Устройство для уплотнения литейных форм

 

Использование: в литейном производстве для изготовления литейных форм. Сущность изобретения: устройство снабжено дополнительным плунжером, размещенным в полости, выполненной в гидроцилиндре , и связанным штоком с основным плунжером, при этом обе полости сообщены гидросистемой посредством управляющего клапана. 1 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rs>)s В 22 С 15/02, 15/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4782884/02 (22) 15.01.90 (46) 07.09.92. Бюл. № 33 (71) Краматорский индустриальный институт (72) Л.Л,Роганов и M,Ë.Ðoãàíoâ (56). Авторское свидетельство СССР

¹ 1452643, кл. В 22 С 15/02, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейчых форм в литейных цехах машиностроительных заводов.

Известны устройства для уплотнения литейных форм с одновременным действием прессования и встряхивания, состоящие из поршневого цилиндра, на торце штока которого размещен стол с опокой и цилиндр, расположенный над опокой и обеспечивающий подпрессовку смеси.

Для уплотнения до требуемой плотно-. сти (до 80 ед.) требуется до 40 встряхиваний (см. Литейное производство, 1974, № 3, с,20, рис.2).

Недостатком приведенных устройств является низкая производительность, высокая энергоемкость процесса уплотнения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для уплотнения литейных форм, содержащее рабочий стол, груз, связанный штоками пневмоцилиндров, цилиндр привода рабочего стола в виде аккумулятора упругой энергии, имеюSLY, 1759530 Al (57) Использование: в литейном производстве для изготовления литейных форм. Сущность изобретения: устройство снабжено дополнительным плунжером. размещенным в полости, выполненной в гидроцилиндре, и связанным штоком с основным плунжером, при этом обе полости сообщены гидросистемой посредством управляющего клапана. 1 ил, щий две полости — рабочую и управляющую, которые разделены между собой нижней частью штока, выполненного в виде двухступенчатого плунжера с расширением в нижней части и имеющего на нижнем торце уплотнение (см. а.с. СССР ¹ 1452643, Устройство для уплотнения литейных форм, приоритетом 17,11.86 г., Б.И. № 3, 1989 г.), Недостатком этого устройства является сравнительно невысокая груэоподьемность стола, а значит, масса и размеры опоки с формой, вызванная ограничением размеров торцового уплотнения на плунжере привода стола устройства.

Целью изобретения является расширение технологических воэможностей за счет увеличения грузоподьемности стола устройства. массы и размеров опоки с формой.

Для этого устройство содержит рабочий стол, гидроцилиндр с плунжером, жестко закрепленным снизу рабочего стола. груз с приводом его перемещения и снабжено дополнительным плунжером, размещенным в полости, выполненной в гидроцилиндре, и связанным штоком с основным плунжером, 1759530 при этом обе полости сообщены с гидросистемой управляющим клапаном.

Диаметры основного и дополнительного плунжеров, штока, давление жидкости в полостях и свойства материала штока связаны с зависимостями ом=

dcp ((Р1бб + ом (Р2 Р1))/Р2, где об, ом, dcp соответственно диаметры основного, дополнительного плунжеров и штока;

Р1, Р2 — давления в полостях основного и дополнительного плунжеров;. (а)р — допустимое напряжение на растяжение материала штока, Новизной предлагаемого устройства является установка дополнительного плунжера, размещенного в полости, выполненной в гидроцилиндре, и связанного штоком с основным плунжером, при этом обе полости соединены с полостью гидроцилиндра короткой гидролинией с установленным на ней управляющим клапаном, Это позволяет при подаче давления жидкости в полость под плунжером большого диаметра при закрытом управляющем клапане мультиплицировать давление жидкости в дополнительной полости со средним диаметром плунжера и удерживать плунжер практически неподвижным, при этом в полостях запасается энергия упругости сжатой жидкости, При открытии управляющего клапана эта энергия используется для быстрого движения с ускорением плунжера стола и опоки с литейной формой, которая уплотняется за счет сил инерции формовочной смеси, груза на ней и усилия привода груза.

Груз и его привод, например в виде пневмоцилиндров, гасят избыточную энергию рабочего цилиндра, а затем возвращают опоку со столом и плунх<ером в исходное положение, дополнительно уплотняя формовочную смесь.

Цилиндрическая форма плунх<еров позволяет выполнить их с достаточно большими диаметрами и применить высокое давление жидкости, что повышает грузоподъемность устройства и увеличивает размеры формуемых литейных форм.

Пример. Если принять d6 = 2 м, Ом =

=1,05 м, dcp = 1,63 м, рабочее давление Р1

=100 МПа, Р2 = 200 МПа и (о)р = 200 МПа, тогда соответственно площади плунжера в сечениях с d6, дм и dcp равны 3,14, 1,05 и . 2,1м,,Берут опоку сечением в плане 5 м х

5 м, высотой 1 м. Груз площадью Arp = 25 м, 2 высотой 0 15 м, формовочная смесь 25 м, 3 длина каждой ступени плунжера по 1 м. Тогда приблизительно массы (m«) груза с приводом (штоками пневмоцилиндров) 30 т, опоки 12 т, стола 15 т, формовочной смеси с

5 моделью 25 т, шарнира с подмодельной плитой 28 т. Общая масса подвижных частей (тн) приблизительно равна 100 т.

При подаче рабочей жидкости давлением 100 МПа под торец плунжера с диамет10 ром 1 м при закрытом управляющем клапане получают силу Еб.

FR= 100õ 10 (3,14 — 1,05) = 209 х 10 Н.

