Центробежнолитейная горизонтальная установка

 

(72) Автор изобретения

А.И.Траченко проек тноостреенияВсесоюзный научно-исследовательский и технологический институт горного маши (7!) Заявитель (54) ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЕЙНАЯ ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ

УСТАНОВКА

Изобретение относится к литейному производству, в частности к оснас тке и оборудованию центробежного литья.

Удаление отливок из центробежных форм представляет сложную техническую задачу как с точки зрения механизации, так и в технологическом плане, когда требуется выполнение строгих технологических предписаний соблюдения заданных технологических режимов . для отливок ответственного назначе- ния, изготовляемых из специальных сплавов. В особенности остро эта проблема касается удаления отливок из многосекционных центробежных форм, так как при этом необходимо предотвратить в процессе удаления раскрывания отдельных секций металлических вставок с целью соблюдения технологического режима и не допустить механические повреждения металлической оснастки, прежде всего, со стороны посадочных поверхностей в связи с тем, что посадочные зазоры (поля допусков) составляют всего десятые доли миллиметра.

Для удаления отливок обычного назначения, например, канализационных и водопроводных труб, когда отливки после извлечения из формы поступают на специальные опоры, приемные лотки или площадки, т.е. под действием силы тяжести ударяются и, 10 следовательно, получают допускаемые техусловиями механические повреждения со стороны внешних поверхностей, известны центробежные горизонтальные

t5 установки, включающие приводные механизмы вращения центробежной формы, механизмы выталкивания и извлечения

)1) и (.2)

Наиболее близкой к предлагаемой о по технической сущности и достигаемому эффекту является установка, включающая многосекционную форму, содержащую изложницу с толкателем, крышку, секционные вставки, имеющие

921672 поперечные перегородки с цеHTpoBb отверстиями и контрольными камерами по торцам полости формы между крайними поперечными перегородками и торцевыми стенками, приводы вращения формы и перемещения направляющей и штанги вне формы

Недостатком данной установки является то, что при удалении секционных вставок совместно с секционными отливками по мере выхода из полости формы имеет место следующее нежелательное:-вление, а именно: происходит по поверхностям разъема, последовательно-поочередное отделение l5 вставок, начиная с передней, затем промежуточных и кончая задней, в результате чего оголяются секционные отливки и, следовательно, протекает ускоренный процесс охла>ндения послед- щ них в резуль — àòå отдачи теплоты путем повышения радиационного излучения и омывания оголенных поверхностей циркулирующими потоками окружающей атмосферы, что является причиной оС- у5 разования горячих трещин в стенках отливок изготовляемых из специальных сплавов, >апример, из износостойких сталей, чугунов, склонных к трещинообразованию. Это является сдерживающим, препятствующим фактором получения заготовок для изготовления деталей сооТ.ветственного назначения.

Падение секционных вставок на приемные механизмы, например, лотки, столы вызывает механические повре>ндения последних и этим самым уменьшается долговечность оснастки. В особенности вредны даже незначительные механические повреждения со стороны фиксирующих поверхностей, например, поверхностей разъемов и внешних цилиндрических или конических поверхностей в силу того, что наличие заусенцев, зазубрин, деформированных участков и т.д. недопустимо даже в первоначальный период эксплуатации оснастки из-за треСуемых >нестких условий фиксации вставок между собою и по отношению к изложнице, 5О так как посадочные зазоры (поля допусков) составляют малые величины, например, десятые доли миллиметра.

По этой причине для повторного использования практически после каждой

55 заливки требуется ремонт <заделка) поврежденных участков, то есть процесс эксплуатации оснастки очень сложен и затруднителен.

Падение раскаленных секционных отливок, сопровождаемое ударами о приемные механизмы, еще более способствует образованию горячих трещин в стенках отливок из сплавов, склонных к трещинообразованию.

Цель изобретения - обеспечение удаления секционных вставок и отливок из полости формы без отделения друг от друга, повышение долговечности оснастки и качества секционных отливок.

Поставленная цель достигается тем, что установка, включающая многосекционную форму, содерн<ащую изложницу с толкателем, крышку, секционные вставки, имеющие поперечные перегородки с центровыми отверстиями и контрольными камерами по торцам полости формы, мен<ду крайними поперечными перегородками и торцовыми стенками, приводы ращения формы и перемещения направляющей и штанги вне формы, снабжена катушкой с фланцами консольно закрепленной на штанге с возможностью вращения и продольно-осевых перемещений, введенной через центровые отверстия поперечных перегородок внутрь полости формы, при этом шланга закреплена в направляюшей, которая совместно с штангой установлена с возможностью совершения поступательных и поворо-,ных перемещений в вертикальной и горизонтальной плоскостях, Катушка со стороны переднего фланца снабжена захватным гнездом.

Катушка снабжена со стороны внешней цилиндрической поверхности кольцевыми каналами, расположеннь»ли против промежуточных поперечных перегородок.

