Центробежная форма

гОБИСАпИЕИЗОБР ТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсккк Социалкстнческик Республик(22) Заявлено 120477 (21) 2473065/22-02 (51) М. Кл. с присоединением заявки йо(23) Приоритет В 22 0 13/10 Государственный иоинтет СССР но делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения А.И, Траченко Кемеровский межотраслевой научно-исследовательский( 71) Заявитель и проектно-технологический институт по автоматизациии механизации машиностроения 54) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ фОРИА 10 15 20 25 30 Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано преимущественно для совершенствования технологической оснасткии средств контроля доэирования металла при центробежном литье,Известны методы контроля жидкогометалла при заливке центробежныхформ путем предварительного дозирования жидкого расплава по массе илиобъему 1.Недостаток таких решений - малая,точность дозирования, сложность эксплуатации, так как при многократномиспользовании необходимо после каждой заливки производить очистку дозировочных емкостей ковшей, желобов) от настылей металла и заделкудефектов футеровки, необходимостьвзвешивающих устройств,Известны решения по контролю дозирования жидкого расплава путем перелива металла через калибровочные отверстия в крышке или торцовой части изложницы центробежной Формы 21,Недостаток этих решений - выброс металла иэ формы, ухудшение безопасных условий работы. Известно устройство, контролирующее дозу залитого в центробежную форму жидкого металла путем перелива расплава через поперечную канавку, выполненную в крышке или вставном стержне 3), Недостаток этого устройства - разбрызгивание металла из формы, ухудшение безопасных условий трудаИзвестно устройство для доэирпвания металла при центробежном литье, включающее приводной электродвигатель, упругий вал, форму, индукционный датчик, тахогенератор, частотный дискриминатор, фазочувствительный усилитель, реверсивный двигатель, задатчик, исполнительный блок, привод стопорного механизма ковша, при этом в него введены блок Формирования опорного напряжения, модулятор и конденсатор, причем выход тахогенератора соединен через конденсатор со входом блока формирования опорного напряжения, выход которого соединен с модулятором, нклю - ченным в цепь возбуждения приводи- го электродвигателя, а индукционный датчик подключен на вход час 1 отногс дискриминатора 4).60 Недостатком этого решения являет-)ся зависимость работы электронногокомандного устройства от технологического режима эксплуатации центробежной установки, в первую очередьот температурного состояния вала -основного параметра, от которого 5зависят снимаемые напряжения, служащие в конечном итоге командным источниксм исполнительному механизму(стопорному механизму ковша). Учитываяэто и большую инерционность масс 10механизма стопорного ковша точностьдозирования понижается с колебаниемтемпературы заливаемого металла, откоторой зависит степень разогревавала; кроме того, требуется постоянная корректировка работы устройствас учетом температурного состояниявала; к недостаткам известной форельотносятся также сложность контролирующей аппаратуры. 20Известно дозирующее устройстводля центробежных машин, включающееконтактный электрод с держателем,сблокированный с заливочным устройством, токосъемник и механизм подачиконтактного электрода, причем кон тактный электрод шарнирно закрепленна держателе 5) .Недостатком такого решения явл яетс я н еобходи мост ь точи ой н астройки контролирующего держателя по30отношению геометрической оси вращения центробежной формы (держательдолжен быть настроен соосно с геометрической осью вращения центробежной формы), что практически неосуществимо 1 невозможность осуществления контроля со стороны заливочноготорца центробежной форьи, так какне представляется возможным одновременно ввести в центровое отверстие формы заливочных желоб и контролирующее устройство, то есть ограничивается область применения известногоустройства, в частности неприменимостьего для центробежных установок консольного типа; кроме того, контактконтролирующих электродов непосредственно с металлом отливки приводитк сравнению их с металлом отливки,причем высокотемпеРатуРный нагревэлектродов приводит к их деформации,потери первоначальных размеров, поэтой причине при повторной заливкекаждый раз необходимо заменять использованные электроды на вновь изготовленные; при этом необходима замена данного типа электродов (подлине) при переходе от одного типоразмера отливок (по величине внутреннего диаметра) на другой.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсядоэирующее устройство при центробежном литье, включающее центробежную фоРму, введенные сквозь торцо-вую стенку изложницы два провода,концы которых внутри формы разведе-.