Формовочная машина 253 М с поворотным механизмом уплотнения

Общий вид машины.cdw

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Размер опик в свету в мм
Диаметр цилиндра в мм
Габоритные размеры в мм
Ход поршня прессования в мм

Прессовый и встряхивающий механизм.cdw

БНТУ.ТОЛЦ.104118.В6.ДО-2012-02.000
Встряхивающий и прессовый
*Размеры для справок

Спецификация3.doc

ФоЗоПоОБОЗНАЧЕНИЕ НАИМЕНОВАНИЕ Кол.Приме-чан
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.00.00Сборочный чертеж 1
Крышка подшипника 1
Подшипник роликовый 1
Подшипник шариковый 1
Поршень неподвижный 1
Поршень подвижный 1
БНТУ.ТОЛЦ.104126.B10.2010.00.001CБ
Разрабо Механизм поворота ЛистЛистов

СОДЕРЖАНИЕ.doc

Обзор оборудования для изготовления форм встряхиванием и прессованием
Классификация прессующих механизмов 5
Классификация встряхивающих механизмов 10
Описание конструкции и принципа и работы ФОРМОВОЧНОЙ МАШИНЫ С
ПОВОРОТНЫМ МЕХАНИЗМОМ
Расчет основных параметров машины применительно к прессовому уплотнению
и построение СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ индикаторной диаграммы 19
Описание механизма УПЛОТНЕНИЯ и МЕХАНИЗМА
Техника безопасности при работе на формовочной
Список использованных Источников
Встряхивающая формовочная машина.
Пояснительная записка
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.00.000ПЗ

Спецификация1.doc

ФоЗоПоОБОЗНАЧЕНИЕ НАИМЕНОВАНИЕ Кол. Приме-
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.01.00Сборочный чертеж 1
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.00.00Механизм поворота 1
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.00.00Механизм уплотнения 1
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.01.000СБ
ИзЛист№ документаПодпиДат
Разрабо Молочко Общий вид формовочной машиныЛистов
тал с поворотным механизмом

ЧертежА3-3.cdw

БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.00.000
Индикаторная диаграмма
встряхивающего механизма

Спецификация2.doc

ФоЗоПоОБОЗНАЧЕНИЕ НАИМЕНОВАНИЕ Кол.Приме-ч
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.00.00Сборочный чертеж 1
Поршень встряхивающий 1
Поршень прессовый 1
Цилиндр встряхивающий 1
Цилиндр прессовый 1
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.00.002CБ
Разработ Механизм уплотнения ЛистЛистов

Ведомость электронного носителя.doc

ФоЗоПоОБОЗНАЧЕНИЯ НАИМЕНОВАНИЕ Кол.Приме-чан
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.01.0Машина с поворотным
механизмом уплотнения 1 01250 Мб
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.00.0Механизм уплотнения 1 01533 Мб
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.00.0Механизм поворота 1 04697 Мб
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.00.0Индикаторная диаграмма
прессового механизма 1 00553 Мб
Пояснительная записка 1 18900 Мб
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.00.0
Спецификация1 1 00747 Мб
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.01.0
БНТУ.ТОЛЦ.104126.В10.2010.00.0Спецификация2 1 00742 Мб
Спецификация3 1 00742 Мб
БНТУ.ТОЛЦ.104126.B10.2010.00.000
ИзЛист№ докум. ПодпиДата
Разраб. Молочко Ведомость электронного ЛистЛистов
ВЕДОМОСТЬ ЭЛЕКТРОННОГО НОСИТЕЛЯ

