Установка для центробежной биметаллизации деталей Советский патент 1985 года по МПК B22D13/00 

1

Изобретение относится к устройствам для центробежного литья, в частности к устройствам для центробежной биметаллизации деталей, и может быть использовано в литейном производстве для получение биметаллических деталей.

Целью изобретения является повышение производительности путем одновременной наплавки нескольких де- .талей и равномерного распределения металла по наплавляемым поверхностям

На фиг, 1 показана установка, общий вид; на фиг. 2 - ротор установ ки, продольный разрез; на фиг. 3 - деталь с наплавляемыми.поверхностями; на фиг. 4 - вкладыш.

Установка (фиг. 1) состоит из станины 1, на которой в подшипниках 2 установлен шпиндель 3. Шпиндель кинематически связан с двигателем 4 ременной передачей, включающей шкивы 5 и ремень 6. К фланцу шпинделя через теплоизолирующую прокладку 7 соосно шпинделю крепится польш ротор 8. Внутри ротора фиг, 2| установлены стопой на базовой втулке 9 соосно с ротором наплавляемые детали 10 и расположенные между ни-

и вкладыши 1 1 . Стопа деталей и вкладышей прижимается к ротору в

осевом направлении гайкой 12. С втул кой 9 сопрягается распределительная втулка 13 с возможностью осевого перемещения относительно втулки 9, обеспечиваемого канавкой 14 в роторе 8. Правая фасонная часть втулки 13 взаимодействует с рычагами 15, ра- диально установленными на гайке 12 с возможностью поворота в шарнире 16 в плоскости, проходящей через ось вращения ротора 8. Свободные концы рьиагов снабжены грузами 17. С передней фасонной частью 18 втулки 13 взаимодействует через ролик 19 (фиг. 1) рычаг 20, установленный с возможностью поворота на станине 1 . Рычаг 20 шарнирно связан с штоком 21 силового цилиндра 22, шарнирно установленного на станине 1. Наплавляемая деталь 10 (фиг. 3) представляет собой тело вращения с наплавленной прерьгоистой поверхностью 23 на ее выступах 24. Каждая детаЛь сопрягается с двумя соседними с ней вкладьш1ами 1 1 (фиг. 4) таким образом, что выступы 25 вкладьш1а входят в пазы наплавляемой детали, располо-

863742

женной слева от него. Деталь, расположенная справа от вкладыша I1 и со стороны вкладьш1а не имеющая выступов, сопрягается с вкладышем с помощью 5 штифтов 26, запрессованных во вкладыши и входящих в конструктивное или технологическое отверстие 27 детали. Крайняя левая в стопе деталь сопрягается своим отверстием с фланцем базовой втулки 9 с помощью штифта 28. При указанном сопряжении вкладьш1ей и детали каждая наплавляемая поверхность ограничена бортиками, образованными поверхностями соседних вкладышей. Поверхности вкладьш1ей изготовляются с такой точностью, что щели между вкладьш1ами и деталями достаточно малы дпя проникновения сквозь них расплавленного металла. Кроме этого,

0 перед наплавкой втулки вкладыши и боковую поверхность детали, не подлежащую наплавке, покрывают графитной смазкой, что делает эти поверхности несмачиваемыми жидким металлом

5 и предохраняет от проникновения последнего в щели. Внутренний диаметр вкладьппа вьшолняется с таким расчетом, чтобы объем полости, образованной наплавляемой поверхностью, наружной

Q поверхностью базовой втулки 9 и поверхностью вкладьш1ей был больше объема наплавляемого металла. Вкладыши 11 вместе с внешней поверхностью базовой втулки 9 образуют каналы

29, сообщающие указанные полости с атмосферой при расположении распределительной втулки 13 в крайнем левом положении. При иной форме наплавляемых деталей форма вкладышей и конструкция крепления деталей и вкладьш1ей к ротору могут быть другими. Если наплавляемая поверхность ограничена бортиками, образованными самой конструкцией детали, то во вкладьш1ах вообще нет необходимости. Однако в любом случае крепление деталей должно быть таковым, чтобы они располагались радиально относительно оси ротора, В базовой втулке напротив каждой наплавляемой поверхности имеется отверстие 30 (канал).

