Центробежная форма

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 120477 (21) 2473065/22-02 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—

Опубликовано 150879. Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 180879

Союз Советсккк

Социалкстнческик

Республик (>1>679 ЗО6 (51)ф(. Кл.2

В 22 D 13/10

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открыт ий (53) УДК 621.74.042 (088. 8) (72) Автор изобретения

A.È. Трачен ко

Кемеровский межотраслевой научно-и ссл едов ат ел вский (71) Заявитель и проектно-технологический институт по автоматизации и механизации машиностроени я (54) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ фОРИА

15

25

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано преимущественно для совершенствования технологической оснастки и средств контроля доэирования металла при центробежном литье.

Известны методы контроля жидкого металла при заливке центробежных форм путем предварительного дозирования жидкого расплава по массе или объему (1).

Недостаток таких решений — малая, точность дозирования, сложность эксплуатации, так как при многократном использовании необходимо после каждой заливки производить очистку дозировочных емкостей (ковшей, желобов) от настылей металла и заделку дефектов футеровки, необходимость взвешивающих устройств.

Известны решения по контролю дозирования жидкого расплава путем перелива металла через калибровочные отверстия в крышке или торцовой части изложницы центробежной формы (2), Недостаток этих решений — выброс металла иэ формы, ухудшение безопасных условий работы.

Известно устройство, контролируюalee дозу залитого в центробежную форму жидкого металла путем перелива расплава через поперечную канавку, выполненную в крышке или вставном стержне (3). Недостаток этого устройства — разбрызгивание металла из формы, ухудшение безопасных условий труда °

Известно устройство для лавирования металла при центробежном литье, включающее приводной электродвигатель, упругий вал, форму, ин— дукционный датчик, тахогенератор, частотный дискриминатор,- фазочувст— вительный усилитель, реверсивный двигатель, задатчик, исполнительныя блок, привод стопори ого мех ани з ма ковша, при этом в него введены блок формирования опорного напряжения, модулятор и конденсатор, причем выход тахогенератора соедин ен через конденсатор со входом блока формир<.>— вания опорного напряжения, выход > оторого соединен с модулятором, нклю— ченным в цепь возбуждения приводи >го электродвигателя, а индукцнс>нный датчик подключен на вход част отнокс> дискриминатора (4).

679306

Недостатком этого решения является необходимость точной настроЯки контактных проводов внутри формы симметричн о оси в ращени я цен тробежной формы в диаметрально противоположных точках соответственно внутреннему диаметру отливки в жидком состоянии расплава, что практически неосуществимо; контакт контролирующих проводов непосредственно с расплавом приводит к оплавлению и свариванию их с металлом отливки, по этой причине при повторных заливках каждыЯ раз необходимо заменять использованные контактные провода вновь изготовленными; уменьшение точности замеров внутреннего диаметРа отливки в связи с тем, что на введенные внутрь центробежной фореля контактные провода воздействуют одновременно высокая температура расплавленного металла и центробежные силы, которые приводят к деформации контактных проводов, к значительным отклонениям от номинально настроенных положений и, следовательно, к . значительным погрешностям замеряем х величин внутреннего диаметра отливки.

Целью изобретения является повышение точности дозировання заливаемого металла непосредственно в полости формы, дол говечн ости и н адежности работы контактных электродов н улучшение обслуживания форма.

Достигается поставленная цель тем, что торцовая стенка центробежной форма в периферийноЯ части выполнена с отверстием, в котором закреплены подсоединенные к электросети и сигнальной системе изолированные друг от друга электроды, торцы которых закреплены заподлицо с внутренней поверхностью торцовой стенки формы, в форме установлена граничащая с ее,торцовой стенкой поперечная перегородка, снабженная центровым отверстием, поперечным каналом и продольным каналом со стороны поверхности, граничащей с внутренней поверхностью торцовой ст ен ни, так, что полост ь продол ьн ого канала сообщена с полостью поперечного канала и. торцами пары электродов.

На фи г. 1 — показ ан а гори э он т ал ьная центробежная форма в рабочем cîстоянии в момент окончания залинки, продольно-осевое сечение; на фиг.260

Недостатком этого решения являет- ся зависимость работы электронного командного устройства от технологического режима эксплуатации центробежной установки, в первую очередь от температурного состояния вала— основного параметра, от которого 5 зависят снимаемые напряжения, служащие в конечном итоге командным источниксм исполнительному механизму (стопорному механизму ковша) . Учитывая это и большую инерционность масс 10 механизма стопорного ковша точность дозирования понижается с колебанием температуры заливаемого металла, от которой зависит степень разогрева вала; кроме того, требуется постоян- 15 ная корректировка работы устройства с учетом температурного состояния вала; к недостаткам известной формя относятся также сложность контролирующей аппаратуры. 20

Известно дозирующее устройство для центробежных машин, включающее контактный электрод с держателем, сблокированный с заливочным устройством, токосъемник и механизм подачи контактного электрода, причем кон-тактный электрод шарнирно закреплен на держателе (5) .

