Прессово-встряхивающая формовочная машина

 

ПРЕССОВО-ВСТРЯХИВАЮЩАЯ ФОРМОВОЧНАЯ МАШИНА, содержащая механизм встряхивания, включающий рабочий стол с хвостовиком, амортизатор, цилиндр-основание, механизм прессования , расположенный над рабочим столом, отличающаяся тем, что,с целью повышения производительности и снижения энергозатрат и шума, в хвостовике стола .выполнена замкнутая полость, сообщенная с полостью цилиндра основания, а амортизатор выполнен в виде подпружиненнр го поршня, имеющего в верхнем торце открытую полость и i уплотнительное кольцо, расположенное по периметру открытой полости. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И)

3(50 В 22 С 15/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ: СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C: (21) 3450813/22-02 (22) 08.06.82 (46) 07.05.84. Бюл. Р 17 (72) В.Г.Барбин, В.И;Вербицкий и E.М.Зеликсон (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт литейного машиностроения,, литейной технологии и автоматизации литейного производства и МВТУ им. Н.Э.Баумана (53) 621.744.45 (088.8) (56) 1. Аксенов Л,Н. Оборудование литейных цехов. М., "Машиностроение", 1977, с. 83,89.

2. Патент ФРГ У 1058703, кл. 316 15/34, опублик. 1964. (54) (57) ПРЕССОВО-ВСТРЯХИВАЮЩАЯ

ФОРМОВОЧНАЯ МАШИНА, содержащая механизм встряхивания, включающий рабочий стол с хвостовиком, амортизатор, цилиндр-основание, механизм прессования, расположенный над рабочим столом, отличающаяся тем, что,: с целью повышения производительности и снижения энергозатрат и шума, в хвостовике стола выполнена замкнутая полость, сообщенная с полостью цилиндра основания, а амортизатор .выполнен в виде подпружиненного поршня, имеющего в верхнем торце открытую полость и уплотнительное кольцо, расположенное по периметру открытой полости.!

090489

Изобретение относится к литейному производству, преимущественно к конструкциям формовочных машин для изготовления разовых песчаных форм. 5

Известны прессово-встряхиваюшие формовочные машины (ПВФМ),содержащие станину с расположенным под ней прессовым механизмом, встряхивающий механизм с полной аморти- .!О зацией ударов, центрирующийся в прессовом поршне, и траверсу с прессовой колодкой 1 3.

Однако известные машины характеризуются необходимостью совершения 15 большого числа (50-100 и более) механических ударов встряхивающего механизма для уплотнения формовочной смеси. Кроме того, продолжительность ударов встряхивающего ме- 20 ханизма очень мала (тысячные и десятитысячные.доли секунды) и лишь незначительная часть энергии ударов используется на уплотнение» формовочной смеси, что вызывает повыше- 25 ние энергозатрат на изготовление форм. Механические удары встряхивающего механизма являются источником повышенного шума при работе формовочной машины. Применение сжатого воз- 30 духа в качестве энергоносителя связано с аэродинамическим шумом и аэрозольным выхлопом масла в атмосферу цеха.

Наиболее близкой к предлагаемой 35 но технической сущности является прессово-встряхивающая формовочная машина, содержащая механизм встряхивания, включающий рабочий стол с хвостовиком, амортизатор и цилиндр- 40 основание, механизм прессования, расположенный над рабочим столом!.2).

На рабочем столе 5 закреплена модельно-опочная оснастка 15, при

50 этом оаока крепится к рабочему столу 5 специальными прижимами 16.

Над рабочим столом 5 расположен механизм прессования, закрепленный на поворотной траверсе 2. Механизм прессования снабжен прессовой плитой !7, жестко закрепленной на прессовом цилиндре 18. Шток 19 поршня 20 прессового цилиндра 18 неподвижно

Однако данная машина снабжена пневматическим встряхивающим. механизмом с полной амортизацией ударов, при работе которого происходят крат- . ковременные и сильные механические удары стола и амортизатора, лишь незначительная часть энергии которых преобразуется в полезную работу на уплотнение формовочной смеси. Это вызывает необходимость совершения большого числа ударов, которые сопровождаются высоким уровнем шума. Качество уплотнения смеси улучшается за счет применения верхней динамической подпрессовки в режиме встряхивания с одновременным прессованием.