На распределительной втулке также имеются боковые отверстия 31 несколько меньшего диаметра, чем отверстия 55 30. Отверстия 31 расположены таким образом, что в крайнем левом положении распределительной втулки 13 оси :отверстий 30 и 31 совпадают, а в Крайнем правом положении отверстия одной втулки перекрыты телом другой Для предотвращения поворота распределительной втулки относительно базо вой на краю последней выполнен паз 32, сопрягающийся со штифтом 33, за прессованным в распределительную вту ку. Для получения более качественной наплавки ротор расположен внутри цилиндрического нагревателя, а для ускорения охлаждения детали и вкладыщей вокруг ротора располагаются сопла с подведенным воздухом (не показа ны . Установка работает следующим обра зом, .. На базовую втулку, снятую с установки, надевают подлежащие наплавке детали и вкладыши в указанном порядка. Пакет собранных деталей вкладыщей устанавливают в ротор вместе с базовой втулкой 9, Затем в ротор; вставляют внутреннюю распределительную втулку, образующую единый узел с гайкой 12 и рычагами 15, и навинчивают гайку на ротор, прижимая . к нему пакет деталей и вкладышей, Вклю чают нагреватель, После выдержки ;времени, достаточной для прогрева деталей и вкладышей до температуры наплавляемого металла, включают злектродвигатель 4, сообщающий через ременную передачу вращение шпинделю 3 и ротору 8, Вместе с ротором вращаются рычаги и закрепленные на ник грузы, которые под действием центробежных сил поворачивают рычаги и перемещают распределительную втулку 13 в крайнее правое положение, пр котором отверстия 30 и 31 перекрыты Через горловину распределительной втулки во внутреннюю часть ротора заливают дозу расплавленного металла, объем которой равен суммарному объему наплавляемого металла. Под действием центробежных сил расплавленный металл растекается по поверх ности внутренней распределительной втулки 9, образуя равномерный слой. Через промежуток времени,достаточный для растекания металла и затухания в немпереходных волновых процессов , в бесщтоковую полость цилиндра 22 подается сжатый воздух, а щтоковую полость сообщают с атмосферой, вследствие чего шток 21 выдвигается поворачивая рычаг 20 с роликом 19 против часовой стрелки. Ролик 19 прижимается к торцу вращающейся втул ки 13, и, преодолевая усилия рычагов 15, перемещает ее в крайнее левое положение, при котором оси отверстий 31 и 30 совмещаются, и металл под действием центробежных сил затекает в полости, образованные наплавляемой поверхностью, внешней стороной базовой втулки 9 и поверхностями вкладышей 11, При этом воздух из указанных полостей через каналы 29, образованные вкладьш1ами . I 1 и поверхностью базоврй втулки 9, удаляется в атмосферу. В соответствии с указанным выбором объема этих полостей внутренняя часть ротора 8 полностью освобождается от металла. Вследствие равномерности слоя и одинакового давления металл равномерно распределяется по всем наплавляемым поверхностям. В нижней части ротора слой расплавленного металла несколько толще и давление несколько вьше, чем в верхней части, вследствие действия силы тяжести. Однако это обстоятельство не повлияет на равномерность распределения металла, поскольку по мере затекания последнего разница толщин становится все меньше и меньше, а выбором диаметра отверстия всегда можно добиться, чтобы затекание металла происходило в течение нескольких оборотов.ротора. При этом все отверстия в течение одного оборота находятся под действием переменного давления: от максимального в нижней части до минимального в верхней части, чтообеспечивает при нескольких оборотах равномерность дозировки. Далее одновременно выключают на- греватель и в охлаждающие сопла пода-, ют воздух, в штоковую полость цилиндра 22 подают давление, а бесштоковую сообщают с атмосферой. При этом шток втягивается в цилиндр, рычаг 20 с роликом 19 поворачивается по часовой стрелке, а распределительная втулка 13 возвращается в крайнее правое положение. При этом происходит охлаждение наплавляемого металла и его кристаллизация. По истечении времени, необходимого для кристаллизации, двигатель 4 выключают. По истечении времени, необходимого для охлаждения деталей и вкладьшей до температуры 35-40с, выключается подача воздуха. После остановки ротора 8 от-

К1)учивается гайка 12 и вместе с рычагами 15 и распределительной втулкой 13 удаляется из ротора 8. Затем из ротора вынимается базовая втулка

9со стопой деталей и вкладьшей. Стопа разбирается и наплавляемые детали отделяются. Далее процесс повторяется. Процедура последовательного включения и выключения нагрева, охлаждения двигателя 4 и силового цилиндра 22 через заданные промежутки времени может быть автоматизирована. Тогда в течение одного цикла работы установки при наличии двойного комплекта вкладышей 11 и еще одной втулки 9 оператор может разобрать стопу с наплавленными деталями

10и вкладьшами 11, собрать на внеш28

23 /3 31

ней распределительной втулке очередную стопу вкладышей и деталей, подлежащих наплавке, которые устанавливаются в ротор непосредственно пос ле съема стопы с наплавленными деталями,

В сравнении с базовой установкой для биметаллизации обойм автологов

гидрокоробок баббитом в которой наплавка выступов обойм осуществляется вручную, использование предложенного устройства позволяет за счет равномерной наплавки баббита на выступы

и сокращения его потерь, связанных с ручной наплавкой, снизить расход баббита на 10% и в 6 раз увеличить производительность биметаллизации за счет механизации процесса.

/7

15

23 h J3

фиг.2

A-A

S

Z7

УСТАНОВКА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖН БИМЕТАЛПИЗАЦИИ ДЕТАЛЕЙ, содержащ станину, полый ротор с приводом. гнезда для наплавляемых деталей прижимной механизм и нагреватель, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности путем одновременной наплавки нескольких деталей и равномерного распределения металла по наплавляемым поверхностям, полый ротор снабжен базовой втулкой с радиальными каналами, сообщающимися с гнездами для наплавляемых деталей, и распределительной втулкой с отверстиями, установленной в базовой втулке с возможностью осевого перемещения относительно нее для совмещения отверстий с радиальными каналами.

6-6