1.Фізичні основи процесу змішування і класифікація змішувачів

Технологічні властивості формувальних сумішей залежать від рівномірності розподілу сполучного по суміші, а також від того, наскільки рівномірно зерна піску покриті оболонкою сполучного. Чим більш рівномірно розподілені складові в суміші по її об’єму, тим більше високими технологічними властивостями володіє формувальна суміш. Рівномірність розподілу складових суміші і створення оболонок сполучного навколо зерен піску досягаються в процесі змішування.

Процес змішування формувальних матеріалів умовно можна розділити на два етапи: змішування складових суміші й обволікання зерен піску сполучним.

У бігунах при русі катків і плужків відбувається переміщення компонентів відносно один одного і тертя суміші під катками, що створює покриття зерен піску сполучним. Послідовне тертя суміші і перекидання її плужками сприяють рівномірному нанесенню шару сполучного на зерна піску, підвищенню міцності суміші, її пластичності і формуємості.

По характеру роботи змішувачі бувають періодичної і безупинної дії.

У змішувачах періодичної дії матеріал змішується окремими порціями (замісами). У змішувачах безупинної дії завантаження, змішування і вивантаження готової суміші ведуться одночасно і безупинно. Ці машини більш продуктивні й економічні в порівнянні зі змішувачами періодичної дії. Такі змішувачі найбільше відповідають вимогам повної автоматизації процесу готування суміші.

По конструктивних ознаках змішувачі підрозділяють на каткові, відцентрові (маятникові), лопатеві, барабанні. Для одержання піщано-глиняних сумішей найбільше часто застосовують каткові (бігуни з вертикальними катками) і відцентрові змішувачі. Для одержання холоднотвердіючих сумішей частіше використовують лопатеві чи шнекові змішувачі.

2. Каткові змішувачі бувають періодичної дії, безупинної дії, з однією ковзанкою і розпушувачем.

1)Каткові змішувачі періодичної дії застосовуються для приготування піщано-глиняних формувальних і стрижневих сумішей. Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.32.

Катки змонтовані на кривошипах так, що при влученні під них твердих матеріалів, можуть підніматися і пропускати їх. Між катками і днищем чаші є регульований зазор (до 25 мм), що запобігає дробленню зерен суміші катками.

РОБОТА: Включається привод, починає обертатися вал із траверсою, на якій закріплені плужки і катки. Компоненти суміші: пісок, відпрацьована суміш, глина, вугілля подаються в чашу, де підхоплюються, перемішуються плужками і направляються під катки. Катки перетирають глину і пісок для нанесення глиняної складової на кожне зерно піску. Після закінчення заданого часу готування відкривається розвантажувальне вікно і плужки вигрібають суміш на стрічковий конвеєр.

ПЕРЕВАГИ: 1- висока якість суміші; 2- малі габарити; 3- простота конструкції.

НЕДОЛІКИ: 1-важко вмонтувати в автоматичну лінію, 2-забруднюють атмосферу цеху; 3 - невисока продуктивність

2)Каткові змішувачі безупинної дії застосовуються для готування піщано-глиняних формувальних і стрижневих сумішей. Каткові змішувачі безупинної дії по конструкції відрізняються від змішувачів періодичної дії тим, що мають здвоєну чашу у виді вісімки, у кожній половині якої встановлені два вузли змішування аналогічних змішувачам періодичної дії. Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.33.

РОБОТА: У ліву половину чаші-вісімки з дозаторів безупинно подаються компоненти суміші. Привод передає обертання вузлам змішування, плужки підхоплюють компоненти суміші, перемішують їх і подають під катки. Катки перетирають пісок і глину і наносять оболонку сполучного на кожне зерно піску. Частково готова суміш плужками переміщується в праву половину чаші, де суміш доводиться до необхідної якості і виштовхується через розвантажувальне вікно.

ПЕРЕВАГИ: 1-простота конструкції; 2 - висока продуктивність; 3 - можна вмонтувати в потокову лінію;

НЕДОЛІКИ:1-невисока якість суміші; 2-великі габарити; 3- забруднює атмосферу цеху.

3) Каткові змішувачі з одним катком і розпушувачем застосовуються для готування піщано-глиняних формувальних і стрижневих сумішей. Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.34.

Це звичайні бігуни, але з одним катком. Замість другого катка встановлений розпушувач.

РОБОТА: Включається привод, починає обертатися вал із траверсою, на якій закріплені каток і розпушувач. Розпушувач обертається від вертикального вала через клиноремінну передачу. Компоненти суміші: пісок, відпрацьована суміш, глина, вугілля, подаються в чашу. Штирі розпушувача одержують складний рух унаслідок сполучення двох рухів (обертання вала траверси і вала розпушувача), перемішують компоненти і направляють їх під катки. Катки перетирають глину і пісок для нанесення глиняної складової на кожне зерно піску. По витіканню заданого часу відкривається розвантажувальне вікно і суміш висипається на стрічковий конвеєр.

ПЕРЕВАГИ: 1-добра якість суміші, 2-малі габарити, 3-висока продуктивність

НЕДОЛІКИ: 1-складність конструкції, 2- забруднює атмосферу.

3.Відцентрові змішувачі періодичної дії застосовуються для готування піщано-глиняних і піщано-смоляних сумішей. Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.35.

