Установка импульсно-прессового уплотнения песчано-глинистых литейных форм (варианты)

Заявляемая полезная модель (ПМ) относится к литейному производству, в частности к оборудованию для изготовления песчано-глинистых литейных форм. Установка импульсно-прессового уплотнения песчано-глинистых литейных форм по варианту 1 содержит импульсный узел уплотнения литейных форм с импульсной головкой, основание с рядом отверстий в нем, связанных с клапаном подачи из ресивера импульса сжатого воздуха, прессовый механизм для до уплотнения верхних слоев литейной формы, прессовую плиту, опоку с наполнительной рамкой, модельную плиту с моделью и вентами и клапан привода прессового механизма. Ряд отверстий в основании импульсной головки, связаны с клапаном подачи импульса сжатого воздуха в над опочное пространство, расположены под прессовой плитой, а цилиндр и поршень прессового механизма расположены над основанием импульсной головки и перекрывают ее по всему поперечному сечению и снабжены автономным источником сжатого воздуха. Установка импульсно-прессового уплотнения песчано-глинистых литейных форм по варианту 2 содержит импульсный узел уплотнения литейных форм с импульсной головкой, основание с рядом отверстий в нем, связанных с клапаном подачи из ресивера импульса сжатого воздуха, прессовый механизм для до уплотнения верхних слоев литейной формы, прессовую плиту, опоку с наполнительной рамкой, модельную плиту с моделью и вентами и клапан привода прессового механизма. Ряд отверстий в основании импульсной головки, связанны с клапаном подачи импульса сжатого воздуха в над опочное пространство, расположены под прессовой плитой, а цилиндр и поршень прессового механизма расположены над основанием импульсной головки и перекрывают ее по всему поперечному сечению и снабжены автономным источником сжатого воздуха, причем шток прессового механизма выполнен в виде полого цилиндра соразмерного в поперечном сечении с основанием импульсной головки, прессовой плитой и прессовым поршнем. Достигаемый технический результат ПМ заключается в повышении качества уплотнения литейной формы, за счет равномерного уплотнения по всему ее объему при повышении энергосбережения, производительности установки и улучшения условий труда - снижении шума и вибрации.

Заявляемая полезная модель (ПМ) относится к литейному производству, в частности к оборудованию для изготовления песчано-глинистых литейных форм.

Из уровня техники известна технология и оборудование дл импульсной формовки песчано-глинистых литейных форм (см. патенты РФ 2027538; 2039627; 2042470; 2084308; и 2102181).

Известен способ и оборудование для уплотнения песчано-глинистых форм потоком сжатого воздуха с последующей допрессовкой - seiatsu - процесс [1].

Пространство модельной оснастки, состоящее из подмодельной литы, опоки и наполнительной рамки, заполняется необходимым количеством формовочной смеси. Стол машины поднимается и давит модель с подмодельной плитой, опокой и наполнительной рамкой к прессовой головке, таким образом, что все пространство формы герметично закрыто. Затем кратковременно открывается клапан воздушного потока. Воздушный поток проходит формовочную смесь от контрлада в сторону модели и уходит через венты в подмодельных плитах. Дополнительное прессование сверху плоской прессовой плитой, мембраной или многоплунжерной головкой совершает окончательное уплотнение формы. В результате последовательного прессования получается равномерное уплотнение по всему объему формы.

Однако этому способу присущи недостатки: высокий расход сжатого воздуха (14 объемов уплотняемой формы), наличие двух видов энергии (гидравлического привода для уплотнения прессованием и пневмо для предварительного уплотнения смеси).

Наиболее близким по технической сущности является установка для изготовления песчано-глинистых форм, содержащая ресивер, прессовый привод с рабочим цилиндром, плиту-основание, имеющую ряд отверстий для свободного выхода из ресивера сжатого воздуха в над опочное пространство, причем плита-основание снабжена краном для подачи сжатого воздуха в штоковую полость рабочего цилиндра при подъеме поршня после удара. Подмодельная плита снабжена вентами, суммарная площадь которых находится в соотношении с площадью опоки и площади моделей (см. патент РФ 2385784, опубликован 10.04.2010).

Прототип обеспечивает снижение расхода воздуха, требуемого для уплотнения форм, повышает равномерность уплотнения формовочной смеси по всему объему литейной формы.

