Устройство для заливки расплава в формы Советский патент 1990 года по МПК B22D39/02 

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к конструкции заливочных манипуляторов с погружаемыми в расплав поворотными ковшами.

Целью изобретения является повышение надежности работы.

На фиг.1 приведена конструкция заливочного устройства; на - положение ковша над расплавом в печи перед отбором минимальной и максимальной доз.

Ковш 1, погружаемый в расплав 2, установлен в опорах 3 вращения на

кронштейне 4, закрепленном на вертикально подвижной зубчатой рейке 5. На концах рейки выполнены опоры 6 вращения, в которых установлен вал 7. Его верхний конец через редуктор 8 соединен с валом двигателя 9, а на нижнем конце вала 7 выполнена резьба и установлена гайка 10. С помощью тяги 11, закрепленной в шарнирных опорах 12 и 13, ковш соединен с гайкой 10, Рейка 5 имеет зубчатое зацепление с шестерней 14, установленной на валу приводного двигателя 15. Тяга 11, гайка 10, вал 7, редуктор 8

ю

и двигатель 9 образуют механизм поворота ковша вокруг оси,, проходящий, через опоры 3 вращения, а кронштейн 4, рейка 5, шестерня 14 и двигатель 15 составляют механизм вертикального перемещения ковша. Двигатель 15 и тестерня 14 размещены на горизонтально подвижной каретке 16, катки 17 которой установлены на горизонтальных направляющих 18, В цепь питания двигателя 9 введены переключатели 19 и 20, а также регулируемый резистор 21.

На ковше 1 возле заливочного окна 22 установлен датчик 23 глубины погружения ковша в расплав. К датчику подключена обмотка 24 реле,второй конец которой соединен с источником напряжения. Нормально закрытые контакты 25 реле, а также переключатель 26 и конечный выключатель 27 введены в цепь питания двигателя 15, Управляющий элемент выключателя 27 кинематически связан с механизмом вертикального перемещения ковша.

На каретке 16 установлен серводвигатель 28, подключенный через контакты переключателя 29 к выходу усилителя 30. К входу усилителя через контакты переключателя 31 подключены выходные обмотки первого 32 и второго 33 дифференциально-трансформаторных преобразователей. Между собой эти обмотки соединены последовательно и встречно. Сердечник преобразователя 32 кинематически связан с задатчиком 34 положения, снабженным шкалой 35. Корпус катушки преобразователя 33 кинематически связан с валом серводвигателя 28, а его сердечник 36 - с лекчлом 37.

Лекало 37 выполнено в виде копира у которого длина рабочего участка равна наибольшему вертикальному перемещению ковша. Лекало установлено в скользящих опорах 38,, закрепленных на рейке 5 с возможностью вертикального перемещения относительно рейки и пружиной 39 поджато к профилированному кулачку 40, Вал кулачка 40 кинематически связан с валом двигателя 9 и индикатором дозы, снабжен ным шкалой 41.

Заливочное устройство работает следующим образом.

До подачи напряжения переключатель 19 устанавливают в положение Ъ переключатель 20 - в положение е,

