Горизонтальная машина для центробежного литья
ОП ИСАНИНА
ИЗОБРЕТЕ Н Ия
Союз Советских
Социалистических
Республик к х473338
К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от патента— (22) Заявлено 02.04.73 (21) 1901436, 22-2 (32) Приоритет (31) (51) М. Кл. В 22d 13)02
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (33) Опубликовано 05.06.75. Бюллетень М 21
Дата опубликования описания 17.10.75 (53) УДК 621.74.042 (088.8) (72) Авторы изобретения
Иностранцы
Фредерик Вильям Бауманы, Вильям Чарльз Лабан, Роберт Глен МакНзри и Вильям Расселл Смит (США) (71) Заявитель
Иностранная фирма
«Дженерал Электрик Компани» (США) (54) ГОР ИЗО НТАЛ Ъ НАЯ МАШИ НА
ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО Л ИТЬЯ
Изобретение относится к литейному производству, в частности к оборудованию для центробежного литья, предназначенному для отливки различных по размерам изделий с минимальным количеством операций по переналадке машины.
Обычно машины для центробежного литья должны перестраиваться в зависимости от геометрии отливаемых изделий и автоматически выполняемых на машине технологических операций. Например, при отливке гладких цилиндрических деталей используется цилиндрическая форма с закрытым концом, которая консольно крепится к приводному валу горизонтальной литейной машины, причем второй конец формы открыт и через него внутрь формы вводится тележка с ковшом, из кото.рого расплавленный металл выливается во вращающуюся форму. В машинах известных конструкций перемещение тележки и заливка металла из ковша в форму выполняются вручную путем поворота штурвала, укрепленного на конце вала, несущего ковш. Такие машины обслуживаются квалифицированными рабочими, которые могут производить заливку металла из ковша в форму с определенной скоростью, обеспечивающей высокое качество отливки. Эта операция не является высокопроизводительной, кроме того, возникает опасность попадания на рабочего брызг расплавленного металла. Поэтому в последнее время стали применяться работающие автоматические машины для центробежного литья. Известные машины такого рода проектируются применительно к форме определенных размеров и снабжаются сложной системой автоматики, управляющей процессом заливки металла в форму. Например, для равномерного поворота ковша используется рычажный механизм, снабженный приводным цилиндром. В других машинах применяются специальные зажимные приспособления, удерживающие форму в определенном положении и связанные с пневматическим цилиндром, обеспечивающим расцепление зажимных устройств для быстрого удаления формы. В ряде машин используется цилиндрический вращающийся корпус, в котором устанавливают20 ся различные агрегаты, предназначенные для осуществления различных фаз процесса литья, например заливочное устройство, распылительные охлаждающие форсунки и т. п. Поскольку все известные горизонтальные машины для центробежного литья предназначаются для каких-то конкретных целей, то возникает необходимость в создании высокоавтоматизированной машины для центробежного литья, на которой можно было бы отливать крупные цилиндрические детали, отличающие473338
1О
4гл
65 мой твердые частицы ударяются о прочные стенки кожуха и остаются внутр:!него, ч:то повышает безопасность работы литейщиков.
Ко>«ух (фиг. 2) снабжен L-образными кронште „!ам!! 3, которые взаимодействуют с загнуTllftп стсржнями 24, прикрепленными к ра:tI 2>> «1 а1д>»!uI> и препятствуют подъе>>!у надвинутого на форму кожуха. Расстояние между верхней стенкой кожуха и поверхностью роликов 26 меньше диаметра закрепленных на форме 1 дисков 27, что препятствует перекатыванию формы по роликам во время литья.