РОБОТА: У завантажувальне вікно з дозаторів подаються компоненти суміші, які падають на швидкообертающийся ротор, і відцентровими силами скидаються в кільцевий простір чаші. Плужки, закріплені на роторі, підхоплюють компоненти суміші, перемішують їх і подають на стінку чаші перед катком. Катки перетирають глину та пісок для нанесення оболонки в зазорі між стінкою чаши. Катки встановлені на різних рівнях і плужки закріплені під різним кутом. Стінки чаші і катків покриті гумою для збільшення сил тертя. Катки закріплені на роторі на кривошипі, що дозволяє їм відхилятися під дією відцентрових сил до стінки і перетирати пісок і глину до утворення оболонки глини на кожнім зерні піску. При цьому регулюється зазор між катками і стіною чаші, щоб не роздавлювалися зерна піску. При витікання часу відкривається розвантажувальне вікно і готова суміш плужками виштовхується на конвеєр. Цикл повторюється.

ПЕРЕВАГИ: 1- не забруднює атмосферу цеху; 2 - малі габарити; 3 - висока продуктивність; 4 - висока якість суміші

НЕДОЛІКИ: 1- складність конструкції; 2- важко вмонтувати в автоматичну лінію.

4.Шнекові лопатеві змішувачі безупинної дії застосовуються для приготування сумішей ХТС і РСС. Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.36.

РОБОТА: Включається привод вала, з дозаторів подаються пісок і пилоподібна смола, які підхоплюються лопатами, перемішуються і транспортуються в зону змішування сухих компонентів з розчинниками і каталізаторами. По шлангах насосами нагнітаються розчинник і каталізатор вони перемішуються, розчиняють смолу, яка обволікає зерна піску. Готова суміш просувається до розвантажувального вікна. Оператор за рукоятку пульта керування переміщає корпус над стрижневим ящиком і заповнює його сумішшю. Ящики розташовані по радіусу навколо змішувача, корпус якого переміщається на кронштейні і по черзі видає суміш у кожний ящик.

ПЕРЕВАГИ: 1-висока якість суміші, 2-можна вмонтувати в потокову лінію, 3-висока продуктивність.

НЕДОЛІКИ: 1-складність конструкції, 2-шкідливі умови роботи.

5.Автоматизована установка для приготування рідкоскляних сумішей, які самотвердіють, показана на малюнку 1.37.

РОБОТА: У бак-мішалку із дозаторів з рідкім склом, содою і поверхнево - активною речовиною подаються рідкі компоненти для змішування, нагнітаються в бак-накопичувач, з якого дозатором видаються в зону змішування рідких компонентів з сухими матеріалами. Одночасно у завантажувальне вікно змішувача подаються з бункерів ферохромовий шлак, стрічковим живильником - пісок, шнековим живильником - дерев’яний пек. У корпусі йде змішування компонентів лопатами шнекового вала і видача в розвантажувальне вікно на стрічковий конвеєр.

ПЕРЕВАГИ: 1- повна автоматизація; 2- висока продуктивність; 3- висока якість.

НЕДОЛІКИ: 1- великі габарити; 2- складність конструкції.

6.Розпушувачі застосовуються для розпушення готових формувальних сумішей після бункерів-відстійників, де вирівнюються властивості різних замісів. Бувають лопатеві (аератори) і дискові (дезінтегратори).

6.1. Аератори - лопатеві стаціонарні розпушувачі безупинної дії встановлюються під бункером-відстійником, показані на малюнку 1.38.

ПРИНЦИП ДІЇ: Суміш з бункера-відстійника подається рівномірно в завантажувальне вікно при включеному приводі вала, який обертається з ротором і лопатевим колесом. Грудки суміші попадають на швидко обертові лопатки, які із силою відкидають їх на ланцюг. При ударах о ланцюг грудки суміші дробляться, розпушена суміш падає вниз на конвеєр і транспортується в бункери формувальних машин.

ПЕРЕВАГИ: 1-висока продуктивність; 2 - висока якість розпушення; 3- не забруднює атмосферу цеху; 4 - можна вмонтувати в автоматичну лінію.

НЕДОЛІКИ - великі габарити.

6.2.Дезінтегратори - дискові стаціонарні розпушувачі безупинної дії показані на малюнку 1.39.

РОБОТА: Дезінтегратори чи дискові розпушувачі складаються з двох дисків, які обертаються назустріч один одному, на яких закріплені пальці. Привід дисків індивідуальний, а приводні вали можуть розташовуватися або з однієї сторони установки, або з двох сторін, як показано на малюнку. Пальці кожного ряду для збільшення твердості з'єднані між собою кільцями. Матеріал для розпушення подається через завантажувальне вікно в барабан, який утворюється пальцями дисків. Грудки суміші при падінні на пальці внутрішнього ряду під дією удару розбиваються і падають униз на наступні ряди пальців. У результаті багаторазових ударів суміш розпушується, просипається в зазор між пальцями на конвеєр.

ПЕРЕВАГИ: 1 - малі габарити, 2 - можна вмонтувати в автоматичну лінію, 3 - висока якість, 4 - не забруднює атмосферу цеху.

НЕДОЛІКИ: 1 - низька продуктивність, 2 - складність конструкції.

Заключний етап а) завдання для самопідготовки студентів: Матвеенко И.В. , Тарский В.Л. Оборудование литейных цехов. М.: Машиностроение. 1985. 400 c.

Л1 с. 46-54

б) питання:1. Етапи приготування формувальних та стрижневих сумішей.

2. Види змішувачів по конструкції та принципу дії.

3. Яки змішувачі застосовують для приготування піщано-глиняних сумішей?

4. Яки види суміші можливо готувати в шнекових змішувачах?

5. Чому відцентрові змішувачі мають продуктивність більше ніж каткові?

6. Для готування якої суміші необхідна автоматична установка?

7. Розпушувачі: призначення, види, характеристика.

Тема лекції: 1.5. Механізація й автоматизація сумішоприготування і

сумішороздачи