Способ выбивки литейных форм

 

СПОСОБ ВЫБИВКИ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ путем воздействия на форму горизон|f; r Tf ) . - - , i i-f - r. EMSiifeiJTEKA I тально направленной вибрацией, о т л .и чающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса выбивки, снижения энергоемкости выбивного оборудования и снижения уровня шума при его работе, форму перед выбивкой жестко закрепляют на; раме и затем систему форма - рама подвергают периодическим двусторонним ударным воздействиям с частотой ударов 15-30 Гц и удельной силой удара на 1 кг массы системы в пределах 0,30 ,4 Н при ограничении частоты собственных колебаний системы в пределах 7-12 Гц. /

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) В 22 D 29/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(21) 3531735/22-02 (22) 03.01. 83 (46) 30.06. 84. Бюл. 11 24 (72) И.А. Тавелинский, P.М. Дехтярь и И.В. Матвеенко (71) Всесоюзный проектно-технологический институт тяжелого машиностроения (53) 621.746.06(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 54702, кл. В 22 D 29/02, 1937.

2. Справочник "Стальное литье".

М., 1961, с. 269. (54) (57) -СПОСОБ BblbHBKH J1HTEAllblX ФОРМ путем воздействия на форму горизон„Я0„„1100044 А тально направленной вибрацией, о тл.ичающийся тем, что, с целью повыше ния про из води тел ьн ости процесса выбивки, снижения энергоемкости выбивного оборудования и снижения уровня шума при его работе, форму перед выбивкой жестко закрепляют на раме и затем систему форма — рама подвергают периодическим двусторонним ударным воздействиям с частотой ударов 15-30 Гц и удельной силой удара на 1 кг массы системы в пределах 0,30,4 Н при ограничении частоты собственных колебаний системы в пределах

7-12 Гц.

1 11

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в литейных цехах при выбивке литейных опочных форм.

Известен способ выбивки литейных форм на выбивных, преимущественно инерционных, решетках, обеспечивающий возможность механизации процесса. Разрушение кома смеси с отливкой и его удаление из опоки происходит за счет вертикально направленных ударов формы о решетку или раму, в результате чего. в форме возникают значительные силы инерции.

Недостатками указанного способа является то, что рабочий процесс зависит от веса нагрузки и при его отклонении от расчетного ражим работы резко меняется, т.е. становится неоптимальным, что влечет за собой падение производительности. Нри значительных перегрузках размах. колебаний уменьшается, форма перестает отрыЭаться от решетки,а значит, ударное

Воздействие на форму не реализуется.

Кроме того, инерционные решетки хаРактеризуются повышенным уровнем шуМа, недостаточной долговечностью осНовных узлов и требуют массивного фундамента для предотвращения пере- .

Дачи вибрации на конструкции зданий, особенно в случаях выбивных решеток для выбивки крупных, форм.

Известен способ выбивки литейных опочных форм, при котором стенке опоки сообщается горизонтально направленная вибрация, например, от пневматических или электромагнитных вибраторов. Для возбуждения горизонтальной вибрации в стенке опоки применен электромагнитный привод. Якори ,электромагнита, помещенные на гибкой пластине, один конец которого закреплен неподвижно, а другой — эластично, передают продольные колебания крюку, воздействующему на стенки отливкиГ13.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ выбивки форм путем воздействия на форму горизонтально направленной вибрацией.

Данный способ реализуется определенным видом и режимом колебания стенок опоки, являющихся возбудителями колебаний в уплотненнои форме (2 1.

