Центробежная машина с горизонтальнойосью вращения

 

Союз Советски к

Социалистических

-Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()821044 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.06.79 (21) 2783568/22-02 (51) M. Кл з

В 22 D 13/02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гоеударетееиимй комитет

СССР (53) УДК 621.74. .042 (088.8) Опубликовано 15.04.81. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 25.04.81 ио лаием изобретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

Б. Я. Палей, P. М. Курлова и Ю. Б. Палей (54) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МАШИНА С ГОРИЗОНТАЛЬНОИ

ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к отливке центробежным способом труб и трубных заготовок в формах с горизонтальной осью вращения.

Известны центробежные машины с литейными формами, вращающимися, вокруг горизонтальной оси на холостых или на холостых и на приводных опорных роликах.В первом случае вращение формы осуществляется через зубчатую или клиноременную передачи, во втором случае — через фрикционную передачу от приводных опорных роликов (1).

Однако при отливке изделий с большой массой (соблюдая требование современной технологии центробежного литья на высо-ких оборотах формы) из-за больших нагрузок на опорные и упорные (ударная нагруз ка из-за осевых колебаний формы) ролики, резко сокращается длительность межремонтных циклов машины. Поэтому существующие машины работают в производственных условиях на сравнительно низких скоростях вращения. Длинная форма, имеющая разнесенные опоры, прогибается между ними, что приводит к вибрации, а следовательно, и к повышенному износу машины.

2

Наиболее близкой по технической еущности к изобретению является центробежная машина с горизонтальной осью вращения, включающая размещенные в корпусе) литейную форму с турбинным приводом, вращающуюся на воздушной подушке (2).

Однако при работе машины в случае аварии в системе подачи сжатого воздуха в распределительный коллектор, создающий под формой воздушную подушку, форма резко опускается на опорные ролики и часто1О та ее вращения снижается. Результатом этого может быть выброс жидкого металла из формы и нарушение целостности отдельных узлов машины;

Цель изобретения — повышение надежности и безопасности работы машины.

1о Для этого в предлагаемой машине поддерживающее устройство выполнено в виде электро- и постоянных магнитов, создающих магнитную подвеску, причем кожух выполнен из металла с низким удельным электросопротивлением, например из алюминия. Литейная форма выполнена двухслойной с. внутренним слоем из немагнитного материала, например из нержавеющей стали, а наружный слой выполнен из металла с низ821044

35 о

SO

3 ким удельным электросопротивлением, например из алюминия, причем постоянные магниты снабжены обмоткой дополнительного возбуждения.

На фиг. 1 изображейа центробежная машина, продольный разрез; на фиг. 2 (слева) — разрез А — А на фиг. 1 (до подачи тока в обмотки дополнительного возбуждения постоянных магнитов), спрача — разрез Б — Б на фиг. 1 после подачи тока в обмотки дополнительного возбуждения постоянных магнитов; на фиг. 3 — разрез

 — В на фиг. 1 (после подачи тока в обмотки дополнительного возбуждения постоянных магнитов).

Стальные кольцевые дорожки на форме, по которым перекатываются опорные и нажимные ролики, на чертежах условно не показаны.

Центробежная машина имеет литейную форму 1 с бандажами 2 и 3, Форма двухслойная: внутренний слой состоит из немагнитного материала, например нержавеющей стали, наружный слой формы и бандажа 2 — из металла, обладающего малым зна.чением электросопротивления, например алюминия. В нерабочем положении форма покоится на опорных роликах 4 на некотором расстоянии от постоянным магнитов 5 и не соприкасается с нажимными роликами 6

С целью усиления магнитного потока постоянные магниты снабжены обмотками дополнительного возбуждения. Одна пара опорных роликов является приводной и служит для вращения формы с малыми оборотами от вспомогательных электроприводов 7.

Нажимные ролики связаны рычагами 8 с гидравлическими или другими приводами 9, регулирующими нажимные ролики по высоте и если это необходимо при извлечении отлитого изделия, прижимать форму к опорным роликам. Между крышкой корпуса 10 машины и рычагами нажимных роликов размещены датчики- 11 усилий, выдающие сигнал, пропорциональный давлению формы на нажимные ролики. С одной стороны бандажа 2 установлены постоянные магниты (или электромагниты) 12, благодаря влиянию которых при вращении формы на магнитной подвеске бандаж 3 прижимается к упорным роликам 13 (выполненных из немагнитного материала), предупреждая осевые колебания формы. Электродвигатель главного привода переменного тока выполнен в виде дугового статора 14, ротором («реактивным рельсом») которого служит бандаж 2, входящий в прорезь по середине поперечного сечения статора. Приводом вращения формы может служить также газовая или жидкостная турбина или иной двигатель. Для заливки металла в форму служит заливочная воронка 15.

