Формовочная машина

Полезная модель относится к литейному производству, в частности, к формовочным машинам встряхивающего типа с поворотом полуформ и использования в качестве формовочных смесей смеси холодного твердения. Смеси холодного твердения (ХТС) в настоящее время широко используются в литейном производстве, как наиболее прогрессивные в отношении качества получаемых отливок, так и повышения производительности используемого оборудования. Для формования моделей, особенно крупных габаритов, используются встряхивающие формовочные машины с перекидным столом с использованием глино-песчаных смесей, имеющих достаточно длительный срок твердения. Однако при использовании ХТС, имеющих малое время твердения, известные машины имеют существенный недостаток, заключающийся в недостаточной частоте колебаний встряхивания, что приводит к браку полученных форм из-за неравномерности твердения смеси. Конструкция формовочной машины содержит рычажный механизм, приемный стол, механизм поворота, вытяжной механизм и встряхивающий механизм, выполненный в виде прикрепленного к корпусу механизма цилиндра и размещенного в цилиндре поршня, снабженного каналом для прохода воздуха и сопряженного со столом модельной плиты. Отличительной особенностью предлагаемой формовочной машины является то, что в ней поршень встряхивающего механизма снабжен двумя раздельными каналами, соединяющими впускной канал с надпоршневой и подпоршневой полостями цилиндра, а сам цилиндр снабжен приливом, выполненным по всей высоте цилиндра, в котором образован канал подвода воздуха и выходные каналы, выполненные с возможностью сопряжения с каналами поршня. Предложенная конструкция формовочной машины позволяет повысить качество отливок и сократить технологический процесс, повысить

производительность получения форм, так как загрузка опок ХТС производится непосредственно из смесителя приготовления формовочной смеси, а сама формовка занимает меньшее время, чем у известных машин. Предложенная полезная модель может быть использована как в действующем литейном производстве, так и во вновь проектируемом. Предложенная полезная модель изготовлена и испытана в литейном производстве ОАО «РСЗ», при этом были получены высокие технологические результаты.

Предлагаемая полезная модель относится к литейному производству, в частности, к формовочным машинам для изготовления литейных форм, преимущественно в парных опоках по модельным плитам.

Формовочные машины относятся к основному оборудованию литейных цехов и применяются в массовом, крупносерийном и мелкосерийном литейном производстве. Машинная формовка позволяет получать отливки с более точными и стабильными размерами, снижает брак и повышает производительность по сравнению с другими технологиями формовки, снижает трудоемкость процесса.

В современном литейном производстве применяются различные формовочные машины, которые механизируют две основные операции: уплотнение формовочной смеси и извлечение модели из набитой смесью опоки.

Уплотнение формовочной смеси в опоке может осуществляться прессованием, встряхиванием и встряхиванием с дополнительным прессованием [1].

В литейном производстве для изготовления крупногабаритных отливок, например, для нужд станкостроения (заготовки станин и других крупногабаритных элементов станков различного назначения) широкое применение находят литейные формовочные машины 233М, 234А, 235, 236 с перекидным столом, которые позволяют использовать опоки размером до 2500×1500 мм, обеспечивая грузоподъемность до 10000 кг, с диаметром встряхивающего цилиндра от 330 мм у машин модели 233М до 900 мм у машин модели 236). Частота встряхивания колеблется от 45 до 105 ударов в минуту. [2] Указанные машин позволяют производить глубокую вытяжку и работают с глино-песчаными формовочными смесями. Машина состоит из встряхивающего механизма, перекидного стола с вибратором, вытяжного механизма с приемным столом и механизма поворота.

После уплотнения формовочной смеси встряхиванием, доуплотнения верхнего слоя смеси вручную на опоку накладывается подоночный щиток, который прижимается зажимали, установленными на перекидном столе, после чего стол вместе с модельной плитой и опокой рычажным механизмом переворачивается и устанавливается над приемным столом вытяжного механизма, после чего приемный стол поднимается цилиндром вытяжного механизма, упирается в платформу и вместе с ней опускается. При опускании приемного стола с полуформой происходит вытяжка модели из опоки.

В настоящее время большинство литейных производств переходят на новые составы формовочных смесей, в частности, на холодно-твердеющие смеси (ХТС), которые более прогрессивны, чем ранее применявшиеся. ХТС выполняются на основе эпоксидных смол и отвердителей, поэтому новые смеси имею значительно меньшее время затвердевания.

