Способ центробежного литья и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСН СПУБЛ(72) Бернар Этьенн, Мишель Пьи Мишель Франсуа (РК)(54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕН ерре(57) Изобретен ному производс пользовано при труб или други ческих тел с р итей е относитсяву и может ть ис литье центробежнох трубчатыхаструбом. Целние качества еталли ь изоб отливк ения - повыш а счет улучш ния распределения ме 2 ГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ талла на внутренней поверхности кокиля, которое достигается компенсацией уменьшения гидростатическогодавления жидкого металла, в канале14 при прекращении подачи металла вконце литья путем постепенного наклоФна канала 14 и поддержания таким образом постоянного расхода металла в разливочной горловине 16, а также тем,что расстояние от горловины 16 донижней образующей поверхности вращаемого кокиля 3 поддерживают постоянным. Устройство содержит кокиль 3,канал 14,тележку 8, лоток 21, на который цапфами 22 опирается опора 17канала, промежуточную раму 29. Необходимый наклон канала осуществляетсядомкратами 19,24 и 34. 2 с, и 7 з.п.ф-лы, 14 ил,1373303 Я 7 Л 28 Составитель Н. РомашоваТехред А,Кравчук Корректор Л.Пат Тупиц Реда Заказ 502/57ВНИИПИ Тираж 739рственного комитета зобретений и открыти Ж, Раушская наб ПодписноеСР по113035, М Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 450 Изобретение относится к литейному производству и может бьггь использовано при центробежном литье труб или других трубчатых металлических тел с раструбом.Цель изобретения - повышение качества отливки за счет улучшения распределения металла на внутренней поверхности изложницы. 10На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа, вид с частичным разрезом установки для центробежного литья, содержащей питающее устройство жидким чугуном; на фиг,2 - 15 разливочное устройство установки; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг,4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - разрез В-В на фиг,2; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг.2; на 20 фиг.7 - устройство, общий вид; на фиг.8 - литниковый канал устройства в наклонном положении; на фиг.9 носок литникового канала в наклонном положении; на фиг.10 - горловина лит никового канала внутри вращающейся изложницы, поперечный разрез; на фиг.11 - разливочное устройство с прокладкой регулировки первоначальной высоты разливочной горловины, разрез; 30 на фиг.12 - то же, без прокладки регулировки первоначальной высоты разФ ливочной горловины, разрез; на фиг. 13- опорная рама лотка канала, общий вид; на фиг.14 - лоток канала, общий вид,Устройство для осуществления пред.- лагаемого способа (фиг.1 и 2) применяется в установке 1 для центробежного литья чугунных труб 2 большого диаметра с раструбом, например, диа метром 700-1200 мм. Установка содержит вращающуюся изложницу 3 центробежного литья, размещенную с возможностью вращения внутри кожуха 4 с помощью катков 5, установленных на осно ванин 6, при этом по меньшей мере один из катков 5 имеет привод для приведения во вращение изложницы 3, а ось вращения каждого из катков 5 параллельна оси Х-Х.Питание жидким чугуном изложницы 3 обеспечивается разливочным устройством 7, включающим подвижную тележку 8, перемещающуюся с помощью колес 9 по рельсам 10, параллельным оси Х-Х, для возможности введения узла 11 (канал и лоток) в изложницу 3 до наиболее удаленного его конца, снабженного раструбом 12. Разливочное устройство 7 (фиг.1- 6) представляет собой опрокидывающийся разливочный ковш 13, частично показанный в виде его сливного носка,Узел 11 состоит из наклонного вниз канала 14 в направлении изложницы 3, причем канал 14 в верхней части снабжен сливным желобом 15, а в нижней части - разливочной горловиной 16 с большим наклоном (примерно+10"), чем наклон самого канала, при этом канал 14 в своей прямолинейной части между сливным желобом 15 и разливочной горловиной 16 удерживается кронштейном 17 канала в виде желоба с профилем, сопряженным с профилем канала 14.