Устройство для заливки расплава в формы

(71) Институт пАН УССРСП литей изобретети в рабо о позволяе ауз автонад расппомощью роля раскалом меИзобретеитейного и конструкц торов с погр ротными ковш Целью изо шение надежи На фиг,1 заливочного положение кобретения являетости работы,выконструкцияа; на фиг2 в расплавом в пеинимальной и макси приведена устройств вша над чи перед отб мальной доз,Ковш 1, п м плав 2, ия на ружаемыипорах 3 в становле ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54 ) УСТРОЙСТВО ДПЯ ЗАЛИВВА В ФОРМЫ(57) Изобретение относитсному производству. Цельния - повышение надежносте устройства, Устройствво время технологическихматически удерживать ковшлавом в раздаточной печи бесконтактных средств кстояния между ковшом и ие относится к области оизводства, в частност и заливочных манипуля ужаемыми в расплав пов талла и тем самым повысить надежность в работе заливочного манипулятора. Дпя этого механизм вертикального перемещения ковша имеет два дифференциально-трансформаторных преобразователя (ДТП), усилитель, серводвигатель, лекало и профилированный кулачок, кинематически связанный с механизмом поворота ковша, Выходные обмотки обоих ДТП соединены с входом усилителя. Сердечник первого ДТП кинематически связан с задатчиком положения ковша над расплавом в печи, сердечник второго ДТП - с лекалом, а корпус катушки второго ДТП - с валом серводвигателя подключенно- с Эе го к выходу усилителя, Лекало размещено на несущей рейке механизма вертикального перемещения ковша, установлено с возможностью вертикального перемещения относительно рейки и подпружинено к профилированному кулачку, 2 ип,кронштейне 4, закрепленном на вертикально подвижной зубчатой рейке 5На концах рейки выполнены опоры 6вращения, в которых установлен вал 7Его верхний конец через редуктор 8соединен с валом двигателя 9, а нанижнем конце вала 7 выполнена резьбаи установлена гайка 10, С помощьютяги 11, закрепленной в шарнирныхопорах 12 и 13, ковш соединен с гайкой 10, Рейка 5 имеет зубчатое зацепление с шестерней 14, установленнойна валу приводного двигателя 15, Тяга 11, гайка 1 О, вал 7, редуктор 8и двигатель 9 образуют механизм поворота ковша вокруг оси проходящий,через опоры 3 вращения, а кронштейн4, рейка 5, шестерня 14 и двигатель515 составляют механизм вертикального перемещения ковша. Двигатель 15и шестерня 14 размецены на горизонтально подвижной каретке 16, катки17 которой установлены на горизонтальных направляющих 18, В цепь питания двигателя 9 введены переключатели 19 и 20, а также регулируемыйрезистор 1,На ковше 1 возле заливочного окна 22 установлен датчик 23 глубиныпогружения ковша в расплав. К датчику подключена обмотка 24 реле, второйконец которой соединен с источникомнапряжения, Нормально закрытые контакты 25 реле, а также переключатель26 и конечный выключатель 27 введены в цепь питания двигателя 15, Управляющий элемент выключателя 27 кинематически связан с механизмом вертикального перемещения ковша,На каретке 16 установлен сернодвигатель 28, подключенный через контакты переключателя 29 к выходу усилителя 30, К нходу усилителя черезконтакты переключателя 31 подключены выходные обмотки первого 32 ивторого 33 дифференциально-трансформаторных преобразователей, Междусобой эти обмотки соединены последовательно и встречно, Гердечник преобразонателя 32 кинематически связанс задатчиком 34 положения, снабженным шкалой 35, Корпус катушки преобразователя ЗЗ кинематически связан40с валом серводвигателя 28, а его сердечник 36 - с лекалом 37,Лекало 37 выполнено в виде копира,у которого длина рабочего участкаравна наибольшему вертикальному пере 45мещению ковша. Лекало установленов скользящих опорах 38 закрепленныхна рейке 5 с воэможностью вертикального перемещения относительнорейки и пружиной 39 поджато к профи 50лированному кулачку 40. Вал кулачка40 кинематически с.