Способ центробежного литья ци-линдрических каркасов,имеющих нанаружной поверхности ребра

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 510135 (61) Дополнительное к патенту (22) Заявлено 02.04.73 (21) 1901438/22-2 (23) Приоритет — (32) (51) М. Кл.

B 22 D 13/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэабретений н открытий (33) (31) (43) Опубликовано 05 04 76Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 16.05.77 (53) УДК 621.74. .042 (088.8) Иностранцы

Фредерик Вильям Бауманн, Вильям Рассел Смит, Роберт Тлен Макнэри, Альберт Рейнер Миллер, Вильям Волрат Пангберн, Джордж Моури Розенберри {младший) и Бернард Цезарь Качковскн (США)

Иностранная фирма

Дженерал Электрик Компани" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (США) (54) СПОСОБ UEHTPOBEKHOK) ЛИТЬЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

КАРКАСОВ, ИМЕЮШИХ НА НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

РЕБРА

Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии центробежного литья.

Известен способ центробежного литья, включающий вращение формы вокруг горизонтальной оси, заливку в нее металла, выдержку для кристаллизации металла и удаление отливки из формы.

Однако по известному способу нельзя получать отливки с ребрами на наружной )0 поверхности.

Предложенный способ отличается от известного тем, что для литья используют многосекционную форму, которую после кристаллизации металла выводят из контак- 15 та с приводом вращения, поворачивают в вертикальное положение, отделяют секции формы от отливки путем приложения усилия к секциям формы в направлении, перпендикулярном продольной оси формы, при- 20 чем секции формы располагают параллельно отливке, удаляют отливку, а к секциям формы прикладывают усилия в направлении их сборки. Отделение секций формы от отливки осуществляют последовательно при при- 25 ложении отделяющего усилия к каждой секции формы путем поворота отливки с секциями формы вокруг продольной оси на определенный угол для совмещения каждой секции формы с направлением отделяющего усилия, причем отливку фиксируют при приложении отделяющего усилия к секциям формы.

Это отличие позволяет снизить себестоиMocTb отливки и повысить производительность способа.

На фиг. 1 показана многосекционная форма, изометрия; на фиг. 2 — литейная машина, общий вид с частичными разрезами, на фиг. 3 — разрез по А-А на фиг. 2: на фиг. 4 — литейная машина, вид с торца; на фиг. 5 — заливочный механизм литейной машины; на фиг. 6 — автоматическая машина для извлечения отливки из формы, общий вид; на фиг, 7 — то же, вид с торФ ца:, на фиг, 8 — то же, разрез; на фиг. 9сечение по Б-Б на фиг. 8.

Многосекционная форма содержит четыре дугообразные секции 1 с соответствующими круговыми секторами 2, крепящимися

510135 с каждого торца, например, с помощью болтов 3. Круговые секторы 2 при сборке формы образуют кольцо.

Продольные края каждой секции формы также снабжены аксиально смещенными ушками 4 для болтов 5, механически скрепляющих конструкции при навинчивании гаек

6. Скоба 7 неподвижно крепится к внешней периферии каждой секции формы для обеспечения отделяющего усилия к секциям формы. В секторах 2 предусматриваются отверстия 8, обеспечивающие прохождение аксиально вытянутых стержней через отверстия

9 в скобах 7.

Для обеспечения прохождения отхлаждаю- 15 щих ребер, обычно используемых вдоль периферии динамоэлектрической машины, на внутренней поверхности каждой форМы сделаны треугольные канавки 10. Стороны о канавок скошены под углом 3-5 для обеспечения легкого выхода секций из отливки, в то же время скошенные канавки (не показаны) предусмотрены для формирования участков крепления основания и подсоединительной коробки каркаса двигателя, отли- 25 ваемого таким же путем. Секции 1 выполняются из литейного чугуна, а секторы

2 — из более твердого материала, например стали, для снижения их износа во время литья.

