Формовочный автомат для изготовления литейных полуформ

ОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 9) 111) : 22 С 15/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(21 ) 3417294/22-02(71 ) Всесоюзный конструкторско-тех,нологический институт строительногои дорожного машиностроения(56) 1. Патент ФРГ Р 1058701,кл. 31 В, 11/04, 1959.2. Голяков Д.И. и др. Современное оборудование и технология литейного производства за рубежом. Материалы 111 Международной выставкилитейного оборудования в г. Дюссельдорфе (ФРГ) М., НИИмаш, 1970, с. 3942,3. Автоматическая формовочнаямашина АФМ. Чертеж 134. 202. 7. 0221.ВКТИстройдормаш, 1979.(54)(57) ФОРМОВОЧНЫЙ АВТОМАТ ДЛЯ ИЗ-) ГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ПОЛУФОРМ, содержащий станину, пескометные головки и вертикально замкнутый цепной конвейер с неопрокидывающимися тележками, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей, он снабжен рамой с протяжными штифтами и горизонтальными направляющими, треугольными рычагами с двумя роликами, размещенными по их углам, причем рычаги закреплены по свободным углам шарнирно снизу двух противоположных сторон неопрокидывающейся тележки, копирами, установленными на станине, при этом один иэ роликов каждо- е го треугольника рычага расположен на соответствующем ему копире, а другой - в горизонтальной направляющей рамы.Изобретение относится к литейному производству, в частности к формообразующим устройствам.Известно устройство для автоматического подъема полуформы с подмоделъной плиты и для автоматичес" кого удаления полуАормы из автоматической Формовочной машины с поворотным столом, которое состоит из наружного цилиндра с главным подъемным поршнем и относящимся к нему 1 О нижним подъемным столом 11 . В главном подъемном поршне перемещается внутренний подъемный поршень с относящимся к нему верхним подъемным столом, На нижний подъемный стол 15 опираются регулируемые и перемещаемые по вертикали подъемные стержни, причем их верхние острия находятся на расстоянии 1-2 мм от поверхности подмодельной плиты. Верхний подъемный стол с помощью направляющих тяг направляется в упорах наружного цилиндра и может перемещаться по вертикали, На направляющих тягах предусмотрены амортизаторы удара, регулируемые по вертикали в определенном пределе. Амортизатор удара состоит из корпуса, в котором перемещается поршень, укрепленный на направляющих тягах и находящийся под действием пружины сжатия.Полость цилиндра под внутренним подъемным поршнем находится под постоянным давлением воздуха, так что подъемный поршень и его подвижной стол постоянно находятся в крайнем верхнем положении.На нижнем . подъемном столе с обеих сторон предусмотрены стойки, несущие рольганг с роликами. Подъемные стержни на нижнем конце несут 4 О ролики, перемещаемые по рельсам. На этих рельсах, подвижных относительно подъемного стола, предусмотрены клиновые поверхности. На рельсах шарнирно установлен направля ющий ролик, который может перемещать" ся по криволинейной направляющей, укрепленной на поворотной раме.Устройство работает следующим образом.50При подаче воздуха в наружный цилиндр главный подъемный поршень и его подъемный стол, а также внутренний подъемный поршень и его подьемный стол совместно поднима 3 от. При этом подмодельная плита с полуформой поднимается с постоянной, относительно высокой скоростью иэ поворотной рамы. После приближения корпуса амортизатора удара к упору амор тиэатор приводится в действие, при этом его поршень поднимается.Это движение поршня однако затормаживается регулируемым истечением воздуха. Главный подьемный поршень 65 с нижним подъемным столом н подъемными стержнями продолжает подниматься с постоянной скоростью, в то время как внутренний подъемный поршень вместе со своим верхним подъемным столом, несущим подмодельную плиту, затормаживается при своем движении вверх, вследствие чего осуществляется перемещение относительно главного подъемного поршня, Это относительное перемещение подъемных стержней к полуйорме по отношению к подьемной плите вызывает отделение полу- формы от модели.