычного литья под давлением,
при котором металл не предназначен для прилипания к формам, белый или другой литейный металл после
отливки предназначен для прочного прилипания к подшипниковому вкладышу или внешней форме. Для этого
его можно предварительно лужить изнутри перед отливкой, чтобы обеспечить адгезию футеровки к вкладышу,
или же может быть обеспечено механическое соединение путем нарезания канавок или углублений на
внутренней поверхности вкладыша, так что отлитая футеровка будет механически сцеплена с вкладышем.
В случае таких изделий, как зубчатые колеса, требующих двухкомпонентных форм, каждая из которых
представляет собой оболочку, а не стержень, обе части могут быть пропущены через печь в литейную
машину. В любом случае, для более эффективного предотвращения потерь тепла в месте соединения матриц
с выходным каналом для металла, а также для минимизации возможной утечки металла, нижние матрицы,
формы или аналогичные изделия могут иметь выступающий край, предпочтительно клиновидной формы,
предназначенный для захода в выходное отверстие для металла, для чего отверстие того же типа имеет
соответствующее по форме периферийное углубление или расширение. Для более ясного понимания
изобретения, его применение к облицовке подшипниковых вкладышей подробно описано ниже со ссылкой на
прилагаемый лист чертежей, где: Рисунок 1 — фронтальный вид, показывающий расположение установки для
облицовки подшипниковых вкладышей в соответствии с настоящим изобретением, некоторые
несущественные части опущены для большей ясности; Рисунок 2 — боковой вид, частично в разрезе
литейной машины, показанной на Рисунке 1; Рисунок 3 — план, частично выполненный по линии X X на
Рисунке 2; Рисунок 4 — увеличенный разрез стержня по линии Y Ẏ на Рисунке L, при этом вкладыш показан
пунктирной линией.
На рисунке 5 показан перспективный вид оболочки, установленной над ядром, а на рисунках 6 и 7
представлены детальные изображения в увеличенном масштабе. Печь 1, стенки которой облицованы
огнеупорным материалом и нагреваются газом 2, предпочтительно имеет наклон и содержит цепной конвейер
3, нижнее зубчатое колесо которого приводится в движение при необходимости поворотом рукоятки 4.
Конвейер 3 наклонен вниз к ручке 4, а рядом с его верхним концом расположена платформа 5. Печь снабжена
по торцам противовесными раздвижными дверцами 6, а вблизи верхнего торца — вентиляционным
отверстием 7, и поддерживается рамой 8. Втулка подшипника S, подлежащая футеровке (которая может
иметь форму, аналогичную показанной на рисунке 5), будь то новая втулка или втулка с изношенной
футеровкой, помещается на платформу 5 выемкой вниз и перемещается вперед по конвейеру 3. Затем
приводится в действие конвейер, под которым расположена наклонная полка или желоб 9, поддерживающий
его вес, и любой облицовочный металл в оболочке расплавляется и стекает по желобу в U-образный слив 10,
откуда в конечном итоге выгружается через отверстие 11, падая в форму 12 на полку 13, где он отливается в
слитки металла «второго сорта».
Оболочка S выгружается из нижнего конца печи в горячем и чистом состоянии на откидную заслонку 14,
которая позволяет ей легко скользить по столу J5, где оператор при желании может «залудить» опорную
поверхность любым известным способом. Подготовленная оболочка затем подается на стол 16 литейной
машины, где ее захватывают клещами или подобным устройством, или, предпочтительно, с помощью
захватывающего устройства, которое является предметом моего патентного описания № 220482, и помещают
над стержнем 17 примерно в положение, показанное на рисунке 5. Затем расплавленный белый или другой
футеровочный металл вдавливается в полость, расположенную между сердечником 17 и оболочкой S, как
будет более подробно описано ниже, после чего футеровочную оболочку подшипника можно немедленно
удалить щипцами или захватным устройством, а на ее место установить другую пустую оболочку. Литейная
машина включает в себя полую базовую часть 18, в которой более или менее по центру расположен
плавильный котел 19, изготовленный из подходящего некоррозионного металла, причем указанный котел 19
предпочтительно является съемным из базовой части 18.