вязан с валом двигателя 9 и индикатором дозы, снабженным шкалой 41,Заливочное устройство работаетследующим образом,55До подачи напряжения переключатель 19 устанавливают в положениеЬ переключатель 20 - в положение е,перекгпочатель 26 - в положение гп,переключатель 29 - в положение Г, апереключатель 31 - в положение п, После включения устройства на двигатель15 поступает напряжение положительной полярности, и ковш поднимается,остананлинаясь н крайнем верхнем положении конечным выключателем 27,После этого устанавливают дозу отбираемого из ечи расплана, Доза зависитот углового положения ковша при выходе из расплава : чем больше его наклон в сторону слива через носок,тембольше металла остается в ковше после подъема окна 22 над зеркалом расплава, Переключатель 19 переводят вположение а или с, и двигатель 9,вращая вал 7 и кулачок 40, устанавливает требуемое угловое положениековша, контролируемое по шкале 41,отградуированной в единицах измерения дозы. После установки дозы переключатель 19 возвращают в.положениеЬ, а переключатель 26 переводят вположение 1, На двигатель 15 поступа"ет напряжение отрицательной полярности, и ковш опускается в печь срасплавом. При контакте датчика 23с зеркалом жидкого металла обмотка24 реле получает питание и его нормально закрытые контакты 25 разрывают цепь питания двигателя 15,Ковшостанавливается и заполняется расплавом через окно 22, После включенияреле переключатель 29 переводят вположение 1 з н результате чего образуется следящая система, контур которой составляют усилитель 30, серводвигатель 28, корпус катушки преобразователя 33 и его выходная обмотка, подключенная к входу усилителяи формирующая сигнал 11, пропорциональный смещению сердечника 36 отмагнитной нейтрали. За счет перемещения катушки преобразователя 33 вдольего сердечника 36 система автоматически устанавливает в преобразователе33 магнитное равновесие, при которомсигнал П на входе усилителя уменьшается до нуля, и серводвигатель 28останавливается.После заполнения ковша переключатель 29 переводят в положение Г,.а переключатель 26 - в положение ш, и ковш с расплавом начинает подниматься. Во время подъема ковша серводвигатель 28 и катушка преобразователя5 15338326 15 25 30 35 40 45 50 55 33 заторможены, и движущееся вверхлекало 37 смещает сердечник 36 отмагнитной нейтрали, В крайнем верхнем положении размыкаются контактыконечного выключателя 27, двигатель15 останавливается, а сигнал 11- навыходе преобразователя 33 остаетсяпропорциональным высоте подъема ковша над зеркалом расплава в текущемцикле,После транспортировки ковша кареткой 16 к форме переключатель 20 переводят в положение 6 и, регулируясопротивление резистора 21, управляют скоростью двигателя 9, поворачивая ковш и заполняя форму в заданном режиме. По окончании заливки формыпереключатель 20 устанавливают в положение е, ковш транспортируют к печи, а переключателем 19 временно подключают двигатель 9 к напряжению отрицательной полярности (положение с),сохраняя эту цепь до тех пор, пока поворачивающийся в обратном направлении ковш займет заданное угловое положение, контролируемое по шкале 41. После установки дозы переключатель 31 переводят в положение Б,а переключатель 26 - в положение Ь,При этом образуется следящая система (переключатель 29 установлен в положение Г до подъема ковша с расплавом из печи) В ее контур входят последовательно и встречно включенные выходные обмотки преобразователей 32 и 33, усилитель 30, двигатель 15,шестерня 14, рейка 5, лекало 37 и сердечник 36Управляющим воздействиемявляется смещение сердечника 36 отмагнитной нейтрали, а сигналом Ь 11рассогласования, действующим на входе усилителя, - разность между напряжением И пропорциональным высотеподъема ковша над зеркалом расплавав печи, и выходным напряжением Ппреобразователя 32За счет сигналаЬц ковш начинает опускаться, а лекало 37 - возвращать сердечник 36 кмагнитной нейтрали, вследствие чегонапряжение Ц, уменьшается, Если бынапряжение П было равно нулю, ковшопустился бы в печь до уровня, прикотором сработал датчик 23 в предыдущем цикле, и оставался погруженным в расплав до следующего цикла,Задатчиком 34 положения напряжение0 введено в противофазе с 11 Поэтому разностный сигнал Ьц на входе усилителя 30 становится равным нулю раньше, чем сердечник 36 подойдетк магнитной нейтрали. Значение Иподбирают, контролируя по шкале 35,таким, чтобы опускающийся в печьковш останавливался на расстоянии1-2 см от зеркала расплава, В такомположении ковш остается до следующего цикла, для выполнения которого переключатель 26 переводят в положение 1 и повторяют описанную выше последовательность команд,При изменении углового положения ковша, например, в сторону увеличе.