5

0

5

0

5

0

5

0

5

переключатель 26 - в положение т, переключатель 29 - в положение f, a переключатель 31 -в положение п. После включения устройства на двигатель 15 поступает напряжение положительной полярности, и ковш поднимается, останавливаясь в крайнем верхнем положении конечным выключателем 27.После этого устанавливают дозу отбираемого из печи расплава, Доза зависит от углового положения ковша при выходе из расплава : чем больше его наклон в сторону слива через носок,тем больше металла остается в ковше после подъема окна 22 над зеркалом расплава. Переключатель 19 переводят в положение а или с, и двигатель 9,вращая вал 7 и кулачок 40, устанавливает требуемое угловое положение ковша, контролируемое по шкале 41, отградуированной в единицах измерения дозы„ После установки дозы переключатель 19 возвращают в положение Ъ, а переключатель 26 переводят в положение 1, На двигатель 15 поступает напряжение отрицательной полярности, и ковш опускается в печь с расплавом. При контакте датчика 23 с зеркалом жидкого металла обмотка 24 реле получает питание и его нормально закрытые контакты 25 разрывают цепь питания двигателя 15.Ковш останавливается и заполняется расплавом через окно 22, После включения реле переключатель 29 переводят в положение g, в результате чего образуется следящая система, контур которой составляют усилитель 30, серводвигатель 28, корпус катушки преобразователя 33 и его выходная обмотка, подключенная к входу усилителя и формирующая сигнал Ut, пропорциональный смещению сердечника 36 от магнитной нейтрали. За счет перемещения катушки преобразователя 33 вдоль его сердечника 36 система автоматически устанавливает в преобразователе 33 магнитное равновесие, при котором сигнал U-j на входе усилителя уменьшается до нуля, и серводвигатель 28

останавливается.

I

После заполнения ковша переключатель 29 переводят в положение f, a переключатель 26 - в положение т, и ковш с расплавом начинает подниматься. Во время подъема ковша серводвигатель 28 и катушка преобразователя

33 заторможены, и движущееся вверх лекало 37 сменяет сердечник 36 от магнитной нейтрали В крайнем верхнем положении размыкаются контакты конечного выключателя 27, двигатель 15 останавливается, а сигнал Uj на выходе преобразователя 33 остается пропорциональным высоте подъема ковша над зеркалом расплава в текущем цикле.

После транспортировки ковша кареткой 16 к форме переключатель 20 переводят в положение Д и, регулируя сопротивление резистора 21, управляют скоростью двигателя 9, поворачивая ковш и заполняя форму в заданном режиме. По окончании заливки формы переключатель 20 устанавливают в положение е, ковш транспортируют к печи, а переключателем 19 временно подключают двигатель 9 к напряжению отрицательной полярности (положение с), сохраняя эту цепь до тех пор, пока поворачивающийся в обратном направлении ковш займет заданное угловое положение, контролируемое по шкале 41. После установки дозы переключатель 31 переводят в положение S, а переключатель 26 - в положение h При этом образуется следящая система (переключатель 29 установлен в положение f до подъема ковша с расплавом из печи)„ В ее контур входят послеусилителя 30 становится равным нулю раньше, чем сердечник 36 подойдет к магнитной нейтрали. Значение U2 i

подбирают, контролируя по шкале 35, таким, чтобы опускающийся в печь ковш останавливался на расстоянии 1-2 см от зеркала расплава. В таком положении ковш остается до следующе го цикла, для выполнения которого переключатель 26 переводят в положение 1 и повторяют описанную выше последовательность команд.

При изменении углового положения

5 ковша, например, в сторону увеличения дозы, профилированный кулачок 40 автоматически повернется к лекалу 37 меньшим радиусом, и лекало 37 под действием пружины 39 сместится вверх

0 относительно рейки 5. Это приведет к дополнительному смещению сердечника 36 от магнитной нейтрали, к увеличению напряжения Ц и разностного сигнала Д11. По сравнению с прежним

5 угловым положением ковша зубчатая рейка 5 должна будет переместиться вниз на большее расстояние, чтобы следящая система пришла в равновесие (4U 0)„ Таким образом, между угло0 вым положением ковша, установленного над печью, и приращением хода рейки 5 вниз следящая система обеспечивает однозначную зависимость,Поскольку характер этой зависимости опре

Изобретение относится к литейному производству. Цель изобретения - повышение надежности в работе устройства. Устройство позволяет во время технологических пауз автоматически удерживать ковш над расплавом в раздаточной печи с помощью бесконтактных средств контроля расстояния между ковшом и зеркалом металла и тем самым повысить надежность в работе заливочного манипулятора. Для этого механизм вертикального перемещения ковша имеет два дифференциально-трансформаторных преобразователя (ДТП), усилитель, серводвигатель, лекало и профилированный кулачок, кинематически связанный с механизмом поворота ковша. Выходные обмотки обоих ДТП соединены с входом усилителя. Сердечник первого ДТП кинематически связан с задатчиком положения ковша над расплавом в печи, сердечник второго ДТП - с лекалом, а корпус катушки второго ДТП - с валом серводвигателя, подключенного к выходу усилителя. Лекало размещено на несущей рейке механизма вертикального перемещения ковша, установлено с возможностью вертикального перемещения относительно рейки и подпружинено к профилированному кулачку. 2 ил.

