Автоматическая линия вакуумной формовки

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 11 В 22 Р 47/О ИТЕТ СССРЙ И ОТКРЫТИЙ ОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТ ТВУ ВТОРСХ,Цибм литья АН 527(088.8) детельство47/02, 19 11 50-14972 15/00,а опок приальной плос-Е соединения и раз щении их в гориз и индивидуальной стемой пескоподач ностью переме кости, кой си невматичесв опоки с по п ния технологически лью расш зможност линии для производ"тва изонтальной формовкой, тка установлена с возорота на 90 вокругой оси при сборке полуотливок с го опочная осна можностью по горизонтальформ.(54)(57) 1. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ВАКУУМНОЙ ФОРМОВКИ для производствапреимущественно крупногабаритныхотливок со сложной конфигурацией рабочей поверхности, содержащая устройства для формирования герметизирующих элементов на рабочей поверхностимодельной и опочной оснастке, последовательно установленные агрегатыдля изготовления и выбивки форм,передвижное устройство для заливкис возможностью перемещения параллель,801096033 но формам, вакуумпровод с механизмамипереключения, систему пескоподачис бункером и транспортные средства,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения надежности работы,сокращения производственных площадей и энергетических затрат на .транспортировку, устройства для формирования герметизирующих элементов установлены с возможностью перемещениявдоль агрегатов для изготовления и выбивки форм, причем каждый формовочныйагрегат снабжен стационарной опочнойоснасткой, установленной с возмождозирующими питателями, 2. Автоматическая ли тличающаяся т1096033 актор А,Гулько каз 3705/ ПодписноеР 4/5 Проектная, 4 Составитель А.МинаТехред М.Надь Тираж 775ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская илиал ППП "Патент", г.ужгород Корректор И. ЭрдейиИзобретение относится к литейному производству и может быть использовано для производства отливок разнообразной номенклатуры, различного развеса и типа сложности на 5 предприятиях промышленности строительных материалов, химического и сельскохозяйственного машиностроения, электротехнической и легкой промышленности и др. в Формах из сыпучих песков с вертикальной заливкой Форм,Известны автоматические литейные Производительность линий с поточным принципом лимитируется операцией, имеющей наиболее высокую трудоемкость и длительность. Анализ технологических схем планировки автоматических литейных линий.показывает, что наиболее высокую надежность имеют автоматические линий,в основу которых положен модульныйпринцип. При такой планировке агрегаты, образующие автономный комплекс(дублируются), поэтому выход из строяодного из агрегатов не влияет на работу параллельных комплексов,50 55,пинии для производства отливок, в которых технологические операции организованы по принципу непрерывного15 потока. Оборудование и рабочие места таких линий располагаются в порядке последовательности операций и разделены в пространстве. Операции выполняются одновременно на всех рабочих местах, при этом передача объектов обработки осуществляется соответствующими транспортными средствами, чаще всего горизонтально замкнутым литейным конвейером с непрерывным движением 13.Недостатками такого принципа компоновки являются потребность в значительных производственных площадях, большие энергетические затраты на З 0 транспортировку объектов, высокие показатели трудоемкости и стоимости проектирования., изготовления, освоения и эксплуатации сложных систем, состоящих из многих взаимосвязанных З 5 агрегатов. Кроме того поломка (остановка) одного из агрегатов, входящих в состав поточной линии, приводит к остановке всей линии, поэтому надежность линии уменьшается при увеличе нии числа последовательно соединенных аГрегатов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для вакуумной формовки, содержащая устройства для формирования герметизирующих элементов на рабочей поверхности модельной и опочной оснастке, последовательно установленные агрегаты для изготовления и выбивки Форм, передвижное устройство для заливки с возможностью перемещения параллельно формам, вакуумпровод с механизмами переключения, систему пескоподачи с бункером и транспортные средства 2 . Формирование герметизирующего элемента в известном оборудовании осуществляется на той же позиции, чтои засыпка песка в опоку. Это затрудняет облицовку герметизирующим элементом модельной оснастки со сложнойконфигурацией рабочей поверхности,особенно при получении форм с глубокими полостями или выступами.Система пескоподачи известногооборудования включает передвижнойбункер, который заполняется пескомна исходной позиции у элеватора ипредназначен для обслуживания рядаформовочных агрегатов, Это приводитк увеличению энергетических затратна транспортировку больших масс формовочного песка при производствекрупногабаритных отливок типа купальных ванн, боковых рам, тележекгрузовых железнодорожных вагонови др. и снижению производительности,так как для повторной загрузки бункердолжен возвращаться на исходнуюпозицию.