Розділ 5. Обладнання для вибивання, очищення й обробки виливків Тема 5.1. Обладнання для вибивання виливків з форм

1. Класифікація вибивних пристроїв, найпростіші вибивні пристрої

Вибивання форм з опок і вибивання виливків з форм - найбільш важкі операції з усього циклу виготовлення виливків по своїх санітарно-гігієнічних умовах, тому що супроводжуються великим запало -, газо- і тепловиділенням і високим рівнем шуму.

Через велику розмаїтість конструкцій і технологічних процесів виготовлення форм, що піддаються вибиванню, у ливарних цехах застосовують різні типи обладнання для вибивання форм, видалення виливків з них і стрижнів з виливків. У невеликих ливарних цехах одиничного і дрібносерійного виробництва застосовують найпростіші вибивні пристрої - підвісні вібратори (вібраційні скоби) і вібраційні траверси.

П ідвісний вібратор (мал.5.1) являє собою скобу 1, до якої за допомогою стяжок і фланців 4 притиснутий пневматичний плунжерний вібратор3. Підвісний вібратор можна переносити краном за кільця 2. При вибиванні форм вібратор за допомогою крана скобою накладається на стінку опоки. Форма підвішується на поперечці, установленої на стійці. Через систему підведення повітря, яку включають рукояткою керування здійснюється привід вібратора. Під дією вібрації, переданої через дужку на стінку опоки, форма руйнується, і виливок із сумішшю випадає з опоки.

В ібраційна траверса (мал.5.2) являє собою коромисло 2, на яке в різних положеннях, у залежності від розмірів опок, підвішуються скоби 4 з гаками 6. Опока за цапфи навішується на гаки скоби. На кожній скобі встановлений пневматичний вібратор 1, який включається за допомогою пускової рукоятки 5. Застосовують також траверси, яки мають електромеханічний привід, установлений безпосередньо на балці коромисла. При вибиванні траверсу підвішують на гак підйомника на пружинних підвісках. За допомогою траверси вибивають форми масою до 3 т.

До найбільш розповсюдженого вибивного обладнання, застосовуваного практично для вибивання форм будь-якої маси в цехах з різним характером виробництва, відносяться електромеханічні вібраційні решітки ексцентрикового, інерційного й інерційно-ударного типу.

Останнім часом, особливо на автоматичних лініях, для видалення форм з опок, що не мають хрестовин, застосовують установки, яки працюють методом "видавлювання". При цьому методі опока утримується яким-небудь пристроєм, а форма разом з виливком виштовхується з неї. Потім вибита формувальна суміш відокремлюється від виливка на вібраційному пристрої.

Для вибивання безопочних і опочних форм, попередньо видавлених з опок, крім решіток застосовують спеціальні барабани і вібраційні жолоби.

До вибивного обладнання відноситься також обладнання для видалення стрижнів з виливків: вібраційні і електрогідравлічні установки, гідравлічні камери, спеціальні вибивні установки.

2. Робочий процес і пристрій вибивних решіток

2.1.ВИБИВНА ЕКСЦЕНТРИКОВА РЕШІТКА (мал.5.3) являє собою корпус 2, що має зверху робочу полотнину 4, на яку встановлюються опоки з формою. Ексцентриковий вал 5, що обертається в підшипниках рами, піднімає корпус решіток на величину ексцентриситету. Обертання валу передається безпосередньо від електродвигуна через муфту. Амплітуда і частота коливань корпусу визначаються ексцентриситетом і кутовою швидкістю приводного вала. Амплітуда є постійною величиною, рівної подвійному ексцентриситету.

Д ебаланс 3, встановлений на ексцентриковому валу, служить для динамічного балансування і зменшення навантаження на підшипники рами. При русі корпуса решітки нагору опока відривається від нього, потім падає, співударяючись з робочою полотниною.