После того как поршень амортизатора удара прошел через полость его цилиндра, он прилегает к корпусу амортизатора удара и ограничивает подъем направляющих тяг и связанного с ним верхнего подъемного стола, на котором установлена подмодельная плита. С этого момента главный подьемный поршень вместе с подъемными штифтами и установленной на них полуформой поднимается с полной скоростью.Вращением поворотной рамы происходит смена позиций, Опускание полуформы на рольганг осуществляется следующим образом. Рельсы так перемещаются в сторону с помощью кулачкового привода, что ролики на подьемных стержнях сходят с клиновых поверхностей. Благодаря этому подьемные стержни опускаются и полуформа устанавливается на ролики роль- ганга.Протяжка осуществляется механизмом, состоящим из двух пневмоцилиндров, смонтированных один в другом, двух подъемных столов, подъемных стержней, направляющих тяг, амортизаторов удара. Опускание полуформы на рольганг осуществляется отдельным кулачковым приводом.Такая конструкция механизмов протяжки и опускания полуФормы на рольганг специфична и излишне сложна, кроме того, для работы этих механизмов необходимы рабочее телосжатый воздух- и дополнительное время для перехода с позиции на позицию. Последнее уменьшает производительность известного автомата в целом.Известен Формообразующий автомат "Могола", содержащий механизм заполнения опок смесью, уплотнения смеси в опоках, спаривания и распаривания модельных монтажей соответственно с опоками и полуформами, а также вертикально замкнутый шаговый тележечный конвейер с опрокидывающимися тележками и закрепленными на них модельными монтажами 121.В нем для спаривания модельного монтажа с опокой конвейер останавливается, после чего механизм спа 1066727Известен автомат, содержащий последовательно расположенные ширококовшовые пескометные головки, срезчик излишков формовочной смеси с изготовленных полуформ, рольганг накопления и подачи опок на позицию спаривания, рольганг удаления изготовленных полуформ с позиции распаровки, вертикально замкнутый цепной конвейер с неопрокидывающимися тележками, транспортирующими модельные монтажы. Тележки перемещаются по двум горизонтальным участкам и двум вертикальным участкам, соединенным между собой радиусными пере ходами33 .Автомат АФМработает следующим образом.Рольгангом накопления и подачи спок очередная опока посылается на позицию спаривания, где она занимает статическое фиксированное положение. Ближайшая по движению конвейера тележка входит на участок вертикального подъемаъ(спаривания) и подводит под опоку модельный монтаж, 55 который спариваясь с опокой, снимает ее с рольганга и транспортирует на верхний горизонтальный участок под пескоме 1 ные головки, В каждой пескометной головке вращаются роторы, 60 отражательные ролики и приводы ленточных конвейеров. Однако ленты питателей остаются неподвижными, так как ведущие их барабаны отклонены от их приводов электромагнитными 65 35 ривания устанавливает опоку на место. Для спаривания следующих опоки и модельного монтажа тележки конвейер перемещается на шаг.На следующей позиции засыпкой из бункера опока заполняется формовочной смесью. Далее на позиции набивки пакетом свободно падающих не связанных между собой металлических брусов производится необходимое уплотнение формовочной смеси в опо ке. Затем срезчиком выравнивается верх полуформы, и она поступает на позицию распаривания, на кдторой протяжной механизм снимает с модель. ного монтажа полуформу и посылает 15 ее на дальнейшие операции.Таким образом, автомат работает с остановками в момент выполнения операций, т.е. он работает в пульсирующем режиме, а все операции 20 производятся раздельно, и для каждой из них используется свой механизм с одним или несколькими привода и. Все это снижает производительность установки, приводит к приме нению дополнительных механизмов (захватов, перестановщиков, толка.телей), усложняет систему автоматического управления всеми механизмами.30 муфтами. При входе тележки с модельньдм монтажом и опокой в зону действия любой из пескометных головокзлектроавтоматикой включается ееэлектромагнитная муфта и ленточныйпитатель начинает подавать формовочную смесь к ротору. Каждая пескометная голонка наносит в опокуодин слой уплотненной смеси (н автомате имеется столько головок, сколько слоев необходимо нанести в опоку).