ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАДРЕССОРНОЙ БАЛКИ

Полезная модель относится к литейному производству и может быть использована при изготовлении надрессорных балок ходовых тележек железнодорожных грузовых вагонов с помощью литейных форм, получаемых методом вакуумно-пленочной формовки.
Известна принятая за наиболее близкий аналог литейная форма для изготовления надрессорной балки, включающей верхний пояс, выполненный с цилиндрическим подпятником с опорной поверхностью и упорным кольцевым буртом, с опорными площадками под скользуны с крепежными отверстиями, нижний пояс, выполненный с опорной поверхностью для пружин рессорного подвешивания, вертикальные боковые стенки с отверстиями, соединяющие верхний и нижний пояса, и карманы для установки клиньев фрикционных гасителей колебаний в концевых частях надрессорной балки, содержащая нижнюю и верхнюю полуформы из формовочного материала со связующим на основе смолы, имеющие полости, образующие при смыкании литейную полость, формирующую внешний контур надрессорной балки, стержни, формирующие внутренний контур надрессорной балки, и литниковую систему, включающую стояк, литниковые ходы и прибыли, размещенные в зонах опорной поверхности подпятника, опорных площадок под скользуны и карманов надрессорной балки (US 20120291661 А1, опубл. 22.11.2012).
Техническая проблема, не решаемая известным техническим решением, заключается в высокой вероятности образования литейных дефектов в надрессорной балке, отлитой в известную литейную форму, таких как коробление, холодные и горячие трещины, а также образования термических напряжений при остывании отливок.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в повышении качества и надежности изготовленной в литейной форме надрессорной балки тележки грузового вагона.
Указанный технический результат достигается тем, что в литейной форме для изготовления надрессорной балки, включающей верхний пояс, выполненный с цилиндрическим подпятником с опорной поверхностью и упорным кольцевым буртом, с опорными площадками под скользуны с крепежными отверстиями, нижний пояс, выполненный с опорными площадками на пружины рессорного подвешивания, вертикальные боковые стенки с отверстиями, соединяющие верхний и нижний пояса, и карманы в концевых частях надрессорной балки, для установки клиньев фрикционных гасителей колебаний, содержащей нижнюю и верхнюю полуформы из формовочного материала, имеющие полости, образующие при смыкании литейную полость, формирующую внешний контур надрессорной балки, стержни, формирующие внутренний контур надрессорной балки, и литниковую систему, включающую стояк, литниковые ходы и прибыли, размещенные в зонах опорной поверхности подпятника, опорных площадок под скользуны и карманов в концевых частях надрессорной балки, при этом в верхней полуформе размещены выпоры, установленные в зонах опорной поверхности подпятника, опорных площадок под скользуны, карманов в концевых частях надрессорных балок и над оболочками прибылей, согласно полезной модели, нижняя и. верхняя полуформы изготовлены вакуумно-пленочной формовкой и состоят из сыпучего формовочного материала, заключенного в опоки и герметизированного синтетическими пленками.
В частных формах реализации оболочки прибылей, над которыми установлены выпоры, выполнены без верхней крышки с организацией выпоров от верхнего края оболочки прибыли до верхней поверхности опоки, а диаметры выпоров выполнены не превышающими диаметров оболочек прибылей.
В предпочтительной форме реализации литейная форма состоит из двух равных частей, расположенных параллельно друг другу, при этом стояк литниковой системы расположен между двумя частями нижней полуформы на линии поперечной оси.
Изготовление литейной формы надрессорной балки с помощью вакуумно-пленочной формовки в совокупности с предлагаемым расположением выпоров позволяет получить отливку надрессорной балки без внутренних и внешних дефектов, с улучшенными прочностными свойствами. Выполнение оболочек прибылей, над которыми установлены, выпоры, без верхней крышки с организацией выпоров от верхнего края оболочки прибыли до верхней поверхности опоки, а также выполнение диаметров выпоров соизмеримыми с диаметрами прибылей способствует увеличению выхода газов, что улучшает питание металлом зон тепловых узлов отливки надрессорной балки. Размещение стояка между двух частей литейной формы при изготовлении литейной формы из двух равных частей, расположенных параллельно друг другу, способствует наиболее равномерному заполнению металлом литейных полостей литейной формы. В совокупности предлагаемая конструкция литейной формы обеспечивает повышение качества и надежности надрессорной балки тележки грузового вагона, изготовленной в этой литейной форме.
Реализация предлагаемой полезной модели иллюстрируется графическими материалами, где представлены:
на фиг. 1 - отливка надрессорной балки с литниковой системой, состоящая из двух равных частей, аксонометрическая проекция;
на фиг. 2 - нижняя полуформа, аксонометрическая проекция;
на фиг. 3 - верхняя полуформа, аксонометрическая проекция;
на фиг. 4 - верхняя опока в сборе с моделью надрессорной балки, продольный разрез.