Министерство образования Республики Беларусь.doc

Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Кафедра “Металлургия литейных сплавов”
Пояснительная записка
по дисциплине: «Технологическое оборудование литейных цехов»
Встряхивающе – прессовая формовочная машина
Руководитель проекта к.т.н.
Обзор оборудования для изготовления форм прессованием и встряхиванием
1 Обзор современного оборудования для уплотнения форм
2 Обзор современного оборудования для уплотнения форм
3 Обзор современного оборудования для уплотнения форм одновременно
встряхиванием и прессованием ..9
Описание конструкции и принципа работы машины 253М. Определение
характера воздухораспределения
Расчет основных параметров машины применительно к встряхивающему
механизму уплотнения и построение индикаторной диаграммы встряхивающего
Описание прессового и встряхивающего механизма стойки левой
Техника безопасности при работе на формовочной
Список использованных
В настоящее время большую часть отливок получают в разовых песчаных
формах. На формовочных машинах и автоматах выполняется одна из наиболее
ответственных операций процесса получения оливок — изготовление форм. От
качества формы зависит качество отливки: ее точность состояние
поверхности. Качество формы зависит прежде всего от метода ее уплотнения
поэтому в последние десятилетия большое внимание уделялось
совершенствованию существующих и разработке новых способов
Актуальность этой проблемы обусловлена не только стремлением повысить
качество отливок получаемых в наиболее дешевых разовых песчаных формах но
и желанием создать высокопроизводительные универсальные надежные
процессы легко поддающиеся автоматизации. Появились новые методы
уплотнения (импульсное уплотнение скоростное прессование различные
модификации статического прессования) однако в настоящее время нет
однозначных рекомендаций о рациональных областях применения как новых так
и известных методов уплотнения нет рекомендаций и по выбору режимов
уплотнения. Одна из главных причин такого положения — эмпирический подход к
определению параметров процесса уплотнения.
Отсутствие единой для всех процессов уплотнения математической модели
не позволяет оценить влияние тех или иных факторов на процесс не дает
возможности выбрать оптимальные параметры работы механизма.
Целью данного проекта является проектирование встряхивающе- прессовой
формовочной машины 253М для уплотнения нижних полуформ.
ОБЗОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМ ПРЕССОВАНИЕМ И ВСТРЯХИВАНИЕМ
1 Обзор современного оборудования для уплотнения форм встряхиванием
Простейшим конструктивным типом встряхивающей формовочной машины
является встряхивающий стол который представляет собой пневматический
встряхивающий механизм служащий лишь для уплотнения литейных форм или
стержней и не имеющий дополнительных механизмов для извлечения моделей из
формы или стержня из ящика. Простые встряхивающие столы строятся различной
грузоподъемностью и применяются для набивки форм и стержней в единичном и
мелкосерийном производстве причем вынимание модели из формы или стержней
из ящика осуществляется вне машины с помощью подъемных средств или же
специальных дополнительных поворотно-вытяжных механизмов.
Встряхивающие формовочные машины для безопочной формовки и съемных
или разъемных опоках по двусторонним модельным плитам имеют кроме
встряхивающего также механизм подпрессовки. Встряхивающий механизм при
этом встраивается внутрь поршня механизма подпрессовки. Общая компоновка
такой машины аналогична компоновке формовочной машины с расположением
рабочего цилиндра внизу на станине. Встряхивающие машины с подпрессовкой
для безопочной формовки имеют гладкий рабочий стол и делаются без
штифтоподъемного механизма. Переворачивание опок разборка формы перед
извлечением модельной плиты и сборка формы производятся формовщиком вручную
на столе такой машины.
Последовательные операции формовки и сборки безопочной формы на
встряхивающе-прессовой машине для безопочной формовки американской фирмы
Эта машина имеет специальные приспособления для переворачивания
формы после набивки нижней опоки разборки формы перед извлечением
модельной плиты и для сборки формы. Съемные алюминиевые опоки для
переворачивания. Механизм поворота формы состоит из горизонтального Подъем
комплекта опок производится с помощью поворота вала от специального
пневмоцилиндра переворачивание формы в таком поднятом положении вручную.
На прессовой плите имеются пневматические приспособления с лапами для
захвата верхней опоки которая отводится на траверсе в сторону для