К недостаткам известного оборудования следует отнести также узкую область его применения, ограниченную отливками простой конфигурациинебольшого развеса, из-за отсутствия устройств для спаривания исборки полуформ,Указанные недостатки оборудования приводят к снижению его надежности при производстве крупногабаритных отливок со сложной конфигурацией рабочей поверхности.Целью изобретения является повышение надежности работы, сокращение производственных площадей и энергетических затрат на транспортировку объектов, а также расширение технологических возможностей линостью. 40 нии для производства отливок с гори-: зонтальной формовкой.Поставленная цель достигается тем, что в автоматической линии вакуумной формовки, содержащей устрой ство для формирования герметизирующих элементов на рабочей поверхности модельной и опочной оснастке, последовательно установленные агрегаты для изготовления и выбивки форм, передвижное устройство для заливки с возможностью перемещения параллельно формам, вакуумпровод с механизмами переключения, систему пескоподачи с бункером и транспортные средства, устройства для формирования герметизирующих элементов установлены с возможностью перемещения вдоль агрегатов для изготовления и выбивки форм, причем каждый формовочный агрегат снабжен стационарной опочкой оснасткой, установленной с возможностью соединения и разъема спок при перемещении их в горизонтальной плос- .25 кости, и индивидуальной пневматической системой пескоподачи в опоки с дозирующими питателями.Опочкая оснастка установлена с воз,можностью поворота на 90 О вокруг горизонтальной оси при сборке полу- форм. Работа каждого комплекса осуществляется автономно, что позволяет осуществить поэтапное проектирование, 35 изготовление и освоение линии. Количество автономных комплексовопределяется необходимой производительНа фиг.1 представлена предлагае-" мая автоматическая линия, вид в плане; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;на фиг.З - вариант линии, вид в плане; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З; 45 на фиг.5 - разрез В-В на фиг.З; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.З.Автоматическая линия содержит вакуумную систему, включающую вакуумные насосы 1 высокой производительности механического или пароэжекторного типа, вакуумный аккумулятор (ресивер) 2, трубопроводы 3 для подвода и распределения вакуума с механизмами переключения 4 и расположенное на позиции 1 передвижное устройство 5 для формирования герметизирующих элементов на рабочей поверхности модельных плит 6 и 7 для левой и правой(по положению при сборке и заливке 7 полуформ.Устройство 5 включает два механизма 8, предназначенные для разматывания с рулонов, отрезки и наложения пленки на модельные плиты 6 и 7 и снабженные рамочными захватами 9 вакуумного илй механического типа, два радиационно-конвективных обогревателя 10 для размягчения пленки и сушки покрытия, которые конструктивно совмещены с краскораспыпителями 11 форсуночного (нагнетательного) типа для нанесения огнеупорных покрытий, механизмы 12 для передачи модельных плит 6 и 7 на позицию формовки, заливки и выбивки, а также приводы перемещения устройства (не показаны).Устройство 5 установлено на платформе 13, перемещающейся по рельсам 14 Модельные плиты 6 и 7 имеют вакуумируемые полости, соединенные многочисленными каналами (не показаны) с формообразующей поверхностью. Для присоединения модельных плит 6 и 7 к вакуумному трубопроводу предусмотрены патрубки 15 с автоматическими клапанами и выдвижные. резиновые патрубки 16.Параллельно направлению перемещения устройства 5 установлены в ряд агрегаты 17 (формовочно-выбивные блоки) для изготовления и выбивки форм.Каждый агрегат 17 содержит комплект опочной оснастки, состоящий из опок 18 и 19, снабженных вакуумируемыми полостями, защищенными фильтрами, вакуумными клапанами (не показаны), приводами 20 для соединения и разъема опок при псремещении их в горизонтальной плоскости и захватами 21 для фиксации отливки.В варианте линии опочная оснастка снабжена также приводами 22 для обеспечения возможности поворота спок 18 и 19 вокруг горизонтальной оси при сборке полуформ, защитными экранами 23 для герметизации контр- лада опок и устройствами 24 смагнитьыми захватами для накладывания и снятия защитных экранов 23. Для подвода модельных плит 6 и 7 к соответствующим опокам 18 и 19 предусмотрены подъемные столы 25 и 26. Количество формовочно-выбивных агрегатов 17, обслуживаемых устройством 5, определяется технологическими параметрами процессов и может колебаться в зависимости от про 1096033должительно".ти формирования герметизирующего,элемента и скорости охлакдения металла в форме.Пневматическая система пескоподачи включает бункеры 27 для песка с дозирующими питателями 28 для каждой полуформы, устройство 29 для просеивания, охлаждения и транспортировки леска и устройство 30 для приемки песка из развакуумированных опок.Передвижное устройство 3 1 для дозирования и заливки жидкого металла представляет собой теплоизолированный ковш (миксер), укомплектованный приборами для контроля температуры и уровня жидкого металла, Ковш установлен на платформе 32, перемещающейся параллельно ряду формовочно-выбивных агрегатов 17 по рельсам ЗЗ.