РОТОРНО-ПРЕССОВЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 1997 года по МПК B22D18/02 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к литью с кристаллизацией под давлением.

Известен роторно-прессовый агрегат, содержащий опору, ротор с цилиндрами, привод поворота и комбинированный золотниковый переключатель [1] Недостатком агрегата является то, что он не перестраивается на изготовление разных деталей, а изготовливает в неограниченном количестве только одну деталь.

Наиболее близким техническим решением по назначению и количеству признаков, по отношению к предлагаемому является роторно-прессовый агрегат, содержащий опору с закрепленными на ней копирами, ротор в виде стола и двух поперечин, связанных колоннами, силовые цилиндры, установленные на поперечинах, золотниковые переключатели, расположенные на поперечинах с возможностью взаимодействия с камерами, и привод поворота, который принят за прототип [2]
Недостатком агрегата-прототипа является высокая материалоемкость.

Целью изобретения является уменьшение материалоемкости агрегата.

Поставленная цель достигается тем, что каждая из поперечин выполнена в виде двух дисков, связанных между собой вертикальными ребрами, на которых закреплены золотниковые переключатели.

На фиг. 1 дан горизонтальный разрез агрегата, разрез по А-А на фиг. 2; на фиг. 2 вертикальный разрез агрегата /разрез по Б-Б на фиг. 1); на фиг. 3
то же, разрез по В-В на фиг. 1; на фиг. 4 то же, разрез по Г-Г на фиг. 1; на фиг. 5 вид сверху на стол ротора /вид по стрелке Е на фиг. 4/; на фиг. 6
разрез развернутой канавки /разрез по Д-Д фиг. 5/; на фиг. 7 вертикальный разрез агрегата /разрез по А-А фиг. 2/ при креплении золотниковых переключателей на диске; на фиг. 8 вертикальный разрез агрегата /разрез по А-А на фиг. 2/ при креплении золотниковых переключателей на ребрах; на фиг. 9 часть развертки /разрез по Е-Е на фиг. 8 /поперечин с цилиндрами, закрепленными на одном диске; на фиг. 10 часть развертки /разрез по Е-Е на фиг. 8 /поперечин с цилиндрами, закрепленными между двумя дисками, сваренных между собой ребрами.

Агрегат состоит из поворотного стола 1 с установленными на нем печами 2, опоры, выполненной в виде верхней 3 и нижней 4 поперечин, связанных колоннами 5. На колонках 5 закреплены кронштейны 6, плиты 7, 8, с радиальными кулачками 9, 10, плита 11, стол опоры, образованный дисками 12, 13. На диске 13 закреплены устройства для извлечения отливок 14 и нанесения смазки 15. На поперечине 3 установлен упорный шарикоподшипник 16, а на него помещена подвеска 17, к которой прикреплен ротор, выполненный в виде стола 18 и двух коробчатых поперечин 19, 20, стянутых колоннами 21. Каждая из поперечин 19, 20 состоит из дисков 22 и 23, сваренных между собой вертикальными ребрами 24. На ребрах 24 закреплены золотниковые переключатели 25, взаимодействующие с радиальными кулачками 9 и 10 опоры. На роторе закреплены гидроцилиндры, образованные гильзами 26, поршнями 27 и штоками 28. На штоках 28 закреплены золотниковые переключатели 25, взаимодействующие с радиальными кулачками 9 и 10 опоры. На роторе закреплены гидроцилиндры, образованные гильзами 26, поршнями 27 и штоками 28. На штоках 28 закреплены пуансоны 29, 30, а на столе 18 матрицы 31. К ротору прикреплена труба 32, на которой закреплен гидробак 33. Дно бака 33 выполнено в виде зубчатого колеса 34, которое соединено с шестерней 35 привода 36. В печи 2 и матрице 31 показан жидкий металл 37 /фиг. 2/, а в матрице 31 отливка 38 /фиг. 3/. Труба 32 в поперечине 4 установлена с возможностью поворота и снабжена подшипником поворота /подшипник не показан/. Поворотный стол, образованный дисками 12 и 13, снабжен приводом поворота /привод не показан/. На фиг. 4 не показано устройство для съема отливок. На фигурах не показаны система водоохлаждения деталей 29-31, подогрев деталей 29-31-18. Цилиндры 26 показаны весьма схематично.

Агрегат работает следующим образом. В печь 2 заливают жидкий металл /алюминиевый сплав/ или загружают шихтовые материалы и в печи приготовляют /расплавляют/ сплав нужного химического состава. Одновременно с приготовлением расплава подогревают пресс-формы /детали 29-31/, а также кольцевую канавку в столе 18 /канавку предварительно покрывают теплоизоляционной краской или облицовывают керамикой/. Ротору придают вращательное движение,например, по часовой стрелке.Печь 2 закрывают крышкой и в печь подают газ под давлением 0,4-0,5 кгс/см², за счет которого жидкий металл поднимается по металлопроводу печи 2 и выливается в кольцевую канавку стола 18, а из канавки заполняет первую матрицу 31 пресс-формы. При повороте ротора на определенный угол /выходе первой матрицы 31 из зоны заливки/ первый золотниковый переключатель 25 поперечины 190 вступает в контакт с радиальными кулачком 9 /золотника первого переключателя 25 утапливается/, давление жидкости поступает над поршень 27 первого верхнего цилиндра 26, пуансон 29 опускается и в первой матрице 31 на кристаллизующийся металл 37 создается давление 500-1000 кгс/см². Это позволяет получить качественную беспористую отливку 38.