извлечения модельной плиты из нижней опоки. При сборке формы верхняя опока
поворачивается на траверсе обратно в прежнее положение над столом после
чего стол машины поднимается и происходит спаривание полуформ.
Встряхивающие формовочные машины для средних размеров опок — до (1000 -
00) X (800 - 1000) мм обычно (но не всегда) имеют дополнительный механизм
Поворотные встряхивающие формовочные машины (обычно с подпрессовкой)
для нижних опок все более широко применяются в последние годы.
Встряхивающие формовочные машины для крупных опок делают без
подпрессовки и чаще всего снабжают перекидным столом и вытяжным устройством
для извлечения модели из формы.
Общая компоновка автоматической формовочной машины с уплотнением форм
одновременным встряхиванием и прессованием американской фирмы «SPO».
Такими машинами оборудованы три автоматические литейные линии среднего
литья в чугунолитейном цехе Волжского автозавода. Машина однопозиционная
размеры опок 800 X 700 X 260 мм без крестовин производительность 270
Компоновка автоматической формовочной машины с уплотнением форм
одновременным встряхиванием и прессованием фирмы «Kуnkel Wagner» (ФРГ).
Такими машинами оснащены новые автоматические литейные линии в литейных
цехах Московского автозавода им. И. А. Лихачева и Горьковского автозавода.
Машина трехпозиционная с размещенной в середине позицией насыпки смеси в
опоку и протяжки и двумя позициями уплотнения форм расположенных справа и
Опоки проходят через среднюю позицию машины. На ней производится прием
очередной пустой опоки засыпка ее смесью с помощью дозатора и затем
передача этой полуформы на одну из позиций уплотнения правую или левую
поочередно. Уплотненная полуформа возвращается на среднюю позицию где
производится протяжка модели и готовая полуформа выдается на сборку а на
место этой полуформы принимается очередная пустая опока.
Таким образом данная машина имеет две качественно различные позиции —
среднюю 1-ю позицию и дублированную 2-ю левую и правую позиции уплотнения
и по признаку компоновки агрегатов является двухпозиционной. Однако
территориально число позиций или рабочих мест на ней получается равным
трем. Поэтому машины этого типа условно называют трехпозиционными. Следует
также отметить что операции на данной машине выполняются не по обычному
для многопозиционной обработки циклу с разделением по месту и совмещением
по времени. Здесь маршрут формуемой опоки таков что она со второй позиции
снова возвращается на первую для протяжки модели и выдачи в поток на
сборку. На машине находятся в работе два модельных комплекта монтированные
на салазках занимающих одновременно две позиции машины среднюю и одну из
крайних и передвигающихся по очереди из одного положения в другое.
2 Обзор современного оборудования для уплотнения форм прессованием
Вибропрессовая машина с поршневым прессующим механизмом мод. 226.
Большинство прессовых формовочных машин работающих с низким удельным
давлением прессования 02 — 04 МПа (2—4 кгссм2) используется в
мелкосерийном производстве. Они снабжаются вибраторами и представляют литой
прессовый цилиндр в котором перемещается прессовый поршень несущий на
себе стол машины. Пуск воздуха в прессовый цилиндр во многих машинах
производится автоматически при установке траверсы и подготовленного
комплекта (модель опока смесь) в рабочее положение. С этой целью
некоторые машины снабжаются автоматическим клапаном давления который
выключает машину по достижении заданного давления прессования.
Прессующий механизм с гибкой диафрагмой. При уплотнении смеси плоской
колодкой над моделью и по ладу полуформы получается переуплотнение а по
боковым поверхностям модели — недоуплотнение смеси. Прессование литейных
форм гибкой диафрагмой позволяет устранить этот существенный
технологический недостаток метода уплотнения прессованием плоской колодкой.
Достигается это тем что гибкая диафрагма под действием сжатого воздуха
впускаемого в головку машины давит на формовочную смесь в опоке обжимая и
уплотняя ее равномерно со всех сторон модели. Рабочая поверхность диафрагмы
обычно превышает площадь опоки на 30—40%. Давление диафрагмы на смесь т.
е. удельное давление прессования будет равно давлению в заводской сети —
—06 МПа (5—6 кгсм2). Стойкость резиновой диафрагмы толщиной 6 мм
составляет ~ 23000 съемов (формовок). Для диафрагменного прессования
созданы специальные формовочные автоматы проходного типа встроенные в
автоматическую формовочную линию.
Прессующий механизм с многоплунжерной головкой. Уплотнение литейных форм