На фиг.1 изображен вертикальный продольно-осевой разрез центробен<ной горизонтальной установки в сборе с введенной внутрь полости формы катушкой, ориентированной соосно с формой; на фиг,2 — то же, перед моментом начала удаления секционных вставок и отпивок из полости формы; на фиг.3 — то же, в момент окончания удаления секционных вставок и отливок из полости формы; HB фиг.4 — вертикальный продольно-осевой разрез секционных вставок, отливок совместно с катушкой, штангой, направляющей, повернутых в вертикальное положение и годготовленных для транспортировки; на фиг.5 — то we, совместно с катуш5 9216

Зо

40 диусу (фиг. 1 и 2) кой в момент окончания удаления катушки из полости секционных вставок и отливок и технологической подготовки последних к дальнейшему процессу охлаждения и разборки.

Центробежная горизонтальная установка состоит из изложницы 1, толкателя 2 с штоком 3, задней секционной вставки 4 с центровым отверстием 5 в поперечной перегородке, промежуточной секционной вставки 6 с центровым отверстием 7 в поперечной перегородке, передней секционной вставки 8 с центровым отверстием 9 в поперечной перегородке, секционных отливок 10 и

11, задней торцовой контрольной камеры 12, передней торцовой контрольной камеры 13, кольца 14 избыточного металла в контрольной камере 12, кольца 15 избыточного металла в камере 13, катушки 16, штанги 17, направляющей 18.

Катушка 16 состоит из переднего

19 и заднего 20 фланцев, при этом диаметр 21 фланца 19 меньше минимального диаметра 22 центрового отверстия

7 в передней поперечной перегородке

8(диаметр 23 больше диаметра 24), расстояние 25 между фланцами 19 и ?0 больше расстояния 26 между внешними торцевыми поверхностями передней 8 и задней 4 поперечных перегородок.

Катушка 16 со стороны переднего фланца 19 снабжена захватным гнездом

27 для подьемно-транспортного механизма, а со стороны внешней цилиндрической поверхности выполнены кольцеобразные каналы, расположенные против промежуточных поперечных перегородок, например кольцеобразный канал 28 расположен против поперечной перегородки 6, при этом ширина 29 канала 28 больше толщины 30 перегородки 6, а глубина 31 канала 28 больше расстояния 32 между цилиндрическими поверхностями центровых отверстий 9 и 5 в торцовых поперечных перегородках и центрового отверстия 7 в промежуточной перегородке, измеренного по раКатушка 16 консольно закреплена на штанге 17 с возможностью продольно осевых и вращательных перемещений.

Штанга 17 закреплена в направляющей 18 с возможностью продольно-осевых перемещений. Направляющая 18 совместно со штангой 17 смонтирована с возможностью совершения поступательных и поворотных перемещений в вер1S

/2 б тикальной и горизонтальной плоскостях. целью упрощения чертежей на фиг,!-5 не показаны механизмы вращения формы и привода штанги и направляющей, а представлены лишь только те -,. тали и узлы установки, которые имеют непосредственное отношение к сущности изобретения.

В качестве примера на чертежах количество отдельных элементов установки ограничено небольшим числом, например тремя поперечными перегородками, двумя контрольными камерами 12 и 13, двумя секционными отливками 10 и 11, одним кольцеобразным каналом

28, однако на практике при проектировании технологических процессов необходимо руководствоваться конкретными оптимальными условиями.

Порядок работы установки заключается в следующем.

После затвердевания металла секционных отливок 10 и 11 вращение формы прекращают, снимают крышку (не показана) с посадочного гнезда 33, выполненного в передней торцевой части изложницы 1, центрируют катушку 16, штангу 17, направляющую 18 соосно с формой, сообщают штанге 17 продольно-осевое перемещение, в результате чего катушка 16 входит внутрь полости формы до момента упора заднего фланца 20 в поперечную стенку передней вставки 8, при этом продольно-осевое перемещение приостанавливают (фиг. 1) °

Затем направляющей 18 совместно со штангой 17 катушкой 16 сообщают перемещение снизу вверх до момента упора катушки 16 в цилиндрические поверхности поперечных стенок задней и передней вставок 4 и 8, при этом поперечная стенка вставки 6 вхоит в кольцеобразный паз 28, торцевые поперечные станки задней и передней секционных вставок 4 и S со стороны внешних поверхностей 34 и 35 в верхней части формы располагаются между передним 19 и задним 20 фланцами и как бы обжимаются последними, причем посадочный зазор 36 между поверхностью 34 и фланцем 19 (или поверхностью 35 и фланцем 20) должен быть минимально необходимым, например, составлять величины от 1-5 мм до десятых долей миллиметра (фиг.2), В период, когда направляющая 18 совместно со штангой 17 и катушкой

921672

16 находятся в крайнем верхнем положении, т.е. когда продольная геометрическая ось 37 последних приподнята выше геометрической оси 38 центробежной формы на величину 39, осуществляют процесс удаления секционных вставок 4, 6 и 8 совместно с секционными отливками 10, 11 и кольцами

14, 15 избыточного металла путем сообщения толкателю 2 со штоком 3 продольно-осевого перемещения справа налево на величину хода до момента полного выхода из полости 40 изложницы