Для отливки каркасов машины форма помещается на два удлиненные валка 11 питейной машины 12. Валки 11 предпочтительно наклонены под углом менее трех о градусов (обычно 0 10 ), образуя плоскость для непрерывного контакта кругового сектора с вращающейся поверхностью 13 или кольца, фиксированно прикрепленного на каждом из валков 11, тем самым поддерживая постоянным пролет между кольцом и ковшом 14, подающим расплавленный металл в форму. Таким образом, могут отливаться каркасы машин различной осевой длины без изменения пролета, требуемого для вставки ковша в каждую форму, Обычным образом валки литейной машины 45 монтируются на противоположных концах в подшипниках 15 для обеспечения вращения валков с помощью приводного двигателя 16 через гибкий приводной ремень 17.

Кожух 18 используется для ограждения формы во время литья и обычно выполнен в виде прямоугольного закрытого корпуса, смонтированного на колесиках 19 для обеспечения продольного перемещения кожуха по рельсам 20 из уголкового проката. Привод для кожуха снабжен звеньями 21, неподвижно крепящимися к задней стороне кожуха с помощью скоб 22. Вращающийся момент передается на звенья цепи с двигателя 23 с помощью приводных звездочек 24 и 25. Конечные выключатели 26, размещенные по длине прохождения кожуха, используются для контроля работы приводного двигателя 23, Кожух 18 снабжен четырьмя Ь -образными скобами 27, совмещенными со скобами 28, неподвижно прикрепленными к основанию 2 9 литей ной машины 12. С кобы 27 расположены под скобами 28 для предотвращения подъема кожуха с рельс

20 после того, как кожух откатится в покрывающее положение относительно формы.

Желательно, чтобы верх кожуха 18 был расположен от секторов 2 формы на расстоянии, меньшем, чем на радиус валков

11, для предотвращения отцепления формы от смещенных валков во время литья.

Прожектор 30 и телевизионная мониторная камера 31 могут быть установлены на внутренней стороне кожуха в отдалении от формы.

После того, как кожух подкатится в покрывающее положение относительно формы, в ковш 14 с помощью подходящего отмеряющего приспособления заливается металл.

Для заливки, например, может быть использован насос 32 для металла. Ковш выполнен с изолирующей облицовкой 33 из керамического материала, способствующей сохранению тепла расплавленного металла.

Внешняя же металлическая обшивка 34 служит для предотвращения повреждения изолирующего слоя облицовки. Один торец ковша 14 прикреплен к каретке 35 с колесами 36, проходящими по рельсам 37 для обеспечения вставки ковша внутрь формы.

Пластина 38 расположена между ковшом и кареткой и закрывает отверстие 39 торца кожуха 40 с целью полной изоляции формы, когда ковш 14 перемещен для заливки.

Скорость подачи металла из ковша в форму регулируется для предотвращения его расплескивания при одновременном сохранении максимального теплосодержания.

Привод для каретки 35 снабжается кабелем, прикрепленным к нижней стороне каретки с помощью пластины 41. Кабелю продольное движение сообщается со стороны поршня 42, постоянно прикрепленного к кабелю внутри цилиндра 43. Когда требуется вставить ковш в форму, оператор открывает вентиль 44, обеспечивающий доступ воздуха в цилиндр 43 в количестве, необходимом для перемещения каретки с требуемой скоростью в форму. После этого ковш переворачивается с помощью рейки 45, зацепленной с втулкой 46, для вылива.ния содержи510135 мого во вращающуюся форму со скоростью зависящей от количества металла в ковше.

Для регулирования скорости выливания металла в форму используется воздушногидравлический цилиндр 47 (см. фиг.5).

Последний приводит в движение рейку 45 после выпуска воздуха через клапан 48 в камеру 49. Затем открывается клапан 50 для пропускания жидкости из камеры 51 в камеру 52 в количествах, обеспечивающих требуемую скорость выливания металла из ковша 14.

