ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ВЕРТИКАЛЬНАЯ ЛИТЕЙНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к литейному производству, в частности, к устройствам для получения отливок центробежным способом и может быть использована в машиностроительной отрасли.
Наиболее близким по технической сути к достигаемому результату является центробежная вертикальная литейная машина, содержащая шпиндель, выполненный с возможностью вертикального вращения, на котором установлена литейная форма [Специальные способы литья: Справочник / В.А. Ефимов, Г.А. Анисович, В.Н. Бабич и др.; Под общ. ред. В.А. Ефимова. - М.: Машиностроение, 1991. 436 с., ил. - (Технология литейного производства), см. стр. 369], выбранный в качестве прототипа. В такой литейной машине металл, заливаемый во вращающуюся вокруг оси форму, растекается по ней под действием кинетической энергии струи и постепенно вовлекается во вращательное движение за счет сил трения металла о форму.
Известное устройство позволяет получать центробежные отливки с повышенными механическими свойствами. Однако, расплав металла для известного устройства, в том числе, получаемый из термитной смеси, приготавливают в термитной емкости и перемещают емкость к литейной форме и заливают расплав в форму. Подача расплава металла в форму осуществляется за счет счет перемещения термитной емкости, в которой получают расплав из термитной смеси. Недостатком известного устройства является необходимость перемещения емкости, в которой получают расплав из термитной смеси.
Этот недостаток устраняется заявляемой полезной моделью. Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в исключении перемещения емкости, в которой получают расплав из термитной смеси.
Достигаемый технический результат заключается в исключении перемещения емкости, в которой получают расплав из термитной смеси.
Указанный результат достигается тем, что центробежная вертикальная литейная машина, содержащая литейную форму, установленную на шпинделе, выполненном с возможностью вертикального вращения, дополнительно снабжена огнеупорной емкостью для получения расплава из термитной смеси, установленной над литейной формой соосно шпинделю, при этом огнеупорная емкость снабжена крышкой с отверстием для размещения устройства для воспламенения термитной смеси и дозатором, а литейная форма снабжена крышкой с выполненным по ее центру отверстием для подачи расплава в литейную форму через дозатор.
Заявляемая полезная модель характеризуется следующей совокупностью существенных признаков:
Ограничительные: центробежная вертикальная литейная машина, содержащая литейную форму, установленную на шпинделе, выполненном с возможностью вертикального вращения;
Отличительные: машина дополнительно снабжена огнеупорной емкостью для получения расплава из термитной смеси, установленной над литейной формой соосно шпинделю, при этом огнеупорная емкость снабжена крышкой с отверстием для размещения устройства для воспламенения термитной смеси и дозатором, а литейная форма снабжена крышкой с выполненным по ее центру отверстием для подачи расплава в литейную форму через дозатор.
Новым в полезной модели является то, что она дополнительно снабжена огнеупорной емкостью для получения расплава из термитной смеси, установленной над литейной формой соосно шпинделю, при этом огнеупорная емкость снабжена крышкой с отверстием для размещения устройства для воспламенения термитной смеси и дозатором, а литейная форма снабжена крышкой, с выполненным по ее центру отверстием для подачи расплава в литейную форму через дозатор.
Благодаря тому, что в литейной машине огнеупорная емкость для получения расплава из термитной смеси снабжена дозатором и расположена над литейной формой, снабженной крышкой, с выполненным по ее центру отверстием для подачи расплава в литейную форму через дозатор под действием собственного веса, исключается необходимость перемещения огнеупорной емкости и в совокупности с остальными признаками обеспечивается работоспособность литейной машины.
Центробежная вертикальная литейная машина поясняется чертежом, на фигуре представлена машина в разрезе.
Центробежная вертикальная литейная машина содержит корпус 1, в котором установлена литейная форма 2. Литейная форма 2 накрыта крышкой 3 с отверстием 4, выполненным по центру крышки 3. Отверстие 4 предназначено для поступления расплава металла в полость формы 2. Над отверстием 4 крышки 3 соосно установлена огнеупорная емкость 5, в которой выполнен дозатор соосно отверстию 4. Одним из вариантов выполнения дозатора может быть выполненная в огнеупорной емкости 5 воронка 6, в которой установлен запорный клапан 7. Огнеупорная емкость 5 снабжена крышкой 8. В крышке 8 выполнено отверстие 9, для размещения в нем устройства 10 воспламенения термитной смеси. Литейная форма 2 установлена соосно на шпинделе 11, выполненным с возможностью вертикального вращения. Ввиду высоких температур расплава, получаемого в ходе алюмотермитного процесса (до 3000°С) литейная форма 2, крышка 3 формы 2, огнеупорная емкость 5, запорный клапан 7 и крышка 8 должны иметь более высокую огнеупорность, чем при традиционном центробежном литье, поэтому они выполнены из огнеупорного материала, например, из графита.
Центробежная вертикальная литейная машина работает следующим образом. В огнеупорную емкость 5 загружают термитную смесь, состоящую, например, из железоалюминиевого термита (22% алюминиевого порошка, 52% окалины, 2% плавикового шпата, 19% молотого шамота, 5% формовочной глины) и ферросплавов. В качестве ферросплава может быть использован, например, для получения отливки из стали по химическому составу соответствующей Ст45 порошок ферросилиция ФС-45 фракции 0,5 мм, с содержанием кремния 44%, остальных элементов не более: S=0,02%, Р=0,05%, Al=2%, Mn=0,6%, Cr=0,5%, С=0,2%.
Через отверстие 9 в крышке 8 термитную смесь воспламеняют, например, газопламенной горелкой 10.
Процесс восстановления протекает быстро, последовательно распространяясь на весь объем термитной смеси, и проходит по реакции:
При этом в огнеупорной емкости 5 образуются продукты реакции в виде расплава жидкой стали и шлака. Образующийся в процессе прохождения термитной реакции шлак, всплывает к верхней части продуктов термитной реакции ввиду меньшей плотности в сравнении с плотностью расплава жидкой стали.
По завершении процесса восстановления продукты реакции в огнеупорной емкости 5 находятся в жидком состоянии. Форму 2 приводят во вращение за счет вертикального вращения шпинделя 11, поднимают запорный клапан 7 и сливают расплав металла во вращающуюся форму 2.
Под действием центробежных сил расплав металла распределяется по форме 2, формируя отливку. Во избежание попадания жидкого шлака в форму 2 запорный клапан 7 опускают на дно воронки 6 огнеупорной емкости 5. Высоту и толщину отливки регулируют скоростью вращения формы 2. После затвердевания внутренней поверхности отливки охлаждают наружную поверхность формы 2, например, водой.