Однако в дисперсных системах,каковыми являются формовочные смеси, колебания. вследствие диссипации

00044

50 энергии быстро затухают с увеличением расстояния от возбудителя колебаний, поэтому разрушение смеси происходит только в слоях, прилегающих к стенкам опоки, а не по всей ее площади. Величина возникающих при этом ускорений около стенок опоки не превышает 4 g при условии применения одного вибровозбудителя, а на: расстояний 250-350 мм от стенки падает до 2 g. Применение же нескольких вибровозбудителей затруднено из-за необходимости синхронизации их работы для исключения взаимного наложения волн и образования так называемой "стоячей волны" ° При воздействии вибрации на одну из стенок опоки ее упругие колебания на остальные стенки передаются в незначительной мере, что приводит к необходимости увеличения времени вибровоздействия. Данный спосбб характеризуется недостаточной интенсивностью воздействия на форму вследствие, ограниченной зоны распространения колебаний от источника вибрации, что влечет за собой падение производительности и повышение энергоемкости выбивного оборудования. Кроме. того, применение указанного способа связано с повышением уровня шума из-за повышенной частоты соударений ударника вибравозбудителя и стенки опоки.

Цель изобретения — повышение производительности процесса выбивки, снижение энергоемкости выбивного оборудования и снижение уровня шума при .его работе.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу выбивки литейных форм путем воздействия на форму горизонтально направленной вибрацией, форму-перед выбивкой жестко закрепляют на раме и затем систему форма— рама подвергают периодическим двусторонним ударным воздействиям с,частотой ударов 15-30 Гц и удельной силой удара на 1 кг массы системы в пределах 0,3-0,4 Н при ограничении частоты собственных колебаний системы в пределах 7-12 Гц.

Величина удельной силы удара зависит от прочности смеси в форме. Диапазон величин необходимой силы удара подобран исходя из условий обеспечения полной выбивки форм в течение

35-40 с из смесей с сухой прочностью от 5 до 10 кг/см2 .

1100044

Частота ударов выбирается исходя из того, что эффективность выбивки зависит от разности скоростей систе-. мы форма — рама до и после соударения с телом, вынуждающим колебания, причем чем больше эта разность, тем выше интенсивность процесса. Увели-, чение скорости системы в момент соударения определяется величиной пути, пройденного системой за определен- 10 ный период колебаний, поэтому с целью увеличения разности скоростей период колебаний уменьшен, что позволяет увеличить размах колебаний до 5-.8 мм и определить выбор диапазона низких частот .15-30 Гц, Ограничение частоты возникающих при ударных режимах собственных колебаний системы форма — рама устанавливается для исключения нарушений пери- 20 одичности ударного режима при взаимном наложении вынужденной и собственной частот системы. Для соблюдения оптимального режима частота собственных колебаний системы должна 25 быть не более половины вынужденной частоты. Ограничение собственных колебаний регулируют жесткостью опорамортизаторов, на которые устанавливают раму с закрепленной на ней формой.

В предлагаемом способе выбивки, в отличие от известного,,обеспечивается колебательный режим всей системы (опоки, смесь, отливка), осуществляемьп с заданным размахом.Перемещение формы в горизонтальном направлении сопровождается соударениями, происходящими дважды за один период колебаний. При этом в стен- 40 ках опоки, перпендикулярных направлению колебаний, вынуждаются упругие колебания. В продольных стенках вынуждаются изгибные колебания. Таким образом, у всех четырех стенок опоки снижается внешнее и .внутреннее трение смеси и уплотненная смесь с отливкой легко отделяется от опоки.

Дальнейший процесс разрушения смеси происходит за счет ударного взаи. модействия опоки и кома смеси при вы; нужденных ударных колебаниях.

Реализация горизонтального ударно-вибрационного режима воздействия 55 с двусторонними ударами позволяет увеличить возникающие в смеси ускорения колебаний до 20-25g.

При гармоническом анализе ускорений колебаний в смеси зафиксированы

I третья, пятая и седьмая гармоники, т;е. частоты, превышающие в 3,5 и 7 раз частоту основного тона (частоту вибровозбудителя). Убывание амплитуд ускорений гармоник с ростом их номера идет медленно, что определяет богатство частотного спектра ударных колебаний. Так как. ускорения первых нечетных гармоник достаточно высоки, интенсивность колебаний повышается, что повышает интенсивность разупрочнения уплотненной смеси, На фиг. 1 представлена схема осуществления процесса выбивки литейных форм; на фиг. 2 — осциллограмма возникающих в смеси ускорений при воздействии на систему форма - рама горизонтальной ударной вибрации с двусторонними ударами, где по оси абсцисс отложено время протекания процесса, а по оси ординат — величина возникающих ускорений (под цифрой 3).