ны на величину диаметра отливки вжидком состоянии металла, а проти-воположные концы электродов соединены с контактными кольцами, которые соединены контактами и проводами с электрической линией, при этомк одному из проводов присоединенысигнальная электролампа или электрореле 6). Недостатком этого решения является необходимость точной настройкиконтактных проводов внутри формысимметричн о оси в ращени я цен тробежной формы в диаметрально противоположных точках соответственно внутреннему диаметру отливки в жидкомсостоянии расплава, что практическинеосуществимо; контакт контролирующих проводов непосредственно с расплавом приводит к оплавлению и свариванию их с металлом отливки, поэтой причине при повторных заливкахкаждый Раз необходимо заменять использованные контактные проводавновь изготовленными; уменьшениеточности замеров внутреннего диаметра отливки в связи с тем что навведенные внутрь центробежной форыконтактные провода воздействуют одновременно высокая температура расплавленного металла и центробежныесилы, которые приводят к деформацииконтактных проводов, к значительнымотклонениям от ноьвнально настроенных положений и, следовательно, кзначительным погрешностям замеряеьюхвеличин внутреннего диаметра отливки.Целью изобретения является повышение точности дозировання заливаемого металла непосредственно в полости форня, долговечности и надежности работы контактных электродовн улучшение обслуживания форти.Достигается поставленная цельтем, что торцовая стенка центробежной форма в периферийной части выполнена с отверстием, в котором закреплены подсоединенные к электросети и сигнальной системе изолированные друг от друга электроды, торцы которых закреплены заподлицо с внутренней поверхностью торцовой стенки форьы, в форме установлена граничащая с ее,торцовой стенкой поперечная перегородка, снабженная центровым отверстием, поперечным каналом и продольным каналом со стороны поверхности, граничащей с внутренней поверхностью торцовой стенки, так, что полость продольного канала сообщена с полостью поперечного канала и.торцами пары электродов.На фиг. 1 - показана горизонтальная центробежная форма в рабочем состоянии в момент окончания запинки, продольно-осевое сечение; на фиг.2679306 10 дежности их работы,сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1; на Фиг. 4 сечение В-В на фиг. 1.Центробежная форма состоит из изложницы 1, поперечной вставки 2 с центровым отверстием 3, поперечным каналом 4 и продольным каналом 5, крышки б с центровым отверстием 7, контактными электродами 8, 9, электроизоляцией 10, гальванического элемента 11, электропроводов 12, электролампочки 13, панели 14 с теплоизоляцией 15. Поперечный канал 4 со стороны центрового отверстия 3 во вставке 2 выполняют таким образом, чтобы расстояние от геометрической оси вращения центробежной формы до дна канала 4 было равно номинальному радиусу внутренней цилиндрической поверхности отливки в жидком состоянии металла 16 (фиг. 1,2). Геометрические размеры (ширину и глубину) поперечного канала 4 рекомендуется делать небольшими (2-4 мм),Продольный канал 5 во вставке выполняют в радиальном направлении со стороны поверхности, контактирующей с внутренней поверхностью торцовой стенки центробежной формы, в данном пРимере с внутренней поверхностью крышки 6 так, что полость канала 5 со стороны центрового конца сообщена с полостью поперечного канала 4, а со стороны периферийного конца с тор-. цами контактных электродов 8; 9. Толщина продольного канала 5 должна быть минимальной (1-4 мм), тогдакак ширина его, в особенности в месте сообщения с торцами контактныхэлектродов 8, 9, может быть несколько увеличена (10-50 мм), так какпри этом облегчается при сборке необходимая фиксация друг относительно друга отдельных деталей центробежной формы.В одном из торцов центробежнойфорьы в стенке крышки б, в периферийной части, выполнено сквозноеотверстие, в котором закреплены дваконтактных электрода, изолированныхдруг от друга и от тела крышки бэлектроиэоляцией 10. При этом с внутренней поверхности крышки б, со стороны поверхности, контактирующей споверхностью поперечной вставки 2,торцы электродов 8, 9 заделаны заподлицо с внутренней поверхностьюкрыщки б, а со стороны внешней поверхности крышки б торцы электродов8, 9 гальванический элемент 11 исигнальная электролампочка 13 соединены электропроводами 12 в общуюразомкнутую электрическую цепь, Свнешней стороны крышки б смонтирована панель 14 с теплоизоляцией 15,на которой закреплены гальванический элемент 11, электропровода 12 иэлектролампочка 13,25 30 35 40 45 50 55 60 65 В качестве материалов для контактных электродов 8, 9 могут быть применены многие злектропроводные материалы, например сталь, медь и их сплавы, графитовые электроды, алюминий и его сплавы и т.д. При выборе электродов необходимо исходить из конкретного технологического процесса с тем, чтобы достичьмаксимальной долговечности контактных электродов при одновременной наСборку центробежной Формы выполняют следующим образом.В посадочное место-выточку корпуса изложницы 1 устанавливают поперечную вставку 2, а затем крышку б так, чтобы торцы контактных электродов 8, 9 были совмещены с полостью продольного канала 5, при этом поперечная вставка 2 и крышка б должны быть плотно подогнаны друг к другу. Работает центробежная Форма следующим образом.