Центробежно-литейная станция для изготовления и ремонта изделий из цветных металлов и их сплавов

Полезная модель относится к литейному производству, в частности к оборудованию для центробежного литья.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является центробежная литейная машина с горизонтальной осью вращения [SU 1212692, B22D 13/00, опубл. 23.02.1986], включающая установленный на станине в двух подшипниках качения шпиндель с приводом его вращения. На консольном конце шпинделя жестко закреплена консоль с быстросъемной формой-изложницей. Установленная в консоль форма-изложница может прижиматься к боковине консоли полой штангой с тарелкой на одном конце. На шпинделе установлены центробежные зажимы, зубья которых находятся в зацеплении с зубьями, выполненными на штанге. Машина снабжена отдельно стоящим на станине механизмом запирания формы-изложницы, состоящим из системы основного и дополнительного пневмоприводов на полом штоке с шариками в отверстиях, находящимися в контакте со снабженным пружиной штоком дополнительного пневмопривода, который установлен на полом штоке основного пневмопривода. Машина имеет два подпружиненных ползуна, один из которых размещен в полости штанги, а другой - в полости штока основного пневмопривода. Машина снабжена также заливочным устройством.
Полая штанга с тарелкой фиксируется в форме-изложнице приведением в действие основного пневмопривода. Далее включают привод вращения шпинделя. При вращении шпинделя с формой-изложницей осуществляется поджим формы-изложницы тарелкой штанги при помощи центробежных зажимов. При достижении заданных оборотов производят заливку формы-изложницы жидким металлом. По окончании заливки и охлаждения отливки привод вращения шпинделя останавливают и форму-изложницу извлекают приведением в действие основного и дополнительного пневмоприводов.
К недостаткам устройства-прототипа относятся следующие.
Применение жесткой слабо регулируемой системы пневмоприводов для фиксации и извлечения формы-изложницы в устройстве-прототипе приводит к тому, что работа машины недостаточно регулируема. В частности, извлечение изделия происходит преимущественно вместе с формой-изложницей и в виде «выстреливания». Так как тарелка поджимает зубчатыми зажимами саму форму-изложницу, а не изделие в ней, в устройстве-прототипе производится только изготовление отливок по форме изложницы, но практически невозможна организация ремонта изделий (подшипников, втулок и т.п.) с дефектом внутренней части.
Отсутствие прогрева изложницы по прототипу, а также открытый способ заливки жидкого металла значительно ограничивают температурный диапазон работы машины; производство отливок по прототипу невозможно при температурах расплавов выше плюс 800°С.
Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности устройства для изготовления изделий из цветных металлов и их сплавов за счет расширения температурного диапазона и повышения регулируемости его работы, в частности обеспечении возможности и плавности процессов фиксации и извлечения изготовляемого или ремонтируемого изделия без извлечения изложницы. Соответственно, значительным преимуществом заявляемой центробежно-литьевой станции (ЦЛС) является возможность ее применения не только для отливки, но и для ремонта изделий с дефектом внутренней части.
Поставленная задача решается тем, что центробежное литейное устройство для изготовления изделий из цветных металлов и их сплавов, включающее заливочное устройство, литейную изложницу с приводом вращения, тарелку фиксации с зубчатыми зажимами и механизм запирания литейной изложницы, отличается тем, что тарелка фиксации установлена своим центром на конце ведомого вала привода вращения центробежного литейного устройства, зубчатые зажимы в виде зубчатых реек с реечным механизмом установлены внутри и вдоль литейной изложницы, причем зубчатые рейки с одного конца через реечный механизм соединены с литейной изложницей, а с другого конца - с тарелкой фиксации через пазы по ее краям, выполненный управляемым гидравлический механизм запирания литейной изложницы соединен с ведомым валом через шток гидравлического цилиндра фиксации, литейная изложница выполнена обогреваемой, устройство дополнительно оснащено трубопроводом подачи расплава.
Схема устройства заявляемой ЦЛС приведена на чертеже (фиг. 1). Здесь:
1. Футерованный трубопровод подачи расплава.
2. Переходной угол трубопровода подачи расплава.
3. Воронка подачи расплава.
4. Горловина подачи расплава.
5. Дверь заливочного отсека.
6. Рукоять открытия двери 5 (соединенная с системой охлаждения).
7. Литейная изложница.
8. Зубчатые рейки (цанги) для фиксации изделий.
9. Реечный механизм подъема зубчатой рейки (цанги).
10. Тарелка фиксации изделий.
11. Промопора ведущего вала.
12. Футерованный корпус ЦЛС.
13. Маховик привода ведущего вала.
14. Опорный узел муфты скольжения ведомого вала.
15. Муфта скольжения ведомого вала.
16. Гидравлический цилиндр фиксации изделий.
17. Гидравлические трубопроводы.
18. Электродвигатель гидравлической насосной станции.
19. Гидравлическая насосная станция.
20. Отсек гидравлического узла управления.
21. Электродвигатель ЦЛС трехскоростной.
22. Шкив электродвигателя ЦЛС трехскоростного.
23. Гидрораспределительный механизм фиксации изделий.
24. Рукоять управления гидрораспределительным механизмом.
25. Рукоять открытия двери отсека гидравлического узла управления.
26. Крышка изложницы с замками.
27. Блок электрических нагревателей изложницы.
28. Электрические нагреватели (ТЭНы).
29. Вентиляционно-вытяжной раструб.
30. Защитный кожух деталей вращения.
31. Ведомый вал ЦЛС.
32. Ведущий вал ЦЛС.
33. Фиксирующая гайка тарелки к ведомому валу.