Горшок имеет нижнюю уменьшенную цилиндрическую часть 20, внутри которой предназначено скользить
плотно прилегающий поршень 21, также изготовленный из некоррозионного металла с коэффициентом
теплового расширения, практически таким же, как у части горшка 20, чтобы всегда обеспечивать плотное
прилегание. Поршень 21 проходит вертикально через отверстие 1 в крышке 22 емкости 19 и в верхней части
соединен посредством поворотного шарнира 23 с рейкой 24. Ремень 24 перемещается вертикально в
подшипнике 25, жестко закрепленном на стойке 26, и приводится в движение для подъема или опускания
плунжера 21 по желанию с помощью шестерни 27, приводимой в движение этим плунжером, и вращается с
помощью маховика 28, установленного на том же валу 29, что и шестерня 27, причем вал 29 установлен в
соответствующем кронштейне подшипника 30, закрепленном на стойке 26. В котел 19 через отверстие 31 в
крышке 22 подаются металлические слитки, а газовые струи 32 тщательно нагревают части котла 19, 20,
расплавляя тем самым металл. При подъеме поршня 21 высококачественный металл опускается в нижнюю
часть емкости 20, причем поток направляется зубцами 33 на дне части емкости 19 вокруг горловины
цилиндрической части 20.
Наклонный конусообразный трубопровод 35 ведет от дна емкости 20 к выпускному отверстию 34 в столе 16, и
когда необходимо подать металл через отверстие 34 в литейную полость, поршень 21 с соответствующей
скоростью опускается вниз, заставляя металл подниматься по трубопроводу 35, при этом его тепло
поддерживается расположенной рядом газовой струей. Следует отметить, что канал 35 постепенно сужается
к отверстию 34, имеющему вытянутую или щелевидную форму, и это важные особенности настоящего
изобретения. Кроме того, металл в емкости 20 имеет тенденцию оседать, поэтому для обеспечения его
равномерного качества поршень 21 периодически вращается вокруг своего шарнира 23. Таким образом,
перемешивание становится более эффективным благодаря лопасти или мешалке 36, расположенной в
нижней части поршня 21, как показано на рисунках 2 и 6. Согласно одному из вариантов модификации,
поршень может вращаться с помощью прикрепленного к нему стержня, проходящего вверх через рейку 24,
или же лопатка 36 может быть установлена на специальном стержне, проходящем вниз через поршень 21.
Сердечник 17 установлен на основании 37 вместе с рядом фиксирующих элементов 38, 39, 40,
предназначенных для правильного позиционирования оболочки S относительно сердечника 17. При контакте
с задними выступающими неподвижными элементами 38 оболочка S плотно прижимается к торцевому
выступающему неподвижному элементу 39 посредством регулируемого позиционирующего элемента 40,
внутренняя поверхность которого имеет углубление, позволяющее ей плотно прилегать и скользить по
торцевой части сердечника 17. Элемент 40 приводится в действие для захвата или освобождения оболочки
по желанию вращением винта 41, к которому он съемно соединен посредством пластины 42, имеющей
U-образный паз, который надевается на винт и входит в зацепление с расширителем на его конце. Для
обеспечения выхода воздуха и газов во время литья в верхней части оболочки S просверлено несколько
отверстий 43 подходящего размера (обычно достаточно трех отверстий диаметром 1/4 дюйма),
сообщающихся с самой верхней частью канала оболочки, а на поверхности элемента 40, контактирующего с
торцом оболочки, образованы неглубокие канавки 40a, позволяющие воздуху выходить в продольном
направлении.
На элементе 40 шарнирно установлена пластина 44, которая может поворачиваться над верхней частью
корпуса S; при необходимости между пластиной 44 и корпусом S устанавливается уплотнительная пластина
45. Затем винт с квадратной резьбой 46, установленный в съемном подшипнике 47 в стандартной
комплектации 48, завинчивается на пластину 44 с помощью маховика 49 до тех пор, пока корпус S не будет
надежно зафиксирован, однако давление не должно быть настолько большим, чтобы предотвратить выход
воздуха через отверстия 43, которые могут быть закрыты пластиной 45. При желании пластина 44 и/или
элемент 40 могут быть снабжены вентиляционными отверстиями, сообщающимися с отверстиями 43 в
подшипниковой оболочке. Для поддержания высокой температуры частей машины, окружающих проход 35 и
выходное отверстие 34, и охлаждения сердечника 17, между столом 16 и основанием матрицы 37
размещается слой теплоизоляционного материала 50, например, асбеста или подобного. Этот изоляционный
слой имеет отверстие, расположенное над отверстием для выгрузки металла 34, размер которого выбран
таким образом, чтобы регулировать поток металла в зависимости от размера подшипниковой оболочки,
давления металла и необходимой скорости литья для получения идеальной футеровки.
