Автоматическая литейная установка

 

Изобретение относится к литейному производству. В автоматической литейной установке согласно изобретению два или несколько переводимых в боковое направление транспортеров 5, 6 расположены между участком 4 разлива и участком 7 извлечения с тем, чтобы обеспечить требуемое охлаждение литейных форм, в которые произведен разлив, перед их прибытием на участок 41 извлечения, и в то же время ограничить длину установки. Управление боковым перемещением переводных транспортеров 5, 6 осуществляется блоками 24, 25, 19 таким образом, чтобы оно происходило в тот момент, когда по возможности наиболее мала опасность повреждения литейных форм, расположенных в переходной зоне между транспортером 3 и литейными формами и рассматриваемым переводным транспортером 5 или 6. Когда используются литейные формы такого типа. в которых две части взаимодействуют друг с другом для образования между ними полости, блоки 24, 25, 19 также могут быть предназначены для управления функцией участка 4 разлива, тем самым препятствуя разливу в литейные формы, которые при переводе транспортера могут оказаться в переходной зоне. Изобретение представляет возможность обеспечить улучшенное применение литейных форм, поскольку нет необходимости в предотвращении разлива в определенное количество литейных форм, которые, как предполагается, могут оказаться в переходной зоне или вблизи от нее. 5 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к автоматической литейной установке такого типа, который детально описан ниже и указан в отличительной части п. 1 формулы изобретения.

Такая литейная установка снабжена переводными транспортерами, указанными в п. 1 формулы изобретения, причина этого заключается в том, что общая длина установки во многих случаях ограничивается доступным пространством литейного отделения, хотя в то же время общая длина транспортера, проходимая литейными формами на их пути к участку извлечения, должна быть такой, чтобы имелось достаточное время для необходимого охлаждения литейных форм и содержащегося в них литья.

В ранее известных установках этого типа управление перемещением переводных транспортеров в поперечном направлении в большей или меньшей степени выполняется вручную процесс, который во многих случаях вызывает необходимость пропуска розлива в определенное количество литейных форм, которые в течение перемещения переводных транспортеров в поперечном направлении могут оказаться в переходной зоне между транспортером для литейных форм и переводными транспортерами, чтобы избежать того, чтобы литейные формы со все еще не затвердевшим содержимым могли открыться и расплавленный металл мог выйти и вызвать прекращение.

Цель настоящего изобретения заключается в создании автоматической литейной установки такого типа, в которой количество литейных форм, не используемых для розлива, сведено к минимуму, и эта цель достигается согласно изобретению, в котором установка сконструирована и налажена так, как указано в отличительной части п. 1 формулы изобретения. Изобретение позволяет самой установке рассчитывать правильное время для перемещения переводных транспортеров в поперечном направлении таким способом, что опасность открытия или повреждения литейных форм в переходной зоне сводится к минимуму.

Дополнительная защита от повреждения литейных форм в переходной зоне между транспортерами достигается посредством варианта осуществления, указанного в п. 3 формулы изобретения, в соответствии с которым перед перемещением переводных транспортеров в поперечном направлении образуется заданное расстояние между литейной формой, самой дальней ниже по ходу на транспортере с литейными формами, и литейной формой, наиболее удаленной выше по ходу на рассматриваемом переводном транспортере.

Посредством варианта осуществления согласно указанному выше п. 3 формулы изобретения во многих случаях нет никакой необходимости избегать розлива в литейные формы, которые при перемещении переводных транспортеров в поперечном направлении могут оказаться вблизи от переходной зоны, но и в других случаях используются литейные формы, тип которых первоначально указан в п. 4 формулы изобретения, причем их правильное функционирование зависит от смежных литейных форм, удерживаемых вблизи друг от друга в течение розлива и до тех пор, пока формуемый металл не затвердеет. Проблемы, которые могут возникнуть в переходной зоне при использовании таких форм, можно устранить посредством наладки и конструкции, указанных в отличительной части п. 4 формулы изобретения, которые позволяют достичь того, что предотвращается розлив, а возможно и расположение стержней в тех полостях литейной формы, которые могут открыться при поперечном перемещении переводных транспортеров.

Очевидно, что можно считывать требуемые параметры и сконструировать необходимые средства управления с помощью обычных проводов, реле и т.д. но согласно настоящему изобретению предпочтительно использовать данные современной технологии, которые в частности, позволяют легче хранить считанные параметры или управляющие сигналы, вырабатываемые на их основе, от времени, когда происходит считывание, до времени, когда выполняется рассматриваемая функция управления.

