Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ.

Оборудование для изготовления литейных форм предназначено для уплотнения формовочных смесей с целью достижения такой их плотности и прочности, при которых изготовленная литейная форма под влиянием статического, динамического и химико-термического воздействия заливаемого в нее металла определенный период сохраняет неизменными размеры и форму полости и обеспечивает получение заданной отливки с требуемой поверхностью.

Выделяют следующие основные методы уплотнения смесей при формообразовании: прессование, встряхивание, их комбинации, пескометание.

При прессовании смесь в форме уплотняется в результате приложения значительного сжимающего усилия. Уплотнение в несколько упрощенном понимании происходит от изменения ориентации и улучшения упаковки зерен песка в единице объема, увеличения числа и площади их контактов в местах соприкосновения. Имеющееся в смеси связующее вследствие своей текучести заполняет промежутки между зернами песка. В процессе уплотнения смеси происходит ее перетекание из более уплотненных мест в менее уплотненные. При этом возрастает внутреннее сцепление частиц за счет увеличения и упрочнения адгезионных и когезионных связей. С ростом плотности смеси растет ее механическая прочность и поверхностная твердость. От увеличения коэффициента внутреннего трения смеси уменьшается ее подвижность и текучесть. Наибольшее уплотнение смесь получает непосредственно в месте приложения усилия, т. е. у прессовой колодки. По мере удаления от прессовой колодки степень уплотнения в слоях смеси падает, поэтому прессовый способ уплотнения применяется главным образом для изготовления форм по невысоким моделям сравнительно небольшой сложности, не имеющих больших перепадов высот. Для улучшения условий уплотнения смеси при изготовлении форм прессованием применяют различные модификации этого метода, при которых стремятся обеспечить одинаковое относительное сжатие различных областей формы и заставить смесь перетекать в необходимых количествах в нужном направлении. К таким способам относятся применение ступенчатой либо многосекционной (дифференциальной) прессовой колодки, диафрагменное прессование, использование подпружиненной модели, нижнее прессование и др. [2].

При встряхивании под действием ударных нагрузок, создающих в смеси сжимающие силы инерции, происходит уплотнение смеси. Установленные на встряхивающий механизм модельная плита с моделью и опока, наполненная смесью, поднимаются на определенную высоту, с которой затем падают вниз и ударяются о препятствие — неподвижные бойки или ударную поверхность. Модельная плита с моделью и опока внезапно останавливаются, в то время как формовочная смесь продолжает движение под действием сил инерции и уплотняется на некоторую величину. Для получения достаточной степени уплотнения необходимо многократное повторение ударной нагрузки. Наибольшее уплотнение получают нижние слои смеси, прилегающие к модельной плите и модели, так как на эти слои действует сила инерции массы вышележащей смеси. По мере удаления от плоскости модельной плиты вверх уплотнение смеси уменьшается. Как и при прессовании, с ростом степени уплотнения растет механическая прочность смеси, соответственно увеличивается коэффициент внутреннего трения, уменьшаются подвижность и текучесть смеси, в результате чего с увеличением числа ударов приращение степени уплотнения снижается. После некоторого числа ударов приращение уплотнения прекращается — наступает так называемая стабилизация уплотнения. Следовательно, для каждого конкретного случая можно определить оптимальное число ударов.

Преимущества обоих методов уплотнения смесей наиболее полно проявляются при использовании их в следующих комбинациях: встряхивание с последующей допрессовкой; встряхивание с последующим подключением прессования без остановки встряхивания. Первая комбинация осуществляется на обычных встряхивающих формовочных машинах с допрессовкой, вторая — на машинах с допрессовкой и амортизацией ударов при встряхивании.

Встряхивающий механизм машин с амортизацией ударов отличается от обычных тем, что во время встряхивания падающие части соударяются с массивным бойком, движущимся навстречу им снизу вверх ¹. Во время прессования смеси боек продолжает наносить удары. Этим процесс уплотнения смеси значительно интенсифицируется, повышается равномерность распределения плотности по объему формы.

¹ Частота встряхивания при этом выше, а амплитуда меньше, чем у обычных встряхивающих механизмов.

Пескометание заключается в скоростном перемещении определенных объемов смеси в опоку так, что смесь при этом одновременно заполняет опоку и уплотняется. Основным рабочим агрегатом при этом методе является центробежная пескометная головка, представляющая собой быстровращающийся ротор с лопаткой, заключенный в корпус. Смесь, подаваемая в корпус, собирается лопаткой (ковшом) в пакет и с большой скоростью выбрасывается из корпуса в опоку, где в результате удара о препятствие (модель либо предыдущие порции смеси) уплотняется сжимающими силами инерции. В результате высокой скорости вращения ротора промежуток времени между следующими друг за другом пакетами незначителен, поэтому создается сплошная струя смеси. Для осуществления прессования, встряхивания и их комбинаций используются формовочные машины, автоматы и установки; для пескометания — пескометы.

Формовочные машины широко распространены в средних и мелких литейных цехах, где сложившаяся технологическая схема, экономическая целесообразность, условия эксплуатации либо другие причины не позволяют перейти к более совершенным и высокопроизводительным способам изготовления отливок на автоматических линиях.

В настоящее время формовочные машины с амортизацией ударов при встряхивании постепенно вытесняют традиционные типы машин.

Наиболее распространенные модели формовочных машин приведены в табл. 66.

Попытки встройки машин в автоматические формовочные линии без существенного изменения конструкции машин либо создание новых линий на их базе показывают, что при этом значительно усложняются средства околомашинной механизации и автоматизации, соответственно снижается надежность линий и систем их управления. Поэтому для автоматических формовочных линий созданы специальные формовочные автоматы и установки, обеспечивающие автоматическое выполнение большого числа операций с совмещением некоторых из них, а также одновременное использование в работе двух опок и более. Конструкция установок может изменяться в зависимости от предъявляемых заказчиком требований.

Как видно из таблицы, формовочные машины используют для изготовления форм в опоках с размерами в свету до 2500X2000 мм. В основном пескометы применяют для набивки опок с размерами в свету 3000X2500 мм и выше, изложниц в металлургии и для кессонной формовки.

66. Сводная таблица моделей формовочных машин