Файл: Uch_posobie_red_2014_proekt_tekh_prots_i_mod_opochn_otl_v_pesch_-gl_formakh.docx

При проектировании стержневого ящика необходимо предусмотреть:

– вентиляцию стержневого ящика;

– как минимум два узла фиксирования половинок ящика;

– броню;

– элементы для укладки каркасов;

– вдувные втулки;

– бронирующие вставки;

– элементы скрепления половинок ящика;

– замки для предотвращения выхода смеси и воздуха по плоскости разъема.

Во избежание коробления предпочтение надо отдать коробчатой конструк-ции половинок ящика с ребрами жесткости, бортами по плоскости разъема, приливами для элементов фиксирования и скрепления половинок ящика.

Вентиляция стержневого ящика

При изготовлении стержней на пескодувных машинах вентиляция ящика необходима для выхода сжатого воздуха. Она может осуществляться различ-ными способами. Для этой цели на поверхности разъема ящика делают спе-циальные щели глубиной 0,15–0,25 мм, через которые выходит воздух, а стерж-невая смесь задерживается (рис. 5.6). Аналогичные каналы могут делаться
в нижней плите, на которую устанавливается стержневой ящик.

Рис. 5.6. Вентиляция стержневого ящика
с помощью щелей и вент

В сложных стержневых ящиках для выхода воздуха применяются венты литые или сетчатые. Материалом для вент служит латунь Л63 по ГОСТ 15527-70, пластмасса или капрон марки «Капролактам». Венты изготовляют диаметром от 8 до 25 мм (8, 12, 16, 20, 25 мм) по ГОСТ 19397-74. Ширина прорезей 0,3 мм, т.е. несколько меньше среднего диаметра применяемых песков.

Конструкция и размеры вент указаны на рис. 5.7, 5.8.

Рис. 5.7. Венты литые для стержневых ящиков
по ГОСТ 19395-74

Рис. 5.8 Венты для стержневых ящиков,

изготавливаемые из латуни по ГОСТ 19396-74

Отношение площади вентиляционных отверстий F_{вент. отв.} к площади сече-ния вдувных отверстий F_{вд. отв.} принимается в пределах 0,3–2 в зависимости конструкции стержневого ящика и текучести смеси.

(5.1)

(5.2)

(5.3)

Формула (5.1) используется для открытых стержневых ящиков (нижний предел для машин с пескострельным резервуаром), формула (5.2) – для закрытых стержневых ящиков, формула (5.3) – при массовом производстве стержней (нижний предел для текучих смесей).

Вентиляция открытых стержневых ящиков простой конфигурации осуществляется через вентиляционные отверстия вдувной плиты. В закрытых стержневых ящиках простой конфигурации расположение вент назначается по конструктивным соображениям. В сложных закрытых ящиках 50–75 % вент размещается в верхней части ящика, а остальные – внизу.

Венты следует располагать равномерно, а при наличии углублений, карманов и т.п. – в этих местах. Размеры вент следует принимать наибольшими в соответствии с местом их установки в ящике. При нижней вентиляции необходимо устраивать дополнительные отверстия на расстоянии 1/3–1/4, высоты ящика от верха. Направление прорезей вент, расположенных на боковых стенках, должно совпадать с направлением вытяжки стержня. Не следует располагать вентиляционные отверстия непосредственно под вдувным отверстием.

Фиксирование половинок ящика

Половинки стержневого ящика от взаимного смещения по плоскости разъема фиксируются регулируемыми или нерегулируемыми штырями (рис. 5.9, 5.10).

Рис. 5.9. Узел фиксирования половинок стержневого ящика

нерегулируемым штырем (ГОСТ 19403-74):

1 – штырь по ГОСТ 19381-71; 2 – втулка по ГОСТ 17387-72

Рис. 5.10. Узел фиксирования половинок стержневого ящика

регулируемым штырем (ГОСТ 19402- 74):

1 – штырь по ГОСТ 19381-74; 2 – втулка по ГОСТ 19385-74;

3 – гайка по ГОСТ 5915 – 70; 4 – шайба по ГОСТ 6402-70

Бронь

Для защиты от износа поверхностей разъема стержневого ящика из алюми-нииевых сплавов необходимо предусматривать бронь из листовой стали толщи-ной 3–4 мм, прикрепленной винтами. Размеры болтов и расстояние между винтами регламентированы ГОСТ 19367-74 (рис. 5.11).

Рис. 5.11. Размеры бортов и крепления брони стержневых ящиков

Приспособления для установки каркасов

Для увеличения прочности стержней рекомендуется армировать их проволочными каркасами. Армировать можно простые стержни после набивки. Для сложных стержней каркасы устанавливают или подвешивают в стержневом ящике перед набивкой (рис. 5.12).