У результаті зіткнення форма руйнується, і суміш просипається крізь отвори в робочій полотнині, а виливок і опока залишаються на неї. Удари корпуса решітки об фундамент зм'якшуються амортизаторами 1.

Робота решітки: На робочу полотнину встановлюють напівформу, включають привод валу, який обертається та починає коливати корпус. Коли коливання досягнуть необхідної амплітуди, напівформа починає відриватися від полотнини, підкидуватися та падати вниз. При цьому виникає удар опоки з полотниною решітки, за рахунок чого форма руйнується, суміш просипається крізь отвори, а виливки та опоки знімають мостовим краном.

2.2. ВИБИВНІ ІНЕРЦІЙНІ РЕШІТКИ (рис 5.4) являють собою корпус 2, установлений на пружинну підвіску 1 заданої твердості, який спирається на раму. На інерційному валу, обертовому в підшипниках установлені вантажі 4, які утворюють дебаланс. Під дією відцентрової сили, що виникає при обертанні інерційного вала і пружної сили підвіски виникає коливальний рух корпуса решітки і форма. Дія вібрації на електродвигун знижується еластичною муфтою.

В ибивання на цих решітках, так само як і на ексцентрикових, відбувається в результаті зіткнень між опокою і решіткою. Однак амплітуда тут непостійна і залежить не тільки від параметрів решіток, але і від маси форми, що вибивається.

У порівнянні з ексцентриковими решітками інерційні мають наступні переваги:

- змінюючи величину дебалансу на інерційних решіток, можна легко змінювати питому енергію удару, що дає можливість установити його необхідне значення в залежності від показників форми, яка вибивається, (типу суміші, твердості і щільності форми, ступеня її попереднього підсушування);

- інерційні решітки можна встановлювати на більш легкому фундаменті, тому що пружинна підвіска передає на нього виникаючі при вибивки зусилля і вібрацію значно ослабленими.

Р ешітки вибивні транспортуючі застосовуються для вибивання з одночасним транспортуванням вибитих виливків до розвантажувального вікна решіток. Транспортуючі вибивні решітки (мал. 5.5) складається з корпуса 3, установленого на пружинах 1, і віброзбуджувач 2, змонтованого в корпусі, який приводиться в обертання приводом 5. У верхній частині корпуса укріплена полотнина 4 решіток, крізь щілини якої провалюється при вибивки відокремлювана від виливків формувальна суміш. Вібровозбудитель викликає збурюючу силу, P під кутом до вертикалі. Вертикальна складова цієї сили Рв робить роботу вибивання, а горизонтальна складова Рг переміщає виливки.

Принцип дії:

Включається привод віброзбуджувача, який забезпечує корпусу коливання. На полотнину решітки рольгангами подається напівформа. При коливанні корпусу виникають збурюючи сили, яки підкидають напівформу вверх, а корпус рухається вниз. Під час падіння напівформи корпус рухається вверх, виникають удари, які приводять до руйнування форми. Суміш просипається крізь щілини полотнини решітки на стрічковий конвеєр.

При вибивки великих і важких форм застосовують установки, що складаються з декількох вибивних решіток. Ці установки дозволяють більш раціонально використовувати енергію, тому що для вибивання форм малої маси можна включати в роботу частину решіток, яки складають установку.

Варто знати, що через розбіжність по фазі роботи решіток, яки складають установку, її сумарна вантажопідйомність складає приблизно 75% суми вантажопідйомності всіх решіток установки.

Прикладом установки, яка складається з декількох решіток, може служити установка мод. 431И4 (мал.19.7 Л5) на базі чотирьох інерційних решіток мод. 428С вантажопідйомністю 250 кН кожна.

Основні вузли установки: чотири вибивні секції 8, що мають індивідуальний привід 1, чотири бункери 5, несуча рама 3, рама бункерів 4, праве і ліве перекриття, настили-сходи 7, централізована мастильна система, електрообладнання і пересувна захисна камера (на малюнку не показані).