многоплунжерной головкой так же как и гибкой диафрагмой обеспечивает
более равномерное распределение плотности смеси как вокруг модели так и по
всему объему формы. Многоплунжерная прессовая головка в зависимости от
размеров формы может иметь от 30 до 100 плунжеров на штоках которых
закреплены башмаки — подвижные прессовые колодки уплотняющие формовочную
смесь в опоке. Каждый башмак под действием давления масла осуществляет
прессование независимо от других и обжимает смесь как над моделью так и
вокруг нее. Объединяя плунжеры в несколько групп и подавая в каждую масло
под различным давлением можно производить поочередное (раздельное по
времени) прессование отдельных полостей форм обеспечивая тем самым лучшие
условия перетекания смеси внутри формы и более равномерное ее уплотнение.
При разработке конструкций пневматических прессовых машин необходимо
предусматривать оснащение их аппаратурой для подготовки воздуха на входе
(водоотделителями маслораспылителями); аппаратурой для стабилизации
заданного давления сжатого воздуха (регуляторами давления редукционными
клапанами реле давления); аппаратурой для защиты механизмов и
обслуживающего персонала (обратными клапанами блокировочными устройствами
Рычажно-прессовый механизм. В рычажно-прессовых машинах усилие
прессования создается механизмом представляющим сочетание пневматического
цилиндра с механическим усилителем рычажного типа. Такие механизмы
позволяют создавать прогрессивно возрастающие усилия и получать высокие
удельные давления прессования. Примером может служить прессовый
пневморычажный автомат модели 5833Г (конструкции НИИ тракторосель-хозмаша).
Автомат работает в составе автоматической формовочной линии (для отливок
массой до 50 кг). Линия состоит из следующих технологических участков:
выбивки и распаривания опок; формовки верхних полуформ; формовки нижних
полуформ; сборки форм; заливки форм; охлаждения форм. В качестве
транспортных средств для перемещения опок полуформ собранных и залитых
форм в линии использованы приводные роликовые конвейеры а также система
специализированных толкателей и отсекателей. Такая система транспорта
обеспечивает гибкую связь между элементами линии. Залитые и охлажденные
формы поступают на участок выбивки где производится сталкивание их с
подопочных плит выбивка опок путем выдавливания кома разделение
(распаровка) опок на верхнюю и нижнюю с последующей передачей на
соответствующие участки формовки. Подготовленные на формовочных автоматах
полуформы после простановки стержней поступают на участок сборки форм.
Здесь верхняя полуформа поднимается и переворачивается вниз разъемом а
нижняя в это время устанавливается под ней. Затем верхняя опока
устанавливается на нижнюю и таким образом собранная форма опускается на
ролики конвейера по которому и перемещается на участок заливки.
Мундштучные прессовые машины. Мундштучные прессовые машины
предназначаются для формовки цилиндрических и призматических стержней с
поперечными размерами 20—100 мм.
Особенностью мундштучных машин является то что для изготовления стержней
не требуется стержневых ящиков. Принцип работы этих машин основан на
выдавливании стержневой массы через специальные сменные насадки —
мундштуки. Стержни изготовленные на таких машинах обладают равномерной
плотностью хорошей газопроницаемостью высокой прочностью и
высококачественной поверхностью.
Рабочим органом у мундштучных машин является плунжер или шнек. В
мундштуке устанавливается пруток для создания в стержне вентиляционного
канала. После сушки стержни разрезаются на куски требуемой длины.
Мундштучные машины выпускаются одноручьевыми и много-ручьевыми.
встряхиванием и прессованием
При прессовании под высоким давлением с помощью многоплунжерной головки
происходит более равномерное уплотнение набивки формы над моделью и в
глубоких карманах формы например вокруг высокой модели. Но даже в этой
своей последней модификации прессование под высоким давлением не полностью
устраняет органический дефект в распределении плотностей по объему формы и
имеет существенные технологические ограничения в отношении характера
формуемых моделей по конфигурации и расположению их в опоке. Этот способ не
является вполне удовлетворительным для корпусных деталей при формовке в
одной опоке одной или нескольких крупных и высоких моделей с крутыми
стенками. Несмотря на расчлененную прессовую головку и множество прессующих
башмаков глубокие карманы формы между моделями и между моделями и стенками
опоки подпрессовываются недостаточно при очень плотной набивке мест над