Рис. 5.12. Способы укладки каркасов

Рис. 5.13. Примеры применения стоек для укладки каркасов

Для увеличения газопроницаемости стержня иногда устраиваются вентиляционные каналы. В простых стержнях вентиляционные каналы можно накалывать после набивки или устанавливать душники на стойках ящика перед набивкой (рис. 5.13).

Вдувные втулки

Вдувные отверстия в стержневом ящике выполняются вдувными втулками (ГОСТ 19398 - 74, 19399 - 74) (рис. 5.14, 5.15).

Рис. 5.15. Втулки пескодувные для стержневых ящиков (ГОСТ 19398-74)

Для повышения плотности уплотнения и уменьшения прилипаемости стержневой смеси к ящику целесообразно назначать минимально возможный диаметр вдувного отверстия. Количество вдувных отверстий определяется из расчета одно отверстие на 25–60 см² площади стержня в плоскости разъема.

Бронирующие вставки

Напротив вдувных отверстий в нижней половинке стержневого ящика устанавливают бронирующие вставки, которые по мере износа заменяют новыми.

Элементы скрепления

Соединения половинок стержневого ящика во избежание раскрытия во время заполнения смесью обеспечивают быстродействующими запорными устройст-вами: откидными болтами с гайками-барашками, штырями с клиньями, откидными ручками, крепежными скобами, кольцами, рамками (рис. 5.17–5.23).

Рис. 5.21. Скоба крепежная по ГОСТ 19388-74

Рис.5.22. Конструкции и размеры приливов для установки

крепежных скоб по ГОСТ 19388-74

Рис. 5.23. Крепление стержневого ящика кольцом по ГОСТ 19390-74

Замки

Для предотвращения выхода воздуха или воздуха со стержневой смесью во время заполнения ящика в плоскости разъема по контуру стержня предусматри-вается уплотнение с помощью планок-перекрывателей (рис. 5.24).

Открытые стержневые ящики уплотняются надувной плитой (рис. 5.25). За основной параметр для выбора необходимых конструктивных элементов стер­жневого ящика принимается средний габаритный размер ((длина + ширина)/2). В тех случаях, когда длина превышает ширину более чем в 2 раза, принимают за средний габаритный размер его длину.

Толщина стенок стержневого ящика выбирается в зависимости от среднего габаритного размера по ГОСТ 19370-74.

В местах закрепления ручек и цапф предусматривают приливы (ГОСТ 19374-74).

Для транспортировки стержневого ящика и для удобства во время изготовления стержней необходимо предусматривать ручки литые или скобы (рис. 5.26, 5.27).

Рис. 5.24. Уплотнение разъема стержневого ящика
планками-перекрывателями по ГОСТ 19368-74:

1, 2 – половинки ящика; 3 – планка торцевая;
4 – планка боковая; 5 – планка средняя;
6 – планка круглая; 7 – заклепка

Рис.5.25. Конструкции бортов с уплотнениями открытых (вытряхных)

стержневых ящиков по ГОСТ 19369-74:

1 – стержневой ящик; 2 – шунт 4С Ø10 по ГОСТ 6467-79; 3 – броня;

4 – заклёпка по ГОСТ 10300-80; 5 – винт по ГОСТ 17475-80

Рис. 5.26. Конструкции ручек по ГОСТ 19371-74

Рис. 5.27. Конструкция ручек по ГОСТ 19372-74

Следует отметить, что корпуса половинок стержневого ящика или вытрях-ной стержневой ящик – это литая заготовка, поэтому при проектировании необходимо обеспечить максимальную разностенность и только в необходимых случаях предусматривать приливы. Общие технические требования к метал-лическим стержневым ящикам для ручного и машинного изготовления стержней оговорены ГОСТ 19410-74.

6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА АВТОМАТИЧЕСКИХ
ЛИТЕЙНЫХ ЛИНИЙ

Конец XX в. характеризуется широким внедрением автоматизации в литейное производство, особенно в цехах с массовым и крупносерийным производствами отливок [9].

В 80-х гг. на территории нынешнего СНГ эксплуатировалось свыше 200 автоматических формовочных линий по производству отливок в разовой песчано-глинистой форме. Было освоено серийное производство автоматических линий ИЛ225 и 5Л22821 отечественных конструкций и линии КВ301 по лицензии фирмы «Кюнкель Вагнер». Кроме того, были закуплены линии безопочной формовки «Дизаматик». В технической литературе приведены паспортные данные и техническое описание автоматических линий, но совершенно отсутствуют сведения о технологической оснастке для этих линий. Авторами пособия поставлена задача ликвидировать этот пробел, поскольку в большинстве дипломных и курсовых проектов студентов специальности 150204 «Машины и технология литейного производства» технологическая часть проекта разрабатывается с применением отечественных автолиний.

