1 Введение

За последнее десятилетие большое распространение в литейных цехах России и Украины получила технология получения форм и стержней из холодно-твердеющих смесей на смоляных связующих (ХТС-процесс). Это объясняется большими технологическими преимуществами ХТС по сравнению с традиционными песчано-глинистыми:

- применение для изготовления форм и стержней единых компонентов (песок, смола, катализатор);

- приготовление смеси и подача ее в опоки (стержневые ящики) совмещены в одном агрегате - смесителе;

- высокая точность стержней и форм, возможность ухода от пригара;

- отсутствуют дефекты отливок, связанные с поддутием, их размывом, обрушениями, уменьшается количество газовых раковин;

- возможность получать отливки 7 класса точности по ГОСТ 26645-85, снижается расход металла и объем механообработки;

- стержни лёгко удаляются из внутренних полостей отливки, так как смола под воздействием температуры залитого металла выгорает и стержень рассыпается;

- быстрая смена оснастки и, как следствие, гибкость при изготовлении многономенклатурной продукции, особенно при мелкосерийном и серийном производстве;

- возможность практически полной регенерации формовочной смеси и использование 90…95% регенерата.

Применение ХТС позволяет от организации смесеприготовительного отделения, резко снизить объём внутрицеховых транспортных операций. Сухой песок и выбитая смесь перемещаются пневмотранспортом по трубам диаметром 50…150 мм, что позволяет отказаться от громоздких ленточных транспортёров, эстакад, подземных траншей и полностью исключить пыление при транспортировке [1].

2 Литературный обзор

Основным узлом в каждой смесеприготовительной установки есть смеситель. Существует множество типов литейных смесей, которые по характеру работы можно разделить на две большие группы:

1) смесители циклической (периодического) действия. В смесителях циклического действия материал перемешивается отдельными порциями (замесами). Каждая новая порция может быть загружена в смеситель лишь после выгрузки из него предыдущего замеса. Это позволяет регулировать продолжительность цикла перемешивания в зависимости от состава и назначения приготовляемой смеси.

2) смесители непрерывного действия. В смесителях непрерывного действия загрузка, перемешивание и выгрузка готовой смеси ведется одновременно и непрерывно. Машины этого типа более экономичны, имеют большую производительность и легче автоматизируются.

Основной особенностью холоднотвердеющих смесей является то, что затвердеют они без применения нагрева или другого внешнего воздействия, например, без продувки газообразным катализатором, есть обратная взаимосвязь между скоростью их отверждения и живучестью. Это предъявляет определенные требования к процессу смесеприготовления и, следовательно, к смесителям.

Во-первых, процесс приготовления смеси должен быть кратковременным от 3 до 30 с и во-вторых, смесь должна использоваться немедленно после приготовления.

Для приготовления холоднотвердеющих смесей (ХТС) наиболее широко применяют лопастные смесители, обеспечивающие достаточно высокое качество перемешивания компонентов смеси. Максимальные значения прочности смеси, как правило, достигаются при продолжительности перемешивания до 0,5 мин в смесителях непрерывного действия и до 1 мин в смесителях периодического действия.

К основным элементам смесителя относятся: смешивающая камера, один или два смесительных вала с лопатками и приводом (см. рис. 1.1 и рис. 1.2), дозаторы для подачи компонентов, расходные емкости и система управления для работы в различных режимах (автоматическом, полуавтоматическом, отладочном).

Смесительная камера представляет собой желоб, в котором находится шнек, т.е. вал с лопатками, расположенными по винтовой линии (см. рис. 1.3). При вращении шнека компоненты смеси одновременно перемешиваются и транспортируются вдоль оси шнека, а затем выгружаются из смесительной камеры.

По конструкции смесительные камеры бывают одновальные и для интенсификации перемешивания двухвальные (см. рис. 1.1 и 1.2).

Рисунок 1.1 – Общий вид смешивающей камеры с одним валом [1]

1 – два вала; 2 – лопасти; 3 – корпус

Рисунок 1.2 - Общий вид смешивающей камеры с двумя валами [2]

Рисунок 1.3 – Обший вид смесительной камеры [1]

Установки ХТС бывают с одной и двумя смесительными камерами - рукавами (см. рис. 1.4 и рис. 1.5).

Рисунок 1.4 – Установка ХТС с одним смешивающим валом (рукавом) [1]

Рисунок 1.5 – Установка ХТС с двумя смешивающими валами (двумя рукавами) [1]

Первая камера (рукав) может быть только транспортной, подающий песок, вторая - смесительной. Вторая камера имеет вертикальный разъем, что удобно для чистки смесителя (см. рис. 1.6), потому, что через винтовой вал происходит забивание камеры.

 

а б

а - главный вид двухкамерного (двухрукавного) смесителя; б - вид камеры перемешивания в раскрытом виде

Рисунок 1.6 - Лопастной двухрукавный смеситель [1]