моделями и всей формы в целом.
По указанной причине уплотнение форм путем чистого прессования под
высоким давлением начиная с 60-х годов постепенно уступает место
технологически более гибкому и эффективному методу уплотнения с помощью
одновременного встряхивания и прессования.
Схема механизма для уплотнения литейных форм с помощью одновременного
встряхивания и прессования приведена на рис. 1. При включении одновременно
встряхивающего и прессового цилиндров прессовый поршень поднимает стол
машины и выбирает расстояние между верхней кромкой формы и прессовой
колодкой. Это расстояние в таких механизмах делается большим 150—200 мм и
более (что позволяет производить на них также уплотнение и чистым
встряхиванием). Поэтому во время подъема стола прессовым поршнем успевает
произойти некоторое количество ударов предварительного встряхивания.
Встряхивающая часть механизма работает при этом как обычный встряхивающий
механизм с амортизацией ударов. И лишь после того как форма будет прижата к
прессовой колодке начинается собственно процесс встряхивания с
одновременным прессованием. При встряхивании с одновременным прессованием
уплотняемая форма на столе машины оказывается таким образом прижатой
прессовым поршнем к прессовой колодке в качестве которой обычно здесь
применяется пассивная многоплунжерная головка (на эскизе показана жесткая
прессовая колодка). Встряхивающий поршень со столом остается неподвижным.
Ударный же массивный подпружиненный поршень или амортизатор наносит
частые удары снизу по столу машины; эти удары передают набивке формы и
возбуждают в ней направленные вниз инерционные силы или импульсные
сжимающие напряжения дополнительно к статической прессующей нагрузке.
Рис.1 Схема механизма для уплотнения литейных форм встряхиванием с
одновременным прессованием
– встряхивающий поршень; 2 – амортизатор; 3 – прессовый поршень; 4 –
Эти дополнительные напряжения от ударов амортизатора являются небольшими
по сравнению с напряжениями прессования (под высоким давлением). Однако
такие удары особенно в начале процесса уплотнения оказывают весьма
положительное действие на пробиваемость карманов формы и выравнивают
плотность смеси в форме.
Встряхивание (т. е. удары амортизатора по столу) в таком комплексном
механизме производится с большой частотой 10—12 ударов в секунду (примерно
втрое чаще чем в обычных встряхивающих машинах). Поэтому при общей
продолжительности цикла уплотнения 3—5 с число произведенных на одну форму
ударов амортизатора в первые 1—2 с получается достаточно большим и действие
их эффективно. Можно предположительно считать что уплотнение карманов
формы при таком комплексном нагружении определяется именно действием этих
ударов а интенсивное прессующее нагружение дает общую высокую твердость
Кроме этого наличие подобного комплексного механизма на формовочной
машине позволяет применять уплотнение форм как одновременным встряхиванием
и прессованием так и раздельным встряхиванием с последующим прессованием
(либо с последующим одновременным встряхиванием и прессованием) а также и
уплотнение одним чистым прессованием. Эти возможности делают современные
формовочные машины с механизмами данного типа технологически весьма
Обычно механизмы для одновременного встряхивания и прессования
выполняются с прессовым цилиндром развивающим давление на прессовой
колодке 12—15 кгссм2.
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА РАБОТЫ МАШИНЫ 253М. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ХАРАКТЕРА ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Встряхивающая формовочная машина модели 253М с подпрессовкой и поворотной
плитой конструкции НИИЛИТМАШа предназначена для формовки нижних опок
Рис.2 Формовочная машина модели 253М
– стойка левая; 2 – колонка управления; 3 – стойка правая; 4 – стол
поворотный; 5 – уплотняющий механизм; 6 – цилиндр поворотного стола; 7 –
зажимы; 8 – скребок; 9 – станина
Опока для формовки устанавливается на модельную плиту укрепленную на
поворотном столе 4 (Рис. 2) машины. Стол механизма уплотнения 5
поднимается принимает на себя поворотный стол 4 с опокой и производит их
встряхивание. После встряхивания стол механизма 5 опускается скребок 8
приводимый в действие пневматическим цилиндром сгребает излишек смеси с
верха полуформы оставляя слой смеси на подпрессовку. На поверхность смеси
накладывается подопочный щиток и опока вместе со щитком закрепляются на
поворотном столе пневматическими зажимами 7. Поворотная плита далее
перевертывается на цапфах цилиндром поворота 6 на 180°. Стол механизма