После кристаллизации металла отливки под давлением /поворота стола 18 на определенный угол/ первый золотниковый переключатель 25 выходит из соприкосновения с радиальным кулачком 9 /золотник переключателя возвращается в исходное положение/, давление жидкости подается под поршень 27 первого цилиндра 26, в результате чего пуансон 29 поднимается. Аналогичным образом к этому времени выходит из соприкосновения с радиальным кулачком 10 золотниковый переключатель 25, установленный на нижней поперечине 20, и первый пуансон 30 опускается. Первая матрица 31, освобожденная от пуансонов 29, 30, заходит в зону извлечения отливок, в которой устройство 14 освобождает матрицу 31 от отливки 38.

При повороте ротора на определенный угол, освобожденная от отливки 38, матрица 31 оказывается в зоне устройства для нанесения смазки 15, в данной зоне смазка или теплоизоляционная краска наносится на пуансоны 29, 30 и на матрицу 31. При дальнейшем повороте ротора золотниковый переключатель 25 нижней поперечины 20 входит в сопрокосновении с радиальным кулачком 10, пуансон 30 поднимается. При дальнейшем повороте ротора вновь заливается жидкий металл в первую матрицу.

Таким образом, ротор непрерывно вращается, металл 37 поочередно заливается в матрицы 31, поочередно опускаются пуансоны 29 и в матрицах 31 поочередно получаются качественные отливки 38, поочередно отливки 38 извлекаются из матриц 31, поочередно смазываются пресс-формы и вновь готовятся под заливку. После выработки металла из печи поворачивают стол 1 на 120^o и на позицию заливки перемещают вторую печь 2 с приготовленным сплавом, а в первую печь 1 заливают новую порцию металла или загружают шихтовые материалы. При переходе на получение отливок с другими размерами на агрегате меняют пресс-форму /детали 29-31/ и радиальные кулачки 9, 10. Смена деталей 29-31 связана с изменением габаритов отливок 38, а смена кулачков 9, 10 с изменением выдержки металла под давлением.

Исходя из вышеизложенного следует, что выполнение опоры в виде верхней и нижней поперечины, связанных кулачками, и закрепление на колоннах плит с радиальными кулачками, а также выполнение ротора в виде стола и двух коробчатых поперечин, каждая из которых состоит из двух дисков, сваренных между собой вертикальными ребрами, и закрепление на ребрах золотниковых переключателей, взаимодействующих с радиальными кулачками опоры, создает возможность использовать один и тот же роторно-прессовый агрегат для изготовления различных отливок.

Ребра 4 поперечин ротора нужны прежде всего для увеличения жесткости поперечин, для этой же цели нужны и диски 22. Вторым назначением ребер является крепление на них золотниковых переключателей. Если поперечины ротора выполнить в виде дисков 23, то момент сопротивления изгибу от усилия одного цилиндра /фиг. 9/ будет Если поперечина ротора выполнена в виде дисков с ребрами /фиг. 10/, то момент сопротивления изгибу от усилия одного цилиндра будет
Момент сопротивления изгибу пропорционален высоте поперечины в первом случае во второй степени, а во втором случае в третьей степени. Из фиг. 9 и 10 наглядно видно, что на фиг. 9 высота поперичины C, а на фиг. 10 высота поперечины равна H, H>C. Из фиг. 7 видно, что если трубы от золотниковых переключателей вынести в стороны по 2 трубы /в одну сторону 4 трубы вывести невозможно/, то трубам требуется общая длина 2A. Такого пространства на диске 23 в реальном роторе между ребрами и цилиндром нет. Из фиг. 8 видно, что если трубы от золотникового переключателя вывести непосредственно под золотниковый переключатель, то трубы занимают общую длину только A, т.е. в 2 раза меньше, чем на фиг. 7, причем трубы на фиг. 8 располагаются по другую сторону от ребра, т. е. более рационально используется объем в поперечине между ребрами и цилиндром, это приводит к уменьшению материалоемкости агрегата.

Использование: литье с кристаллизацией под давлением. Сущность изобретения: роторно-прессовый агрегат содержит опору, ротор, силовые цилиндры, золотниковые переключатели и привод поворота. Ротор состоит из стола и двух поперечин. Поперечины выполнены в виде двух дисков, связанных между собой вертикальными ребрами. Золотниковые переключатели закреплены на ребрах поперечин. 10 ил.

Роторно-прессовый агрегат, содержащий опору с закрепленными на ней копирами, ротор в виде стола и двух поперечин, связанных колоннами, силовые цилиндры, установленные на поперечинах, золотниковые переключатели, расположенные на поперечинах с возможностью взаимодействия с копирами, и привод поворота, отличающийся тем, что, с целью уменьшения материалоемкости агрегата, каждая из поперечин выполнена в виде двух дисков, связанных между собой вертикальными ребрами, на которых закреплены золотниковые переключатели.