Заявляемая установка импульсно-прессового уплотнения песчано-глинистых литейных форм по варианту 1 содержит импульсный узел уплотнения литейных форм с импульсной головкой, основание с рядом отверстий в нем, связанных с клапаном подачи из ресивера импульса сжатого воздуха, прессовый механизм для до уплотнения верхних слоев литейной формы, прессовую плиту, опоку с наполнительной рамкой, модельную плиту с моделью и вентами и клапан привода прессового механизма. Ряд отверстий в основании импульсной головки, связанны с клапаном подачи импульса сжатого воздуха в над опочное пространство, расположены под прессовой плитой, а цилиндр и поршень прессового механизма расположены над основанием импульсной головки и перекрывают ее по всему поперечному сечению и снабжены автономным источником сжатого воздуха.

Заявляемая установка импульсно-прессового уплотнения песчано-глинистых литейных форм по варианту 2 содержит импульсный узел уплотнения литейных форм с импульсной головкой, основание с рядом отверстий в нем, связанных с клапаном подачи из ресивера импульса сжатого воздуха, прессовый механизм для до уплотнения верхних слоев литейной формы, прессовую плиту, опоку с наполнительной рамкой, модельную плиту с моделью и вентами и клапан привода прессового механизма. Ряд отверстий в основании импульсной головки, связанны с клапаном подачи импульса сжатого воздуха в над опочное пространство, расположены под прессовой плитой, а цилиндр и поршень прессового механизма расположены над основанием импульсной головки и перекрывают ее по всему поперечному сечению и снабжены автономным источником сжатого воздуха, причем шток прессового механизма выполнен в виде полого цилиндра соразмерного в поперечном сечении с основанием импульсной головки, прессовой плитой и прессовым поршнем.

Достигаемый технический результат ПМ заключается в повышении качества уплотнения литейной формы, за счет равномерного уплотнения по всему ее объему при повышении энергосбережения, производительности установки и улучшения условий труда - снижения шума и вибрации.

Полезная модель поясняется чертежами, где на:

Фиг.1 - показан общий вид установки по варианту 1;

Фиг.2 - то же, по варианту 2.

На чертежах (см. фиг.1 и 2) позициями обозначены: 1 - цилиндр прессового механизма; 2 - шток; 3 - прессовая плита; 4 - наполнительная рамка; 5 - формовочная смесь; 6 - опока; 7 - модель; 8 - венты; 9 - модельная плита; 10 - автономный источник сжатого воздуха; 11 - клапан подачи импульса; 12 - уровень формовочной смеси после вдува; 13 - импульсная головка; 14 - отверстия.

Установка работает следующим образом.

Рабочий процесс установки заключается в том, что в опоку 6 с наполнительной рамкой 4 засыпают формовочную смесь из бункера дозатора (на чертежах не показано), стол машины прижимается к герметичной камере. Затем дают импульс сжатого воздуха в камеру над формовочной смесью, при давлении прядка 0,4-0,6 МПа. Воздух проходит от контрлада к модельной плите и выходит через венты. Импульс уплотняет форму до нормальной плотности на 2/3 ее высоты. Остальная же часть формы, примерно 1/3, имеет пониженную плотность, снижающуюся к контрладу, как при встряхивании. Этот слой смеси необходимо доуплотнить, т.к. он воспринимает давление заливаемого в форму металла. Срезать такое количество на крупносерийном производстве невыгодно, так как это потребует значительно увеличить оборот формовочной смеси.

Для доуплотнения смеси, в настоящее время, используют подпрессовку плоской плитой или многоплунжерной головкой, приводимой в движение гидравлическим приводом, обеспечивающим давление прессования 10-15 кг/см2 (1,0-1,5 МПа). Применение такого давления нецелесообрзно, так как такое прессование применяется для выравнивания плотности формы, а в данном случае требуется лишь избежать выпадения смеси из опоки. Как известно, пневматические прессовые формовочные машины развивают усилие 0,35-0,45 МПа и, таким образом, в данном случае возможно их применение. Поэтому предлагается применение пневматики. Расчеты размера такого прессового механизма показали целесообразность проводить доуплотнение прессованием порядка 4,2 кг/см2 (0,42 МПа). Быстродействие импульса теряется по сравнению с временем действия гидравлического привода, поэтому целесообразнее применять пневматический привод прессового механизма. Причем включать его следует одновременно с подачей импульса, так как импульс действует значительно быстрее. Поскольку пневматика медленнее импульса прессовая плита большую часть пути проходит в холостую, что позволяет ее разогнать и при прессовании инерционные силы движущихся частей машины будут суммироваться с действием прессового механизма, что может позволить уменьшить прессовый механизм. В результате получается нагрузка ударного типа на верхние слои формы. Это позволит использовать инерционные силы движущейся плиты для уплотнения смеси.

Конструкция установки по варианту 2 (см. фиг.2), в которой вместо обычного прессового цилиндра установлен цилиндр с увеличенным диаметром полого штока в выхлопной полости. Это позволит за счет уменьшения объема выхлопной полости увеличить скорость разгона движущихся частей установки, тем самым увеличить инерционные силы системы и позволит использовать более экономичный прессовый механизм с цилиндром меньшего диаметра.