Приводная роликовая секция состоит из двух горная!!r;!ль»ых роликов 26, отстоящих один от дру.-:ого на угол 80 — 100 (по дуге диска формы), что обеспечивает надежную установку»а них форчы 1 с дисками 27. Литейная форма выполнена разборной. Противоположные концы роликов 26 уста»он.>!е»1,! в подшипниках 28, которые закреплены на раме
25 таК, ЧтО РОЛИКИ МОГут ВращатЬСя ТОЛul;O Ь горизонтальной плоскости, и на роликах имеются фланцы 29, фиксирующие форму в осевом направлении при заливке в нсе металла. Предпочтительно так раоиолож: ть ф il»iцы»а роликах, чтобы расстояние между»им i было больше длины наиболее габаритной формы, а сами ролики сделать наклонными « горизонтальной плоскости под углом до 3 (обычно угол наклона составляет 10 ) с тем, чтобы литейная форма всегда касалась фла»цсв 29, расположенных рядом с разливочным устройством. Для того чтобы исключить В03мо>кность схватывания между дисками формы и фланцами, поверхность дисков или фланпев покрывается густой термостойкой смазкой, а
»а перегородке 9 устанавливается колесо 80, ll КОТ POC L!il >ае>>С!! TOPCLI фОРМЫ:1::ОТO!>OC при вращении упирающейся в него формы свободно вращается вокруг оси, перпендику,! и и .ОЙ ocf! !Pe Lfic!!/ "Isi I(0!Pll I>l.
При отливке в формах различных деталей, »апримср корпусов асинхронных электродвигателей, опорные диски на всех формах делаются одинаковыми по диаметру, форма любого типоразмера кладется на имеющие уклон в горизонтальной плоскости ролики и упирастся во фланцы 29 независимо от ОВое>1 дли»ы. Поскольку формы 1 только опираются на ролики 26 и никак иначе не связаны с другими узлами машины, то их установка в машину и съем с машины могут быть выполнены достаточно быстро и просто.
Расположенные на роликах 26 фиксирующие фланцы можно перемещать вдоль роликов (в частности, фланец, который наиболее удален от разливочного устройства), изменяя осевое расстояние между фланцами в зависимости от длины устанавливаемой в машину литейной формы. Для крепления фланцев на роликах можно использовать стяжные болты
81, устанавл иваех!ые в отверстия имеющих прорезь .фланцев, и установочные радиальные винты 32, которые ввернуты во фланцы и позволяют регулировать положение фланца относительно рол:1;а, одновременно дополнительно фиксируя фла»ец в определенном месте ролика.
Для Г р !кода ролшсов 26 используется зубчаты» ремень 38, надетый на шкивы 84 (фпг. 4), которые крепятся на концах роликов и закрыты крышкой 35. Для привода ре lilsi
83 используется регулируемь>й электродв::Г;.— тель, позволяющий в уз«нх предела : изме!1ИTь скорость вращения формы от !г, ля до
4б0 об, >!шн в зависимости от требуемой скорости процесса литья, опредсляемой диаметpoxI формы и Гсо. 1ст!ч!!01! От:и!Вас>10!! э !IОЙ детали.