Количество заливаемого расплавленного металла в ковш зависит от размера отливаемого каркаса. - Поэтому каретка 35 не может быть полностью сбалансирована. Для предотвращения опрокидывания каретки в случае, когда требуется много металла, под задними колесами каретки предусмотрено кулачковое устройство 53 для непрерывного приложения стабилизирующей силы на каретку, Кулачковое устройство включает валок 54, опирающийся на нижнюю поверхность пластины 55, на которой размещаются уголковые рельсы 37, причем валок прикреплен к вертикальной пластине 56, прикрепленной к корпусу каретки для перемещения вместе с ней кулачкового устройства. З0

После завершения процесса отливки ковш выводится из формы (при открытии клапана

57 и сбросе вентиля 44), кожух l8 откатывается назад с открыванием формы. Так как форма не прикреплена неподвижно к валкам 11, 3s она может быть поднята с валков с помощью крана (на фиг. не показан). Затем форма помещается на верхнюю часть отделяющей машины 58 с вертикальным валом 59, проходящим аксиально через форму (см, фиг.6) 40

Вал 59 неподвижно прикреплен к основанию

60 отделяющей машины в то время как вок1 руг нижней периферии вала по окружности расположено кольцо с уголками для распределения силы, передаваемой основанию. 45

Стойки поворотных роликов 61 также прикреплены к основанию 60 и служат в качестве поддержек для главного поворотного стола 62, имеющего звездочку 63, прикрепленную к его нижнему краю для обес- 50 печения подачи вращающегося момента с приводного двигателя 64 на главный поворотный стол с помощью цепи 65.

Стол 62 с помощью кольца из треугольных ребер поддерживает верхний поворот- 55 ный стол 66 и служит для изоляции подшипников 67 отделяющей машины от тепла, выделяемого формой, В центре верхнего поворотного стола предусматривается буртик для экранирования зоны между валом 60 и поворотным столом от падающих обломков и мусора и для посадки формы пэ окружности около вала. На верхней части основания 60 размещены конечные выключатели для управления с помощью кулачков 68 вращением поворотных столов.

Отделение секций формы от отливки осуществляется с помощью губки 69, посаженной на переднем конце большого поршня

70, установленного в поршневом цилиндре

7 1. Внешние края губки 6 9 поддерживаются направляющими штифтами, скользящим образом посаженными в направляющих цилиндрах 72, проходящих через поддерживающие плиты 73 корпуса большого поршня 74.

Большой диаметр поршневого цилиндра 71 требует небольшого продвижения поршневой губки 69 для заданного гидравлического давления у входа в отверстие в поршневом цилиндре. Поэтому корпус поршня 74 монтируется на подшипниковых роликах 75, обеспечивающих его быстрое перемещение по круглым рельсам 76 (см. фиг. 7). Привод корпуса поршня 74 снабжен поршнем

77 небольшого диаметра, установленным в поршневом цилиндре 78. Поршень 77 неподвижно закреплен передним торцом к нижней стороне корпуса поршня 74 с помощью блока монтажа штока цилиндра 79.

Сторона поршневой губки 69, удаленная

1 от вала 59, служит опорой для узла 80, несущего стальные запирающие штифты 81, вертикально расположенные относительно отверстий 82, проходящих через переднюю часть губки 69. Запирающие штифты приводятся в движение гидравлически и их конические нижние концы совпадают с отверстиями в губке 69 и с отверстиями 83 в скобах 84 формы, когда штифты перемешаются вниз вслед за сцеплением губки со скобами формы.

На узле 80 предусмотрены обычные кэнечные выключатели для детектирования полного вертикального перемещения запирающих штифтов.