ния дозы, профилированный кулачок 40 автоматически повернется к лекалу 37 меньшим радиусом, и лекало 37 под действием пружины 39 сместится вверх относительно рейки 5, Это приведет к дополнительному смещению сердечника 36 от магнитной нейтрали, к увеличению напряжения И и разностногосигнала Ц, По сравнению с прежнимугловым положением ковша зубчатаярейка 5 должна будет переместитьсявниз на большее расстояние, чтобыследящая система пришла в равновесие(511 = О). Таким образом, между угловым положением ковша, установленного над печью, и приращением хода рейки 5 вниз следящая система обеспечивает однозначную зависимость,Поскольку характер этой зависимости определяется профилем кулачка 40, представляется возможным подобрать еготаким, чтобы вертикальные смещениянижней точки ковша, вызванные изменением его углового положения, следящая система компенсировала такими же по величине, но противоположнымипо знаку приращениями хода рейки 5Очевидно, что в этом случае нижняяточка ковша будет находиться на одном и том же заданном расстоянии(1-2 см) от зеркала расплава независимо от уровня металла в печи иугла наклона ковша, Контур следящейсистемы остается замкнутым до подачи команды на погружение ковша врасплав. Поэтому величину дозы можно изменять и после того, как ковшопущен к зеркалу расплава, Так, есликовш находится у поверхности жидкого металла (фиг.2) и подготовлен котбору минимальной дозы 42, то припереходе к максимальной дозе 43 одновременно с поворотом ковша в сторону слива рейка 5 опустится, и рас1533832 Составитель Л,ЛбросиТехред М,Ходанич орректор С,1 цекмар гренков такт Заказ 11 Тираж 619 ЛодписноВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 НТ ССС оиэводственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул, Гага стояние между ковшом и зеркаломрасплава не изменится. Ввиду того,что положение ковша над расплавомавтоматически стабилизируется беэконтактного датчика, который с каждым циклом заливки обрастает новымслоем металла, меняет сваю длину итребует частой замены, надежностьработы заливочного устройства повышается, Опыт эксплуатации манипулятора с двумя кокильными машинами научастке алюминиевого литья показал,что устранение указанного узла позволяет упростить конструкцию механизма подвески ковша и обслуживание устройства, а также сократить на 20-25%время профилактических и ремонтныхработ. Формула изобретенияУстройство для заливки расплава в формы, содержащее поворотный ковш, горизонтально подвижную кареткуразмещенный на каретке механизм вертикального перемещения ковша, выполненный в виде вертикально подвижной зубчатой рейки и шестерни, установленной на валу приводного двигателя,закрепленный на рейке механизм поворота ковша вокруг оси, проходящийчерез его сливной носок, датчик глубины погружения ковша в расплав исистему управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, устройствоснабжено усилителем, серводвигателем,первым и вторым дифференциальнотрансформаторными преобразователями,задатчиком положения, лекалом и профилированным кулачком, причем дифференциально-трансформаторные преобразователи подсоединены выходными обмотками к входу усилителя, лекалозакреплено на зубчатой рейке, профилированный кулачок кинематически соединен с приводным валом механизмаповорота ковша, сердечник первогопреобразователя кинематически соединен с эадатчиком положения, корпускатушки второго преобразователяс валом серводвигателя, а сердечник 25 второго преобразователя - с лекалом,которое установлено с воэможностьювертикального перемещения относительно рейки и подпружинено к профилированному кулачку,