На фиг. 1 изображена пара отливок 1 надрессорной балки после извлечения из литейной формы и до удаления элементов литниковой системы. Каждая из отливок надрессорной балки содержит верхний пояс 2, нижний пояс 3, вертикальные боковые стенки 4 с отверстиями, соединяющие верхний 2 и нижний 3 пояса, и карманы 5 в концевых частях надрессорной балки для установки клиньев фрикционных гасителей колебаний. Верхний пояс 2 выполнен с цилиндрическим подпятником 2.1 с опорной поверхностью и упорным кольцевым буртом, с опорными площадками 2.2. под скользуны с крепежными отверстиями. Нижний пояс 3 выполнен с опорными площадками на пружины рессорного подвешивания (позицией не показаны).
Литниковая система включает стояк 6, литниковые ходы 7, прибыли 8, выпоры 9. Стояк 6 расположен между двумя частями отливки 1, расположенными параллельно друг другу, на линии поперечной оси О-О. Оболочки прибылей 8 размещены в необходимых для дополнительного питания зонах, какими являются зоны опорной поверхности подпятника 2.1, опорных площадок 2.2 под скользуны и карманов 5. Выпоры 9 размещены в необходимых для исключения газовых дефектов и засоров зонах, какими являются зоны над оболочками прибылей 8 и наиболее удаленные по высоте и длине от местоположения стояка 6 зоны опорной поверхности подпятника 2.1, опорных площадок 2.2 и карманов 5. Выпоры 9, которые расположены над прибылями 8, могут быть выполнены с диаметрами величиной до величины диаметров оболочек прибылей 8. С целью обеспечения наиболее эффективного газоотведения соотношение суммарной площади сечения выпоров 9 к площади сечения стояка 6 составляет не менее чем 2:1.
Нижняя полуформа (фиг. 2) содержит литейную полость 10.1, поверхность которой формирует внешний контур нижней части надрессорной балки. Внутри полости 10.1 размещены стержни 11, которые формируют внутренний контур, подпятник надрессорной балки. Нижняя полуформа ограничена нижней опокой 12, которая заполнена сыпучим формовочным материалом 13, например, сухим песком.
Верхняя полуформа (фиг. 3) содержит полость 10.2, поверхность которой формирует внешний контур верхней части надрессорной балки. Верхняя полуформа ограничена верхней опокой 14, которая заполнена таким же формовочным материалом 13.
В верхней опоке 14 (фиг. 4) параллельно друг другу и равномерно по длине верхней опоки 14 установлены вакуумные трубки 15, каждая из которых расположена, на одинаковом расстоянии, составляющем не менее 3 см, относительно внешнего контура модели 16 надрессорной балки. Аналогичным образом установлены вакуумные трубки в нижней опоке 12.
Работает полезная модель следующим образом.
При изготовлении нижней и верхней полуформ литейной формы для литья надрессорной балки применяют известную технологию вакуумно-пленочной формовки. Для этого на подмодельную плиту 17 (фиг. 4) устанавливают модель 16 надрессорной балки, затем на поверхность модельной оснастки накладывают предварительно размягченную нагреванием синтетическую пленку, вакуумируют полости подмодельной плиты 17 и модели 16, включая вакуумный насос, наносят на синтетическую пленку антипригарное покрытие.
В полуформах закрепляют элементы литниковой системы - стояк 6, литниковые ходы 7, оболочки прибылей 8 и модели выпоров 9. Прибыли 8 размещают в зонах, где необходимо дополнительное питание отливки; такими местами в конструкции надрессорной балки являются зоны опорной поверхности подпятника 2.1, опорных площадок 2.2 под скользуны и карманов 5. Далее устанавливают верхнюю опоку 14, внутри которой расположены вакуумные трубки 15. Заполняют опоку 14 сыпучим формовочным материалом 13, например, сухим песком, уплотняют его и на контрлад опоки 14 накладывают синтетическую пленку. Опоку 14 вакуумируют вакуумным насосом с созданием разрежения в диапазоне от 0,2 атм до 0,5 атм. При этом создание разрежения ниже 0,2 атм ухудшает податливость формы и является трудно достижимым технологически; при создании разрежения выше 0,5 атм синтетические пленки не приобретают твердости, достаточной для удержания песка, что может привести к обвалу формы. После извлечения модели 16 получают готовую верхнюю полуформу литейной формы надрессорной балки.
При изготовлении нижней и верхней полуформ целесообразно одновременное устройство в каждой из полуформ пары равных литейных полостей под отливки надрессорных балок. Для этого первоначально на подмодельную плиту 17, имеющую достаточную для этого площадь, устанавливают по две модели 16, расположенные параллельно друг другу. Стояк 6 располагают равноудаленно между двумя частями нижней полуформы на линии поперечной оси О-О, что обеспечивает равномерную заливку металла.