Таким образом, для оболочек наибольшего размера, с которыми можно работать, отверстие в изоляционном
слое 50 имеет полный размер металлического выходного отверстия 34, но для меньших размеров длина
отверстия будет в большей или меньшей степени уменьшена на одном или обоих концах. Однако вместо
нескольких изоляционных слоев 50 с отверстиями разного размера можно использовать один слой с
отверстием регулируемого размера. С этой целью, например, в толщину слоя 50 может быть встроена одна
или несколько скользящих металлических или иных пластин, которые будут закрывать большую или меньшую
часть торца или торцов отверстия в слое 50. Для дополнительной защиты расплавленного металла от
преждевременного охлаждения, а также от утечки между столом станка и основанием стержня, основание
стержня может быть снабжено выступающим выступом, предпочтительно клиновидной формы, который
входит в выходное отверстие для металла 34, предпочтительно расширенное или увеличенное
соответственно, как показано на рисунке 7. Опорная пластина 37, несущая сердечник 17, устанавливается на
столе 16 таким образом, чтобы отверстие в ней совпадало с отверстием 34 с помощью штифтов или
подобных элементов (не показаны), и зажимается или иным образом надежно удерживается любым
подходящим способом.
На рабочем столе 16 станка могут быть предусмотрены направляющие 51, канавки 52 и упор 53 для
использования в связи с захватным устройством, являющимся предметом моей вышеупомянутой
параллельной заявки. Сердечник 17 и/или его основание 37 могут быть выполнены полыми и снабжены
отверстиями с обеих сторон для прохождения через них охлаждающей воды, воздуха или другой жидкости,
которая может проходить непрерывно или периодически при использовании металла с такой высокой
температурой плавления, что сердечник 17 будет чрезмерно нагреваться. Когда металл продавливается
между сердечником 17 и оболочкой S, он быстро и более или менее равномерно распределяется по длине
оболочки, вытесненный воздух выходит из оболочки через канавки 40a и отверстия 43, и в конечном итоге
металл поднимается по отверстиям 43, пока не достигнет пластины 45, которая не только предотвращает
выплескивание металла из отверстий, но и способствует охлаждению расплавленного металла воздухом,
благодаря чему он затвердевает и герметизирует отверстия, предотвращая последующее переливание
металла.
Кроме того, металл, затвердевший в отверстиях 43, образует штифты, которые помогают удерживать белую
или другую металлическую облицовку в правильном положении внутри корпуса. Удлинённая форма
выходного отверстия для металла 34 не только обеспечивает быстрое и равномерное распределение
металла по всей ширине корпуса, но и, благодаря своей малой толщине, быстро охлаждается за счёт
теплопроводности корпуса и сердечника, образуя прочное уплотнение, предотвращающее обратный поток
металла в ёмкость 20, что предотвращает образование неполной и, следовательно, дефектной футеровки.
Кроме того, литник, или литой металлический элемент, соединяющий внешнюю часть изделия с выходным
отверстием 35 после отливки, имеет ту же вытянутую форму, что и отверстие 34, и поэтому легко ломается
просто при поднятии оболочки, например, с помощью захвата или подобного приспособления, без
использования инструментов или режущих устройств, которые обычно предусмотрены для обрезки литника в
машинах для литья под давлением. Канал 35, выходное отверстие 34 и продолжение канала в основании 37
имеют такую форму, чтобы не образовывать никаких углов, препятствующих потоку металла, при этом целью
является, насколько это возможно, получение чистого, обтекаемого потока металла.
Печь и металлический плавильный котел могут быть снабжены любыми подходящими средствами индикации
и регулирования температуры, например, такими, которые описаны в описании моих предыдущих патентов №
28126, 28346 и 26583 от 1913 года. Следует понимать, что производство качественных отливок или футеровок
в кратчайшие сроки зависит, помимо прочего, от того, чтобы металл не переохлаждался до попадания в
литейную полость, для чего, частично, стол машины изолируется от утечки тепла; от того, чтобы металл не
охлаждался слишком быстро в литейном пространстве, для чего форма или оболочка предварительно
нагреваются; и от того, чтобы металл не охлаждался слишком медленно в литейном пространстве, для чего
оболочка и стержень изолируются от поглощения тепла расплавленным металлом через стол машины, и при
необходимости охлаждаются жидкостью. Следует также понимать, что мое изобретение не ограничивается
описанным выше в качестве примера устройством, поскольку в него можно внести множество вариаций и
модификаций, не выходящих за рамки сущности или объема изобретения.
Например, следует четко понимать, что металл может быть выдавлен из плавильной печи просто за счет
давления воздуха или газа, а не путем прямого перемещения поршня внутри печи. Подробно описав и
определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что я...
Соседние файлы в папке патенты