Смеситель формовочных материалов

СОЮЗ СОВЕТСНКХсоцИАлистичеснихРЕСПУБЛИН 09) О 1) А З(59 2 5/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТ(21) 3472806/ (22) 22.07.82 (46) 15,09,84 (72) М,10, Ерш и М.А. Пугаче (71) Московск Бюл. ) 3в, В.В. Д ченк й автомеханичес т ниеоение" я ние ли 11школа оцтальцо, като протиноположц ля распол жестко за ц го еплец н а свобо асполож цые концьпаьцевы на соосной сй поверхности,ц радиусу катка,он ел рыхл вало ради 7) СМЕСИТЕЛЬ ФОРМОВОЧвключающий привод, цил 1 АТЕ дрическо рой раве с кот ндричес(56) 1, Аксенов П.Н. Оборудовалитейных цехов. М., "Машиностр1968, с, 233.2. Орлов Г.М., Конкин В.Е. Влиянкомковатости смеси на ее основныесвойства. - "Литейное производство"1976, ) 2, с. 34.3. Зайгеров И.Б. Оборудоватейных цехов. Минск, "Высшая1980, с. 70,4. Патент ВеликобританииУ 1244568, кл. В 1 С (В 22 С 5/04),1969.(54)(5 НИХАЛОВ,и кую чашу с горизонтальным дном, проходящий через центр чаши вертикальныйвал, связанный с приводом нижним концом, траверсу, установленную ца верхнем конце вертикального вала, соединенные с траверсой плужки, каток,установленный в подшипниках корпуса,размещенного на траверсе, вал рыхлителя, выполненного и виде консольцоустановленной на нем ступиць, к которой одним концом крепятся пальцы,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью улучшения качества пригото й смеси и повышения надежности работы путем упрощения конструкции,корпус установлен с возможностью вертикальцого перемещения, вал рыхлите 1113203Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для приготовления формовочной и стержневой смеси повьшенного качества. 5 Известен смеситель формовочных материалов (бегуны) с катками, вращающимися вокруг горизонтальной оси 11Известен смеситель формовочных О материалов, содержащий привод, цилиндрическую чашу с горизонтальным дном, вертикальный вал, проходящий через центр чаши, траверсу с установленными на ней двумя катками и плуж ками. Приготовление смеси в бегунах осуществляется за счет поочередного ее сминания катками и рыхления плужками 1 2 2.20Однако из-за уплотняющего действия катков приготавливаемая на бегунах смесь содержит большое количество комков повышенной плотности, снижающих ее качество, 25Известны смесители с рыхлителями, содержащие привод, цилиндрическую чашу с горизонтальным дном, вертикальный вал, траверсу, катки и мешалки (рыхлители) 33. Однако данные смесители сложны по конструкции, а некоторые .их образцы имеют отдельный привод рыхлителя, что удорожает их стоимость и усложняет эксплуатацию,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смеситель для сыпучих материалов, содержащий привод, цилиндрическую чашу с горизонтальным дном, проходящий через центр чаши вертикальный вал, связанный с приво 40 дом нижним концом, траверсу, установленную на верхнем конце вертикального вала, соединенные с траверсой плужки, каток, установленный в подшипниках корпуса, размещенного на траверсе,45 вал рыхлителя, выполненного в виде консольно установленной на нем ступицы, к которой одним концом крепятся пальцы 1.43.Процесс смесеприготовления в известном смесителе сопровождается перемешивапием смеси рыхлителем наряду с ее уплотнением катком и рыхлением плужками. Применение рыхлителя поз воляет улучшить качество смеси за счет сокращения в ней крупных комков.Однако известный смеситель сложен по конструкции, так как содержит зубчатое колесо, установленное на стойке, два дополнительных вертикальных вала, соединен"ых цепной передачей, на одном из валов установлен рыхлитель. Зубчатая и цепная передача для привода рыхлителя помещены в герметичный корпус, наполненный маслом. Сложность конструкции смесителя снижает его надежность и приводит к дополнительным трудозатратам при эксплуатации.