Кожна секція двадцятьма пружинами 2 спирається на несучу раму, забиту у фундамент. Бункери приварені до самостійної рами, у їхній нижній частині маються отвори для приєднання живильників 6. З живильників вибита суміш надходить на стрічкові конвеєри.

Для запобігання повітряного середовища ливарного цеху від пилу установка постачена пересувною захисною камерою телескопічного типу. Камера має отвори для приєднання пиловідсмоктуючою установкою і підсмоктування повітря в камеру і постачена душем для зменшення пилоутворення при роботі установки.

У залежності від розмірів опок чи маси форм, установлюваних для вибивання, електросхема дозволяє включати в роботу одночасно чотири секції, по двох секції чи кожну секцію по окремості.

Установки подібного типу випускають із шістьма і вісьма вибивними секціями. Вантажопідйомність однієї секції досягає 40 т, а найбільша вантажопідйомність установки 250 т.

2.3. ВИБИВНІ ІНЕРЦІЙНО-УДАРНІ РЕШІТКИ (мал.5.6) відрізняється від звичайних інерційних решіток тим, що форма 2, що підлягає вибивки, установлюється не на робочу полотнину корпуса, а на опору 3, не зв'язану з решітками. Корпус решітки, приведений у коливальний рух інерційним валом 4, ударяє по формі подібно молоту і руйнує її. При роботі таких решіток може бути застосований привід меншої потужності, чим у ексцентриковий і інерційної решіток.

3. Автоматизовані установки для вибивання форм

З метою звільнення робітників від особистої участі у важкому і трудомісткому процесі вибивання і виводу оператора з зони підвищеної запиленності використовують автоматичні установки для вибивання форм. У залежності від способу формування (безопочная, опочная, без хрестовин у нижній опоці, опочная з хрестовинами в нижній опоці) застосовують відповідні типи вибивних установок.

Найбільше легко піддається автоматизації вибивання з безопочних форм, тому що при цьому не потрібно видаляти суміш і виливки з опок, а необхідно лише забезпечити скидання форм із ливарного конвеєра на вибивний пристрій, де відбувається їхнє руйнування і відділення виливків від суміші. Як пристрій для скидання форм застосовують установки з "відхиляючою шиною,", з похилою платою й ін.

В установках із відхиляючою шиною платформи конвеєра мають особливі відкидні щити на шарнірах, яки за допомогою роликів і відхиляючій шини повертаються на місці вибивання в похиле положення, під кутом 45 до обрію. При цьому форми зсковзують на пристрій, що вибиває. Недолік цих установок полягає в ускладненні конструкції візків конвеєра.

В установках з похилою платформою на позиції вибивання весь візок конвеєра наїжджає на платформу, що нахиляється і скидає форму на розташований нижче вібраційний конвеєр, де і відбувається відділення виливків від суміші.

Для вибивання безопочных форм широко застосовують барабани.

Барабан для вибивання безопочних форм (мал.19.9 Л5) являє собою циліндричне сито 1, виготовлене з листового заліза. Усередині барабана по гвинтовій лінії закріплюється металеве ребро, яке служить для переміщення форм і виливків уздовж осі барабана. Циліндричне сито встановлене на ковзанках 2, що приводяться в рух від електродвигуна 4 через редуктор.

Безопочні форми після охолодження зіштовхуються з конвеєра через лійку 3 усередину барабана, руйнуються в процесі обертання останнього. Суміш провалюється через отвори в стінці барабана на стрічковий конвеєр, а виливки ребром транспортуються в розвантажувальне вікно і подаються конвеєром в очисне відділення. Кут нахилу барабана регулюється за допомогою гвинтового пристрою 5 у залежності від необхідної швидкості проходження виливків усередині барабана, що визначає його продуктивність.

Барабан закритий герметично кожухом 7, від якого через патрубок 6 підключається цехова система пиловідсосу.

