4. Встряхивающие формовочные машины

4.1. Общая характеристика встряхивающих машин

При уплотнении формовочной смеси встряхиванием стол машины вместе с опокой поднимается на высоту 30100 мм и, падая с этой высоты, ударяется о преграду. Уплотнение формовочной смеси в опоке происходит в момент удара стола о станину машины под действием сил инерции смеси.

Главной особенностью силовых процессов при ударе является кратковременность действия сжимающих напряжений, возникающих в смеси в течение малого промежутка времени.

4.2. Классификация встряхивающих формовочных механизмов

Основным узлом встряхивающей формовочной машины является встряхивающий механизм. Как любой механизм, он должен соответствовать определенным техническим требованиям.

Встряхивающий механизм поднимает модельную плиту и опоку со смесью на некоторую высоту, поэтому содержит привод. При ударе стола о фланец машины на фундамент может передаваться значительный импульс, поэтому следует принимать меры по его снижению. Процесс должен быть экономичным. Механизм должен допускать регулировку основных технологических параметров. Все эти вопросы решены в разных конструкциях машин в различной степени, поэтому встряхивающие механизмы классифицируют по следующим признакам: по роду привода, по степени амортизации удара, по характеру рабочего процесса, по типу воздухораспределения.

4.2.1. Классификация по роду привода

Рис. 15. Схема пневматического встряхивающего механизма

По роду привода различают пневма­тические и электромеханические встряхивающие механизмы.

Благодаря простоте управления, надежности и безопасности в эксплуатации наибольшее распростра­нение получили пневматические встряхивающие механизмы, поэтому далее будем рассматривать только их.

В пнев­матическом механизме в работу уплотнения смеси преобразуется энергия сжатого воздуха. Встряхивающий механизм состоит из пневматического двигателя, передаточного механизма и исполнительного устройства.

В простейшем случае пневматический двигатель встряхивающего механизма (рис. 15, а) состоит из поршневой пары 6 и 7, воздухоподводящего 8 и выхлопного 9 трубопроводов. Цилиндр пневматического двигателя выполняется либо в виде гильзы, запрессованной в станину, либо сама станина служит одновременно и цилиндром. Поршень выполняется обычно в виде пустотелого цилиндра и чаще всего привертывается к столу.

При открытии впускного крана воздух из магистрали по трубо­проводу 8 попа­дает в поршневое пространство. При этом он поднимает поршень 7 со столом 5 на некоторую высоту (рис. 15, б). Когда поршень пройдет выхлопное отверстие 9, давление в цилиндре резко упадет. Пройдя еще некоторый путь по инерции, поршень остановится и начнет падать. При падении стола с модельно-опочной оснасткой, произойдет удар через упругие прокладки 10 о станину 6.

4.2.2. Классификация по характеру рабочего процесса

По характеру рабочего процесса встряхивающие механизмы бывают: без отсечки и расширения воздуха, с отсечкой без расширения воздуха, с отсечкой и расшире­нием воздуха.

Если в механизме периодически открываются и закрываются выхлопные отверстия, а сжатый воздух подается непрерывно (рис. 15), такие механизмы называются встряхивающими без отсечки и расширения воздуха. Они просты и надежны в эксплуатации, но не экономично используют сжатый воздух.

Если при подъеме поршня в какой-то момент впускное отверстие закрывается, то это механизм с отсечкой сжатого воздуха. При этом возможно два состояния выхлопных отверстий. Если одновременно с закрытием впускных отверстий (отсечка подачи воздуха) откроются выпускные отверстия, то такой меха­низм будет называться с отсечкой без расширения сжатого воздуха. Если после закрытия впускных отверстий выпускные откроются после прохождения поршнем некоторого пути, то такой механизм будет называться с отсечкой и расширением сжатого воздуха, а этот участок пути – ходом расширения.

Рис. 15. Встряхивающий механизм с отсечкой и расширением сжатого воздуха

Схема механизма с отсечкой и расширением сжатого воздуха приведена на рис. 16. От рассмотренного выше механизма без отсечки и расширения (рис. 15) он отличается организацией подвода сжатого воздуха. Впускное отверстие 4 расположено выше и при нижнем положении поршня сообщается с поршневой полостью цилиндра 3 через отверстие 2 в стенке поршня 1. При включении машины, сжатый воздух через отверстия 4 и 2 поступает в цилиндр 3 и начинает поднимать поршень 1 (рис. 16, а). В момент, когда нижняя кромка отверстия 2 совпадет с верхней кромкой отверстия 4, подача сжатого воздуха в цилиндр прекратится (рис. 16, б). Поскольку выхлопное отверстие 5 еще закрыто, воздух в цилиндре будет расширяться, и толкать поршень вверх. Когда нижняя кромка поршня 1 совпадет с нижней кромкой выхлопного отверстия 5, воздух из цилиндра начнет выходить в атмосферу, и давление будет падать. При этом поршень может подняться еще на некоторую высоту по инерции. После остановки поршня начнется его падение, завершающееся ударом стола о прокладку. При перемещении поршня из верхнего положения в нижнее произойдет сначала закрытие выхлопного отверстия, затем открытие впускного, поэтому после удара снова начнется подъем поршня. Так будет продолжаться до тех пор, пока не отключат подачу сжатого воздуха.

Механизмы с отсечкой и расширением сжатого воздуха наиболее полно используют энергию сжатого воздуха.

Механизм с отсечкой без расширения воздуха устроен также, только выхлопное отверстие 5 расположено ниже и начинает открываться в момент полного закрытия впускного отверстия 4.

По экономичности такие механизмы занимают промежуточное положение между механизмами без отсечки и с отсечкой и расширением.