При выходе тележки с модельным монтажом, опокой и нанесенным слоемформовочной смеси из-под пескометной головки электроавтоматикой отключается электромагнитная муфтаи ленточный питатель прекращает подачу формовочной смеси к ротору.В конце последней пескометной головки срезчик снимает с верха полуформы излишки формовочной смеси и тележка с модельным монтажом и полуформой входит на участок вертикального спуска (распаровки), на которомопона с модельным монтажом проходитмежду роликами рольганга, а опокасвоими выступающими по бокам технологическими элементами задерживается на этих роликах, фиксируясь имив статичном положении. Модели модельного монтажа выдерживаются изполуформы, и рольганг, включившисьэлектроавтоматикой, удаляет полуФорму с участка распаровки, а тележка с модельным монтажом переходитна нижний горизонтальный участок,проходит его и переходит на участоквертикального подъема (спаривания),Начинается новый цикл изготовленияновой полуформы. Недостатком конструкции данного автомата является операция распаровки, которая заключается в следующем. Тележка с модельным монтажом, а следовательно, и с изготовленной полуформой движется со скоростью 0,4-1,0 м/с. При распаровке лолу- форма, коснувшись роликов рольганга, резко затормаживается, что приводит к удару полуоормы о рольганг, При этом модели модельного монтажа выдергиваются из полуформы, и таким образом, в момент удара для уплотненной формовочной смеси в полуформе нет опоры снизу. За счет возникающих в смеси в момент удара инерционных сил происходит частичное разрушение полуформы, Проявляющееся в появлении трещин в формовочной смеси, обвалов углов отпечатка полуформы и болванов, смещении всего кома формовочной смеси в опоке, что требует применения более высоких опок и моделей с округленными формами;Кроме того, при наличии даже незначительных по высоте элементов моделей с вертикальными поверхнос 1066727тями (с учетом формовочных уклонов) в момент резкого выхода (со скоростью 0,4-1,0 м/с) этих элементов из полуформы (при распаровке) между ними создается воздушное разрежение, т,е. давление воздуха в образующемся между ними объеме падает. Так как из-за пористости формовочного состава внутри него давление воздуха равно атмосферному, а быстрое выравнивание давления до атмосферного во .10 все увеличивающемся рассматриваемом объеме между элементами моделей и полуформой в данной конструкции автомата невозможно иэ-за сопротивлений истечению воздуха в него через Формовочную смесь и через зазоры между вертикальными поверхностями элементов моделей и поверхн остями их отпечатка в полуформе, в объемах Формовочной смеси, прилегающих к эо- О не разрежения, возникают напряжения, приводящие к разрушению полу- Формы, в частности к отрыву болванов.Влияние на формовочную смесь воэ никающих при распаровке инерционных сил и местных разрежений не позволяет изготавливать на таком автомате полуформы по моделям угловой Формы и дающим в отпечатке болваны, что ограничивает возможность применения данного автомата только рядом низких, округленных Форм отливок типа, например, звена гусеничной ,ленты тракторов ХТЗ н требует увеличения высоты спок (для упрочнения кома Формовочной смеси), что приводит к перерасходу Формовочной смеси,Целью изобретения является создание Формовочного автомата для изготовления полуформ по моделям любой 4 О сложности и уменьшение высоты применяемых опок, т.е. расширение технологических воэможностей автомата.укаэанная цель достигается тем, что Формовочный автомат для изготов ления литейных полуформ, соцержащий станину, пескометные головки и вертикально замкнутый цепной конвейер с неопрокидывающимися тележками, снабжен рамой с протяжными штифтамн 58 и горизонтальными направляющими, треугольными рычагами с двумя роликами, размещенными по их углам, причем рычаги закреплены по свободным углам аарнирно снизу двух противоположных 55 сторон неопрокидывающейся тележки, копирами, установленными на станине, при этом один из роликов каждого треугольного рычага расположен насоответствующем ему копире, а дру- щ гой " в горизонтальной направляющей рамы.