Установка импульсно-прессового уплотнения песчано-глинистых литейных форм по варианту 1 содержит импульсный узел уплотнения литейных форм с импульсной головкой 13, основание с рядом отверстий 14 в нем, связанных с клапаном подачи из ресивера импульса сжатого воздуха, прессовый механизм для до уплотнения верхних слоев литейной формы, прессовую плиту 3, опоку 6 с наполнительной рамкой 4, модельную плиту 9 с моделью 7 и вентами 8 и клапан 11 привода прессового механизма. Ряд отверстий 14 в основании импульсной головки 13, связанны с клапаном 11 подачи импульса сжатого воздуха в над опочное пространство, расположены под прессовой плитой, а цилиндр 1 и поршень прессового механизма расположены над основанием импульсной головки 13 и перекрывают ее по всему поперечному сечению и снабжены автономным источником 10 сжатого воздуха.

В момент прессования, с использованием пневматического привода прессового механизма, по сравнению с гидравлическим приводом, возможно использование холостого хода и разгона движущихся частей установки до достаточно высокой скорости (V=3 м/с), инерционные силы системы будут интегрироваться с усилиями прессования и, таким образом позволят использовать более быстрый и экономичный пневматический привод.

Установка импульсно-прессового уплотнения песчано-глинистых литейных форм по варианту 2 содержит импульсный узел уплотнения литейных форм с импульсной головкой 13, основание с рядом отверстий 14 в нем, связанных с клапаном подачи из ресивера импульса сжатого воздуха, прессовый механизм для до уплотнения верхних слоев литейной формы, прессовую плиту 3, опоку 6 с наполнительной рамкой 4, модельную плиту 9 с моделью 7 и вентами 8 и клапан 11 привода прессового механизма. Ряд отверстий 14 в основании импульсной головки 13, связан с клапаном 11 подачи импульса сжатого воздуха в над опочное пространство, расположены под прессовой плитой, а цилиндр 1 и поршень прессового механизма расположены над основанием импульсной головки и перекрывают ее по всему поперечному сечению и снабжены автономным источником сжатого воздуха, причем шток 2 прессового механизма выполнен в виде полого цилиндра соразмерного в поперечном сечении с основанием импульсной головки 13, прессовой плитой 3 и прессовым поршнем.

Заявляемая установка позволяет повысить качество уплотнения литейной формы, за счет равномерного уплотнения по всему ее объему при повышении энергосбережения, производительности установки и улучшения условий труда - снижения шума и вибрации.

[1] - Сейатсу - способ уплотнения форм воздушным потоком с прессованием. С.1-6. Генрих Вагнер Синто машиностроительный завод ГмбХ Банхофстр.101 - D-57334 Бад Лавсфе, 2003.

1. Установка импульсно-прессового уплотнения песчано-глинистых литейных форм, содержащая импульсный узел уплотнения литейных форм с импульсной головкой, основанием с рядом отверстий в нем, связанных с клапаном подачи из ресивера импульса сжатого воздуха, прессовый механизм для доуплотнения верхних слоев литейной формы, прессовую плиту, опоку с наполнительной рамкой, модельную плиту с моделью и вентами и клапан привода прессового механизма, отличающаяся тем, что ряд отверстий в основании импульсной головки связан с клапаном подачи из ресивера импульса сжатого воздуха в надопочное пространство и расположен под прессовой плитой, а цилиндр и поршень прессового механизма расположены над основанием импульсной головки, перекрывают ее по всему поперечному сечению и снабжены автономным источником сжатого воздуха.

2. Установка импульсно-прессового уплотнения песчано-глинистых литейных форм, содержащая импульсный узел уплотнения литейных форм с импульсной головкой, основанием с рядом отверстий в нем, связанных с клапаном подачи из ресивера импульса сжатого воздуха, прессовый механизм для доуплотнения верхних слоев литейной формы, прессовую плиту, опоку с наполнительной рамкой, модельную плиту с моделью и вентами и клапан привода прессового механизма, отличающаяся тем, что ряд отверстий в основании импульсной головки связан с клапаном подачи импульса сжатого воздуха в надопочное пространство и расположен под прессовой плитой, а цилиндр и поршень прессового механизма расположены над основанием импульсной головки, перекрывают ее по всему поперечному сечению и снабжены автономным источником сжатого воздуха, причем шток прессового механизма выполнен в виде полого цилиндра, соразмерного в поперечном сечении с основанием импульсной головки, прессовой плитой и прессовым поршнем.