1 всех элементов (Фиг.2 и 3) °

В результате такого конструктивного исполнения центробежной горизонтальной установки, деталей и узлов секционные вставки 8, 6 и 4 не отделяются друг от друга по поверхностям разъема, так как они обжаты фланцами

19 и 20, причем для лучшей фиксации вставок 8, 6 и 4 между собой необходимо по периферийным зонам разъемом выполнять специальные замки, например, в виде одноступенчатых цилиндрических уступов — выемок 41 в периферийной зоне разъема вставок 4 и 6 и выемок 42 в периферийной зоне разъема вставок 8 и 6, в результате чего секционные вставки 8, 6 и 4 не падают по мере выхода из полости 40 изложницы 1, а повисают на катушке 16 и находятся .в собранном состоянии в таком же виде, как они находились s полости 40 в изложнице 1 (фиг.3), По этой причине секционные отливки 10 и

11 не оголяются, а окружены (защищены) стенками вставок 4, 6 и 8, вслед-. ствие чего скорость охлаждения заготовок замедляется, причем, учитывая тот факт, что стенки вставок обычно футеруются теплоизоляционной краской или огнеупорной смесью, то процесс скорости охлаждения отливок регулируется в заданном техническими условия45 ми режиме.

В дальнейшем процессе осуществления полного цикла технологического процесса производят поворот в шарнире

43 направляющей 18 совместно со штангой 17, катушкой 16, секционными вставками 4, 6 и 8 и отливками

10 и 11 в вертикальное положение, вводят в захватное гнездо 27 захватывающий элемент 44, например крюк подъемнотранспортного механизма (фиг.4).

После транспортировки секционных вставок 4, 6 и 8 с отливками 10 и

11 на специализированный участок и установки последних на специальную подставку 45 с центровым отверстием

46 производят удаление катушки 16 путем опускания, например, на приемную подставку 47 и отправку катушки

16 для повторного использования (фиг. 5) .

Вставки 6 и 8 совместно с секционными отливками 10 и 11 могут быть не просто установлены на приемную подставку 47, а также помещены

s специальные обогреваемые колодцы, или термические печи со специальной антиокислительной средой или присыпаны в специальных ящиках специальными сухими сыпучими огнеупорными смесями, и этим самым создаются наиболее благоприятные условия по регулированию процесса дальнейшей скорости охлаждения отливок.

Следует подчеркнуть, что предлагаемая центробежная горизонтальная установка дает возможность высокопроизводительно осуществлять изготовление отливок, так как при этом нет необходимости длительное время выдерживать отливки в форме, а сразу же производить удаление после первичного затвердевания металла, благодаря чему такие установки успешно могут быть использованы в поточно-механизированных и автоматизированных линиях. другой стороны, предотвращение падения, и следовательно, предохранение от механических повреждений позволяет существенно повысить долговечность оснастки и улучшить условия эксплуатации оснастки и установки, а также производить высококачественную подготовку оснастки на специализированных участках.

В связи с тем, что данная установка обеспечивает наиболее благоприятные условия удаления отливок из полости формы (без механических ударов и повреждений) и дальнейшие условия охлаждения, ее можно применять для производства отливок особо ответственного назначения, например отливок из сплавов, склонных к трещинообразованию, в частности износостойких сталей и чугунов.

Данная установка дает возможность повысить долговечность оснастки в

1,5-2 раза, предупредить возникновение трещин в отливках особо ответст9 9216 венного назначения, а также избежать механических повреждений отливок при удалении из формы.

Формула изобретения

1. Центробежнолитейная горизонтальная установка, включающая многосекционную форму, содержащую излож- 1g ницу с толкателем, крышку, секционные вставки, имеющие поперечные перегородки с центровыми отверстиями и контрольными камерами по торцам полости формы между крайними поперечными перегородками и торцовыми стенками, приводы вращения формы и перемещения направляющей и штанги вне формы, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения удаления секционных вставок и отливок из полости формы без отделения друг от друга, повышения долговечности и оснастки и качества секционных отливок, она снабжена катушкой с фланцами, консольно закрепленной на штанге с возможностью вращения и продольноосевых перемещений, введенной через

72 10 центровые отверстия поперечных перегородок внутр„ полости формы, при этом штанга закреплена в направляющей, которая совместно со штангой установлена с возможностью совершения поступательных и поворотных перемещений в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

2. Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что катушка со стороны переднего фланца снабжена захватным гнездом.

3. Установка по пп.1 и 2, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что катушка снабжена со стороны внешней цилиндрической поверхности кольцевыми каналами, расположенными против промежуточных поперечных перегородок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Юдин С.Б. и др. Центробежное литье. М., "Машиностроение", 1972, с.158, 162, 221-222.

2. Авторское свидетельство СССР

1 369978, кл. 8 D 13/10, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке h" 2686223/22-02, кл. В 22 0 13/10, 1978.

921672 фиг. т

Составитель A. Минаев

Редактор A.Øàíäað Техред И. Гайду

Корректор Л. Бокшан

Заказ 2443/10 Тираж 853 Подгисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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