2.4 Оборудование для заливки форм

Заливка форм сплавами в единичном и мелкосерийном производстве выполняется на плацу, а в поточном массовом и крупносерийном — на конвейере. Широко распространена заливка литейных форм из ковшей (рис. 2.12, а–в). Ковши представляют собой конические и цилиндрические металлические сосуды 1, облицованные (футерованные) изнутри огнеупорами 2, цапфы которых укреплены на подвеске 3 и снабжены механизмами наклона ковшей 4. Заливка из ручных ковшей сопряжена с опасным ручным трудом и поэтому крайне нежелательна. Она может быть заменена заливкой с помощью манипулятора, например шарнирно-балансирного модели МЛ160.48.01, грузоподъемностью 160 кг, предназначенного для механизации трудоемких операций. Горизонтальное перемещение груза осуществляется вручную, а подъем — электродвигателем. Широко применяются монорельсовые конические ковши емкостью 100–800 кг и крановые: конические емкостью 1–20 т и барабанные емкостью 1–5 т. Барабанные ковши (рис. 2.12, а) хорошо сохраняют температуру сплава, поэтому целесообразны при производстве тонкостенных мелких и средних отливок из бронзы, стали и чугуна и в качестве раздаточных, для наполнения более мелких ковшей. Они также могут обеспечить наименьшую высоту падения струи металла при заливке; недостатком их является трудность футеровки. Чайниковые (рис. 2.12, б) и стопорные (рис. 2.12, в) ковши обеспечивают заливку форм металлом из нижней части ковша, что предотвращает попадание в форму шлака. В чайниковых ковшах шлак 2 задерживается перегородкой 1. Часто встречаются обычные конические ковши (без перегородки 1). Стопорные ковши применяют при заливке стали и высокопрочного чугуна. Разливка из них осуществляется через огнеупорный стакан 1, вставляемый в дно. Отверстие в стакане открывают и закрывают облицованным огнеупорными втулками стопором 2 с помощью рычажного механизма 3.

При заливке на плацу емкость ковшей выбирают достаточной для заливки 4–10 мелких или 2–4 крупных форм. При конвейерной заливке емкость ковша выбирается достаточной для заливки 5–20 форм. Особо крупные формы заливают из двух и более ковшей.

Магнитодинамические установки (МДУ) (рис. 2.12, г) представляют собой индукционную канальную печь с электрическим насосом. Ее тигель 1 имеет крышку 10 и механизм наклона (не показан). Магнитопроводы 3 с их катушками 2 создают в трубах 7 и 4 (наполненных жидким сплавом) токи, разогревающие металл. При включении обмотки 5 С-образного магнитопровода 6 электромагнитные силы вызывают движение сплава из тигля по трубам 4, 7, 8 через сливной металлопровод 9 в форму.

Ковшовые заливочные машины производят заливку путем манипулирования устанавливаемым на них ковшом.

Установка У42 с пневмовыдачей металла предназначена для разливки чугуна в массовом и серийном производстве отливок оптимального развеса 5–200 кг. Чугун вытесняется из ванны через сифон под избыточным давлением 0,07 МПа сжатого воздуха. Установка имеет индуктор для нагрева чугуна, тележки продольного и поперечного перемещения, кабину.

Рис.  2.12. Оборудование для заливки форм

Ванна имеет два сифона (один для заливки, другой для выдачи чугуна) и герметизированное окно для очистки чугуна от шлака и слива чугуна наклоном ванны. Расход металла зависит от диаметра отверстия втулки в носке и уровня потока, контролируемого датчиком.

Дозаторы алюминиевых сплавов пневматические предназначены для автоматизации заливки в машины для литья под давлением с холодной камерой и в кокильные машины в крупносерийном и массовом производстве. Некоторые могут использоваться для цинковых сплавов. Эти дозаторы (рис. 2.12, д) имеют стальной кожух 1, футерованный огнеупорами 2, нагревательные элементы сопротивления 3, люк 4 с герметичной крышкой 5 (для заполнения жидким сплавом, очистки ванны и слива остатка сплава). Сплав вытесняется в форму 11 сжатым воздухом (подаваемым через клапаны 6 и 8 на герметичной крышке 7) через калиброванное отверстие в сливном насадке 9 с электроконтактом 10, сигнализирующем о появлении сплава в насадке. Точность дозирования 5%. Для слива сплава из ванны дозаторы имеют механизм наклона: червячную пару, гидродомкрат, пневмо-гидравлический цилиндр. Пневматические дозаторы требуют герметизации и повышают газонасыщенность сплава. Этих недостатков лишены МДУ.