На фиг. 1 изображены форма 1, рама 2, опоры-амортизаторы 3, вибропривод 4, резиновые ударники 5 вибропривода.

Предлагаемый способ выбивки литейных форм осуществляется в следующей последовательности.

Устанавливают форму 1 на раму 2, Жестко скрепляют опоки формы между собой и жестко крепят форму 1 к раме 2., Сообщают системе форма — рама ударные колебания за счет горизон" тальных перемещений вибропривода 4 и его ударов по раме 2 резиновыми ударниками 5. Раскрепляют опоки формы

1 по окончании процесса выбивки.

Удаляют освобожденные опоки.

Пример. Проводилась выбивка формы с размерами опоки 2000 х 1850 х х 400/400 мм детали "корпус задвижки

NTP-1000" завода "Водоприбор" с прочностью смеси по сухому 7 кг/см и массой отливки 2500 кг.

Параметры выбивки определяются следующим образом.

Определяется масса колеблющихся частей, включающая массы, кг:.рамы

800; опоки 2000; отливки 2500; приведенной к твердому телу массы в форме 1100.

Иасса приведенной к твердому телу смеси составляет 1100 кг (0,22 от массы смеси 5000 кг). Такой пересчет по соотношению удельных весов про5 1100 веден по результатам исследования воздействия вибрации на дисперсные системы. Суммарная масса колеблющихся частей составляет 6400 кг.

Масса вибропривода (вибровозбудителя) - ударной части виброустановки определяется экспериментально, исходя из эффективтности процесса выбивки. Отношение массы колеблющихся частей к массе вибропривода составляет 1 (максимальное 6:1, минимальное 10t1).

Масса вибропривода 1070 кг.

Число оборотов дебалансов

1000 об/мин.

Статический момент массы дебалан- сов (О ° 160 кг/с ) определяется экспериментально, исходя из эффективности и продолжительности процесса выбивки.

Максимальная мощность Б(кВт) виб- 20 ропривода определяется по формуле

XM R -n ° 10

60 где ЕМ вЂ” суммарная масса колеблющихся частей, кг;

R - -максимальный размах колебаний, см; п - число соударений системы в

1 мин.

Учитывая потери в механизме (подшипники), которые для указанной частоты сбставляют около 40Х от макси044

Ь мальной мощности, расходуемой на колебания, необходимая мощность электродвигателя — 13 кВт, используются два асинхронных электродвигателя мощ5 ностью по 7,5 кВт.

Поскольку интенсивность вибровоздействия при постоянной частоте и размахе колебаний вибропривода (вибровозбудителя) определяется величиной хода вибровозбудителя ограничения размаха — эта величина определяется экспериментально, по результатам испытаний, и составляет 3-5 мм.

Интенсивность вибровоздействия зависит от резиновых ударников. Исходя из необходимой жесткости ударников их толщина составляет 15—

20 мм, резина марки 3703 МРТУ 38-5-1166-64.

Продолжительность процесса выбивки составляет 35-40 с. !

Применение предлагаемого способа выбивки литейных форм вместо ис 25 пользуемого в большинстве литейных цехов процесса выбивки с помощью инерционных выбивных решеток позво-, ляет за счет снижения веса оборудования, уменьшения мощности привода и увеличения срока службы оборудования обеспечить получение годового экономического эффекта в размере

14,3 тыс.руб. на единицу оборудования.

ВНИИПИ Заказ 4528/10 уи 775 - до

Х спи

annnan tBE "2aaaa, г.уогород, ул.Прооктаао, а