Способ выбивки литейных форм

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 22 Р 29/02 гор дл 1, д, 1и;а ЬМЫв.: лЕЖА АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 24Р.М, Дех технологи машиностр тельство СССР02, 1937.ное литье". ЛИТЕЙНЫХ ФОРМРму горизонОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный проектнческий институт тяжелония(54)(57) -СНОСОВпутем воздействия на фо тально направленной вибрацией, о тл .и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения производительностипроцесса выбивки, снижения энергоемкости выбивного оборудования и снижения уровня шума при его работе, формуперед выбивкой жестко закрепляют нараме и затем систему форма - рамаподвергают периодическим двустороннимударным воздействиям с частотой ударов 15-30 Гц и удельной силой ударана 1 кг массы системы в пределах 0,30,4 Н при ограничении частоты собственных колебаний системы в пределах7-12 Гц.00044 1 11Изобретение относится,к литейному производству и может быть использовано в литейных цехах при выбивке литейных опочных форм.Известен способ выбивки литейных форм на выбивных, преимущественно инерционных, решетках, обеспечивающий возможность механизации процесса, Разрушение кома смеси с отливкой и его удаление из опоки происходит за счет вертикально направленных ударов формы о решетку или раму, в результате чего в форме возникают значительные силы инерции.Недостатками указанного способа является то, что рабочий процесс зависит от веса нагрузки и при его отклонении от расчетного ражим работы резко меняется, т.е. становится неоп" тимальным, что влечет за собой падение производительности. Нри значительных перегрузках размах. колебаний уменьшается, форма перестает отрыЭаться от решетки,а значит, ударное Воздействие на форму не реализуется. Кроме того, инерционные решетки хаРактеризуются повышенным уровнем шума, недостаточной долговечностью осНовных узлов и требуют массивного фундамента для предотвращения пере- . Дачи вибрации на конструкции зданий, особенно в случаях выбивных решеток для выбивки крупных, форм.Известен способ выбивки литейных опочных форм, при котором стенке опоки сообщается горизонтально направленная вибрация, например, от пневматических или электромагнитных вибраторов. Для возбуждения горизонтальной вибрации в стенке опоки применен электромагнитный привод. Якори ,электромагнита, помещенные на гибкой пластине, один конец которого закреплен неподвижно, а другой - эластично, передают продольные колебания крюку, воздействующему на стенки отливкиГ 13Наиболее близким по технической сущности и достиг аемому эффекту к предлагаемому является способ выбивки форм путем воздействия на форму горизонтально направленной вибрацией. Данный способ реализуется определенным видом и режимом колебания стенок опоки, являющихся возбудителями колебаний в уплотненнои форме 21. 55 Однако в дисперсных системах,каковыми являются формовочные смеси, колебания. вследствие диссипации 0 15 20 25 30 35 40 45 50 энергии быстро затухают с увеличением расстояния от возбудителя колебаний, поэтому разрушение смеси происходит только в слоях, прилегающих к стенкам опоки, а не по всей ее площади, Величина возникающих при этом ускорений около стенок опоки не превышает 4 я при условии применения одного вибровозбудителя, а на: расстояний 250-350 мм от стенки падает до 2 я, Применение же нескольких вибровозбудителей затруднено из-за необходимости синхронизации их работы для исключения взаимного наложения волн и образования так называемой "стоячей волны"При воздействии вибрации на одну из стенок опоки ее упругие колебания на остальные стенки передаются в незначительной мере, что приводитк необходимости увеличения времени вибровоздействия. Данный способ характеризуется недостаточной интенсивностью воздействия на форму вследствие, ограниченной зоны распространения колебаний от источника вибрации, что влечет за собой падение производительности и ровышение энергоемкости выбивного оборудования. Кроме. того, применение указанного способа связано с повышением уровня шума из-за повышенной частоты соударений ударника вибравозбудителя и стенки опоки.Цель изобретения - повышение sроизводительности процесса выбивки, снижение энергоемкости выбивного оборудования и снижение уровня шума при .его работе.Указанная цель достигается тем, что согласно способу выбивки литейных форм путем воздействия на форму4 горизонтально направленной вибрацией, форму-перед выбивкой жестко закрепляют на раме и затем систему форма - рама подвергают периодическимдвусторонним ударным воздействиям с,частотой ударов 15-30 Гц и удельной силой удара на 1 кг массы системы в пределах 0,3-0,4 Н при ограничении частоты собственных колебаний системы в пределах 7-12 Гц. Величина удельной силы удара зависит от прочности смеси в форме, Диапазон величин необходимой силы удара подобран исходя из условий обеспечения полной выбивки форм в течение 35-40 с из смесей с сухой прочностью от 5 до 10 кг/см 2,Частота ударов выбирается исходяиз того, что эффективность выбивкизависит от разности скоростей систе-.