Цель изобретения - улучшение качества приготовляемой смеси и повышение надежности работы путем упрощения конструкции,Поставленная цель достигаетсятем, что в смесителе формовочных материалов, включающем привод, цилиндрическую чашу с горизонтальным дном,проходящий через центр чаши вертикапьный вал, связанный с привбдомнижним концом, траверсу, установленную не верхнем конце вертикальноговала, соединенные с траверсой плужки,каток, установленный в подшипникахкорпуса, размещенного на траверсе,вал рыхлителя, выполненного в видеконсольно установленной на нем ступицы, к которой одним концом крепятсяпальцы, корпус установлен с возможностью вертикального перемещения,вал рыхлителя расположен горизонтально, каток жестко закреплен на противоположном его конце, а свободныеконцы пальцев рыхлителя расположенына соосной с валом цилиндрическойповерхности, радиус которой равенрадиусу катка,На фиг. 1 изображен смеситель,разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверхуна фиг. 3 - схема сил, действующихна каток; на фиг. 4 - то же, действующих на рыхлитель.Смеситель состоит из привода 1,выполненного в виде электродвигателя, соединенного с редуктором, цилиндрической чаши 2 с горизонтальным дном и обечайкой, вертикального вала 3, на котором установлена траверса 4. На траверсе при помощи направляющих 5 установлен корпус б с возможностью перемещения в вертикальном направлении. В корпусе на подшипниках 7 установлен горизонтальный вал 8, на противоположных концах которого на шпонках 9 жестко установлены каток 10 и рыхлитель 11,з 1113 представляющий собой радиально ориентированные пальцы (лопасти) 12, жестко связанные с цапфой 13. Плужки 14 и 15 крепятся к корпусу на кронштейнах 16 и 17. Высота подъема корпуса над траверсой регулируется винтами 18. Смеситель работает следующим образом,От привода 1 крутящий момент через вертикальный вал 3 передается.на траверсу 4. Вращение траверсывызывает вращение корпуса 6, в результате чего каток 10 и рыхлитель 1115приходят во вращение вокруг вертикальной оси, проходящей через центрсмесителя. В смеситель загружаютформовочные материалы (не показаны),которые заполняют промежуток междукатком и дном чаши, под катком формируется спой уплотненной смеси. Припопадании под каток комков горелойсмеси или металлических включений он вместе с корпусом и рыхлителемприподнимается по направляющим 5. Засчет трения между слоем уплотненнойсмеси и катком последний передаеткрутящий момент через горизонтальныйвал на рыхлитель, вращение которогопроисходит навстречу движению. Такаяработа смесителя выполняется при условии превышения крутящим моментомна катке момента сопротивления движению рыхлителя,Смеситель модели 1 Аимеет объем 15замеса 0,25 м, диаметр чаши 1670 мм,ширину катка 400 мм. Усилие прижатиякатка к смеси (фиг. 3) составляетР = с 1 Ьц , где Ч - нагрузка на единицу ширины катка, с = 20 кН/м; 4 Обк - ширина катка. Тогда Р= 20 кН/м 0,4 м = 8 кН. Сила тренияТ, действующая по касательной к поверхности катка, определяется из равенства 7 =ф Р , где Г - коэффициент трения смеси о поверхности катка, его величину принимают равной0,7, тогда Т = 5,6 кН. Крутящий момент, развиваемый силой трения, равен Мк =Т г, где г - радиус каткаЯР = 5,6 кН 0,45 м = 2,52 кН м.Момент сопротивления вращению катка М находят как сумму моментов сопротивления повороту пальцев рыхлителя (лопасти); М =11 л, где о - чис ло погруженных в смесь лопастей.Момент сопротивления повороту лопасти находят из соотношения: 1 203 4= ЬР 1где ср - поверхность среза смеси при движении лопасти; предельное напряжение среза перемешиваемой смеси равно 10 кПа; ц, - радиус действия сосредоточенной нагрузки, эквивалентной рассредоточенной и равно 300 мм иэ условия загрузки смеси на высоту 300 мм (фиг. 4).