2 Усовершенствование встряхивающих машин

В настоящее время не заменимыми встряхивающе - прессовые машины остаются для крупного массивного литья, так называемые встряхивающие столы. Современные машины этого типа должны быть не много позиционными, т.е. выполнять операции сборки оснастки, засыпки смеси, уплотнения встряхиванием с доуплотнением прессованием и протяжку модели. Правда, позицию протяжки модели легко можно передать кантователю, для чего потребуется формовочная линия. Если в формовочный многопозиционный агрегат ввести плавающую сменную оснастку, то такой формовочный блок, да и линия, могут применяться в индивидуальном производстве крупного литья.

В описанных формовочных агрегатах основными уплотняющими механизмами по-прежнему остаются встряхивающие и прессовые цилиндры, которые должны быть выполнены по современным требованиям:

- встряхивающие механизмы должны быть с амортизацией ударов и использовать во время работы отсечку и расширение воздуха;

- прессовые цилиндры должны быть не пневматическими, а гидравлическими.

Нахождение оптимальных конструкций таких механизмов возможно, если использовать путь автоматизированного проектирования, предлагаемый в данной работе.

Схема усовершенствованной трехпозиционной встряхивающе-прессовой машины для крупных форм представлена на рис. 3. Формовочная машина состоит из литой станины, литой траверсы, колонн прессово-встряхивающего механизма, подъемных механизмов и т.д.

Работа формовочной машины осуществляется следующим образом:

модельная плита с моделью приходит по рольгангу так же, как и опока. На I позиции происходит сборка оснастки. Подъемный механизм собирает модельную плиту с опокой, перемещая их вверх на уровень конвейера позиции II. Толкатель сталкивает опоку с позиции I на конвейер, который перемещает собранную оснастку на позицию II.

В то время перемещения оснастки дозатор позиции II заполняется готовой формовочной смесью. В работу вступает второй подъемный механизм и перемещает опоку вверх до стыковки с дозатором. Смесь засыпается из дозатора в опоку так, что в опоке образуется выступающий ком, что позволяет обойтись без наполнительной рамки при переходе модельного комплекта с позиции II на позицию III. На позиции III первым начинает работу прессово-встряхивающий механизм. Цилиндр поднимается до стыковки с опокой и начинает встряхивать. После выполнения процесса встряхивания опоку допрессовываем при помощи многоплунжерной головки.

В то время пока выполняется процесс уплотнения, приводной конвейер расходится, и опока с моделью опускается ниже. Далее расположена следующая секция рольганга, на которую переходит опока, а рабочий стол с модельной плитой опускается ниже. Еще ниже располагается очередная секция рольганга, которая имеет такое расположение роликов, что модельная плита с моделью зацепляется и уходит из зоны действия формовочной машины, а стол возвращается в исходное положение.

3 Влияния технологических факторов на конструктивные параметры встряхивающе - прессовых формовочных машин

Критерием оптимальности проектирования встряхивающе - прессовой формовочной машины может являться необходимая производительность машины, прочность смеси, масса отливки, габариты отливки, габариты опок, серийность производства.

Основой встряхивающе-прессовой машины является механизм для уплотнения литейной полуформы, это – встряхивающий и прессовый цилиндры. Поэтому, чтобы построить оптимальную конструкцию встряхивающей и прессовой частей машины нужно определить зависимость габаритов встряхивающих и прессовых цилиндров от степени уплотнения литейной формы. Для этого необходимо воспользоваться известными теориями построения индикаторных диаграмм [1].

Для построения индикаторных диаграмм прессового и встряхивающего цилиндров необходимо знать конструктивные размеры цилиндра (ход поршня, высоту вредного пространства, высоту наполнительной рамки и др.). Из множества размеров определить один самый значимый и от него сделать зависимыми все остальные размеры конструкции цилиндра; в данном узле это внутренний диаметр корпуса цилиндра (он же диаметр поршня). Затем задаться необходимой плотностью готовой литейной формы, при которой невозможно обрушение формы при всевозможных функциональных операциях, и в тоже время форма сохраняла бы необходимые технологические свойства, например, газопроницаемость. По известной теории Аксенова выстраиваем по точкам диаграмму, в которой будут использованы и диаметр поршня, и необходимая плотность формы.