Работа на машине осуществляется следующим образом.

Д

Перед созданием магнитной подвески форма 1 лежит, не вращаясь, на опорных роликах 4. После подачи переменного тока в обмотку дугового статора 14 электродвигателя главного привода в бандаже 2 на участке, находящемся в прорези статора, наводятся вихревые токи и возникает крутящий момент. Форма начинает вращаться на опорных роликах. После разгона формы до оборотов, при которых точки на ее наружной поверхности достигают линейной скорости 50 — 100 км/ч (для формы с наружным диаметром 1000 мм соответствующая частота вращения 265 — 530 об/мин) в наружном слое формы наводятся токи такого значения, магнитный поток которых, взаимодействуя с магнитным полем постоянных магнитов 5, создает электродинамические силы, приподнимающие форму над опорными роликами на ось заливки. Выбор частоты вращения определяется в основном диаметром формы, электропроводностью наружного слоя формы и напряженностью магнитного поля в зазоре. Включая электромагниты (или подавая в обмотки дополнительного возбуждения постоянных магнитов электрический ток), подъемная сила электродинамической системы возрастает и форма прижимается к нажимным роликам 6 с усилием, которое задается значением тока в обмотках дополнительного возбуждения магнитов 5. От датчиков 11 усилий подается сигнал обратной связи в регулятор тока возбуждения магнитов, чем стабилизируется суммарное давление формы на нажимные ролики. Магнитный поток магнитов 12 также наводит в бандаж 2 токи, в результате чего возникают усилия, прижимающие бандаж 3 к упорным роликам 13, предупреждая этим осевые колебания формы при ее вращении на магнитной подвеске. После разгона формы дооборотов, определяемых технологией для заливки металла, в полость формы вводят носок заливочной воронки 15 и начинают заливать металл . В процессе заливки автоматическая система управления током возбуждения магнитов обеспечивает поддерживание заданной величины суммарной нагрузки на нажимные ролики, увеличивая подъемную силу магнитов соответственно возрастанию массы формы от поступающего в нее металла. По окончании заливки металла выводят из формы носок заливочной воронки, а форма продолжает вращаться на магнитной подвеске до момента затвердевания отливки. После затвердевания отливки постепенно снижают значение тока возбуждения магнитов до нуля. При этом форма с отливкой опускается на низший уровень (так как подъемная сила магнитной подвески теперь обуславливается только влиянием постоянных магнитов) .

Затем электродвигателем главного привода снижают частоту вращения формы, 821044

13 снижается подъемная сила магнитной подвески и форма с отливкой плавно опускается на опорные ролики. Дальнейшее охлаждение отливки и ее извлечение происходит при вращении формы на опорных роликах от двигателей вспомогательных приводов 7.

Йеред извлечением отливки опускают гидроцилиндрами на форму нажимные ролики и прижимают ими форму к опорным роликам, увеличивая фрикционное сцепление между последними и формой. После извлечения отливки нажимные ролики поднимают в верх10 нее положение, в котором они должны находиться перед созданием магнитной подвески.

Во время работы машины при внезап- ном снятии напряжения с обмоток возбужде- 1 ния магнитов форма опускается на низший

-уровень и продолжает вращаться на магнитной подвеске, созданной постоянными

- магнитами. Предотвращается выход из строя машины и выброс из формы жидкого металла, Формула изобретения

1. Центробежная машина с горизонтальной осью вращения, содержащая литейную форму, размещенную в кожухе, систему охлаждения, поддерживающее литейную форму устройство и привод, отличающаяся тем, ° ÷ ò îo, с целью повышения надежности и безопасности работы, поддерживающее литейную форму устройство выполнено в виде электро- и постоянных магнитов, создающих магнитную подвеску, причем кожух выполнен из металла с низким удельным электросопротивлением.

2. Машина по п., 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения подъемной силы магнитной подвески, литейная форма выполнена двухслойной с внутренним слоем из нержавеющей стали, а наружный слой выполнен из металла с низким удельным электросопротивлением.

3. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что постоянные магниты снабжены обмоткой дополнительного возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Юдин С. Б. и др. Центробежное литье.

М., «Машиностроение>, 1972, с. 156 — 160. 2. Авторское свидетельство ССР № 599917, кл. В 22 D 13/02, 1976.

821044

А-А фиг. 2

t !

Редактор Н. Ромжа

Заказ 663/18

Составитель А. Минаев

Техред А. Бойкас Корректор E. Рошко

Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4