В варианте осуществления конструкции, указанном в пп. 5, 6 формулы изобретения, представлено такое решение, что различные функции считывания и управления легко могут изменяться простым перепрограммированием оборудования.

На чертеже представлен пример варианта осуществления автоматической литейной установки согласно настоящему изобретению, по возможности наиболее упрощенный, с тем, чтобы облегчить понимание процессов управления, включенных в настоящее изобретение.

Часть установки, в которой фактически имеет место розлив и взаимосвязанные с ним процессы, представлена в нижней части чертежа, при этом она содержит: формовочный участок 1, на котором приемлемый формовочный материал, например, формовочный песок, формуется в секции формы, которые подаются от формовочного участка 1 к концу, расположенному на чертеже справа; механизм 2 для установки литейных стержней, которые располагаются в литейных формах, изготовленных на формовочном участке 1, перед подачей этих форм на транспортер 3 для литейных форм, который транспортирует формы от формовочного участка 1 через участок 4 разлива, на котором расплавленный металл разливается в литейные формы, которые затем со своим содержимым в виде разлитого металла перемещаются транспортером 3 к группе переводных транспортеров соответственно 5, 6, которые кроме того что могут транспортировать литейные формы далее в том же направлении, предназначены для перевода на боковое направление таким способом, что либо тpанспортер 5, либо транспортер 6 становится продолжением транспортера 3 для литейных форм. Это выполняется для того, чтобы продлить время пребывания литейных форм и приводит к охлаждению в течение времени от поступления литейных форм с транспортера 3 до их доставки на участок 7 извлечения, на котором отливки отделяются от литейных форм и стержней, например, посредством падения в барабан, предпочтительно с водной дозировкой, чтобы связать пыль, обеспечить дополнительное охлаждение и, что важно не в меньшей степени, обеспечить при извлечении надлежащее содержание воды в литейном песке, который от участка 7 извлечения проходит к участку 8 обработки песка, на котором литейный песок подвергается обработке с целью повторного использования на формовочном участке 1, например, путем добавления нового литейного песка, бентонита, углеродного порошка и/или других связующих и/или добавок.

Как указано на чертеже, готовое, охлажденное и извлеченное литье, полученное на участке 7 извлечения, показано на этом чертеже в самом низком положении в конце этого участка. Согласно чертежу поток металла через участок 4 разлива, транспортер 3 для литейных форм, переводной транспортер 5 и участок 7 извлечения показан линией с одной точкой между пунктирами, в то время, как поток литейного песка через формовочный участок 1, транспортер 3 для литейных форм, переводной транспортер 5, участок 7 извлечения и участок 8 обработки песка показан линией с двумя точками между пунктирами.

Установка может содержать участок 9 сортировки, который представлен в виде "отверстия в полу" у подающего конца переводного транспортера 5, когда он находится в положении 10, показанном пунктирными линиями. Участок 9 сортировки может быть использован для сортировки литейных форм по наличию или отсутствию в них металла, которые по ряду причин не должны доставляться к участку 7 извлечения.

Кроме того, показанная установка содержит дозирующие узлы для воды, нового литейного песка, связующих и т.д. в виде узла 11 для дозирования воды, который предназначен для подачи воды по трубопроводу 12 к участку 7 извлечения. Узел 13 дозирования нового песка предназначен для подачи свежего формовочного песка через трубопровод 14 к узлу 8 обработки, узел 15 для дозирования связующего вещества предназначен для подачи связующего вещества через трубопровод 16 к узлу 8 для обработки песка, узел 17 для дозирования добавок предназначен для подачи дополнительных добавок по линии 18 к участку 8 для обработки песка.

Управление всеми дозирующими узлами 11, 13, 15, 17 осуществляется блоком 19 управления, который предназначен для управления функционированием отдельных дозирующих узлов по соответствующим линиям 20, 21, 22, 23 управления.

Оборудование, которым осуществляются функции управления согласно настоящему изобретению, не говоря уже о сенсорах, преобразователях управления и т. д. не показанных на различных участках или узлах, либо вблизи от них, включает в себя следующие устройства: блок 24 записи параметров, вычислительный блок 25, блок 19 управления, блок 26 входных данных, дисплейный блок 27.

Блок 24 записи параметров может получать входные данные в виде сигналов от формовочного участка 1 по линии 28, механизма 2 для подачи литейных стержней по линии 29, участка 4 разлива по магистрали 30, блока 26 входных данных по линии 31.