2.5. Оборудование для выбивки литейных форм и стержней

Основной вид оборудования для выбивки форм — выбивные решетки. Решетки двухвальные инерционные (грузоподъемность самой крупной 40 т, размер полотна — 45003550 мм) предназначены для выбивки отливок из форм и стержней из отливок в единичном и мелкосерийном производстве. Вибрации этих решеток (рис. 2.13, а) создаются за счет встречного вращения двух неуравновешенных эксцентриковых валов 1 с регулируемым дисбалансом, при котором горизонтальные составляющие центробежных сил эксцентриков уравновешиваются, а вертикальные — складываются, создавая вертикальные колебания решетки и установленной на ней литейной формы с отливкой на пружинах 2. Форма периодически отрывается от решетки и затем соударяется с ней. Под действием вибрации и ударов форма разрушается, смесь проваливается сквозь ячейки решетки на транспортер, доставляющий ее в смесеприготовительное отделение на переработку, а отливка снимается с решетки и отправляется на обрубку. Решетки выбивные инерционно-ударные (рис. 2.13, б) отличаются тем, что форма 2 стоит на закладной раме 3, связанной с фундаментом, а решетка 1 при колебаниях на пружинах 4 (генерируемых вращающимся неуравновешенным валом 5) ударяет снизу по форме и разрушает ее.

Для выбивки особо крупных форм предназначены установки литейные выбивные, представляющие собой счетверенные решетки. Известна установка грузоподъемностью 160 т и полотно размерами 90807180 мм.

Выбивные транспортирующие решетки для комплексных автоматических литейных линий (рис. 2.13, в) не только отделяют отливку от смеси и стержней, но одновременно и транспортируют отливку вдоль полотна решетки на следующие операции. У этих решеток возмущающее усилие колебаний отклонено от вертикали и за счет его горизонтальной составляющей отливки перемещаются вдоль полотна.

Применение выбивки с предварительным выдавливанием (выпрессовкой) кома из формы позволяет уменьшить изнашивание опок, однако требует установки устройств для их очистки от смеси. Выбивная установка СВУ-8 предназначена для разрушения кома, выдавленного из литейной формы, отделения отливок от смеси и их транспортирования к разгрузочному торцу и состоит из двух каскадно-расположенных транспортирующих решеток. Грузоподъемность 8 т. Выбивка безопочных форм может производиться как решетками, так и выбивающими барабанами.

Электрогидравлические установки (ЭГУ) разрушают обычные, керамические, жидкостекольные стержни и стержни из ЖСС за счет импульсов высокого давления (до 200 МПа) гидравлических ударов, возникающих в жидкости при электрических высоковольтных разрядах между электродом 4 (рис. 2.13, г), перемещаемым механизмами над отливкой, и самой отливкой 1. Отливки в контейнере 3 приводом 5 опускаются в ванну с водой 2. Приведенная схема относится к ЭГУ, которая для повышении производительности имеет два контейнера с механизмами погружения; пока производится выбивка отливок в погруженном контейнере, на другом, поднятом из ванны контейнере, выгружаются выбитые отливки и загружаются новые, подлежащие выбивке. ЭГУ позволяет загружать отливки массой до 100 т и размером до 853,15 м. Производительность разных моделей колеблется от 2,5 до 16 т/ч.

Рис.  2.13. Оборудование для выбивки

Универсальные проходные ЭГУ периодического действия позволяют загружать отливки с одной стороны, а выгружать с другой стороны и встраиваются в линии, поэтому они применяются в серийном производстве.

Специализированные конвейерные полуавтоматы и карусельные полуавтоматы-ЭГУ имеют узкую специализацию, повышенную производительность и применяются в массовом и крупносерийном производстве.

Для удаления стержней и первичной очистки отливки высоконапорной струей воды применяют камеры гидравлические периодического действия с грузоподъемностью тележки 50 и 100 т. Важнейшая характеристика ЭГУ и гидравлических камер — наибольшая остаточная прочность стержней, допускаемая для данной установки.

Для выбивки стержней предназначены также специальные пневматические вибрационные станки (рис. 2.13, д). Здесь вибратор 6 под действием пневмоцилиндра 5 скользит по направляющим 4, прижимает отливку 7 к подпружиненной пружиной 3 планке 2, расположенной на кронштейне 1. При включении вибратора стержень разрушается и высыпается из отливки. Для глушения сильного шума, создаваемого вибратором, целесообразно закрывать станок звукоизолирующим кожухом.