Кроме того, линия включает транспортные средства: конвейер 34 для транспортировки отливок, расположенный параллельно ряду агрегатов 17 и взаимодействующий с ними при помощи тележек 35, снабженных устройствами для укладки или навешивания отливок, и транспортер 36 для уборки отходов и мусора, снаб- ЭО женный усторойствами для магнитной сепарации и просеивания отходов.Автоматическая линия работаетследующим образом.Формирование герметизирующихэлементов производится одновременно на обеих модельных плитах 6 и 7.Пленка сматывается с рулонов, протягивается под рамочные захваты 9,40расположенные между соответствующимимодельными плитами и нагревателями,и отрезается. Время, необходимоедля перевода пленки в пластичное состояние устанавливается в зависимосЭ45ти от режима нагрева, природы и толщины пленки и задается реле времени.В пластичном состоянии пленка рамочными захватами 9 накладывается навакуумируемые модельные плиты 6 и 7под действием разрежения плотно при 50тягивается к их формообразующей поверхности. Затем краскораспылителями 11 на пленку наносят огнеупорноепокрытие, сушка которого осуществляется обогревателями 10 при интенсив55,ной циркуляции горячего воздуха и отсоса продуктов. испарения. После сушки покрытия обогреватели 10 выключают,а модельные плиты б и 7 подают к соответствующим о 1 окам 18 и 19,После стыкования модельных плит б ис опоками 18 и 19 производят засыпку песка из бункеров 27 питателями 28. Уплотнение песка производят с помощью вибраторов, установленных на опоках 18 и 19. При горизонтальной формовке (вариант линии) после разравнивания песка по контрладу и удаления излишка песка контрлад опок 18 и 19 герметизируют защитными экранами 23, Вакуумные полости опок 18 и 19 подключают к вакуумной системе. После упрочнения полуформ под действием разрежения модельные плиты 6 и 7 отключают от вакуумной системы, извлекают из полуформ и возвращают для нового цикла формирования герметизирующего элемента. Устройство 5 перемещают к следующему формовочно-выбивному агрегату 17, и цикл Формовки повторяют.При вертикальной Формовке после удаления модельных плит 6 и 7 производят спаривание полуформ путем перемещения опок 18 и 19 в горизонтальной плоскости, а при горизонтальной формовке после удаления модельных плит 6 и 7 опоки 18 и 19 приводом 22 поворачивают таким образом, что плоскость разъема формы принимает вертикальное положение, фиксируют их по заданным координатам и затем производят спаривание, Готовую Форму заливают жидким металлом из ковша.В это время на последующих агрегатах 17 производят изготовление полу- Форм и Формирование герметизирующих элементов. Количество агрегатов 17 должно быть рассчитано таким образом, чтобы к моменту освобождения опок 18 и 19 на первом агрегате 17 агрегатс устройствами для формирования герметизирующих элементов находился в исходном положении.После кристаллизации и охлаждения отливки до требуемой температуры 10-15 мин) полуформу с болваном отключают от вакуумной системы и перемещают на позицию формовки. 3 процессе перемещения опоки песок высыпается в устройство 30. Освобожденную от песка опору 19 фиксируют в конечном положении. При горизонтальной формовке опоку 19 поворачивают,на 90 1до исходного горизонтального положения,1096033 7Другая полуформа в момент удаления полуформы с болваном остается подключенной к вакуумной системеВо избежание свободного выпадания Отливки при удалении песка из Опоки5 отливку фиксируют захватами 21, полу- форму возвращают в исходное положение и отключают опоку от вакуумной системы. Песок высыпается в устройство 30, а отливку тележкой 35 передают на конвейер 34При горизонтальной формовке с контрлада опок 18 и 19 устройством 24 снимают экраны 23, после чего опоки готовы к следующему циклу формообразования, После просеивания и охлаждения песок поступает в бункеры 27. Просыпанный .песок, скрап и мусор поступают на транспортер и направляются на утилизацию.20Выполнение автоматической линии по модульному принципу, новая компо" новка и взаимосвязь элементов (вынесение устройства для формирования герметизирующих элементов на отдельную позицию и воэможность его перемещения относительно формовочных агрегатов, применение стационарной опочной оснастки и индивидуальной пневматической системы пескоподачи, применение устройств для спаривания, разъема и поворота опок) позволяют повысить надежность работы линии и коэффициент использования оборудования, значительно сократить производственные площади и энергетические затраты на транспортировку объектов, расширить технологические возможности применения линии для производства отливок различной номенклатуры при вертикальной и горизонтальной формовках, уменьшить трудоемкость и стоимость проектирования, изготовления, освоения и эксплуатации линии.Проведена проверка отдельных узлов и агрегатов на опытно-промышленном участке при получении отливок радиаторов, купальных ванн и корпусов реакторов химической аппаратуры.Предварительный расчет ожидаемого годового экономического эффекта показывает, что экономия от применения автоматической линии для производства ванн составляет около 500.тыс. руб., а в целом по отрасли около 15 млн. руб. в год.