» is; рег лировки и !!тяже:!:1я рс, » ",,18, приводящего во враще»ие ролш и "...;:с! ользуетсsl р гулировочный болт 86, установле»ш; в ра:,;е электродвигателя. . > .c! lCCTuC I1P»Ç0L110I 0 ДВИГаТЕЛЯ (ф!1Г. - .) используется регулируемый электродг>игатель п.тоя:»:ого ток;. «огоры!! питается от 60-гц !!c!c»!!»;:-1 87 »срем II!!Gl0 тока через преобразователь частоты 83 и нормально разомкнуть.!1:,;.:0!« -;а Г. 1ь )9. Источник 87 псрсмс11»ого;Окя связан та«жс черсз выпря>!итсг!ь 40 с Gt1. t!От«а >»! эле«тродвигателя через Hop%! i.! f>»0 за:>1« .1утыи В1>» лючатель 41 (механически с>ÿçl»l»!ûé с выкл!Очатслсм 39) для динамического торможения электродвигателя при подаче постоянного тока к его обмоткам. Центробеж»ьш выключатель 42 соединен последовательно с выпряж!телем 40 и обеспечивает отвод тока от обмоток электродвигателя при его сстянов"e. Для быстрого TÎpможс»ия роликов 26, которое»ельзя обеспечит: > 3-за
С»нжеипя Toрл!031101 >IOМЕliТ ЭЛС«1 ро;>,Вi!Гателя прн отключении источника переменного тока, на конце 0;1!lolo из роликов 26 установ7c!!: 1еханllческ!1Й TOO;tio;> "8 В «,1>lе> твс кого тормоза можно использовать обы
ТОрл!03 С ЭЛЕКТро tlаl;!1!T!!Ыл! уllраВ, IC!i .!C t!, В котором под действ !ем магнитного ноля -:ормозные колодки отходят от уста:!Овле»иой на ролике ступицы. При отклоченн!! элс:.тродв»ГЯтсля пят! ш!"!! тор:>!Оза, дсржив:.IIO»I!!с тормоз в определе»»ом положен»1, обсс-о i»ВЯIОТСЯ, И TOP!>f03!»>!C «010ДК!! iIP:.IЖНМаlОТСЯ
«врг»пающсйся сту:шце, обеспечивающей механическое торможение роликов. Б схему управления тормозом включен аварий:!ь>Й выключатель 44, при в«лю ieiiili! которого про 1 ходит одновременное механическое и электрическое тормо>кс»ис приводных роликов. !. TsI!.»!а нр:!водных рол.,» 0 (.;1Иг. 1) жестко крепится к раме 46 машины болтами
46, уста! Овлен;ымн в ее ляпах 47. В центре станины распо„ !0>1 ено прямоугол>ьное ot i!o 48, через i
473338 ускорения процесса затвердеванпя отливки, В большинстве случаев нет необходимости контролировать расход подаваемого к форме воздуха, однако для повышения качества отливок и повышения производительности машины можно регулировать расход и температуру подаваемого к форме воздуха с помощью приводной заслонки 51, перекрывающей воздуховоды 49 и 50.
Разливочное устройство 11 содержит ковш, установленный на конце тележки 52, с помощью которой ковш перемещается в продольном направлении и вводится внутрь формы. 5ховш состоит из металлического наружного корпуса и внутренней термоизоляции из огнеупорной керамики (99% чистая окись кремния и связующее вещество), препятствующей o 72æIåíèþ,íà îä5Iùåãoc51 в ковше расплавленного металла (например, алюминия), который заливается в ковш насосом 58 по трубопроводу 54. Обычно изоляционная обкладка ковша имеет толщину, которая позволяет отказаться от установки в ковше дополнительных нагревателей для поддержания требуемой температуры находящегося в ковше расплавленного металла. В верхней части ковша имеется отверстие 55, через которое в ковш заливается металл и через которое при
11о113зроте ковша металл выливается в форму
1. Д,тина отверстия 55 должна составлять не менее 75% длины формы, а для получения высококачественных отливок желательно, чтобы дл1ша этого отверстия составляла 85—
90,о длины формы. Для смены ковшей (например, прн переходе с одной отливаемой детали на другую) используются болты 56 (фиг.
6), которые входят в пазы (не показаны), сделанные в суппорте 57. В торце ковша имеется резьбовое отверстие 58, в которое ввертывается установочный болт, дополнитc.! I>но крен511gIIй ковш к суlГпортl .
1-1а конце тележки 52 (фиг, 1) имеется пластина 59, которая после пере:1сщс:1ия ковша в рабочее положение перекрывает отверстие, сдела1шое в стенке перегородки 9, и полностью изолирует заливную форму от окружгцощего пространства. Тележка установлена на четырех колесах 60 н перемещается
\ но уголковым направляющим 61 с помощью троса 62, прикрепленного соединительными элементами 68 к нижней части тс:1ежки. Трос огибает блоки 64, установленные в кронштейнах 65, приваренных к раме бб, н крепится к поршню 67 п:1евмоцилиндра 68. В последнем деланы отверстия б9, через которые внутрь ннсвмоцилиндра подается воздух, причем нанравленгне и скорость движения поршня (и тележки) регулируются клапанами 70 н 71.