При формовании изделий на упомянутых выше машинах с использованием ХТС при формовании заготовок большого объема возникает значительное количество брака, так как частота встряхивания опоки при ее загрузке формовочной смесью оказывается недостаточной ввиду того, что нижние слои смеси успевают затвердеть, тогда как верхние остаются достаточно рыхлыми. Существующая в настоящее время конструкция встряхивающего механизма (См. Фиг.1) известных формовочных машин не позволяет увеличить частоту встряхивания. Это связано с тем, что во встряхивающем механизме, выполненном в виде цилиндра 1 прикрепленного к корпусу 2 и размещенного в нем поршня 3 в верхней части соединенного со столом 4, на котором установлена модельная плита 5 с опокой (на чертеже не показана) поршень 3 снабжен каналом 6, периодически соединяющимся через отверстие 7 в стенке цилиндра 1 с пневматическим коммутатором 8 подвода воздуха (рабочее давление 6 кгс/см² ). В процессе работы воздух через коммутатор 8, отверстие 7 и канал 6 в поршне 3 поступает под поршень в пространство 9 и поднимает его вместе со столом 4, модельной плитой 5 и опокой в крайнее верхнее положение, ограниченное закрепленными на корпусе упорами, после чего все

Перечисленные подвижные элементы начинают опускаться вниз под собственным весом, при этом канал 6 соединяется с коммутатором 8 и воздух выводится из-под поршня. При достижении крайнего нижнего положения процесс повторяется. Очевидно, что подобное конструктивное решение не позволяет повысить частоту перемещения стола с опокой из-за значительных инерционных масс, участвующих в процессе, что ограничивает технологические возможности известных формовочных машин при переходе на более прогрессивные формовочные смеси.

Целью предлагаемой полезной модели является устранение отмеченных недостатков известных формовочных машин путем изменения конструкции устройства встряхивания, расширения их технологических возможностей и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в известной формовочной машине, содержащей рычажный механизм, приемный стол, механизм поворота, вытяжной механизм и встряхивающий механизм, выполненный в виде прикрепленного к корпусу механизма цилиндра и размещенного в цилиндре поршня, снабженного каналом подвода воздуха и сопряженного со столом модельной плиты, в ней поршень встряхивающего механизма снабжен двумя раздельными каналами, соединяющими канал подвода воздуха с надпоршневой и подпоршневой полостями цилиндра, а сам цилиндр снабжен приливом, выполненным по всей его высоте, в котором образован канал подвода воздуха и выходные отверстия, выполненные с возможностью сопряжения с каналами поршня.

Предлагаемая полезная модель представлена на чертежах, где:

На Фиг.1 показано встряхивающее устройство известной формовочной машины;

На Фиг.2 показано встряхивающее устройство предлагаемой полезной модели;

На Фиг.3 показано сечение А-А по фиг.2;

На Фиг.4 показана технологическая схема формовочной машины с входящими в нее агрегатами, воздушными и масляными магистралями и вспомогательными элементами.

Машина состоит (см. Фиг.4) из двух отдельных агрегатов -встряхивающего 10 и поворотно-вытяжного 11, 12, установленных на общий бетонный фундамент. Машина снабжена воздушными и масляными магистралями. Воздушная магистраль содержит клапан управления 13, влагоотделитель 14, маслораспылитель 15, магистральный вентиль 16, вентиль встряхивания 17, клапан встряхивания 18, выхлопной клапан 19, контрольный манометр 20 и пневмолинии 21-26. Масляная система включает масляные резервуары 27, 28, 29, муфтовые краны 30, 31, 32, маслофильтр 33, перепускной клапан 34, обратные клапаны 35, 36 и маслопроводы 37, 38, 39.

Встряхивающий механизм 10 содержит верхнюю 40 и нижнюю 41 крышки, между которыми шпильками 42 закреплен цилиндр 43, снабженный выполненным по всей высоте цилиндра приливом 44. В приливе выполнен канал 45 подвода воздуха, который штуцером 46 соединен с внешней воздушной магистралью 26. Посредством выходных отверстий 47, 48 канал 45 соединен с внутренней полостью цилиндра 43. В полости цилиндра размещен (см. Фиг.2, 3) поршень, снабженный верхними 49 и нижними 50 уплотнительными кольцами, дроссельной шайбой 51 с дроссельным отверстием 52. В теле поршня выполнены два раздельных канала: канал 53, соединяющий выходное отверстие 48 с надпоршневой полостью 54, и канал 55, соединяющий выходное отверстие 47 с подпоршневой полостью 56. В средней части цилиндра выполнены два ряда радиальных отверстий 57, через которые воздух выбрасывается в атмосферу. В нижней крышке 41 смонтирован по окружности ряд амортизаторов, выполненных в виде регулируемых и снабженных пружинами 58 штифтов 59, установленных в корпусах 60. Цилиндр 43 посредством верхней крышки 40 сопряжен со столом 61 и модельной плитой 62 (см. Фиг.4).