уплотнения 5 поднимается и производит до-прессовку смеси дожимая щиток до
опоки. В это время зажимы освобождают полуформу и при обратном движении
стола механизма 5 она опускается вместе с ним на подопочном щитке. При этом
производится вытяжка модели из полуформы. Для облегчения вытяжки на столе 4
установлены пневматические вибраторы. Полуформа укладывается на приемный
рольганг с которого она на щитке сталкивается на цеховой рольганг для
сборки. Механизм уплотнения 5 укреплен в станине 9 машины. По краям станины
смонтированы две стойки: правая 1 и левая 3 в головках которых расположены
призмы поворотной плиты.
РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ МАШИНЫ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ВСТРЯХИВАЮЩЕМУ
МЕХАНИЗМУ УПЛОТНЕНИЯ И ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ ВСТРЯХИВАЮЩЕГО
Размер опоки в свету А0 x В0 x Н0=600 x 500 x 250 мм.
Давление воздуха в магистральной сети Р0=580 кПа.
Грузоподъемность G= 400 кг или Q=392кН.
Сила трения возникающая при перемещении встряхивающего поршня:
где Q – грузоподъемность кН;
R=025 х 392 =098 кН.
где Fn – площадь встряхивающего поршня м2 ;
α – коэффициент учитывающий возможные протечки воздуха.
α = 105 11. Выбираем α=105.
Q – вес поднимаемых при встряхивании частей машины включая полезную
Индикаторная диаграмма встряхивающего цилиндра при наличии отсечки
воздуха отличается от диаграммы механизма без отсечки воздуха в основном
тем что она имеет на линии хода вверх дополнительный участок расширения
воздуха в замкнутом цилиндре а на линии хода вниз – соответствующий
участок сжатия воздуха. На этих участках как впускное так и выхлопное
отверстия закрыты. Изменение состояния воздуха на этих участках может быть
принято адиабатическим.
Индикаторная диаграмма строится по практическим данным.
Основные практические параметры находятся в следующих пределах:
высота встряхивания (ход поршня)
Se = 05 х S м; (3.4)
где S – высота встряхивания (ход поршня) м;
Se = 05 х 008=004 м;
Sr = 03 х Se м; (3.5)
где Se – ход наполнения м;
Sr = 03 х 004 =0012м;
ход движения по инерции
приведенная высота вредного пространства
Точка1 соответствует началу движения поршня вверх при пуске
встряхивающего механизма.
Давление воздуха на поршень должно преодолеть вес поднимаемых частей
машины с полезной нагрузкой Q и силу трения R поршня о стенки цилиндра.
где Fn – площадь встряхивающего поршня м2;
Q – вес поднимаемых при встряхивании частей машины включая
полезную нагрузку кН;
Ордината точки 1 диаграммы
Точка 2 соответствует моменту закрытия впускного отверстия при этом
выхлопное отверстие остается закрытым.
P2=P1+(50 100)≤P0 кПа
где Р1 – давление воздуха на поршень в точке 1 кПа;
Р0 – давление воздуха в магистральной сети кПа;
P2=5579+80=6379 кПа.
Ордината точки 2 диаграммы
где S0 – приведенная высота вредного пространства м;
Se – ход наполнения м;
Точка 3 соответствует моменту открытия выхлопного отверстия. На участке 2-
происходит расширение воздуха в замкнутом объеме. Давление воздуха в
где Р2 – давление воздуха на поршень в точке 2 кПа;
S0 – приведенная высота вредного пространства м;
Sr – ход расширения м;
k – показатель адиабаты k=141;
Ордината точки 3 диаграммы
S3=0064+004+0012=0116 м.
Точка 4 . От точки 3 до точки 4 поршень движется по инерции. В точке 4
израсходовав весь запас израсходованной энергии поршень останавливается и
начинает двигаться вниз.
Ввиду того что в машинах с отсечкой приток сжатого воздуха из сети в
цилиндр во время выхлопа прекращен избыточное давление в верхнем положении
поршня меньше чем в машинах без отсечки и составляет 10..30 кПа.
Ордината точки 4 диаграммы
S4=0064+004+0012+0028=0144 м
Точка 5 соответствует моменту закрытия выхлопного отверстия при движении
поршня вниз. Избыточное давление в конце выхлопа не превышает обычно 10..15
Ордината точки 5 диаграммы
Точка 6. На участке 5-6 происходит сжатие воздуха в цилиндре:
где Р5 – давление воздуха на поршень в точке 5 кПа;
Ордината точки 6 диаграммы
Где S0 – приведенная высота вредного пространства м;
В точке 6 открывается впускное отверстие и цилиндр начинает наполнятся
сжатым воздухом. На участке 6-1 диаграммы давление под поршнем растет за
счет избыточного давления воздуха в сети и сжатия воздуха под поршнем. В
точке 1 происходит удар стола машины о фланец цилиндра и уплотнение смеси
затем цикл движения поршня повторяется.
Анализ индикаторной диаграммы
На индикаторной диаграмме проводятся линии соответствующие линиям
избыточного давления [pic] и [pic].