Отделение секций формы от отливки предпочтительно осуществляется при использовании десятипозиционногэ шагового реле разборки формы и восьмипозиционнэго шагового реле вращения стола для управления работой различных электромагнитных клапанов, руководящих впуском гидравлической жидкости в гидравлические цилиндры отделяющей машины. Зти шаговые реле выдают выходной сигнал на последэватель— ные выводные зажимы при переброске реле сигналом, например, с конечных выклк>— чателей, расположенных вдоль пути перемещения различных компонентов, образующих отделяющую машину. Для начала отделения

510135

15

Зо

45

55

7 секций формы от отливки нажимают кнопку пуска для занятия шаговым реле разборки и шаговым реле вращения стола исходного положения, в результате чего контакт каждого реле оказывается возбужденным. Электромагнитный клапан, управляющий напуском рабочей жидкости в поршневой цилиндр небольшого диаметра, открывается, переводя корпус поршня 74 в положение, в котором он дугообразно отформованным передним концом 85 упирается в вал 59. К концу перемещения каретки срабатывает конечный выключатель 86, установленный на основании 60, и шаговое реле разборки формы переключается во второе положение, возбуждая контакт шагового реле для открытия клапана, управляющего напуском рабочей жидкости в цилиндр 71.

Тогда губка 69 перемещается по направлению к форме для сцепления с ее скобами

84. При достижении губкой 69 предела требуемого перемещения (это определяется конечным выключателем 87, перебрасываемым в конце перемещения поршня 70) реле разборки формы срабатывает с помощью конечного выключателя для возбуждения третьего зажима шагового реле, открывая гидравлический клапан для напуска рабочей жидкости в поршневой цилиндр, проводящий запирающие штифты 81 через совмещенные отверстия в губке и скобах формы. Один из конечных выключателей 88, определяющий положение приводящих штифтов, затем переводит реле разборки формы на возбуждение контакта реле, обеспечивая подачу жидкости в поршневой цилиндр через клапан для перевода центровой стойки 89 (см. фиг. 8 и 9) внутри вала 59 в верхнее положение. Губки 90, скользящим образом сцепленные со скошенными щелями 91 центровой стойки, приводятся радиально во внешнюю сторону при поднятии стойки для сцепления с внутренней поверхностью отливки 92, после .чего переключатель внутри гидравлической линии задействует шаговое реле разборки формы на возбуждение контакта, подающего рабочую жидкость в цилиндр 71 в направлении, совпадающем с направлением отвода губки 69 от вала

59. При отсоединении секции формы от отливки, а это осуществляется конечным выключателем 93, срабатывающим при отв оде поршня 70 на определенное расст оя ние в цилиндр 71, реле разборки перебрасывается на возбуждение контакта, подающего рабочую жидкость в поршневой цилиндр 78, отводящий корпус поршня 74 на расстояние, обеспечивающее нахождение отделенной секции формы на поворотном столе 66. Шаговое реле разборки формы за8 тем срабатывает от конечного выключателя 94 для возбуждения контакта, подающеro рабочую жидкость в поршневой цилиндр для подъема запирающих штифтов 81 из губки отделяющей машины. После подъема штифтов конечный выключатель запирающего штифта задействует шаговое реле разборки формы на возбуждение контакта реле, отводя корпус поршня 74 радиально от вала и отцепляя губку 69 от отделенной секции формы. Когда поршневой цилиндр будет отведен на достаточное расстояние, реле разборки формы перебрасывается конечным выключателем 95 для возбуждения контакта шагового реле разборки формы, подавая рабочую жидкость в поршневой цилиндр, перемещающий центровую стойку

89 вниз, и выводя губки 90 из контакта с внутренней поверхностью отливки. Переключатель давления задействует шаговое ререле разборки формы, перебрасывая шаговое реле поворота стола во сторое положение.

Возбужденный контакт реле запускает вращение приводного двигателя 64 для повоо рота стола 66 на 180 до тех пор, пока один из кулачков 68 не задействует конечный выключатель для перевода шагового реле поворота стола в третье положение.

