Устройство для уплотнения литейных форм

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК э 1)ю В 22 С 15/02, 15/30 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Краматорский индустриальный институт(56). Авторское свидетельство СССРМ 1452643, кл. В 22 С 15/02, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейчых форм в литейных цехах машиностроительных заводов.Известны устройства для уплотнения литейных форм с одновременным действием прессования и встряхивания, состоящие из поршневого цилиндра, на торце штока которого размещен стол с опокой и цилиндр, расположенный над опокой и обеспечивающий подпрессовку смеси.Для уплотнения до требуемой плотно-. сти (до 80 ед.) требуется до 40 встряхиваний (см. Литейное производство, 1974, М 3, с,20, рис,2).Недостатком приведенных устройств является низкая производительность, высокая энергоемкость процесса уплотнения.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для уплотнения литейных форм, содержащее рабочий стол, груз, связанный штоками пневмоцилиндров, цилиндр привода рабочего стола в виде аккумулятора упругой энергии, имеюЖ 1759530 А 1(57) Использование: в литейном производстве для изготовления литейных форм, Сущность изобретения: устройство снабжено дополнительным плунжером, размещенным в полости, выполненной в гидроцилиндре, и связанным штоком с основным плунжером, при этом обе полости сообщены гидросистемой посредством управляющего клапана. 1 ил,щий две полости - рабочую и управляющую, которые разделены между собой нижней частью штока, выполненного в виде двухступенчатого плунжера с расширением в нижней части и имеющего на нижнем торце уплотнение (см. а.с, СССР й. 1452643, Устройство для уплотнения литейных форм, приоритетом 17,11.86 г., Б.И. М 3, 1989 г,),Недостатком этого устройства является сравнительно невысокая груэоподьемность стола, а значит, масса и размеры опоки с формой, вызванная ограничением размеров торцового уплотнения на плунжере привода стола устройства.Целью изобретения является расширение технологических воэможностей за счет увеличения грузоподьемности стола устройства. массы и размеров опоки с формой.Для этого устройство содержит рабочий стол, гидроцилиндр с плунжером, жестко закрепленным снизу рабочего стола, груз с приводом его перемещения и снабжено дополнительным плунжером, размещенным в полости, выполненной в гидроцилиндре, и связанным штоком с основным плунжером,при этом обе полости сообщены с гидросистемой управляющим клапаном.Диаметры основного и дополнительного плунжеров, штока, давление жидкости в полостях и свойства материала штока свя заны с зависимостями б + ом (Р 2 - Р 1)/Р 2,, бср - соответствен ополнительного сновного1на растя 1 р" АР 1 10гДе 1 б, 1 м но диаметрыосновного д плунжеров иштока;Р 1, Р 2 - давления в полостях ои дополнительного плунжеров;. 5(7 р - допустимое напряжениежение материала штока,Новизной предлагаемого устройстваявляется установка дополнительного плунжера, размещенного в полости, выполненной в гидроцилиндре, и связанного штокомс основным плунжером, при этом обе полости соединены с полостью гидроцилиндракороткой гидролинией с установленным наней управля 1 ощим клапаном, Это позволяет 25при подаче давления жидкости в полостьпод плунжером большого диаметра призакрытом управляющем клапане мультиплицировать давление жидкости в дополнительной полости со средним диаметром 30плунжера и удерживать плунжер практически неподвижным, при этом в полостях запасается энергия упругости сжатойжидкости, При открытии управляющего клапана эта энергия используется для быстрого 35движения с ускорением плунжера стола иопоки с литейной формой, которая уплотняется за счет сил инерции формовочной смеси, груза на ней и усилия привода груза.Груз и его привод, например в виде пневмоцилиндров, гасят избыточную энергию рабочего цилиндра, а затем возвращают опокусо столом и плунхером в исходное положение, дополнительно уплотняя формовочнуюсмесь. 45Цилиндрическая форма плунхеров позволяет выполнить их с достаточно большими диаметрами и применить высокоедавление жидкости, что повышает грузоподъемность устройства и увеличивает размеры формуемых литейных форм.П р и м е р. Если принять дб = 2 м, бм ==1,05 м, бср = 1,63 м, рабочее давление Р 1- =100 МПа, Р 2= 200 МПа и (п)р= 200 МПа,тогда соответственно площади плунжера в 55сечениях с бб, 1 м и бср равны 3,14, 1,05 и2,1 м, Берут опоку сечением в плане 5 м х5 м, высотой 1 м. Груз площадью Агр = 25 м,2высотой 0,15 м, формовочная смесь 25 м,3209 х 10 202,1 - 1.05 Па При открытии управля принимают условие практи ного выравнивания давлени бочего цилиндра, тогда под действующая на подвижны лится о клапан мгновеностях расила Еа, ,опреде 111 Е Г ски в пол мна част Еа = (3,14 - 2.=106 х 10 кг, Эта сила прикорение а х 100 х 10 =-104 х 10 Н ым частям уст подв 06 х 10 х 9,8 1040 5 100 х 10 Еаы тяжести м/с 2 вижения давление Рин груза массой 30 т на ь формовочной смеси вляет без учета усилия где 9 - ускорение сиТогда в начале д от силы инерции Еин ВЕРХНЮЮ ПОВЕО 2 ХНОС площадью 25 м сост от пневмоцилиндров Еин П 1 грн 30 х 10 х 104 Ар 25 9,8 х 25=1270000 Н/м (1,27 МПа),Формовочная смесь у м дельной плиты получает д давление за счет сил инерци формовочной смеси в опоке Таким образом, такое д точно для надежного уплат даже с запасом, По литерату подобном процессе для нор нения смеси достаточно МПа (см. журнал "Литейное М 4, 1974 г., с,24. рис.2 и табл,2).