Удельная работа удара отнесенная к единице площади поршня (кДжм2)
представляет разность площадей
e=nлх(e-h-b-c-e)-nлх(4-5-6-1-c-b-4)=nлх(k-h-4-5-6-k)-nлх(e-1-k-e)=Fлев-
где Fлев – площадь выраженная на диаграмме работой сил трения Джм2;
Fправ – площадь выраженная на диаграмме работой прессования Джм;
e = 13300-400=12900 Джм2.
Удельная работа удара отнесенная к единице веса падающих частей
где e – удельная работа удара кДжм2;
Fn – площадь встряхивающего поршня м2;
Удельная работа отражения стола после удара отнесенная к единице площади
поршня выражается разностью площадей
e’=nлх(1-3-4-b-c-1)-nлх(1-2-3-4-b-c-1)=nлх(3-a-4-3)-nлх(1-2-3-1)=fлев-fправ
где fлев – площадь выраженная на диаграмме 3-а-4-3 Джм2;
fправ – площадь выраженная на диаграмме 1-2-3-1 Джм2;
e’= 7010-2380=4630 Джм2.
Удельная энергия отнесенная к единице веса составит
где e’ – удельная работа отражения стола после удара кДжм2;
Коэффициент использования потенциальной энергии встряхивающего
где е0 – удельная работа удара кДжН;
S – высота встряхивания (ход поршня) м;
Расход сжатого воздуха за один удар встряхивания определяется как
разность между количеством воздуха в цилиндре до начала выхлопа (точка 3) и
количеством воздуха концу выхлопа (точка 5) в пересчете на свободный
Р3 – давление воздуха на поршень в точке 3 кПа;
Р5 – давление воздуха на поршень в точке 5 кПа;
Производительность 1 [pic] израсходованного воздуха
e – удельная работа удара кДжм2;
V – расход сжатого воздуха на один удар встряхивания м3;
Площадь сечения впускных и выпускных отверстий определяется объемом и
скоростью проходящего через них воздуха
где V1-2 - объем воздуха на пути наполнения Se м3;
[pic] – скорость прохода воздуха через впускное отверстие принимается
Р1 – давление воздуха на поршень в точке 1 кПа;
Р2 – давление воздуха на поршень в точке 2 кПа;
F0 – площадь выхлопного отверстия м2;
где [pic]– средняя скорость подъема поршня принимается в пределах
Сечение выпускного отверстия подсчитывается так же как и впускного
где V3-5 – расход сжатого воздуха на один удар встряхивания м3;
[pic]-время выпуска
Динамический расчет встряхивающего поршня.
При ударе встряхивающего стола поршень стремиться оторваться от него в
Максимальное напряжение в опасном сечении
Qпорш – все части поршня ниже опасного сечения кН;
Е – модуль упругости материала поршня (для стали Е=22108кНм2);
max – максимальное напряжение растяжения в сечении mn (для чугуна
L – длина от нижней кромки до опасного сечения м.
ОПИСАНИЕ ПРЕССОВОГО И ВСТРЯХИВАЮЩЕГО МЕХАНИЗМА СТОЙКИ ЛЕВОЙ
Механизм уплотнения 3 — прессовый и встряхивающий — состоит из прессового
цилиндра 1 (рис. 3) прессового поршня 3 и встряхивающего поршня. С
прессовым цилиндром скреплен кожух 6 в верхней части которого установлен
вкладыш 8 направляющий движение прессового поршня. В верхнем приливе
прессового поршня который одновременно является цилиндром встряхивающего
поршня укреплена скалка 7. Скалка служит направляющей для встряхивающего и
прессового поршня предотвращая их поворот вокруг вертикальной оси.
Рис.3 Прессовый и встряхивающий механизм
– цилиндр прессовый; 2 – кольцо поршневое; 3 – поршень прессовый; 4 –
поршень встряхивающий; 5 – кожух; 6 – кожух; 7 – скалка направляющая; 8 –
При подаче воздуха под прессовый поршень 3 он поднимается встряхивающий
поршень 4 лежащий на фланце прессового поршня доходит до поворотного
стола и поднимает его на 10 см. При этом нижний торец прессового поршня 3
открывает канал а в прессовом цилиндре 1. Сжатый воздух по каналу а через
полость б попадает в канал в оттуда в совмещенный с ним канал г в теле
прессового поршня и затем в канал д в теле встряхивающего поршня 4. Поршень
начинает подниматься. В тот момент когда нижний торец встряхивающего
поршня откроет отверстие е начинается выхлоп воздуха. Таким образом при
встряхивании встряхивающий цилиндр (он же прессовый поршень 3) лежит на
воздушной подушке которая частично ослабляет энергию ударов передаваемых
на фундамент машины.
В процессе прессования когда поворотный стол с полуформой повернут на
0° прессовый поршень не доходит до своего верхнего положения его торец
не доходит до канала а и встряхивания не происходит.
– левая стойка; 10 – пневматический цилиндр; 11 – рычаг; 12 – звено
шарнирное; 13 – буфер; 14 – стойка скребка; 15 – ограничитель поворота
плиты; 16 – планка направляющая; 17 – цапфа поворотной плиты; 18 - вкладыш
На левой стойке 9 (рис. 4) машины укреплен механизм поворота поворотной
плиты. Он состоит из качающегося пневматического цилиндра 10 двойного