При движении лопасти перед ней формируется призма иэ уплотненной смеси, по роковым поверхностям которой происходит срез смеси, в результате чего возникает сопротивление движению лопасти. Ширина лопасти равна 0,05 м, тогда: ср = Вл 11 смгде 1 л - ширина лопасти; Ц, - высота загрузки смеси, Э, = 0,05 м 0,3 м2 = 0,03 м . Тогда М. = 0,03 м .10 кПаф 0,3 м = 0,09 кНм. Эта величина принята заведомо большей, так как срезающие усилия действуют под углом к ряду лопастей, которые расположены в рыхлителе рядами по 4 штуки, ряды сориентированы друг к другу под углом 30, при загрузке сме - си ка высоту 300 мм в смеси 5 рядов лопастей (20 штук), тогда М = 200,09 кНм = 1,8 кНм, что в 1,4 раза меньше М . Таким образом, смеси- тель с рыхлителем на базе Модели 1 Аработоспособен. Кроме того, радиальное ориентирование пальцев (лопастей) рыхлителя на горизонтально расположенном валу имеет ряд преимуществ по сравнению с прототипом.Работа известного рыхлителя приводит к разбрасыванию смеси в стороныот оси его вращения, т.е. удалениюсмеси из зоны рыхлителя и зоны интенсивного смесеприготовления. Предлагаемый рыхлитель гонит смесь передсобой, частично пропуская ее черезпромежутки между пальцами, При этомувеличивается время пребывания смеси в зоне интенсивного смесеприготовления и в зоне рыхлителя, Крометого, предлагаемый рыхлитель имеетбольшое число пальцев, что позволяет интенсифицировать процесс смесеприготовления (рыхления). Важное. начение имеет длина пальцев рыхлителя. Если расстояние от оси вращения до крайней точки меньше радиусакатка, то часть смеси остается подрыхлителем и не подвергается рыхлению. При обратном соотношении размеров пальцы рыхлителя задевают задно чаши, в результате чего работасмесителя нарушается. Выполнение паль1113203 цев в виде полос может интенсифицировать процесс смесеприготовления,Лабораторный смеситель надежноработает при загрузке в чашу 2 кгсмеси. Исследо ание комковатости смеси, приготовленной на предлагаемомсмесителе, подтверждает положительный эффект его применения.Исследование комковатости формовочной смеси проводилось на лабораторном смесителе модели 018 М, конструкция которого изменялась в соответствии с аналогом, прототипом ипредлагаемым устройством,Перемешиванию подвергалась смесьследующего состава,7: отработаннаясмесь 95, кварцевый песок 3, молотаяглина 2, вода 4,5.Приготовленную смесь последовательно просеивали через сита с размером ячеек 30, 25, 20, 15, 10 иодержание комков, мас.7, при размерах ячейки сита, мм Конструкция 35 30 20 15 1 О 5 5 С двумя катками иплужками 13 11 ф 8 87 7 ю 8 717 7 э 8 69 49 ф 3 С одним катком и рыхлителе известным 4 7,6 7,36,2 6,1 8,3 10,1 54,4 26 21 29 86 169 186 488 Предлагаемый смеситель 5 мм и взвешивали остаток на сите.Затем рассчитывали процентное отношение остатка на сите к общей массеприготовленной смеси. Результатыэкспериментов приведены в таблице.Достигнуто не только сокращениесуммарного состава комков размеромболее 15 мм до 16,27 (снизилось по 1 О сравнению с известным на 407., аналогом на 557), но и изменение характера распределения комков в смеси, Посравнению с известным смесителем содержание комков с размером 30-20 мм 15 уменьшилось в 2-3 раза, Упрощениеконструкции предлагаемого смесителяповышает его надежность и уменьшаетрасходы при эксплуатации. Экономический эффект от внедрения изобретения 20 составляет 2,88 тыс.руб. на одинсмеситель с объемом замеса 0,25 м .1 132 О 3 Корректо ни аказ 6502/ Тираж 774нного комитета ССений и открытийРаушская наб., д ПодписР П Госуда лам из обре Жи 35ос Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Фили Составитель Ю. ЯковлРедактор Н, Воловик Техред Л, Мартяшова