одели и подмоополнительное и массы столба авление достанения смеси и рным данным в мал ьного уплотдавление 0,4-3 производство", М 3, 1974, с.20,длина каждой ступени плунжера по 1 м. Тогда приблизительно массы (п 1 р) груза с приводом (штоками пневмоцилиндров) 30 т, опоки 12 т, стола 15 т, формовочной смеси с моделью 25 т, шарнира с подмодельной плитой 28 т. Общая масса подвижных частей (пъ) приблизительно равна 100 т,При подаче рабочей жидкости давлением 100 МПа под торец плунжера с диаметром 1 м при закрытом управляющем клапане получают силу Еб:Еб = 100 х 10 (3,14 - 1,05) = 209 х 10 Н,Эта сила уравновешивается усилием, действующим на торец плунжера с диаметром 1,63 м, создавая давление Р 2 жидкости, которое определяется510 25 30 35 40 45 50 Приведенный расчет показывает, что при принятых параметрах устройства можно увеличить массу подвижных частей, а значит, и размеры опоки до 10 х 10 м, что позволяет формовать на устройстве (машине) опоки, которые в настоящее время формуются вручную, Можно также снизить рабочее давление (с 100 до 32 МПа) в жидкости, что повышает надежность и безопасность эксплуатации машины беэ существенного снижения ее технологических возможностей.На чертеже схематично изображено устройство для уплотнения литейных форм.Устройство содержит стол 1 с опокой 2, установленной на подмодельной плите 3 и дозаполненной формовочной смесью 4 с моделью 5, Над опокой 2 расположен груз 6, соединенный с приводом 7 (например, в виде штоков пневмоцилиндров), закрепленным на поперечине 8, связанной шпильками 9 с рабочим цилиндром 10, в котором расположен ступенчатый плунжер 11, имеющий диаметры больший (бб), меньший дм) и средний(асср), По этим диаметрам плунжер 11 уплотняется с цилиндром 10 уплотнителями, образуя полости 12 и 13, сообщенные короткой гидролинией 14, на которой установлен управляющий клапан 15, Вся установка установлена на амортизаторе 16.Устройство работает следующим образом,Снаряженная опока 2 на подмодельной плите 3 с моделью 5 и формовочной смесью 4 подается по рольгангу на стол 1. Привод 7 опускает груз б на формовочную смесь 4, предварительно подпрессовывая ее. Рабочая жидкость под давлением подается в полость 12, поскольку управляющий клапан 15 на гидролинии 14 закрыт, то в полости 13 мультиплицируется давление жидкости, пропорциональное размерам плунжера 11 в сечениях с диаметром б 6, бм и дср. Поэтому плунжер 11 со столом 1 и снаряженной опокой 2 удерживается практически в исходном положении, а в полостях 12 и 13 накапливается энергия упругой деформации сжатой жидкости и материала цилиндра 10 и плунжера 11. Открывается управляющий клапан 15, открывая гидролинию 14 и соединяя полости 12 и 13, в которых давление выравнивается. Появляется усилие, действующее на подвижные части, состоящие из плунжера 11 (со штоком и дополнительным плунжером), стола 1, подмодельной плиты 3, опоки 2, смеси 4 модели 5, груза 6 и привода 7. Величина этого усилия равна давлению жидкости в полости 12, умноженному на кольцевую площадь плунжера с размерами бб и бср, и падает от максимума до 0 по мере движения плунжера 11. Создается ускорение, величина которого определяет дополнительное усилие от сил инерции груза 6, действующее на формовочную смесь 4. За счет упругой энергии подвижные части движутся вверх, величина этой энергии гасится массой подвижных частей и усилием от привода 7. При движении подвижных частей вверх цилиндр 10 просаживается на амортизаторах 16. После достижения верхнего положения под действием усилия привода и груза подвижные части движутся вниз и останавливаются, воздействуя плунжером 11 на жидкость и дополнительно уплотняя формовочную смесь 4. Полости 12 и 13 соединяются со сливом, стол 1 опускается на упоры, груз б поднимается и опока 2 удаляется из устройства. Закрывается клапан 15, на стол 1 подается новая снаряженная опока 2 и устройство готово к следующему циклу.Предлагаемое устройство позволяет повысить грузоподьемность стола, массу и размеры спок с уплотняемой литейной формой за счет увеличения диаметров плунжера.Формула изобретения Устройство для уплотнения литейных форм, содержащее рабочий стол, гидроцилиндр, плунжер которого жестко закреплен снизу рабочего стола, и груз с приводом его перемещения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет увеличения грузоподъемности рабочего стола, оно снабжено дополнительным плунжером, размещенным в полости, выполненной в гидроцилиндре, и связанным штоком с основнымплунжером. при этом обе полости сообщеныс гидросистемой посредством управляющего клапана.1759530 6 г едактор Е. Полионо Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3139 ВНИИПИ Госуд оставитель М, Стрельниковахред М.Моргентал Корректор И. Шмакова Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5