Предлагаемая полезная модель работает следующим образом.

Устанавливают на поворотной модельной плите 62 опоку (см. Фиг.4) и подают воздух по цепи поз.14, 15, 16, 17, 18, контролируя его давление по манометру 20, к встряхивающему механизму 10, после чего открывают шибер смесителя приготовления формовочной смеси (опока и смеситель на чертежах не показаны) и заполняют опоку формовочной смесью. Так как встряхивающее устройство включено, что смесь начинает интенсивно уплотняться равномерно по всему объему опоки, так как частота колебаний стола выбрана в пределах 300-500 колебаний в мин., причем воздействие воздуха на поршень встряхивающего устройства осуществляется как при его движении вверх, так и при движении вниз. При движении вверх воздух через штуцер 46 поступает в канал 45 подвода воздуха и через выходное отверстие 47 поступает в канал 55 поршня, затем через дроссельное отверстие 52 в дроссельной шайбе 51 - в подпоршневую подсеть 56. При достижении поршнем верхнего положения выходное отверстие 47 оказывается перекрытым поршнем, а выходное отверстие 48 совмещается с каналом 53 поршня и воздух поступает в надпоршневую полость 54, толкая поршень вниз. Для смягчения удара опускающихся масс о нижнюю крышку 41 в ней смонтированы амортизирующие устройства, выполненные в виде подпружиненных штифтов 59. Поршень дроссельной шайбой 51 ударяет по штифтам и гасит большую часть своей энергии. В это же время канал 45 через выходное отверстие 47 соединяется с каналом 55 и цикл повторяется. Формование длится 1-15 мин., после чего шибер смесителя перекрывается, воздух на встряхивающее устройство выключается вентилем 17. Опоку закрепляют прихватами, и клапан управления 13 устанавливают в положение «поворот опоки». Воздух через этот клапан по воздушной магистрали 23 и клапан 19 пройдет в резервуар масла 27 и начнет вытеснять его в горизонтальный цилиндр 11, при этом поршень цилиндра начинает двигаться вперед, поворачивая с помощью шатуна и кривошипа поворотный вал. Насаженные на концах вала поворотные рычаги начнут подниматься вверх, увлекая за собой поворотную плиту с опокой. При подъеме тяги повернут плиту на 90 градусов угловых,

на столько же градусов повернутся рычаги, поэтому общий угол поворота составит 180 градусов угловых.

Закончив поворот, переводят клапан 13 в положение «подъем стола», при этом воздух попадает в резервуар 28 и вытеснит масло в цилиндр 12 вытяжки, поршень в цилиндре поднимется и при верхнем положении освобождают опоку от прихватов, переводят кран 13 в положение «медленная вытяжка», при этом срабатывает перепускной клапан 35 и масло сливается в резервуар 29. Стол с закрепленной на ней опокой медленно опускается вниз, а модель остается на поворотной плите, затем переводят клапан 13 в положение «все выключено» и цикл формовки повторяется.

Предложенная конструкция формовочной машины позволяет сократить время формовки, улучшить ее качество, повысить в целом производительность процесса отливки, особенно крупногабаритных деталей.

Предложенная конструкция формовочной машины может быть использована как при реконструкции встряхивающих формовочных машин, так и при их проектировании и производстве. Данная конструкция изготовлена и испытана в ОАО «РСЗ» и показала положительные результаты при использовании холоднотвердеющих формовочных смесей.

Библиографические ссылки:

1. М.Н.Сосненко «Формовщик машинной формовки», изд-е 4-е, Москва, «Высшая школа», 1975 г., стр.74-95.

2. В.Н.Иванов, Э.Ф.Киян «Наладка формовочных и стержневых машин», Москва, «Высшая школа», 1980 г., стр.122-123.

Формовочная машина, содержащая рычажный механизм, приемный стол, механизм поворота, вытяжной механизм и встряхивающий механизм, выполненный в виде прикрепленного к корпусу механизма цилиндра и размещенного в цилиндре поршня, снабженного каналом подвода воздуха, и сопряженного со столом модельной плиты, отличающаяся тем, что поршень встряхивающего механизма снабжен, двумя раздельными каналами, соединяющими канал подвода воздуха с надпоршневой и подпоршневой полостями цилиндра, а сам цилиндр снабжен приливом, выполненным по всей его высоте, в котором образован канал подвода воздуха и выходные отверстия, выполненные с возможностью сопряжения с каналами поршня.