Кроме того, блок 24 для записи параметров предназначен для выдачи сигналов в форме выходных данных на вычислительный блок 25.

Вычислительный блок 25 предназначен, как указано выше, для приема сигналов входных данных от блока 24 записи параметров и для выдачи выходных данных в виде множественных сигналов управления к управляющему блоку 19, выдачи надлежащих операционных данных по линии к дисплейному блоку 27.

Управляющий блок 19, как упомянутый выше, предназначен для получения множественных сигналов от вычислительного блока 25, а также для выдачи следующих сигналов управления: по линии 32 управления к участку 4 разлива, по одной из нескольких линиям 33 и к переводным транспортерам 5, 6, по линии 34 к сортировочному участку 9; по линии 20 управления к узлу 11 для дозировки воды, по линии 21 управления к узлу 13 для дозировки нового песка, по линии 22 управления к узлу 15 для дозировки связующего материала, по линии 23 управления к узлу 17 для дозировки добавок.

Установка может включать в себя определенное количество параметров и/или линий, или проводов управления (не показаны), относящиеся к другим функциям, нежели те, которые рассматриваются в настоящем изобретении.

Управление участком разлива.

Для того, чтобы получить оптимальное литье на участке 4 разлива, необходимо, чтобы сигналы, использующиеся для управления этим участком, как минимум включали в себя данные со следующей информацией: о типе литейной формы в момент прибытия с формовочного участка 1, о том, поместил ли механизм 2 требуемые литейные стержни в рассматриваемые литейные формы, о том, обладает ли литейная форма требуемой жесткостью, чтобы противостоять розливу, о том, может ли литейная форма быть непригодной для разливки по другим причинам, нежели малая прочность.

Посредством датчиков (не показаны) на формовочном участке 1 и механизме 2 для размещения литейных стержней вырабатываются сигналы, соответствующие упомянутым данным, и эти сигналы передаются по линиям 28, 29, соответственно к блоку 24 записи параметров. Данные, относящиеся к отдельной литейной форме, накапливаются и посредством соответствующих цепей и/или программ в блоках 24, 25 и, возможно, блоке 19 ведутся отдельные литейные фоpмы по их пути через установку от формовочного участка 1 к участку 7 извлечения.

Вышеупомянутые данные, которые принимаются блоком 24 записи параметров, передаются к вычислительному блоку 25, в котором они преобразуются в вышеупомянутые множественные управляющие сигналы, которые передаются к блоку 19 управления, который на базе части данных, относящейся к управлению участком 4 разлива, управляет функцией этого участка по линии 32 управления.

Это управление может, например, включать в себя информацию о том, что выход для расплавленного металла на участке 4 разлива перемещен в положение, соответствующее рассчитанному положению входа (заслонки) литейной формы в момент расположения под выходом; что если рассматриваемые данные содержат информацию о том, что требуемый литейный стержень не установлен, что литейная форма не демонстрирует требуемой прочности и/или что литейная форма в некотором смысле не закончена, выход для расплавленного металла на участке 4 разлива блокируется, так что разлив металла в рассматриваемую литейную форму не произойдет.

Если одна или несколько литейных форм демонстрируют видимые признаки того, что они непригодны для разлива, оператор также может заблокировать выход металла на участке 4 разлива посредством соответствующего ручного вмешательства в работу блока 26.

Индивидуальные записи данных, создаваемые при изготовлении и подготовке отдельных литейных форм на формовочном участке 1 и, возможно, посредством механизма 2 для установки стержней, соответствующим образом могут быть записаны в регистре буферного типа, в котором вся последовательность смещается на один шаг вперед каждый раз при введении новой записи, когда последовательность данных считывается в различных положениях и/или от и до соответственно различных участков и других управляемых блоков. При этом различные участки и другие элементы могут получать различные данные точно в тот момент, когда рассматриваемая литейная форма или материал располагаются в них или проходят мимо них.

В блоке записи параметров считывание может выполняться, например, посредством блока 26 входных данных, с получением информации, например, о партии сплава металла, используемой в этот момент на участке 4 разлива. В таком случае он может содержать средства (не показаны) для обеспечения каждой литейной формы отметкой, которая соответствует этой информации, так что при дальнейшем ходе в установке можно удостовериться, из каждой партии выполняется рассматриваемое литье. Отметка может быть выполнена на самой форме в виде наблюдаемой или считываемой машиной отметки (например, в виде кодовых полос), но вместо этого или дополнительно к этому она может быть расположена в записи данных, относящихся к рассматриваемой форме, с точки зрения дальнейшего хода в установке, например, для использования сортировочного участка 9 с целью выбраковки литейных форм с металлическим литьем, которое было изготовлено из партии, которая при лабораторных испытаниях образца признана непригодной для поставленной цели.