6.1. Автоматическая линия ИЛ225

Линия модели ИЛ225 и её модификации ИЛ225В, ИЛ225Г, ИЛ225Е, ИЛ225К и ИЛ225М предназначены для изготовления отливок из чугуна и стали в сырых песчано-глинистых формах с размерами опок в свету 900×600 мм. Конструкция линии была разработана в НИИТракторосельхозмаше, а изготов-ление осуществляется на «Сиблитмаш» (г. Новосибирск) и «Автолитмаш»
(г. Иваново-Франковск).

Формы изготовляются [10] методом прессования под высоким давлением на проходных пневморычажных автоматах. Все операции, кроме постановки стержней и заливки форм, выполняются в автоматическом режиме. Применя-ется единая формовочная смесь повышенной текучести. Линия (рис. 6.1) со- стоит из пяти технологических участков: формовки; сборки, заливки, охлаждения и выбивки.

Производственный цикл изготовления отливок включает следующие операции: раздельную формовку нижних и верхних полуформ на автоматах; поворот нижней полуформы на 180^о на кантователе; дважды поворот верхней опоки для контроля полуформы на кантователях; срезание излишков смеси с контрлада опоки специальной фрезой; простановку стержней в нижнюю полуформу; сборку формы на специальной установке; установку форм на подопочные щитки; прижим собранных форм специальным механизмом перед заливкой; охлаждение форм на рольганге; снятие форм с подопочных щитков с последующим выдавливанием кома смеси с отливкой на специальном прессе; распаровку опок с очисткой их щётками на специальной установке.

Линии по требованию заказчика могут изготавливаться в зеркальном изображении.

Управление линией производится с пультов, расположенных на технологических участках. Система управления технологическим оборудованием выполнена на пневматических элементах. Техническая характеристика линии и её модификаций приведена в табл. 6.1.

Рис. 6.1. Линия ИЛ225 в плане:

1 – пресс-автомат формовочный пневморычажный нижних полуформ;

2 – пресс-автомат формовочный пневморычажный верхних полуформ;

3 – механизм выдавливания «кома»; 4 – решетка выбивная инерционная проходная;
5 – распорщик опок; 6 – кантователь полуформ и опок;

7 – механизм срезки смеси нижних полуформ; 8 – механизм сверления вентиляционных отверстий; 9 – стол подъемный передающий;

10 – сборщик форм; 11 – механизм нагружения форм; 12 – толкатель;

13 – конвейер литейный роликовый приводной

Таблица 6.1

Техническая характеристика автоматических линий

Окончание табл. 6.1

6.2. Автоматическая линия КВ301 (Кюнкель-Вагнер)

Линия модели КВ301 предназначена для изготовления отливок из чугуна
и стали в сырых разовых песчано-глинистых формах с размерами опок в свету 1100×750 мм. Линия скомпонована на базе трёхпозиционных челночных формовочных установок модели КВ3019, соединённых в единый комплекс тележным пульсирующим конвейером. Помимо формовочных установок в состав линии входит формовочная линия КВ3017 и линия транспортировки, выбивки
и охлаждения модели КВ3018. Общий вид линии показан на рис. 6.2.

Технологический цикл изготовления отливок включает следующие операции: распаровку пустых опок на установке 1; раздельную формовку верхних
и нижних полуформ на автоматах FM; срезание излишка смеси с контрлада нижних полуформ специальным механизмом 2; поворот полуформ на 180^о
в кантователях; механизированную простановку стержней стержнеукладчиком; накладывание вентиляционных каналов в верхних полуформах механизмом; продувку литниковых чаш сжатым воздухом; сборку форм на установке Z1;
нагружение форм укладчиком грузов; заливку на участке; охлаждение форм
в тоннеле; выдавливание кома смеси с отливками на установке из опок; интенсивное охлаждение брикета в специальном тоннеле; очистку опок и тележек от остатков смеси щётками; выбивку отливок из кома смеси на решётке.

а

б

Рис. 6.2. Линия КВ301: а – левая часть линии КВ 301; б – правая часть линии

На рисунке обозначено: 1 – формовочный автомат нижних полуформ;
2 – формовочный автомат верхних полуформ; 3 – распаровщик; 4 – центральный пульт управления; 5 – привод конвейера; 6 – рольганг; 7 – перестановщик опок; 8 – устройство смены модельных плит; 9 – охладительный конвейер;
10 – охладительный тоннель; 11 – место заливки; 12 – укладчик грузов;
13 – механизм накола вентиляционных каналов; 14, 30 – кантователь;
15 – сборщик форм; 16 – стержнеукладчик; 17 – перестановщик; 18 – механизм срезания смеси; 19 – тележка; 20 – механическая щетка; 21 – перестановщик залитых форм; 22 – пресс; 23 – тоннель; 24 – толкатель кома; 25 – решетка выбивная; 26 – толкатель; 27 – механизм очистки опок; 28 – перестановщик опок; 29 – литейный конвейер.