На Фиг, 1 изображена кинематическая схема Формовочного автомата, на Фиг. 2план позиции распаровки ав-томата, на Фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 (исходное перед протяжкой положение), на Фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2 (уэел спаривания опоки с модельным монтажом), на фиг. 5 - положение модельного монтажа при повороте треугольного рычага на 45 от исходного положения, на фиг. 6 - то же, при повороте треугольного рычага на 90 от исходного положения, на Фиг. 7 - момент завершения процес. са удержания рамки в верхнем положенииАвтомат (фиг. 1) содержит устройства для заполнения олок формовочной смесью и ее уплотнения, каждое иэ которых включает бункер 1, ленточный питатель 2, шарикоковшовую пескометную .головку 3, вертикально замкнутый цепной конвейер с неопрокидывающимися тележками, в который входят тележки 4, имеющие опорные колеса 5 и удерживающие ролики б, направляющие 7 для опорных колес 5 и направляющие 8 для удерживающих роликов б, Тележки 4 в шарнирах 9 соединены тяговыми цепями 10, огибающими звездочки 11, рольганг 12 для накопления и подачи опок 13, рольганг 14 для удаления полуформ 15 и среэчик 16 излишков уплотненной Формовочной смеси 17,Вновь введенный механизм (Фиг. 2, 3, 5-7) состоит из треугольных рычагов 18, шарнирно закрепленных в тележках 4 с помощью осей 19. Каждый рычаг 18 содержит по два консольно расположенных на нем ролика: ролик 20, перемещающийся в направляющей 21 рамки 22, и ролик 23, обкатываемый по копиру 24. В рамках 22 завинчено по четыре съемных штыря 25, которые ходят в направляющих втулках 26 тележек 4. Копиры 24 закреплены на станине 27 автомата. Каждая тележка 4 постоянно транспортирует на себе по модельному монтажу, состоящему иэ подмодельной плиты 28, модели 29 (или нескольких моделей) и спаривающих югцрей 30. На фиг. 3, 5-7 показана в разрезе полуформа, состоящая из кома уплотненной формовочной смеси 31 и опоки 13 с втулками 32 (Фиг. 4) и с выступающими по бокам технологическими элементами 33, ко-. торыми опока 13 контактирует с роли- вами 34 рольгангов 12 и 14. На фиг.2 вом уплотненной Формовочной смеси 31 не показан. На фиг. 2, 3, 5-7 в тележках 4 опорные колеса 5, удерживающие ролики 6 и их направляющие 7 и 8, не показаны. Рычаг 18 шарнирно закреплен на кронштейне 35.Автомат работает следующим образом.Тележка 4 с размещенным на ней модельным монтажом 28, 29 и 30 движется в зоне подъема вертикальновверх, находясь в горизонтальном положении. При этом опорные колеса 5 движутся по направляющим 7, удерживающие ролики б - по направляющим 8, а сама тележка 4 висит на пальцах шарниров 9. 5Рольгангом 12 в зону подъема В подается опока 13 и фиксируется в статичном положении. При подъеме тележки 4 спаривающие штыри 30 модельного монтажа входят во втулки 32 опоки 13. Последняя с модельным монтажом оказываются спаренными, и при дальнейшем подъеме тележки 4 опона 13 снимается с рольганга 12.При огибании цепями 10 звеэдо чек 11 удерживающие ролики б переходят на горизонтальный участок напранлякицих 8 и поддерживают тележку 4 до встречи ее опорных колес 5 с горизонтальным участком направля О ющих 7.При входе в зону действия первой (по ходу движения конвейера) пескометной головки 3 (под зоной действия пескометной голонки понимает 25 ся пространство, в которое направлен Факел формовочной смеси, выбрасываемый головкой опоки 13, транспортируемой совместно с модельным монтажом тележкой 4) включается ленточный питатель 2 и формовочная смесь из б нкера 1 под .шибером 36, регулирующим толщину потока 37, подается к пескометной головке. Начинается заполнение опоки 13 смесью 17 и одновременное уплотнение ееПри выходе опоки 13 из эоны действия пескометной головки 3 ленточный питатель 2 отключается и подача формовочной смеси 31 н головку 3 прекращается.40Во время прохождения тележки 4 последовательно под головками 3 каждая из них наносит в.объем опоки 13 слой уплотненной формовочной смеси 17, После выхода тележки 4 из-под последней головки 3 излишек уплотненной смеси 17 снимается срезчиком 1 б.В зоне спуска происходит предварительная протяжка изготовленной полуформы 15. Протяжка осущестнляется 5 О следующим образом.