Управление переводными транспортерами.

Для того, чтобы литейные образцы, в которые осуществляется разлив металла на участке 4 могли быть в достаточной степени охлаждены перед тем, как они перемещаются на участок 7 извлечения, должно пройти определенное время. Однако скорости, с которыми литейные формы транспортируются через участок разлива и от него, настолько высоки, что если бы эти литейные формы транспортировались по прямому пути от участка 7 извлечения, потребовалась бы длина транспортера, которую трудно или даже невозможно обнаружить в существующих литейных отделениях. Чтобы уменьшить общую длину установки, расстояние транспортирования от участка 4 разлива к участку 7 извлечения частично делится на несколько частей, в данном случае на два боковых переводных транспортера 5, 6, которые расположены таким образом, что если транспортер, находящийся на одной линии с транспортером 3 для литейных форм, заполнен, он заменяется другим транспортером и одновременно останавливается, причем в то же время другой транспортер приводится в действие. При этом литейные формы, остающиеся на "ответвленном" переводном транспортере, будут иметь время для охлаждения, в то время как новые литейные формы подаются к другому транспортеру, находящемуся теперь на одной линии с транспортером 3 с литейными формами. Когда другой транспортер заполнен (а возможно и скорее), транспортеры переводятся в обратную сторону так, что охлажденные литейные формы на первом упомянутом транспортере перемещаются к участку извлечения, а после них вводятся новые горячие литейные формы с транспортера.

Ранее управление этим переводом между различными переводными транспортерами выполнялось вручную или полуавтоматически, на практике предполагая, что разлив должен быть пропущен для определенного количества форм, которые во время перевода располагаются вблизи от перемещения между транспортером 3 с литейными формами и взаимосвязанным с ним переводным транспортером 5 или транспортером 6 факт, который очевидно будет приводить к некоторым отходам формовочного песка и, что не менее важно, к потерям рабочего времени. Эта проблема решена посредством вычислительного блока 25 на базе данных, относящихся к суммарному размеру литейных форм в направлении перемещения, учитывая приемлемое время для перемещения переводных транспортеров 5, 6 в боковом направлении без наличия каких-либо литейных форм в самом месте перехода. Управление, которое для этого требуется, осуществляется посредством блока 19 управления и линий 33 управления, идущих к переводным транспортерам 5, 6.

По некоторым причинам может оказаться желательным перед перемещением переводных транспортеров в боковом направлении создать определенное промежуточное пространство между литейной формой, находящейся у выходного конца транспортера 3 с литейными формами, и формой, находящейся у входного конца переводного транспортера 5 или транспортера 6, что может иметь место. Главным обpазом в тех случаях, когда отдельные литейные формы на формовочном участке 1 не являются независимыми формами, но каждая из них имеет обращенную в заднем направлении половину, сопрягающуюся с обращенной в переднем направлении половиной на последующем блоке литейных форм для образования полости формы, во многих случаях совершенно необходимо создать упомянутое промежуточное пространство. В этом случае имеет место соответствующая функция управления, позволяющая механизму 2 не производить установку стержней, а участку розлива не производить разлив в полость литейной формы, которая непригодна для разлива этим способом.

Управление дозировочными узлами.

Как упомянуто выше, узел 11 для дозирования воды управляется управляющим блоком 19 для дозирования объема воды, приемлемого в любое время для участка 7 извлечения, с тем, чтобы гарантировать, что формовочный песок, покидающий участок 7 извлечения при переходе к участку 8 обработки песка и отсюда обратно к формовочному участку 1 имел надлежащее содержание воды. Важность этого обстоятельства специалистам в области литья известна. Кроме того, о чем было указано выше, дозирующие узлы 13, 15, 17 управляются управляющим блоком 19 для подачи соответственно свежего формовочного песка, связующего вещества и добавок к участку 9 обработки песка, на котором вновь добавленные составляющие перемешиваются со "старым" формовочным песком и в итоге возвращаются к формовочному участку 1 с целью повторного использования для изготовления новых литейных форм.