мы форма - рама до и после соударения с телом, вынуждающим колебания,причем чем больше эта разность, темвыше интенсивность процесса. Увели-,чение скорости системы в момент соударения определяется величиной пути,пройденного системой за определенный период колебаний, поэтому с цельюувеличения разности скоростей периодколебаний уменьшен, что позволяетувеличить размах колебаний до 5-.8 мми определить выбор диапазона низких 15частот .15-30 Гц,Ограничение частоты возникающихпри ударных режимах собственных колебаний системы форма - рама устанавливается для исключения нарушений периодичности ударного режима при взаимном наложении вынужденной и собственной частот системы. Для соблюдения оптимального режима частота собственных колебаний системы должна 25быть не более половины вынужденнойчастоты, Ограничение собственных колебаний регулируют жесткостью опорамортизаторов, на которые устанавливают раму с закрепленной на нейформой.В предлагаемом способе выбивки,в отличие от известного, обеспечивается колебательный режим всей системы (опоки, смесь, отливка), осуществляемьп с заданным размахом,Перемещение формы в горизонтальномнаправлении сопровождается соударениями, происходящими дважды за одинпериод колебаний. При этом в стенках опоки, перпендикулярных направлению колебаний, вынуждаются упругиеколебания, В продольных стенках вынуждаются изгибные колебания. Такимобразом, у всех четырех стенок опоки снижается внешнее и .внутреннеетрение смеси и уплотненная смесь сотливкой легко отделяется от опоки.Дальнейший процесс разрушения смеси происходит за счет ударного взаи. модействия опоки и кома смеси при вьнужденных ударных колебаниях. Реализация горизонтального ударно-вибрационного режима воздействия 55 с двусторонними ударами позволяет увеличить возникающие в смеси ускорения колебаний до 20-25 я,ГПри гармоническом анализе ускорений колебаний в смеси зафиксированы третья, пятая и седьмая гармоники, т;е. частоты, превышающие в 3,5 и 7 раз частоту основного тона (частоту вибровозбудителя). Убывание амплитудускорений гармоник с ростом их номера идет медленно, что определяет богатство частотного спектра ударных колебаний, Так как ускорения первых нечетных гармоник достаточно высоки, интенсивность колебаний повышается, что повышает интенсивность разупрочнения уплотненной смеси.На фиг. 1 представлена схема осуществления процесса выбивки литейныхФорм; на Фиг. 2 - осциллограмма возникающих в смеси ускорений при воздействии на систему Форма - рама горизонтальной ударной вибрации с двусторонними ударами, где по оси абсцисс отложено время протекания процесса, а по оси ординат - величина возникающих ускорений (под цифрой 3).На фиг, 1 изображены форма 1, рама 2, опоры-амортизаторы 3, вибропривод 4, резиновые ударники 5 вибропривода.Предлагаемый способ выбивки литейных форм осуществляется в следующей последовательности.Устанавливают форму 1 на раму 2, Жестко скрепляют опоки формы между собой и жестко крепят форму 1 к раме 2 Сообщают системе форма - рамаударные колебания за счет горизон" тальных перемещений вибропривода 4 и его ударов по раме 2 резиновыми ударниками 5. Раскрепляют опоки формы 1 по окончании процесса выбивки.Удаляют освобожденные опоки. П р и м е р. Проводилась выбивкаформы с размерами опоки 2000 х 1850 хх 400/400 мм детали "корпус задвижкиМТР" завода "Водоприбор" спрочностью смеси по сухому 3 кг/см и массой отливки 2500 кг.Параметры выбивки определяются следующим образом.Определяется масса колеблющихся частей, включающая массы, кг;.рамы 800; опоки 2000; отливки 2500; приведенной к твердому телу массы в форме 1100.Иасса приведенной к твердому телусмеси составляет 1100 кг (0,22 отмассысмеси 5000 кг). Такой пересчетпо соотношению удельных весов про5 1100 веден по результатам исследования воздействия вибрации на дисперсные системы. Суммарная масса колеблющихся частей составляет 6400 кг.Масса вибропривода (вибровозбудителя) - ударной части виброустановки определяется экспериментально, исходя из эффективтности процесса выбивки. Отношение массы колеблющихся частей к массе вибропривода составляет 1 (макснмальное 6;1, минимальное 101). Масса вибропривода 1070 кг.Число оборотов дебалансов 1000 об/мин,Статический момент массы дебалан сов (О160 кг/сП) определяется экспериментально, исходя из эффективности и продолжительности процесса выбивки.Максимальная мощность Б(кВт) виб ропривода определяется по формулеЕМ В. и1060.2 1 И Заказ 4528/10 Тираж 775 Попписиое еа ППП ППтеит , г.Уагород, уа.Проектам где ЕМ - суммарная масса колеблющихся частей, кг;К - максимальный размах колебаний, см;п - число соударений системы в1 мин.Учитьеая потери в механизме (подшипники), которые для указанной частоты сбставляют около 403 от макси 044 Ьмальной мощности, расходуемой на колебания, необходимая мощность электродвигателя - 13 кВт, используютсядва асинхронных электродвигателя мощ ностью по 7,5 кВт.Поскольку интенсивность вибровоздействия при постоянной частоте иразмахе колебаний вибропривода (вибровозбудителя) определяется величи- О ной хода вибровозбудителя ограниченияразмаха в . эта величина определяетсяэкспериментально, по результатам испытаний, и составляет 3-5 мм.Интенсивность вибровоздействия5 зависит от резиновых ударников. Исходя из необходимой жесткости ударников их толщина составляет 15 -20 мм, резина марки 3703 МРТУ 38-5-1166-64.Продолжительность процесса выбивки составляет 35-40 с.Применение предлагаемого способавыбивки литейных форм вместо ис-25пользуемого в большинстве литейныхцехов процесса выбивки с помощьюинерционных выбивных решеток позво-,ляет за счет снижения веса оборудования, уменьшения мощности приводаи увеличения срока службы оборудования обеспечить получение годовогоэкономического эффекта в размере14,3 тыс.руб. на единицу оборудов ания.