По разнице энергий, пошедших на удар и на отражение при встряхивании литейной оснастки, можно найти оптимальный диаметр поршня встряхивающего цилиндра, изменяя эту разницу площадей соответствующих энергий (за счет изменения диаметра поршня) до тех пор, пока она хотя бы не сдвинется в сторону уменьшения.

По отношению площадей (на диаграмме прессового цилиндра) полезной работы и общей затраченной (к.п.д.), можно найти оптимальный диаметр поршня прессового цилиндра, изменяя это соотношение (за счет изменения диаметра поршня) до тех пор, пока оно не приблизится к 100% или хотя бы не сдвинется в сторону увеличения соотношения.

Для того чтобы проследить, как сказанное действует на построение оптимальной конструкции цилиндров, необходимо выполнить следующие действия: построить математические, алгоритмические модели, произвести расчеты по авторским программам ЭВМ, выполнить чертежи в компьютерных пакетах.

Трехпозиционная встряхивающе - прессовая машина

Объектом исследования является трехпозиционная встряхивающе - прессовая машина, представленная на рис.3. Основными механизмами машины являются: прессово-встряхивающий механизм, траверса, станина,

толкатель, многоплунжерная головка, рольганг, подъемный механизм, приводной рольганг.

1 11 111

Рисунок 1.2.3 – Трехпозиционная встряхивающее-прессовая формовочная машина

Работа машины

На первую позицию 1 подается на нижний стол модельная плита с моделью, на средний этаж – рольганг подается пустая опока, по траверсе поступает наполнительная рамка (все действия проходят одновременно параллельно друг другу). Затем снизу подъемный цилиндр поднимает рабочий стол с модельной плитой, стыкует ее с пустой опокой, поднимает собранную оснастку еще выше и стыкует их с наполнительной рамкой.

На вторую позицию 11 толкателем переталкивается собранная оснастка и из дозатора засыпается смесью. На этой позиции снизу поднимается рабочий орган встряхивающего цилиндра (плунжер), приподнимает засыпанную оснастку выше рольганга и производит встряхивание (см. сущность уплотнения встряхиванием)

На третью позицию 111 передвигается уже уплотнения полуформа и для повышения уплотнения на контрладе формы производится уплотнение многоплунжерной головкой.

Затем цилиндр, находящийся снизу формы, поднимается и проводит протяжку (разборку) оснастки, вытягивает модельную плиту с моделью (протяжка «напровал»)

Критерием оптимальности проектирования встряхивающе - прессовой формовочной машины может являться необходимая производительность машины, прочность смеси, масса отливки, габариты отливки, габариты опок, серийность производства.

Основой встряхивающе-прессовой машины является механизм для уплотнения литейной полуформы, это – встряхивающий и прессовый цилиндры. Поэтому, чтобы построить оптимальную конструкцию встряхивающей и прессовой частей машины нужно определить зависимость габаритов встряхивающих и прессовых цилиндров от степени уплотнения литейной формы. Для этого необходимо воспользоваться известными теориями построения индикаторных диаграмм [1]. Для того чтобы проследить, как действует на построение оптимальной конструкции цилиндров, необходимо выполнить следующие действия: построить математические, алгоритмические модели, произвести расчеты по авторским программам ЭВМ, выполнить чертежи в компьютерных пакетах.

3. Тема 1.3 Пескодувный и пескострельный способы уплотнения и машины (4 часа)

АНАЛИЗ РАБОТЫ СТЕРЖНЕВОЙ МАШИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЕСКОСТРЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА

Сущность пескодувного и пескострельного способов уплотнения

При уплотнении смеси пескодувным способом стержневая смесь транспортируется воздухом в стержневой ящик и, заполняя его, уплотняется. Освободившийся воздух удаляется через вентили.

По принципу работы стержневые машины делятся на

- пескодувные, когда стержни изготавливаются при интенсивном смешивании воздуха со смесью,

- пескострельные, когда смесь, предварительно засыпанная в гильзу, выбрасывается в стержневой ящик мгновенно при максимальном давлении воздуха.

Для пескодувно - пескострельного способа уплотнения имеет значение способ вентиляции воздуха через стержневой ящик. Различаются разные типы вентиляции:

- верхняя вентиляция (когда вентиль располагаются по разъему и в верхней части ящика),

- нижняя вентиляция (когда вентили находятся внизу стержневого ящика).

Для равномерного уплотнения совмещается верхняя и нижняя вентиляция.