В верхней части, а именно рядом со сливным желобом 15, кронштейн 17 канала снабжен в своей нижней части вилкой 18 (фиг.1,2,4 и 8), в которую входит головка поршневого штока домкрата 19, используемого для наклона канала в конце отливки трубы, корпус которого входит в вилку 20, выполненную заодно с лотком 21, несущим кронштейн 17, а в нижней части канала, очень близко от его другого конца, кронштейн 17 канала в своей верхней части имеет по обе стороны две цапфы 22 (фиг,6-9) с осью У-У, ортогональной оси Х-Х, упирающиеся в дно двух поперечных вырезов (или полу- подшипников) Ч-образной формы, выполненных рядом с нижним концом лотка 21, Лоток 21 выполнен в виде почти горизонтальной балки, полой на 4/5 своей длины, для приема и охватывания сопряженного и закругленного профиля кронштейна 17 канала.Лоток 21 всегда выступает относительно тележки 8 (фиг.1-5, 7,8,13 и 14), но не прикреплен к тележке 8. Лоток 21 косвенно опирается на раму 23 тележки 8 в виде опрокидывающейся балки следующим образом: лоток 21 выступает за регулируемую по высоте опору, состоящую из двух боковых домкратов 24, корпусы которых, расположенные с каждой стороны лотка 21, неподвижно прикреплены к лотку и размещены в его нижней части на расстоянии от его верхнего конца, составляющем порядка 1/5 его общей длины. Близко от края указанного верхнего конца (фиг.2 и 3) лоток 21 снабжен в своей верхней части открытым вверх полуподшипником 25,в известных случаях приподнятым посредством уплотняющей прокладки 26.Полуполшипник 25 упирается в горизонтальную цапфу 27 с осью 2-2, орто гональной оси Х-Х, закрепленную перпендикулярно двум боковым фланцам 28, расположенным симметрично по обе стороны лотка 21,Боковые фланцы 28 выполнены заодно с промежуточной рамой 29 между тележкой 8 и лотком 21, Каждый фланец 28 образует с рамой 29 угловой рычаг. Благодаря двум горизонтальным цапфам 30 с осью У-У, параллельной 15 оси 2-2 и ортогональной оси Х-Х, которые выполнены с ним заодно и расположены под цапфой 27, промежуточная рама 29; которая проходит параллельно узлу 11 (канал-лоток) по обе сто роны от указанного узла 11 над тележкой 8, сочленяется в верхней части посредством цапф 30, расположенных на изгибе угловых рычагов, с двумя подшипниками (не показаны) выполнен ными заодно с боковыми и параллельными стойками 31 рамы 23 тележки 8,и располагается в нижней части между домкратами 24 лотка 21 и регулируемыми опорами на тележке 8. 30На верхней стороне промежуточной рамы 29, которая сверху имеет форму открытой вверх скобы, установлены (с каждой стороны лотка 21) две сферически вогнутые опорные пластинки 32.35 Пластинки 32 соответственно служат опорой для поршневых штоков 33 дом" кратов 24.Первоначальное расположение литникового канала 14 а точнее высота 40 конца разливочной горловины 16 отно; сительно внутренней нижней составляющей изложницы 3, достигается посредством винтовых домкратов 34 с фиксированной регулировкой в ходе литья .о ответственно со стороны каждой опорной пластинки 32 между нижней частью промежуточной рамы 29 и верхней частью рамы 23 тележки 8. При этом конец каждого винта домкрата 34 входит в отверстие, выполненное в промежуточной раме 29, в то время как на другом конце цилиндрическая и гладкая винтовая головка упирается сферическим профилем в деталь 35 на верхней55 раме 23 тележки 8, Управление каждым винтовым домкратом обеспечивается выполненным с ним заодно маховиком 36.Винтовые домкраты 34 составляют опоры с фиксированной регулировкой (ввремя литья) промежуточной рамы 29 на тележке 8. Учитывая значительное усилие, которое следует прилагать к маховику 36 для приподнимания массы узла 11 (составной канал-лоток), манипулирование маховиком 36 может быть облегчено использованием домкрата 37, который устанавливают между верхней частью рамы 23 тележки 8 и нижней частью промежуточной рамы 29, Домкрат 37 приподнимает раму 29 при манипулировании маховиками 36,Лоток 21 не прикреплен жестко к тележке 8, а установлен на ней в виде опрокидывающейся балки, опираясь на тележку 8 посредством фланцев 28 и регулируемой по высоте рамы 29. Над рамой 29 лоток 21 соединен с рамой 29 посредством полуподшипника 25 на цапфе 27 фланцев 28 и опирается на раму 29 посредством опорных домкратов 24. Следовательно, лоток 21 является балкой, которая может качаться между положением, показанным непрерывными линиями, и положением, показанным прерывистыми линиями (фиг.7 и 8) по ходу домкратов 24, во время литья, опираясь на цапфу 27 посредством полуподшипника 25.Устройство работает следующим образом.