Целью изобретения является повышение производительности и снижение. энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем,. что в прессово-встряхивающей формовочной машине для изготовления литейных форм, содержащей механизм встряхивания, включающий рабочий стол с хвостовиком, амортизатор, цилиндроснование, механизм прессования, расположенный над рабочим столом, в хвостовике стола выполнена замкнутая полость, сообщенная с полостью цилиндра-основания, а амортизатор выполнен в виде подпружиненного поршня, имеющего в верхнем торце открытую полость и уплотнительное кольцо, расположенное по периметру открытой полости

На чертеже изображена формовочная машина, общий вид, разрез.

Формовочная машина содержит станину 1 с поворотной траверсой 2.

На станине 1 укреплен цилиндр-основание 3, в котором центрируются хвостовик 4 рабочего стола 5 и амортизатор 6, внутри которого расположена опирающаяся на дно цилиндра-основания 3 пружина 7.

Рабочая полость 8, образованная полостью хвостовика 4 и полостью цилиндра-основания 3, соединенными между собой окнами 9, заполнена сжимаемой рабочей жидкостью и подключена к гидросистеме высокого давления формовочной машины распределительным клапаном 10.

В верхнем торце амортизатора 6 имеется полость ll, изолированная от внутренней полости цилиндра-основания 3 кольцевым уплотнением 12, расположенным по периметру полости 11. Полость 11 соединяется через канал 13, регулируемый дрос.сель с обратным клапаном 14 и распределительный клапан 10 — с гидросистемой высокого давления.

1090489

3 за.креплен на траверсе 2 и имеет внутреннюю полость 21, изолированную от внутренней полости 22 прессового цилиндра 18 плавающим (подвижным) поршнем 23. Полость 21 заполнена жид- костью и воздухом, выполняющим роль пневмогидравлической пружины. В стенках штока 19 выполнены каналы 24 и 25 для подачи рабочей жидкости соответственно в полости 21 и 22.

Управление работой механизма прессования осуществляется с помощью распределителя 26.

Сверху к прессовой плите 17 укреплены сменные грузы 27.. 15

Формовочная машина может работать в двух режимах: встряхивания с одновременным прессованием, и импульсного разгона стола с модельно-опочной оснасткой и смесью с последующим 20 динамическим прессованием смеси.

В режиме встряхивания с одновре.— менным прессованием машина работает следующим образом.

Через распределитель 26 рабочая 25 жидкость подается по каналу 25 в полость 22 прессового цилиндра 18, а штоковая полость соединяется со сливом. Прессовый цилиндр 18 опускает прессовую плиту 17 на уплотняемую формовочную смесь. Начальное уплотнение производят под относительно невысоким давлением (до кгс/см (10 Н/м ). Одновременно через распре-5 2 делительный клапан 1О рабочая жидкость более высокого давления, чем подаваемая в прессовый цилиндр 18, подается в рабочую полость 8. Объем жидкости в полости 8 выполняет роль гидропружины (гидроаккумулятора), 40 которая накапливает потенциальную энергию при сжатии жидкости в полости 8 под действием жидкости высокого давления, подаваемой от насоса через распределительный клапан 10. При достижении заданного давления в полости 8 распределительный клапан 10 переключается и подает рабочую жидкость через дроссель с обратным клапаном 14 и канал 13 в полость 11.

При некотором давлении в полости 11, которое определяется давлением в попости 8 и усилием, которое передается прессовым механизмом через формовочную смесь на стол 5, хвосто- 55 вик 4 начиняет перемещаться вверх.

Между нижним торцом хвостоника 4 и кольцевым упло гпеиием 12 образуется зазор, в который попадает жидкость из полости 8, находящаяся под- высоким давлением, и резко ускоряет движение стола 5 вверх, причем максимальное ускорение стола 5 может достигать такого же высокого значения, как и во встряхивающих машинах с механическим ударом стола об амортизатор.

Формовочная смесь уплотняется под действием инерционных сил, возникаю щих при ускоренном движении вверх модельно-опочной оснастки 15 со смесью, а также под действием механизма прессования, расположенного над рабочим столом 5 формовочной машины.

При дальнейшем движении вверх стола 5 формовочной машины, которое происходит в связи с превращением потенциальной энергии сжатой жидкости в кинетическую энергию движения модельно — опочной оснастки 15 с формовочной смесью, -усилие со стороны прессовой плиты 17 возрастает по мере уплотнения формовочной смеси и по мере перемещения прессовой плиты 17 вверх.

