Электромагнитные прессовые формовочные машины

Впоследние годы все большее внимание уделяется использованию электромагнитного привода для уплотнения формовочной смеси в прессовых формовочных машинах.

По сравнению с пневматическим и гидравлическим электромагнитный привод имеет ряд преимуществ: быстродействие, надежность, простота обслуживания, улучшение санитарно-гигиенических условий труда, экономичность.

Устройство электромагнитного привода прессовой формовочной машины (рис. 19,а) аналогично устройству тяговых электромагнитов. В корпусе 1 электромагнита размещена катушка 2. Магнитопроводом служит корпус 1, крышка 3 и якорь 4. Детали магнитопровода выполнены из мягкой стали, например, 15Л, 25Л. Катушка электромагнита питается постоянным током от полупроводникового выпрямителя.

Вид тяговой характеристики зависит от формы якоря и выступа сердечника, в который упирается якорь (рис. 19,6). При выборе тяговой характеристики электромагнита для прессовой формовочной машины необходимо учитывать, что на зависимость усилия прессования Р от пути влияют многие технологические факторы, например, количество, влажность и другие свойства формовочной смеси в опоке (кривые 1…3 на рис. 20).

Привод прессовой формовочной машины должен обеспечивать технологически необходимое усилие прессования Р_р во всем диапазоне колебаний технологических параметров. Поэтому, например, электромагнит с тяговой характеристикой 4 (рис. 20) неприемлем, а электромагнит с тяговой характеристикой 5, имеющей «технологическую площадку», может быть использован в прессовой формовочной машине. Такую характеристику обеспечивают надлежащим выбором формы якоря и сердечника (рис. 19, б).

Для прессовых формовочных машин могут быть использованы электромагниты как постоянного, так и переменного однофазного и трехфазного тока. При одинаковых конструктивных размерах и одинаковом эффективном значении тока тяговые усилия, развиваемые электромагнитами постоянного, однофазного и трехфазного переменного тока, относятся как 2 : 1 : 1,5. С точки зрения уменьшения габаритных размеров машины следовало бы применять постоянный ток. Однако из-за наличия выпрямителей стоимость машины значительно возрастает. Поэтому чаще используются электромагниты трехфазного тока.

В современных прессовых формовочных машинах используется повышенное давление прессования 1,0…1,5 МН/м² (10…15 кгс/см²). Получить такие давления на электромагнитных прессовых машинах затруднительно. Повышение тягового усилия электромагнита связано с увеличением диаметра якоря и размеров машины. Поэтому электромагнитные прессовые машины широкого распространения не получили.

Электромагнитные насосы и желоба

Движение металла в электромагнитных насосах и желобах основано на взаимодействии магнитного поля с проводником, по которому проходит электрический ток. Роль проводника в данном случае выполняет расплавленный металл. В результате взаимодействия магнитного поля и тока возникает электродинамическая сила, направление которой определяется правилом левой руки, а величина зависит от магнитной индукции поля, тока в расплавленном металле и угла между векторами тока и магнитного потока.

Различают два метода воздействия магнитного поля на расплавленный металл. Первый метод – кондукционный. Ток через специальные электроды подводится непосредственно к металлу. Этот метод не нашел в литейном производстве применения, так как электроды сильно окисляются и быстро выходят из строя. Второй метод – индукционный. Ток индуктируется в расплавленном металле. Этот метод более надежен. Он широко применяется в электромагнитных насосах, дозаторах, желобах.

Однофазный электромагнитный насос(рис. 21) представляет собой трансформатор с первичной обмоткой 1 и вторичной в виде короткозамкнутого витка жидкого металла 2.

При включении первичной обмотки в жидком металле индуктируются токи, взаимодействующие с магнитным полем первичной обмотки, в результате чего возникает электромагнитная сила, стремящаяся поднять металл относительно первичной обмотки. Уровень металла в полости 3 поднимается, и он сливается через трубопровод. Насос может работать в двух режимах: а) безнапорном, в данном случае насос работает при небольших токах в первичной обмотке и выполняет роль индукционного нагревателя; б) транспортном, рассмотренном выше.

Вэлектромагнитном дозаторедля машин литья под давлением (рис. 22) под действием электромагнитного поля, создаваемого переменным током в обмотке дозатора, в каналах 2 начинает циркулировать расплавленный металл.

Направление движения металла показано стрелками. В центральном канале поток направлен вверх.

Образовавшегося напора достаточно, чтобы металл поднялся по трубе 1 выше основного уровня и сливался в металлоприемник или форму. Изменяя силу тока в обмотке, можно менять скоростной режим заливки.

Электромагнитный желоб – разновидность индукционного насоса. Отличие его состоит в том, что металл подвергается воздействию бегущего магнитного поля в открытом лотке, по которому он движется в виде безнапорного потока со свободной поверхностью. При этом индуктор расположен снизу, сверху или по сторонам лотка по всей его длине.

Электромагнитный привод имеет большие преимущества по сравнению с электрическими приводами других типов, так как позволяет непосредственно, без различных механических устройств действовать на перемещаемый объект, например, транспортировать и дозировать расплавленный металл.

В мелкосерийном производстве отливок широкое применение находят электромагнитные подмодельные плиты постоянного тока. На моделях (в том числе деревянных) в этом случае устанавливаются стальные пластины, которые, притягиваясь к плите, удерживают модели. Электромагнитные плиты позволяют быстро менять модели, что является одной из предпосылок изготовления небольших партий отливок на современных автоматических формовочных линиях.