Поэтому новые литейные формы на формовочном участке 1 дополнительно к первоначальному формовочному песку содержат определенное количество воды и определенное количество соответственно нового формовочного песка, связующего вещества и добавок, которые необходимы частично для замены утраченного формовочного песка, частично для обеспечения достаточной жесткости формы и частично для влияния на происходящий процесс, когда расплавленный металл соприкасается со стенками полости формы, например, с целью воздействия на поверхность отливок или получения хороших свойств в отношении отделения или отцепления.

Тепло, сообщаемое литейной форме разлитым металлом, безусловно, приведет к испарению определенной части воды, хотя такое испарение не будет происходить в тех случаях, когда по некоторым причинам см. выше металл не выливается в полость рассматриваемой формы.

Для обеспечения того, чтобы количество воды, дозируемое в участок 7 извлечения, в любое время по возможности близко соответствовало фактической потребности, участок 4 разлива подает по линии 30 параметров следующую информацию: во-первых, произведен ли разлив в рассматриваемую форму, во-вторых, другие параметры, такие как вес литейной формы, вес и температура розлитого металла и т.д.

Эта информация способом, подобным описанному выше, будет введена в запись данных, связанную с рассматриваемой формой, причем эта запись по прибытии на место в "последовательности", соответствующей участку 7 извлечения, соответствующим образом будет инструктировать узел 11 для дозирования воды. Кроме того, этот процесс управления, безусловно, может подвергаться влиянию посредством входа соответствующих данных через блок 26 входных данных.

Управление дозирующими узлами 13, 15, 17 может происходить подобным же образом и в той степени, которая возможна для считывания параметров, важных для различных дозировок. Тогда, когда такое считывание параметров невозможно, это управление может осуществляться эмпирически, например, путем проведения лабораторных испытаний образцов формовочного песка в некоторой точке цепи перемещения песка на основе контрольных данных, которые вновь подаются в блок 26 входных данных. Однако, очевидно, что главным образом дозирование связующего вещества (дозировочный узел 15) и добавок (дозировочный узел 17) будет зависеть от количества формовочного песка, используемого для каждой литейной формы, и по этой причине при управлении этими дозировками надлежащим образом могут быть использованы необходимые данные от формовочного участка 1.

Формула изобретения

1. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИТЕЙНАЯ УСТАНОВКА, содержащая участок изготовления и подготовки литейных форм, транспортер для перемещения литейных форм от участка изготовления и подготовки литейных форм на участок разливки, расположенный около транспортера для перемещения литейных форм, причем на участке разливки производится разлив расплавленного металла в литейные формы, расположенные на транспортере для перемещения литейных форм, по меньшей мере два переводных транспортера, выполненных с возможностью перемещения в направлении, поперечном направлению транспортирования, причем один из переводных транспортеров образует продолжение транспортера для перемещения литейных форм и выполнен с возможностью приема литейных форм, перемещаемых на этом транспортере, участок извлечения, предназначенный для приема литейных форм, перемещаемых на переводном транспортере, и отделения друг от друга литейных форм, отливок и литейных стержней, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, она снабжена средством записи параметров, вычислительным средством и средством управления для получения информации об общей длине литейных форм, перемещаемых на транспортере для перемещения литейных форм в направлении перемещения после последнего перемещения переводных транспортеров, управления переводными транспортерами, при равенстве общей длины литейных форм заданному значению на одном из переводных транспортеров, расположенном так, что он является продолжением транспортера для перемещения литейных форм, при этом этот переводной транспортер переводится на поперечное направление и изменяется другим переводным транспортером.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что участок изготовления и подготовки литейных форм снабжен средством для установки литейных стержней.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что средство записи параметров, вычислительное средство и средство управления предназначены для управления одним из переводных транспортеров, расположенным так, что он является продолжением транспортера для перемещения литейных форм, для выполнения дополнительного перемещения перед тем, как переводной транспортер переводится на поперечное направление.

4. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что средство записи параметров, вычислительное средство и средство управления предназначены для управления участком разливки для пропуска разлива металла в полости литейных форм, литейные части которых отделяются одна от другой при переводе переводных транспортеров, управления средством для установки литейных стержней для пропуска установки литейных стержней в литейной полости формы и/или в литейных частях формы.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что средство записи параметров предназначено для преобразования записанных параметров в группу информационных сигналов, каждая из которых сохраняется взаимосвязанной с отдельными литейными формами, к которым относятся полученные параметры.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что средство управления предназначено для использования групп информационных сигналов в виде управляющих сигналов.

РИСУНКИ

Рисунок 1