Давление в полости 22 также возрастает, и под его действием жидкость из полости 22 перетекает в подпоршневую часть полости 21, поднимая плавающий поршень 23, который, в свою очередь, сжимает воздух и жидкость в полости 21 При некотором давлении в полости 21 и давлении в полости 8 движение стола 5 вверх прекращается, а амортизатор 6 под действием пружины 7

Ф поднимается до соприкосновения кольцевого уплотнения 12 с нижним торцом хвостовика 4, распределительный клапан 10 вновь подключает по,лость 8 к гидросистеме высокого давления, а полость 11 на слив.

Под действием давления в полостях 21 и 8 стол 5 возвращается в исходное положение. Прессовая плита 17 тоже опускается и занимает новое положение, отличающееся от исходного на величину деформации смеCH

В режиме импульсного разгона стола с последующим динамическим прессова1 нием смеси работа машины имеет следующие отличия.

Перед включением встряхивающего механизма прессовая плита 17 остается в верхнем положении или опускает)090489

15

25 ся на небольшую величину так, что между прессовой плитой 17 и верхней поверхностью уплотняемой смеси ос тается зазор h.

Аналогично изложенному производится зарядка гидроаккумулятора (затяжка гидропружины) в полости 8 и включение механизма встряхивания при подаче. рабочей жидкости по каналу !3 в полость 1). Происходит импульсный (толчковый) разгон рабочего стола 5 со значительными ускорениями (до 800 м/с2), при этом уплотняемая смесь перераспределяется по объему опоки и уплотняется (преимущественно в нижних, прилегающих к модели, слоях) под действием возникающих инерционных сил.

Рабочий стол 5 вместе с модельноопочной оснасткой 15 приобретает значительную скорость () 5 м/с) и кинетическую энергию. Далее эта энергия реализуется нг уплотнение смеси при ударе и торможении движущейся системы через уплотняемую смесь прессовой плитой 17 и пневмогидравлической пружиной.

В предлагаемой конструкции прес-. сово-встряхивающей формовочной ма- 30 шины импульсы динамического нагруже" ния имеют значительно большую длительность, чем в существующих ПВФИ (0,01...0,06 с и более вместо тысячных и десятитысячных долей секунд) ° За счет этого, а также за счет замены пневмопривода гидроприводом, использование подводимой энергии и КПД машины значительно . возрастают. 40

Возможность накопления гидроаккумулятором (гидропружиной) большой потенциальной энергии (1000 Дж и более) позволяет значительно сокра тить число циклов динамического нагружения, достаточное уплотнение форм достигается за 1 — 10 циклов.

В машине можно управлять параметрами нагружения уплотняемой смеси. Сте. 50 пень предварительного уплотнения смеси и затяжка пневмогидравлической пружины механизма прессования определяется в режиме встряхивания с одновременным прессованием давлением

55 рабочей жидКости, подаваемой в полость 22 прессового цилиндра 18.

Энергия и длительность динамического нагружения может изменяться от импульса к импульсу эа счет изменения максимального давления рабочей жидкссти, достигаемого в полости гидропружины. "Жесткость" торможения смеси прессовой плитой определяется регулируемым соотношением объемов жидкости и газа в полости пневмогидравлической пружины механизма прессования и инерционностно цилиндра прессовая с прессовой плитой, масса которых может быть изменена при использовании дополнительных грузов, прикрепляемых сверху к прессовой плите. В режиме импульсного разгона стола с последующим динамическим согласованием смеси можно изменять также величину зазора Н между прессовой плитой и свободной поверхностью смеси.

Регулирование параметров рабочего процесса .машины позволяет оптимизировать технологический процесс уплотнения смеси, повысить производительность и качество форм и сниэить энергозатраты на уплотнение.

Снижение шума достигается за счет исключения жесткого механического удара, как определяющего фактора процесса уплотнения, и аэродинамического шума отработанного сжатого воздуха при выхлопе.

Предлагаемая формовочная машина позволяет уменьшить время уплотнения полуформ с 5-8 до с.

Использование обратного хода прессовой плиты для одновременной вытяжки модели и снятия готовой полуформы способствует сокращению времени изготовления полуформ, которое составляет не более 18-20 с, что приводит к повышению производительности формовочной машины до.

180 пф/ч.

Технико-экономический эффект создается при внедрении эа счет повышения производительности,. улучшения качества уплотнения форм и условий труда, снижения энергозатрат на уплотнение и уровня шума при работе и составляет более 7,5 тыс.руб, в год на одну формовочную машину.

1090489

Составитель Е.Резчиков

Техред Ж.Кастелевич Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Горват

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 "

Заказ 2987/11 Тираж 775

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Г1осква, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5