Цслесообразно подавать ковш внутрь формы быстро н сразу же за заливкой в нсго расплавленного металла. Однако нз-за разного количества находящегося в ковше металла, определяемого размерами отл Iil3aei;oII .!стали, скорость перемещения тележки должна меняться для того, чтобы исключить возможность ее пробуксовывання. Регулирование скорости подачи ковша внутрь формы осуществляется с помощью клапана 70, меняющего расход подаваемого в пневмоцилиндр воздуха. Регулирование скорости перемещения открытого ковша с большим количеством расплавленного металла позволяет исключить недопустимое охлаждение находящегося в ковше металла. Скорость заливки металла из
10 ковша в форму существенным образом вл!я
45 о0
53
60 б5 ет на качество отливаемой детали. Регулирование скорости заливки формы осуществляется изменением скорости поворота шестерни
72, закрепленной на конце оси 78 ковша и находящейся в зацепле11ии с рейкой 74. Последняя (фиг. 7) перемещается плунжером 75 сдвоенного пневмоги7равлического цилиндра
76, с помощью которого можно менять скорость движения рейки, а следовательно, и скорость вращения шестерни 72. Регулирова1ше скорости движения плунжера осу1цествляется с помощью регулировочного клапана 77, 11зм" llllloIIILI73 расход масла между н11.7ост51м:I
78 и 79 сдвое1шого пневмогидравлического цилиндра. Двухходовой клапан 80 регулиру: т подачу сжатого воздуха в полость 81, под давлением которого происходит перемещение плунжера.
Регулируя клапан 77, можно изменять время заливки металла из ковша в форму от 2 до 15 сек в зависимости от размера отлнваемой дета I;I (после подачи сжатого воздуха в
:1олость 81 цнлн 76 нрн открытии кла:13 на 80). Если время заливки мета",.7à в форму слишком мало, то получаемая отливка будет !!меть неоднородную структуру с дефектами на поверхности. Если, наоборот, заливка металла производится очень быстро, то заливаемый металл будет разбрызгиваться и брь3згп будут попадать на окружающие форму детали. Таким образом, несмотря на то, что нрн отливке корпусов двигателей одного типоразмора скорость залив <51 мстал Ia в форму .,!снять IIe требуется, тем lie менее в предлагаемой машине предусмотрена возможность регулирования скорости заливки, позволяющая отливать с помощью горизонтальной машины корпуса двигателей различных типоразмеров.
Обычные пневмоцитлндры не обеспечивают требуемой регулировки скорости разливки, поэтому 13 о:I:Iñû77åìoii маши не д. 151 этих цс.лей используется пневмогидравлический цилиндр.
В ковш можно з11.71:ваf6 разное количество рас1.лавлсн11ого 1:сталла в зависимости от размера отливаемого корпуса, при этом тележка не может уравновесить эту разницу в весе консо 71 13о расположенного ковша. Чтобы ограничить возможность наклона тележки, используются упорные катковые устройства, расположенные под задними колесами тележки, с помощью которых создается сила, уравновешивающая тележку. Катковые устройства содержат ролик 82, скользящий по нижней поверхности листа 88, на котором установлены направляющие 84. Ролик 82 кре473338 к г
Р .г 7
Составитель А. Минаев
Piëàt.Toð Л. Жаворонкова Тскрсд A. Камьииникова Корректор И. Си .кина
Лак;:: 888/1270 Изд. ¹ 804 Поли::=::tîà
Ц11ИППИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытии
Москва, )К-35, Раушскап иао.,;L. 1!5
Тип. Харьк. фил. пре,. <; Патент»