Недостатком такого решения явл яетс я н еобходи мост ь точи ой н астройки контролирующего держателя по 30 отношению геометрической оси вращения центробежной формы (держатель должен быть настроен соосно с геометрической осью вращения центробежной формы), что практически неосу- 35 ществимо невозможность осуществления контроля со стороны заливочного торца центробежноЯ формы, так как не представляется возможным одновременно ввести в центровое отверс- 40 тие формы заливочных желоб и контролирующее устройство, то есть ограничивается область применения известного устройства, в частности неприменимость

его для центробежных установок кон- 45 сольного типа; кроме того, контакт контролирующих электродов непосредственно с металлом отливки .приводит к сравнению их с металлом отливки, причем высокотемпературный нагрев электродов приводит к их деформации, потери первоначальных размеров, по этой причине при повторной заливке каждый раз необходимо заменять использованные электроды на вновь изготовленные; при этом необходима замена данного типа электродов (по длине) при переходе от одного типоразмера отливок (по величине внутреннего диаметра) на другой.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является доэирующее устройство при центробежном литье, включающее центробежную форму введенные сквозь торцо- вую стенку изложницы два провода, концы которых внутри формы разведе-. ны на величину диаметра отливки в жидком состоянии металла, а проти-1 воположные концы электродов соединены с контактными кольцами, которые соединены контактами и проводами с электрической линией, при этом к одному из проводов присоединены сигнальная электролампа или электрореле (6).

679306

10 дежности их работы.

l5

20 сечение A A на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 сечение В-В на фиг. 1.

Центробежная форма состоит из изложницы 1, поперечной вставки 2 с центровым отверстием 3, поперечным каналом 4 и продольным каналом

5, крышки 6 с центровым отверстием

7, контактными электродами 8, 9, электроизоляцией 10, гальванического элемента 11, электропроводов 12, электролампочки 13, панели 14 с теплоизоляцией 15. Поперечный канал 4 со стороны центрового отверстия 3 во вставке 2 выполняют таким образом, чтобы расстояние от геометрической оси вращения центробежной формы до дна канала 4 было равно номинальному радиусу внутренней цилиндрической поверхности отливки в жидком состоянии металла 16 (фиг. 1, 2) .

Геометрические размеры (ширину и глубину) поперечного канала 4 рекомендуется делать небольшими (2-4 мм) .

Продольный канал 5 во вставке выполняют в радиальном направлении со стороны поверхности, контактирующей с внутренней поверхностью торцовой стенки центробежной формы, в данном примере с внутренней поверхностью крышки 6 так, что полость канала 5 со стороны центрового конца сообщена с полостью поперечного канала 4, а со стороны периферийного конца с торцами контактных электродов 8; 9.

Толщина продольного канала 5 должна быть минимальной (1-4 мм), тогда как ширина его, в особенности в месте сообщения с торцами контактных электродов 8, 9, может быть несколько увеличена (10-50 мм), так как при этом облегчается при сборке необходимая фиксация друг относительно друга отдельных деталей центробежной формы.

В одном из торцов центробежной формы в стенке крышки 6, в периферийной части, выполнено сквозное отверстие, в котором закреплены два контактных электрода, изолированных друг от друга и от тела крышки 6 электроиэоляцией 10. При этом с внутренней поверхности крышки 6, со стороны поверхности, контактирующей с поверхностью поперечной вставки 2, торцы электродов 8, 9 заделаны заподлицо с внутренней поверхностью крышки 6, а со стороны внешней поверхности крышки 6 торцы электродов

8, 9 гальванический элемент ll u сигнальная электролампочка 13 соединены электропроводами 12 в общую разомкнутую электрическую цепь. С внешней стороны крышки 6 смонтирована панель 14 с теплоизоляцией 15, на которой закреплены гальванический элемент 11, электропровода 12 и электролампочка 13.

В качестве материалов для контактных электродов 8, 9 могут быть применены многие злектропроводные материалы, например сталь, медь и их сплавы, графитовые электроды, алюминий и его сплавы и т.д. При выборе электродов необходимо исходить из конкретного технологического процесса с тем, чтобы достичь максимальной долговечности контактных электродов при одновременной наСборку центробежной формы выполняют следующим образом.

B посадочное место-выточку корпуса изложницы 1 устанавливают поперечную вставку 2, а затем крышку 6 так, чтобы торцы контактных электродов 8, 9 были совмещены с полостью продольного канала 5, при этом поперечная вставка 2 и крышка 6 должны быть плотно подогнаны друг к другу.

Работает центробежная форма следующим образом.