действия рычага 11 и звена 12. При подаче воздуха в нижнюю полость
цилиндра 10 его шток через рычаг 11 и звено 12 поворачивает вокруг
горизонтальной оси ж поворотный стол. В конце поворота рычаг 11 нажимает на
буфер 13 благодаря чему достигается плавная остановка стола. Верхний упор
щеки стола упирается при этом в ограничительные винты 15 ввернутые в
приливы стойки и стол останавливается в горизонтальном перевернутом
Цапфы 17 (см. разрез по В— В) поворотного стола вращаются в бронзовых
втулочках вставленных в призматические вкладыши 18. При встряхивании
вкладыши (вместе с поворотным столом) перемещаются в вертикальном
направлении между сменными планками 16 укрепленными в головках стоек.
При повороте поворотного стола опока со щитком зажимается двумя
пневматическими зажимами (рис. 5). К штоку 21 поршня 24 находящегося в
корпусе 25 шарнирно прикреплены две тяги 26. К тягам двумя винтами
крепится и устанавливается на нужную высоту сам зажим состоящий из двух
стержней и поперечной планки (лапы) 27. Когда поршень 24 движется вверх то
выступы и на тяге упираются в упоры крышки корпуса тяги поворачиваются
вокруг оси 20 и откидываются в стороны растягивая пружину 28. Зажимы
освобождают опоку и не мешают ее съему или установке. При подаче воздуха в
верхнюю полость корпуса 25 тяги опускаются и одновременно под действием
пружин 28 встают в вертикальное положение. Происходит зажим опоки.
Рис.5 Пневматический зажим
– кронштейн; 20 – ось; 21 – шток; 22 – крышка; 23 – шайба; 24 – поршень;
– корпус; 26 – тяга; 27 – лапа; 28 - пружина
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ НА ФОРМОВОЧНОЙ МАШИНЕ
В конструкции формовочной машины необходимо предусматривать блокировки
обеспечивающие невозможность срабатывания механизмов машины пока не будет
достигнуто фиксированное положение соответствующих элементов. Машина должна
устанавливаться на виброизолирующий фундамент. Следует предусматривать:
механизированную уборку просыпанной смеси; крепление подмодельных плит и
опок к столу надежными устройствами; механизированную засыпку формовочной
смеси в опоки и разравнивание смеси перед уплотнением.
К обслуживанию машины должны допускаться лица хорошо знающие
конструкцию данной машины технологические приемы работы и получившие
инструктаж по технике безопасности и правилам безопасности работы на
До начала работы на машине обслуживающий персонал должен быть
ознакомлен с «Руководством по эксплуатации» а также со следующими
инструкциями прилагаемыми к руководству:
Инструкция по технике безопасности для операторов и наладчиков
Инструкция по технике безопасности при монтаже литейного оборудования;
Инструкция по технике безопасности проведения ремонтов литейного
На ряду с требованиями приведенными выше необходимо соблюдать
следующие требования безопасности:
Перед пуском машины или её отдельных частей проверить исправность
механизмов гидро-пневмооборудования оснастки и инструментов;
Убрать все посторонние предметы из зоны обслуживания машины и
обеспечить удобный подход ко всем механизмам;
Постоянно следить и предотвращать утечку и скопление различного масла
на полу около механизмов машины;
Не допускать регулировку наладку и смазку машины во время её работы а
также при неработающих механизмах но при включенной гидросистеме;
Запрещается находиться в зоне действия машины посторонним;
Запрещается во время работы машины находиться вблизи зон движущихся
По окончании работы рукоятку клапана управления установить в
нейтральное положение;
Все люки и проемы должны быть надежно закрыты ограждения исправны и
Соблюдать последовательность выполнения операций;
Все участки машины должны быть хорошо освещены;
Постоянно следить за исправностью оснастки не допускать их
Постоянно следить за состоянием крепления подмодельной плиты и опоки;
При обслуживании машины в качестве средств индивидуальной защиты
применять наушники ВЦНИИОТ-4А при их отсутствии эксплуатация машины
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Аксенов П.Н. Оборудование литейных цехов. – М.: Машиностроение 1977. –
Зайгеров И.В. Оборудование литейных цехов. – Кн.: Выш. школа 1980.-368
Королев В.М. Шитов Е.И. Оборудование литейных цехов: Учебно-метод.
пособие по курсовому проектированию для студ. спец. Т.02.01 –
“Металлургические процессы и материалообработка” и Т.02.02 – “Технология
оборудование и автоматизация обработки материалов ”. – Мн.: БГПА 1998. –
Аксенов П.Н. и Благонравов Б.П. – Атлас конструкций “Машины литейного
производства”. – М.: Машиностроение 1972. – 152 с.:
Встряхивающе-прессовая формовочная машина