Так как литниковый канал 14 и его кронштейн (фиг.1,2,7,1 1 и 12) опираются на лоток 21, сначала согласовы - вают высоту Ьконца разливочной горловины 16 относительно нижней составляющей изложницы 3 с помощью только винтовых домкратов 34, если кокиль имеет диаметр 700-900 мм (фиксированное регулирование только передлитьем).В случае, когда диаметр кокиля превышает 900 мм, фиксированному регулированию винтовыми домкратами 34 предшествует удаление утолщенной прокладки 26 и установка прокладки 38 между опорными пластинками 32 со сферическими углублениями и верхней стороной промежуточной рамы 29 (фиксированное регулирование перед литьем).Так как разливочное устройство 7 с тележкой 8 наиболее удалено от изложницы 3 (фиг.1 и 2), включают начало цикла отливки трубы. В этом случае изложница 3 приводится во вращение вокруг своей оси Х-Х в то вре 1373303мя, как тележка 8, перемещающаясяпо рельсам 10, передвигается к машине 1 для центробежного литья. Вэтом случае литниковый канал 14 иего кронштейн 17, лежащий на дне лот.ка 21, проникают вовнутрь изложницы3 в то время, как включают выливаниежидкого чугуна путем опрокидываниявперед ковша 13 на сливной желоб 15литникового канала 14 в точно заданный момент таким образом, что чугунпоявляется на разливочной горловине16 канала 14 при поступлении каналана уровень раструба 12 кокиля.Когда раструб наполняется чугуном,разливочное устройство 7 с тележкой8 отходит назад, продолжая выливатьчугун вдоль цилиндрического корпусаизложницы 3. В момент, когда разлиночная горловина 16 канала 14 приближается к концу изложницы 3, почти одновременно останавливают подачу чугуна, опрокидывая назад ковш 13, и начинают наклон канала 14 (фиг.8). 25В то время, как кронштейн 17 литникового канала 14 сочленяется с лотком 21 посредством своих цапф 22,домкраты 24, наэываемые компенсационными, поднимают, синхронно с домкратом 19, лоток 21 над промежуточнойрамой 29. В ходе этого движения лоток21 верхней частью своего другого конца опирается на шарнирную цапфу 27с осью Е-Е, которую несет промежуточная рама 29.Вслед за этим ось У-У цапф 22 оп"рокидывания кронштейна 17 литниковогоканала 14 перемещается вверх, описывая небольшую дугу вокруг оси Е-Е(показано стрелками на фиг.8 и 9) иприводит таким образом к автоматической коррекции и вьдерживанию высотыЬ, конца разливочной горловины помере того, как она приближается книжней составляющей изложницы 3 изизменения наклона канала 14 и егоконсольной части в нижней части шар-.нирной оси У-У цапфы 22,1Автоматического выдерживания высоты Ь разливочной горловины 16 можно50избежать, если переместить шарнир У-Укронштейна 17 литникового канала 14как можно ближе к концу разливочнойгорловины. Однако по конструктивнымособенностям это невозможно иэ-эаизменения наклона и ярко выраженногонаклона разливочной горловины 16 относительно самого канала 14, так как" этот наклонный разрыв вызывается суммой наложенных и сопряженных утолщений дна, канала 14 (кронштейна 17 канала), лотка 21, выражающихся в чрезмерном подъеме канала 14 над нижнейсоставляющей изложницы 3, которыйследует компенсировать. Этот чрезмерный подъем уже превьппает допустимуювысоту падения чугуна (около 100 мм)внутри кокилей, причем значительнаятолщина лотка 21 не может бьггь уменьшена эа счет ее жесткости и длины ееконсольной части, нависающей над горловиной 16 в нижней части ее точкиопоры, материализованной сферическимиуглублениями опорных пластинок 32,которые также не могут быть уменьщены.Кроме того, цагфы 22 не смогли бывыдержать интенсивное тепловое излучение, если их разместить рядом сконцом разливочной горловины 16.Когда канал 14 полностью опорожняется и, следовательно, отливка трубы закончена, домкраты 19 и 24 возвращают в их первоначальное положениеи, следовательно, возвращаются в нижнее первоначальное положение узел 11(канал 14 - кронштейн 17 канала) и лоток 21, В это время разливочное устройство 7 с тележкой 8 продолжает отходить, удаляясь от изложницы 3.Когда отлитая труба затвердевает,осуществляют ее извлечение. Установкасвободна для нового литья,Если условия изготовления . требуют, например, очень частой смены диаметров изложниц 3 с целью ограничения времени исходной регулировки разливочного устройства 7, относительно легко для операций замены изложниц 3 ввести автоматизацию регулировки, Так, например, винтовые домкраты 34 с ручным управлением и с уплотнительными прокладками 26 и 38 можно заме-. нить на гидравлические домкраты. Таким же образом можно расширить или сократить пределы регулировок первоначальной высоты Ь канала в зависимости от использования изложниц 3 большего или меньшего диаметра.