При заполнении вращающейся формы жидким металлом 16 в тот момент, когда внутренний радиус цилиндрической поверхности расплава достигнет величины, равной расчетно-номинальному размеру радиуса (или, что то же самое, диаметра) центробежной отливки, небольшая (микроскопическая) порция избыточного жидкого металла

17 через поперечный канал 4 поступает в полость продольного канала

5 и, соприкасаясь с торцапм электродов 8, 9, замыкает электрическую цепь и зажигает электрическую лампочку 13, момент загорания которой является сигналом к прекращению заливки. Описываемое решение контроля пригодно и для автоматического контроля заливки, для чего необходимо только подключить электрическую систему например через фотоэлектрореле к командному устройству, управляющему процессом заливки (на фигурах не показано).

Описываемая центробежная форма позволяет повысить точность размера внутреннего диаметра отливки в жидком состоянии металла без непосредственного контакта торцов электродов с металлом со стороны внутренней цилиндрической поверхности центробежной отливки, так как здесь величина размера радиуса отливки определяется величиной расстояния от геометрической оси вращения центробежной фореля до дна поперечного канала 4 (фиг. 1,2), благодаря чему нет необходимости в точиoR настройке электродов 8, 9 на заданный радиус (или диаметр) отливки (электроды 8, 9 монтируются произвольно, но на расстоянии, несколько болыаем чем внутренний радиус отливки в жидком состоянии расплава) . Поэтому

6 79 306 при переходе на изготовление от одного типоразмера (по величине внутреннего цилиндрического диаметра) отливок на другой отпадает необходимость в переналадке контактных электродов, а требуется лишь замена поперечной вставки 2 на другую с по- 5 перечным каналом, изготовленным в соответствии с внутренним диаметром отливки °

Повышенная точность и стабильность размеров внутренних диаметров i0 отливок в описываемой центробежной форме достигается тем, что здесь отсутствует зависимость дозирования металла от вибрации @opia, от центробежных сил, так как они не оказывают существенного влияния на деформацию поперечной вставки 2, тогда как в известном решении консоли контактных электродов под действием вибрации, больших центробежных сил и высоких температур подвержены значительным деформациям во время заливки, в результате чего не только снижается точность дозирования, но и возможны ложные показания размеров внутреннего диаметра отливки .

Достигается повышенная долговечность и надежность работы контактных электродов 8, 9, так как торцы контактных электродов 8, 9 не контактируют непосредственно с металлом 30

16 отливки и защищены от воздействия массы расплава стенкой поперечной вставки 2; контакт торцов электродов

8, 9 с поступающей в продольный канал 5 порцией металла 17 носит низ в 38 котемпературный характер в связи с тем, что поперечное сечение продольного канала 5 небольшоер толщина слоя металла 17 составляет всего

1-4 мм, и этим самым затвердевание 4П контактной порции расплава протекает быстротечно; кроме того, контакт электродов 8, 9 с порци ей мет алла 17 происходит не путем погружения концов в Расплав, а лишь торцовыми по- 45 верхностями в силу того, что торцы электродов заделаны заподлицо с поверхностью стенки крышки 6 .

При использовании данного решения для центробежных форм, футерованных заранее изготовленными вставками, например песчано-керамическими стержн ями, от падает н еобходимост ь в при мен ении поперечной вст авки, т ак как в этом случае ее роль выполняет прилегающий к крышке песчаный стержен ь, при этом в н ем выполн яют н еобходимые поперечные и продольно-радиальные каналы.

Предложенная центробежная форма отличается простотой конструкции, легко может быть использована во всех литейных цехах для центробежных установок как уже существующих, так и вновь изготовляемых с визуальным контролем заливки и в автоматизированном режиме.

Формула изобретения

Центробежная форма, включающая изложницу и пропущенные через одну из торцовых стенок два подсоединенных к электросети и сигнальной системе электрода, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения точности дозирования металла, долговечности и надежности работы контактных электродов и улучшения обслуживания формы, она снабжена граничащей с торцовой стенкой поперечной перегородкой, выполненной с центровым отверстием,,поперечным каналом со стороны центрового отверстия и продольным каналом со стороны поверхности, примыкающей к торцовой стенке, выполненной в периферийной части с отверстием, в котором закреплены изолированные друг от друга электроды, торцы которых закреплены заподлицо с поверхностью торцовой стенки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Юдин С.Б. и др. Центробежное литье. М., Машиностроение, 1972, с. 82-83.

2. Авторское свидетельство

М 505511, кл . В 22 D 13/10, 1975.

3. Авторское свидетельство

М 131867, кл . В 22 D 13/00, 1959.

4. Авторское свидетельство

9 39416 1, кл . В 22 D 13/10, 1971, 5. Авторское свидетельство

Ф 371022, кл. В 22 D 13/10, 1970.

6. Авторское свидетельство

М 88969, кл. В 22 D 13/10, 1950.

679 306

11 а

lj

12

12

11

1О

Фиг. 1 в-в

Фиг. Г

Фиг. 1

Тираж 9 45 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4685/8

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г. Кибовский

Редактор Г. Мозжечкова Техред И. Асталцш Корректор Г. Назарова