Когда секция отделится от отливки, шаговое реле поворота стола перейдет в четвертое положение, вновь возбуждая контакт o для поворота стола 66 на 90 в положение третьей секции формы для отделения губки 69, после чего стол 66 повернется на 180 для отделения четвертой секции подобным же образом DT отливки. Отлитый каркас двигателя затем поднимают с вала для размещения в подходящем месте на охлаждение.

Повторная сборка формы с помощью отделяющей машины осуществляется при использовании шагового реле сборки формы восьмипозиционного шагового реле поворота стола для управления поршнями большого и меньшего диаметров перемещающих губку 69 относительно вала 59, Сборка формы начинается при нажатии выключателя для помещения шагового реле сборки формы и шагового реле поворота стола в первое положение, возбуждающее первый KOHтакт каждого реле, выпускающего жидкость в поршневой цилиндр 78, подводящий корпус поршня 74 по направлению к составленным отделенным секциям формы. По окончании перемещения корпуса поршня конечный выключатель 86 перебрасывает шаговое реле сборки формы во второе положение, возбуждая контакт для впуска рабочей жидкости в поршневой цилиндр 71, прижимая губу 69 к отделенной секции для переме510135

10

9 щения секции в исходное положение секции на отливке. Шаговое реле сборки формы затем перебрасывается с помощью конечного выключателя 87 в третье положение, подавая рабочую жидкость в противополож5

Н0М направлении к поршневому цилиндру

71 большого диаметра для отвода губки 69 от прижатой секции формы. После этого шаговое реле сборки формы перебрасывается конечным выключателем 93 в четвертое положение, отводя поршень 77 в поршневой цилиндр 78 для перемещения корпуса поршня 74. К концу перемещения поршневого корпуса шаговое реле сборки формы перебрасывается в пятое положение, возбуж- 1 дая контакт для выдачи шагового импульса на шаговое реле поворота стола, возбуждая контакты реле для поворота стола 66 на 180, тем самым располагая вторую секцию формы около губки 69. При заверше- г0 нии поворота стола, а это определяется конечным выключателем, шаговое реле поворота стола переводится в третье положение. После того как все секции будут поставлены на свое место, через ушки 4 вста- 25 вляются болты 5, которые затягиваются гайками 6 для механического соединений секций формы. Форма может быть снята с вала для перемещения на валки 11 для отливки следующего каркаса машины. 30

Формула изобретения

1. Способ центробежного литья цилиндрических каркасов, имеющих на наружной поверхности ребра, включающий врашение формы вокруг горизонтальной оси, заливку в нее металла, выдержку для кристаллизации металла и удаление отливки из формы, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения себестоимости и повышения производительности, для литья используют многосекционную форму, которую после кристаллизации металла выводят из контакта с приводом вращения, поворачивают в вертикальное положение, отделяют секции формы от отливки путем приложения усилия к секциям формы в направлении, перпендикулярном продольной оси формы, причем секции формы располагают параллельно отливке, удаляют отливку, а к секциям формы прикладывают усилия в направлении их сборки.

2.Способпоп. 1, отпичаюшийся тем, что отдепение секций формы от отливки осуществляют последовательно при приложении отделяющего усилия к каждой секции формы путем поворота отливки с секциями формы вокруг продольной оси на определенный угол для совмещения каждой секции формы с направлением отделяющего усилия.

3.Способпопп. 1 п2, отличаюшийся тем, что отливку фиксируют при приложении отделяющего усилия к секциям формы. г !

Оо

Оо

ll (I

1 l

1LJ

à — — 1-1

1 !

I I

1 I г — — a

I I

I

1

I !

--1 г

W — =7=

1I I

1 I

Б-Б

Составитель А, Минаев

Редактор Н. Вирко Техред А. Демьянова Корректор С. Ьолдижар

Заказ 580/2 Тираж 1054 Подписное

ЧНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4