В зависимости от диаметра изложниц ьожно использовать прокладки регулировки лотка 21 по высоте в его двух опорных зонах на промежуточной раме 29.Так, например, для диаметров 700- 900 мм изложницы 3 снижают верхнюю опору лотка 21 на цапфе 27, устанавливая уплотнительную прокладку 26 между лотком 21 и полуподшипником 25 для диаметров более 900 мм,Поднимают нижнюю опору лотка 21 на пластинках 32, устанавливая уплотнительные прокладки 38 между пластин ками 32 и промежуточной рамой 29, и включают прокладку 26 (фиг.11). Следовательно, благодаря винтовым домкратам 34 можно согласовать первоначальную высоту Ь, конца разливочной 15 горловины 16 относительно уровня нижней составляющей изложницы 3, изменяя на несколько десятых градуса, без изменения направления истечения первоначальный наклон лотка 21 кронштейна 20 17 и литникового канала 14, который составляет около 1 , причем это необольшое угловое изменение А (фиг.7) увеличено. Изменять наклон литникового канала 14 или угол А не обяза тельно ввиду значительного соотношения усиления, связанного со значительной длиной Ь литникового канала 14, измеренной между разливочной горловиной 16 и опорами, материализо ванными домкратами 24 и сферическими углублениями пластинок 32. Длина Ь может, например, достигать 7 м. Регулировка первоначальной высоты Ь разливочной горловины требуется не только перед началом серии выпусков, но и во время замены кокилей разного диаметра. Изложница 3 установлена на катковой раме из катков 40 5 для его приведения во вращение.Положение по высоте этих катков является постоянным (показано на фиг10 непрерывными штрихами), при этом разделяющее их межосевое простран.тво 45 также находится на одном и том же уровне. Изложница 3 установлена на катках 5, в то время как конец разливочной горловины 16 занимает первоначальное положение по высоте Ь, относительно нижней составляющей изложницы 3. Если изложницы 3 заменяют изложницы За (прерывистые штрихи) большего диаметра, чем диаметр изложницы 3, то нижняя составляющая этого нового кокиля За расположена ближе55 к разливочной горловине, чем в предыдущем случае. Новое положение горловины 16 относительно изложницы За является положением по высоте Ь несовместимым с оптимальными условиями литья. Следовательно, необходимо приподнять разливочную горловину до получения высоты Ь , соответствующей высоте Ь т.е. оптимальным условиям истечения чугуна до автоматического наклона канала в конце литья.Ка практике изменения высоты Ь Ь, Ьразливочной горловины, соответствующие определенному изменению диаметра изложницы, являются относительно небольшими. Например, при замене изложницы диаметром 700 мм на изложницу диаметром 900 мм исправляемые различия по высоте составляют порядка 170 мм для углового изменеония А на 1 и винтовые домкраты 34Рпозволяют внести эту коррекцию, причем ход винтовых домкратов умышленно ограничен из-за необходимости коррекции внутри диаметральной вилки.Этого не происходит, когда исполь зуют на катковой раме 5 кокили диаметром 1000-1200 мм, соответствующие допустимой производительности машин для центробежного литья труб с применением предлагаемых разливочных устройств. Действительно, для выдерживания приемлемой в этих условиях высоты разливочной горловины вынуждены анормально изменять наклон канала и угол А на величину, выходящую за разрешенные допуски и вызывающую инверсию канала 14 (восходящий наклон канала 14 в сторону изложницы 3), и, следовательно, отрицательное на." правление истечения. Для частичного исправления этого недостатка, а также для дополнения умышленно ограниченных возможностей регулировки винтовых домкратов 34 устанавливают (фиг.11) уплотнительные прокладки 38 между пластинками 32 со сферическим углублением и верхней поверхностью промежуточной рамы 29. Затем исключают уплотнительную прокладку, установленную между подшипником 25 и верхней частью лотка 21 (фиг.З), для приведения чрезмерного наклона канала 14, связанного с предыдущим добавлением уплотнительных прокладок 38 в оптимальное положение истечеФо ния, т.