Эта сила уравновешивается усилием, действующим на торец плунжера с диамет15 ром 1,63 м, создавая давление Pz жидкости, которое определяется

P2 = = 200 х10 Па.

209 х 10 б

При открытии управляющего клапан принимают условие практически мгновенного выравнивания давления в полостях рабочего цилиндра, тогда подъемная сила F>, 25 действующая на подвижные части,определится

Еа = (3,14 2.1) х 100 х 10 =- 104 х 10 Н =

=106 х 10 кг.

Эта сила придает подвижным частям ус30 „р,н„, Ез 9 106х10 х9 8 =1040 /с гпп 100 10з

35 где g — ускорение силы тяжести, м/с .

Тогда в начале движения давление Рин от силы инерции F H груза массой ЗО т на верхнюю повеохность формовочной смеси

40 площадью 25 м составляет без учета усилия от пневмоцилиндров

Еин mrp a ЗО х 10 х 1040

Arp 25 98х 25

=1270000Н/м2 (1,27 МПа), Формовочная смесь у модели и подмодельной плиты получает дополнительное

50 давление за счет сил инерции массы столба формовочной смеси в опоке, Таким образом, такое давление достаточно для надежного уплотнения смеси и даже с запасом, По литературным данным в

55 подобном процессе для нормального уплотнения смеси достаточно давление 0,4-3

МПа (см. журнал "Литейное производство", М 4, 1974 г., с.24. рис.2 и М 3, 1974, с.20, табл.2).

1759530

10

50

Приведенный расчет показывает, что при принятых параметрах устройства можно увеличить массу подвижных частей, а значит, и размеры опоки до 10 х 10 м, что позволяет формовать на устройстве (машине) опоки, которые в настоящее время формуются вручную. Можно также снизить рабочее давление (с 100 до 32 МПа) в жидкости, что повышает надежность и безопасность эксплуатации машины беэ существенного снижения ее технологических возможностей.

На чертеже схематично изображено устройство для уплотнения литейных форм.

Устройство содержит стол 1 с опокой 2, установленной на подмодельной плите 3 и дозаполненной формовочной смесью 4 с моделью 5, Над опокой 2 расположен груз

6, соединенный с приводом 7 (например, в виде штоков пневмоцилиндров). закрепленным на поперечине 8, связанной шпильками 9 с рабочим цилиндром 10, в котором расположен ступенчатый плунжер 11, имеющиЙ диаметры бОльший (б5), меньший (dM) и средний(бср), По этим диаметрам плунжер

11 уплотняется с цилиндром 10 уплотнителями, образуя полости 12 и 13, сообщенные короткой гидролинией 14, на которой установлен управляющий клапан 15. Вся установка установлена на амортизаторе 16.

Устройство работает следующим образом, Снаряженная опока 2 на подмодельной плите 3 с моделью 5 и формовочной смесью

4 подается по рольгангу на стол 1. Привод 7 опускает груз 6 на формовочную смесь 4, предварительно подпрессовывая ее. Рабочая жидкость под давлением подается в полость 12, поскольку управляющий клапан 15 на гидролинии 14 закрыт, то в полости 13 мультиплицируется давление жидкости, пропорциональное размерам плунжера 11 в сечениях с диаметром do, d и dp. Поэтому плунжер 11 со столом 1 и снаряженной опокой 2 удерживается практически в исходном положении, а в полостях 12 и 13 накапливается энергия упругой деформации сжатой жидкости и материала цилиндра 10 и плунжера 11. Открывается управляющий клапан

15, открывая гидролинию 14 и соединяя полости 12 и 13, в которых давление выравнивается. Появляется усилие, действующее на подвижные части, состоящие из плунжера

11 (со штоком и дополнительным плунжером), стола 1, подмодельной плиты 3, опоки

2, смеси 4 модели 5, груза 6 и привода 7.

Величина этого усилия равна давлению жидкости в полости 12, умноженному на кольцевую площадь плунжера с размерами бб и бср, и падает от максимума до 0 по мере движения плунжера 11. Создается ускорение, величина которого определяет дополнительное усилие от сил инерции груза 6, действующее на формовочную смесь 4. 3а счет упругой энергии подвижные части движутся вверх, величина этой энергии гасится массой подвижных частей и усилием от привода 7. При движении подвижных частей вверх цилиндр 10 просаживается на амортизаторах 16. После достижения верхнего положения под действием усилия привода и груза подвижные части движутся вниз и останавливаются, воздействуя плунжером 11 на жидкость и дополнительно уплотняя формовочную смесь 4. Полости 12 и 13 соединяются со сливом, стол 1 опускается на упоры, груз 6 поднимается и опока 2 удаляется из устройства. Закрывается клапан 15, на стол

1 подается новая снаряженная опока 2 и устройство готово к следующему циклу.

Предлагаемое устройство позволяет повысить грузоподьемность стола, массу и размеры спок с уплотняемой литейной формой за счет увеличения диаметров плунжера.

Формула изобретения

Устройство для уплотнения литейных форм, содержащее рабочий стол, гидроцилиндр, плунжер которого жестко закреплен снизу рабочего стола, и груз с приводом его перемещения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет увеличения грузоподъемности рабочего стола, оно снабжено дополнительным плунжером, размещенным в полости, выполненной в гидроцилиндре, и связанным штоком с основным плунжером. при этом обе полости сообщены с гидросистемой посредством управляющего клапана.

5

«f

t1

/Я

УрсЬ юс иС

f0

Л

Тб

Составитель M. Стрельникова

Редактор Е. Полионова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор И. Шмакова

Заказ 3139 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101