При заполнении вращающейся формыжидким металлом 16 в тот момент,когда внутренний радиус цилиндрической поверхности расплава достигнетвеличины, равной расчетно-номинальному размеру радиуса (или, что тоже самое, диаметра) центробежной отливки, небольшая (микроскопическая)порция избыточного жидкого металла17 через поперечный канал 4 поступает в полость продольного канала5 и, соприкасаясь с торцаьа электродов 8, 9, замыкает электрическуюцепь и зажигает электрическую лампочку 13, момент загорания которойявляется сигналом к прекращению заливки. Описываемое решение контроляпригодно и для автоматического контроля заливки, для чего необходимотолько подключить электрическую систему, например, через фотоэлектрореле к командному устройству, управляющему процессом заливки (на Фигурах не показано).Описываемая центробежная формапозволяет повысить точность размеравнутреннего диаметра отливки в жидком состоянии металла без непосредственного контакта торцов электродов с металлом со стороны внутренней цилиндрической поверхности центробежной отливки, так как здесь величина размера радиуса отливки определяется величиной расстояния от геометрической оси вращения центробежной Фордж до дна поперечного канала 4 (фиг. 1,2), благодаря чему нет необходимости в точной настройке электродов 8, 9 на заданный радиус (или диаметр) отливки (электроды 8, 9 монтируются произвольно, но на расстоянии, несколько болыаем чем внутренний радиус отливки в жид-, комсостоянии расплава) . Поэтомупри переходе на изготовление от одного типоразмера (по величине внутреннего цилиндрического диаметра) отливок на другой отпадает необходимость в переналадке контактных электродов, а требуется лишь замена поперечной вставки 2 на другую с по перечным каналом, изготовленным в соответствии с внутренним диаметром отливкиПовышенная точность и стабильность размеров внутренних диаметров 10 отливок в описываемой центробежной форме достигается тем, что здесь отсутствует зависимость дозирования металла от вибрации Форьы, от центробежных сил, так как они не оказывают существенного влияния на деформацию поперечной вставки 2, тогда как в известном решении консоли контактных электродов под действием вибрации, больших центробежных сил и высоких температур подвержены значительным деформациям во время заливки, в результате чего не только снижается точность дозирования, но и возможны ложные показания размеров внутреннего диаметра отливки .Достигается повышенная долговечность и надежность работы контактных электродов 8, 9, так как торцы контактных электродов 8, 9 не контактируют непосредственно с металлом 30 16 отливки и защищены от воздействия массы расплава стенкой поперечной вставки 2; контакт торцов электродов 8, 9 с поступающей в продольный канал 5 порцией металла 17 носит низ в 35 котемпературный характер в связи с тем, что поперечное сечение продольного канала 5 небольшое, толщина слоя металла 17 составляет всего 1-4 мм, и этим самым затвердевание контактной порции расплава протекает быстротечно; кроме того, контакт электродов 8, 9 с порцией металла 17 происходит не путем погружения концов в Расплав, а лишь торцовьми по верхностями в силу того, что торцы электродов заделаны заподлицо с поверхностью стенки крышки б.При использовании данного решения для центробежных форм, Футерованных заранее изготовленными вставками, например песчано-керамическими стержнями, отпадает необходимость в применении поперечной вставки, таккак в этом случае ее роль выполняетприлегающий к крышке песчаный стержень, при этом в нем выполняют необходимые поперечные и продольно-радиальные каналы,Предложенная центробежная формаотличается простотой конструкции,легко может быть использована вовсех литейных цехах для центробежных установок как уже существующих,так и вновь изготовляемых с визуальным контролем заливки и в автоматизированном режиме.Формула изобретенияЦентробежная Форма, включающая изложницу и пропущенные через одну из торцовых стенок два подсоединенных к электросети и сигнальной системе электрода, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения точности дозирования металла, долговечности и надежности работы контактных электродов и улучшения обслуживания формы, она снабжена граничащей с торцовой стенкой поперечной перегородкой, выполненной с центровым отверстиемпоперечным каналом со стороны центрового отверстия и продольным каналом со стороны поверхности, примыкающей к торцовой стенке, выполненной в периферийной части с отверстием, в котором закреплены изолированные друг от друга электроды, торцы которых закреплены заподлицо с поверхностью торцовой стенки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Юдин С.Б. и др. Центробежное литье. М., Машиностроение, 1972, с, 82-832. Авторское свидетельство М 505511, кл . В 22 0 13/10, 1975,3, Авторское свидетельство М 131867, кл, В 22 0 13/00, 1959,4, Авторское свидетельство М 394161, кл. В 22 0 13/10, 1971,5. Авторское свидетельство 9 371022, кл, В 22 0 13/10, 1970.б. Авторское свидетельство 9 88969, кл. В 22 0 13/10, 1950.679 306 11 Д а Фиг. виг. Г оставитель Г. КибовскийехредИАсталср 1 Корректор Г, Назарова Редактор Г. Мозж ва Заказ 4685/ ЦН 5 11303 оектная, 4 нлн тираж 945ПИ Государственногделам изобретенийМосква, Ж, Рауш П Патент, г. ужгород,й 6 Подписноеомитета СССРоткрытийая наб., д.