е. отрицательный наклон на 1 в направлении машины для центробежного литья, при этом окончательная регулировка высоты Ь, дополчяется действием винтовых домкратов 34.Формула изобретения 1. Способ центробежного литья труб, включающий заливку жидкого металла во вращаемую изложницу и наклон желоба в конце разливки, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества отливки за счетулучшения распределения металла навнутренней поверхности изложницы,в процессе заливки расстояние от го 150 1373303Для изложниц 3 диаметром 700- 900 мм и изложниц 3 диаметром 900- 1200 мм предусмотрено, что ход винтовых поршней 34 будет в среднем по 5 ложении регулировки для среднего диаметра изложницы 3, включенного в каждую из двух указанных диаметральных вилок, соответственно 700-900 и 900- 1200 мм, с целью осуществления регулировок наклона канала 14 около среднего оптимального значения, не вЫходя за вилку допусков, разрешенных для наклона канала 14.Следовательно, при таком расположении лоток 21 может иметь угловое вертикальное перемещение А благодаря винтовым домкратам 34 (фиг.7) для достижения постоянной первоначальной высоты Ь разливочной горловинь 16 2 О выше нижней составляющей изложницы 3 различного диаметра. Кроме того, благодаря домкратам 24 (верхняя часть узла 11) и шарниру 22 с осью У-У кронштейна 17 на лотке 21 (нижняя 25 часть узла 11) можно выдерживать постоянную высоту и разливочной горловины 16 синхронно с наклоном канала 14 посредством домкрата 19 в конце отливки трубы, в то время как без приемов изобретения наклон канала 14 посредством домкрата 19 в конце литья. вызвал бы приближение разливочной горловины 16 к изложнице 3, учитывая положение шарнира 22 с осью У-У кронштейна 17 канала 14 на лотке 2135 и его свешивающуюся консоль в нижней части шарнира 22. Таким образом, могут бьггь обеспечены оптимальные условия истечения чугуна в течение всей 40 продолжительности литья.Кроме того, благодаря установке промежуточной рамы 29 с фланцами 28 между лотком 21 и тележкой 8 можно совершенствовать фиксированные регу лировки лотка 21 (перед литьем) с помощью указанных средств. 10ловины желоба до нижней образующейповерхности вращаемой изложницы выдерживают постоянным.2, Устройство для центробежноголитья труб, содержащее изложницу,желоб, тележку для перемещения желобавдоль изложницы, лоток, на которомрасположены желоб и опора длиной,равной длине лотка, соединенная сним со стороны носка желоба цапфами,причем желоб установлен с возможностью наклона с помощью соединенногос ним домкрата, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышениякачества отливки за счет улучшенияраспределения металла на внутреннейповерхности изложницы, она снабженапромежуточной рамой, связанной с тележкой посредством пары горизонтальных цапф и регулируемой по высотеопорой, причем лоток установлен напромежуточной раме с возможностьюкачания посредством горизонтальноговала и сдвоенных домкратов, выполненных заодно с лотком,3. Устройство по п,2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что промежуточная рама связана с концом лотка посредством горизонтальных цапф и вала, которые соединены между собой парой фланцев, выполненных заодно с промежуточной рамой, причем лоток снабжен подшипником, спертым на вал, который расположен под горизонтальными цапфа"4, Устройство по и2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что сдвоенные домкраты снабжены штоками с профильными концами, опертыми на промежуточную раму посредством сферических вогнутых пластин.5, Устройство по п,2, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что промежуточная рама с фланцами выполнена в виде Г-образных рычагов, в углах которых размещены горизонтальные цапфы.6, Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что регулируемая по высоте опора промежуточной рамы представляет собой пару ре: улируемых домкратов с маховиком управления.7. Устройство по п,2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительным домкратом, расположенным на тележке под промежуточной рамой.118, Устройство по п,2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено калиброванными рЬгулировочцыми прокладками, расположенными в опорах лотка на промежуточной раме. 12 9. Устройство по п,2, о т л ич а ю щ е е с я темчто оно снабжено блоком синхронного управления домкратом для подьема лотка и сдвоенных домкратов.