Для вибивання форм без хрестовин у нижній опоці найбільш поширені установки, яки працюють на провал. При цьому способі форма встановлюється на вібруючу раму, розташовану над вибивними решітками. Опока спирається на раму краями, ком суміші разом з виливком провалюється крізь раму на решітку, де і відбувається розподіл суміші та литва. Для запобігання опок від впливу вібруючої рами на ряді установок застосовані прошивні механізми, що видавлюють ком (виливок із сумішшю) з опоки на розділові решітки.

При наявності хрестовин у нижній опоці вибивання на провал без розпарування неможливо, тому що хрестовини не дозволяють видаляти виливок разом з формувальною сумішшю. У цьому випадку застосовують установки для автоматизованої вибивання форм трьох типів: з роздільної вибивкою верхньої і нижньої опок з попередньої розпаровкої і витягом виливка до вибивання; з роздільної вибивкою верхньої і нижньої опок з попередньої розпаровкої і витягом виливка після вибивання; для вибивання спарених форм із наступної розпаровкої і витягом виливка.

Розглянемо деякі схеми автоматизованих вибивних установок, застосовуваних при різних типах формувальних ліній.

Установки для вибивання опочних форм, що працюють на провал, маються в більшості вітчизняних ливарних цехів масового виробництва.

Установка (мал. 19.10 Л5) працює в такий спосіб. При русі по ливарному конвеєру 4 форма натискає на важіль кінцевого вимикача 6, що включає пневматичний циліндр 3 візки знімача 5. Форма 7 з ливарного конвеєра подається на вибивну раму 8, а опоки від раніше вибитої форми переднім упором знімача рухаються в розпарувальник. Форма на рамі під дією вібрації руйнується, і формувальна суміш з виливками провалюється на вибивні решітки 11, де також під дією вібрації суміш провалюється крізь решітки на стрічковий конвеєр, а виливка по сковзалку подаються на пластинчастий конвеєр. Вибиті опоки проштовхуються знімачем 1. Верхня опока доходить до упора 2. У цей момент спрацьовує пневмоциліндр розпарувальника, що за допомогою захоплення на штоку переміщає нижню опоку на один крок, витягаючи її з-під верхньої опоки. Потім верхня опока падає на направляючі 9 розпарувальника, і при зштовхуванні наступної вибитої форми верхня і нижня опоки переміщаються ще на один крок. Далі опоки подаються на стрічковий конвеєр10, що доставляє їх до ділянки формування.

Установка з попереднім розпаруванням і витягом виливка після вибивання показана на мал. 5.7.

П ри підході візка ливарного конвеєра 1 до зіштовхувач 2 останній зіштовхує спарену форму на решітки 7 вибивання нижніх опок, а також дає команду маніпулятору 3 на захоплення і підйом верхньої опоки і включення решітки. Після захоплення і підйому верхньої опоки 4 маніпулятор автоматично переключається на пересування й опускання її на решітки 11. При опусканні верхньої опоки на решітку маніпулятор дає команду на включення решітки, а сам, звільнившись від опоки, автоматично повертається у вихідне положення.

Решітка після вибивання верхньої опоки автоматично відключається і включається зіштовхувач 8, що подає опоку з решітки на роликовий конвеєр 12. По похилому конвеєрі опока надходить на крокуючий конвеєр 10.

Решітка 7 з нижньою опокою автоматично виключаються, опока з виливком зіштовхується автоматично подається з решітки на проміжний стіл 9. Зі столу опока подається зіштовхувачем 5 на піднімальний стіл 6 з циліндром. Робітник включає стіл з опокою на підйом, підвішує виливок на підвісний охолоджувальний конвеєр, після чого стіл опускається, і порожня опока зі столу зіштовхується на стрічковий конвеєр 13, який подає її на крокуючий конвеєр 10 порожніх опок.

4. Обладнання для видалення стрижнів з виливків

При використанні стрижнів з високою залишковою міцністю (наприклад, на основі рідкого скла) у виливках залишається значна кількість незруйнованих стрижнів, і необхідно спеціальне обладнання для їхнього видалення.