Ролики 23 рычагов 18, коснувшись копиров 24, начинают по ним кататься и поворачивать рычаги 18 вокруг осей 19. Рабочий контур копирон построен таким обраэмо, что рычаги 18 поворачиваются с постоянной угловой скоростью. При повороте рычаги 18 своими роликами 20 начинают воздействовать через направляющие 21 на ф рамку 22, поднимая ее вверх по отношению к тележке 4. При этом рамка 22 движется со скоростью по оножнию к тележке 4, определяемой по Формуле б 5 ч = ч (1 - соаи ),где чр - скорость днижения рамки относительно тележки, м/с,ч - скорость движения тележки,м/с,с - угол поворота сектора впределах 0-90Как видно иэ данной Формулы подьем рамки начинается с малыми скоростями Чр . С увеличением угла ( скорость чр растет медленно, поэтому рамка 22 своими съемными штырям. 25,воздействуя на опоку 13, очень медленно со .скоростьи Чр начинает при- поднимать полуформу над модельным монтажом (28, 29, 30).В момент начала работы механизма предварительной протяжки ролик 23 рычага 18 коснулся копира 24. При дальнейшем равномерном опускании тележки 4 (фиг. 5) ролик 23, опираясь о копир 24, начинает катиться по нему и поворачивать треугольный рычаг 18 вокруг оси 19. При повороте треугольный рычаг 18 своим роликом 20 воздействует через направляющую 21 на раму 22, поднимая ее вверх по отношении к тележке 4. Рамка 22, воздействуя своими съемными штырями 25 на опоку 13, начинает поднимать над подмодельной плитой 28 полуформу.Иэ фиг. 5 видно, что при повернутом на 45 О треугольном рычаге 18 ролик 20 поднимается по отношению к тележке 4 на расстояние Ь = 001 ю(1 - гок 45 ) = 0,2929 00. На столько же поднимается гд модельным монтажом полуформа.Если учесть, что при предварительной протяжке полуформа должна подняться над модельным монтажом 28 на величину подъема к тележке 4 ро" лика 20, равнуи 00 и что рычаг 18 равномерно поворачивается вокруг своей оси 19, то за половину времени процесса предварительной протяжки (половину времени составляет длительность поворота треугольного рычага 18 на 45 в сравнении с окончательным рабочим поворотом на 90 )полуформа поднимается над модельным монтажом 28 всего на 0,2929 части необходимого для протяжки пути. Все это доказывает медленное начало протяжки.Перемещаясь по поверхности копира 24, ролик 23 некоторое время удерживает треугольный рычаг 28 в крайнем повернутом положении. Однако в зависимости от конструкторского положения поверхности копира рычаг 18 может еще слегка продолжать поворот или может начать обратный поворот к исходному положению (Фиг,3). В зависимости от положения рычага 18располагается и рамка 22 по отношению к тележке 4. После схода ролика 23 с поверхности копира рамка 22 своей массой через направляющую 21 воздействует на ролик 20, расположенный в конечном положении, близком к горизонтали, Так как треугоьный ". рычаг 18 оказывается освобожденным от связи с копиром 24, то достаточно его собственной массы, центр тяжести которой расположен в стороне от оси 19, вокруг которой он вращается, чтобы повернуть его в исходное положение. Воздействие массы рамки 22, которую уже не удерживает рычаг 18, ускоряет поворот этого рычага 18. Рамка 22 свободно падает вниз от тележки 4 и задерживается в крайнем нижнем положении роликом 20, т.е, в таком положении, при котором ось 00, треугольного рычага 18 принимает вертикальное положение. Механизм готов для нового цикла предварительной протяжки.Преимущества предлагаемого технического решения в сравнении с базовым объектом заключается в том, чтоприменение в формовочном автоматемеханизма предварительной протяжкиполуформ и безударного опусканияих на рольганг позволяет использовать данный автомат для изготовле ния полуформ по моделям любой сложности и уменьшить высоту применяемыхопок, что расширяет сферу его применения и снижает стоимость изготовления полуформ. Использование автома тов в литейных цехах значительно повышает производительность труда идает хороший экономический эффект.Так, применение его в сталелитейномцехе мощностью 32 тыс.т литья повышает производительность труда приизготовлении полуформ в 3,7 раза идает экономический эффект, равный190 тыс.руб. в год;.Кругл Составитель Актор Н. Ивцдкая Техред С. Легеза Коррек р ; Иукто И. Муска Зак ом от Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 11104/13 Тираж 779 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рау