Позиции 1-6 относятся к элементам заливочного устройства заявляемой ЦЛС.
Изложница 7 с зубчатыми рейками 8, реечным механизмом 9 и тарелкой фиксации 10 помещены в футерованный корпус 12 вместе с воронкой 3 и горловиной 4 подачи расплава. Зубчатые рейки 8 (4 шт.) установлены внутри и вдоль литейной изложницы 7. Одним концом (в начале - у крышки 26 - изложницы 7) рейки 8 пальцами соединены с одним плечом реечного механизма 9, второе плечо которого пальцами соединено с изложницей 7. Второй конец зубчатых реек 8 оснащен коротким поперечным ограничителем и через пазы по краям тарелки 10 заходит за тарелку 10. Зубчатые рейки 8 удерживают ремонтируемое изделие (подшипник, втулку и т.д.) или форму для отливки в изложнице 7 во время заливки, например, антифрикционного расплава.
Электродвигатель ЦЛС трехскоростной 21 вращает изложницу 7 через детали вращения, помещенные в защитный кожух 30.
Гидравлический механизм запирания литейной изложницы включает гидравлическую насосную станцию 19 с электродвигателем 18 и гидравлическим цилиндром фиксации изделий 16 и отсек 20 гидравлического узла управления с рукоятью открытия 25 и с гидрораспределительным механизмом 23 фиксации изделий с рукоятью управления 24, а также гидравлические трубопроводы 17.
Устройство работает следующим образом.
Открыв дверь 5 за рукоять 6 с нагнетающим раструбом охлаждения, соединенным гибким полиэфирным воздуховодом с системой охлаждения в виде вентиляционно-вытяжного раструба 29, снимают крышку 26 изложницы 7. В изложницу 7 помещают ремонтируемое изделие или форму для отливки до упора в тарелку 10; причем до установки в изложнице 7 ремонтируемого изделия или формы для отливки тарелку 10, установленную своим центром на конце ведомого вала 31, сначала выдвигают вперед - в сторону места расположения крышки 26 изложницы 7, до конца. Для этого включают гидравлическую насосную стацию 19. Открыв за рукоять 25 отсек 20 гидравлического узла управления, с помощью рукояти управления 24 приводят шток гидравлического цилиндра 16 в соответствующее положение. Шток цилиндра 16 жестко соединен с ведомым валом 31 в опорном узле 14 муфты скольжения 15. Перемещаясь горизонтально вместе с муфтой скольжения 15 в опорном узле 14, ведомый вал 31 выдвигает вперед закрепленную на нем тарелку 10. При выдвижении тарелки 10 вперед - в сторону места расположения крышки 26 - за тарелкой 10 остаются поперечные ограничители зубчатых реек 8, так как сама тарелка 10 выдвигается вперед, оставляя в своих пазах лежащие зубчатые рейки 8. При установке на 2/3 изделия в изложницу 7 зубчатые рейки 8 находятся в состоянии покоя, и изделие, скользя по ним, одним торцом упирается в тарелку 10. Прижимая (подталкивая) изделие далее к тарелке 10, приводят тарелку 10 в движение к заднему краю изложницы 7. Тарелка 10, подойдя к поперечным ограничителям зубчатых реек 8, приводит зубчатые рейки 8 в продольное движение. В силу того что один конец зубчатых реек 8 через плечо реечного механизма 9 соединен с изложницей 7, зубчатые рейки 8 начинают подниматься и сводиться к изделию, тем самым его сжимая и фиксируя строго по центру изложницы 7 к тарелке 10. Поместив и зафиксировав таким образом ремонтируемое изделие или форму для отливки в изложнице 7, устанавливают крышку 26 изложницы 7 и фиксируют крышку 26 эксцентричными замками. Закрывают дверь 5 и включают прогрев изложницы 7 ТЭНами 28. При включенных ТЭНах электродвигатель 21 обеспечивает поступательное вращение и, соответственно, равномерный прогрев изложницы 7. После набора заливочной скорости вращения изложницы 7 и достижения необходимой температуры прогрева изложницы 7 подают расплав по футерованному трубопроводу 1, через переходной угол 2, воронку 3, горловину 4 и через окно в крышке 26 вовнутрь ремонтируемого изделия (или формы для отливки), закрепленного в изложнице 7 на тарелке 10 зубчатыми рейками 8.
Извлечение отремонтированного/готового изделия производят после остановки электродвигателя 21. Открыв эксцентричные замки, снимают крышку 26 изложницы 7 и с помощью рукояти управления 24 приводят шток гидравлического цилиндра 16 в соответствующее положение для приведения тарелки 10 в движение вперед - в сторону места расположения крышки 26 изложницы 7. Тарелка 10, двигаясь вперед, ослабляет усилие на поперечные ограничители зубчатых реек 8, и зубчатые рейки 8 расходятся, «разжимая» изделие. Своим последующим поступательным движением (обеспечиваемым с помощью рукояти управления 24 через шток гидравлического цилиндра 16) тарелка 10 выталкивает на 1/3 изделие из изложницы 7. Специальным инструментом или «ухватами» изделие вручную извлекается из изложницы.
Таким образом, повышена эффективность устройства для изготовления изделий из цветных металлов и их сплавов за счет расширения температурного диапазона и повышения регулируемости его работы, в частности обеспечения возможности и плавности процессов фиксации и извлечения изготовляемого или ремонтируемого изделия без извлечения изложницы. Соответственно, значительным преимуществом заявляемой центробежно-литьевой станции (ЦЛС) является возможность ее применения не только для отливки, но и для ремонта изделий с дефектом внутренней части.