4 .1. Пневматичні вібраційні машини застосовують в умовах масового і багатосерійного виробництва для вибивання стрижнів з невисокою залишковою міцністю із дрібних і середніх виливків. Машина (мал. 5.8) являє собою раму 1, на якій установлені передня 3 і задня 2 бабки. Задня бабка несе на собі упор 4, що спирається на пружину 5. Передня бабка має направляючі 7; на них установлений рухливий вібратор 8, щиток якого закінчується затиском 6. Переміщення вібратора по напрямних і затиск виливка забезпечується за допомогою пневмоциліндра 9.

Робота: виливок встановлюють на станину чи підвішують на талях, привід переміщує вібратор, який затискає виливку між передньою і задньою бабками. Потім включають вібратор, який забезпечує струс виливка, затиснутого між упорами задньої і передньої бабками, унаслідок чого стрижень руйнується.

4 .2. Гідрокамери (мал. 5.9) застосовують для вибивання стрижнів із середніх і великих виливків масою не менш 400 кг, у яких стрижні з виливків руйнуються струменем води і вимиває його з виливка. У залежності від максимального тиску води всі гідроочисні установки розбивають на три класи: низького тиску, високого і надвисокого.

Основні вузли камери: металевий корпус 1, піднімальні площадки 4 (чи кабіни робочих) з гідромоніторами 2, гідропривід керування моніторами, прожектора 3 для висвітлення простору усередині камери, двері 7, самохідний візок (візка) 5 з кабелеукладачем, на який завантажуються виливки, що піддаються обробці, перекриття підвалу, системи шламозбору 6.

На деяких камерах установлені кантувачі з метою прискорення вибивання стрижнів шляхом повороту виливків під струменем гідромонітора. У нашій країні серійно випускається гідрокамери з вантажопідйомністю до 100 т. Гідрокамери успішно застосовують для видалення стрижнів міцністю не більш 15 кН/м².

Робота: На візок краном встановлюють виливок, провід переміщує візок в корпус камери, двері закриваються. Робочий керує приводом гідромонітора, який направляється на виливок, і струмінь води руйнує стрижень. Шлам тече в систему шламозбору для очищення води від суміші

4 .3. Електрогідравлічні установки (ЕГУ) (мал. 5.10) використовують для видалення стрижнів великої міцності, заснований на тім, що при електричному іскровому пробої рідини в ній виникають ударні хвилі у рідини, які викликають інтенсивну вібрацію виливків і руйнування стрижня. ЕГУ розміщають в окремому приміщенні, що примикає до ливарного цеху.

Робота: виливки, що очищаються, цеховими вантажопідйомними засобами завантажуються в контейнер, установлений на самохідному візку. Візок накочується на раму підйомника, що знаходиться над робочим баком. Механізм підйому знімає завантажений виливками контейнер з візка й опускає його в робочий бак, заповнений водою. Спеціальний електрод, закріплений на рухливому мосту, за допомогою механізмів переміщається в горизонтальному і вертикальному напрямках. Між електродом і виливком у воді відбувається електричний розряд, супроводжуваний комплексом фізичних явищ, що забезпечують вибивання стрижнів з виливків водою і очищення їх від залишків суміші. Шлам, провалюючись крізь решітчасте дно контейнера, надходить у зумпфи бака і віддаляється шламовими насосами.

Керування установкою здійснюється з пульта оператора, на якому розташовані планшет системи положення, що стежить, електрода щодо виливків, яки очищаються, кнопки і важіль керування, а також електровимірювальні прилади.

Установки, що серійно випускаються, для електрогідравлічного вибивання мають контейнер вантажопідйомністю 2,5; 8 і 25 т.

Для підвищення продуктивності установок при роботі в умовах масового і крупносерійного виробництва використовують прохідні і конвеєрні установки.