довательно и встречно включенные вы- -- деляется профилем кулачка 40, предсходные обмотки преобразователей 32 и 33, усилитель 30, двигатель 15,шестерня 14, рейка 5, лекало 37 и сердечник 36. Управляющим воздействием является смещение сердечника 36 от магнитной нейтрали, а сигналом Д U рассогласования, действующим на входе усилителя, - разность между напряжением U, , пропорциональным высоте подъема ковша над зеркалом расплава в печи, и выходным напряжением П2 преобразователя 32, За счет сигнала Ди ковш начинает опускаться, а лекало 37 - возвращать сердечник 36 к магнитной нейтрали, вследствие чего напряжение U, уменьшается. Если бы напряжение Пг было равно нулю, ковш опустился бы в печь до уровня, при котором сработал датчик 23 в предыдущем цикле, и оставался погруженным в расплав до следующего цикла, Задатчиком 34 положения напряжение Ue. введено в противофазе с U, „Поэтому разностный сигнал &U на входе,

тавляется возможным подобрать его таким, чтобы вертикальные смещения нижней точки ковша, вызванные изменением его углового положения, следя Q щая система компенсировала такими же по величине, но противоположными по знаку приращениями хода рейки 5. Очевидно, что в этом случае нижняя точка ковша будет находиться на од

45 ном и том же заданном расстоянии (1-2 см) от зеркала расплава независимо от уровня металла в печи и угла найлона ковша. Контур следящей системы остается замкнутым до пода50 чи команды на погружение ковша в расплав. Поэтому величину дозы можно изменять и после того, как ковш опущен к зеркалу расплава. Так, если ковш находится у поверхности жидко,, го металла (фиг.2) и подготовлен к отбору минимальной дозы 42, то при переходе к максимальной дозе 43 одновременно с поворотом ковша в сторону слива рейка 5 опустится, и раставляется возможным подобрать его таким, чтобы вертикальные смещения нижней точки ковша, вызванные изменением его углового положения, следящая система компенсировала такими же по величине, но противоположными по знаку приращениями хода рейки 5. Очевидно, что в этом случае нижняя точка ковша будет находиться на од

ном и том же заданном расстоянии (1-2 см) от зеркала расплава независимо от уровня металла в печи и угла найлона ковша. Контур следящей системы остается замкнутым до подачи команды на погружение ковша в расплав. Поэтому величину дозы можно изменять и после того, как ковш опущен к зеркалу расплава. Так, если ковш находится у поверхности жидкого металла (фиг.2) и подготовлен к отбору минимальной дозы 42, то при переходе к максимальной дозе 43 одновременно с поворотом ковша в сторону слива рейка 5 опустится, и расстояние между ковшом и зеркалом расплава не изменится. Ввиду того, что положение ковша над расплавом автоматически стабилизируется без контактного датчика, который с каждым циклом заливки обрастает новым слоем металла, меняет свою длину и требует частой замены, надежность работы заливочного устройства повышается. Опыт эксплуатации манипулятора с двумя кокильными машинами на участке алюминиевого литья показал, что устранение указанного узла позволяет упростить конструкцию механизма подвески ковша и обслуживание устройства, а также сократить на 20-25% время профилактических и ремонтных работ.

Формула изобретения

Устройство для заливки расплава в формы, содержащее поворотный ковш, горизонтально подвижную каретку,размещенный на каретке механизм вертикального перемещения ковша, выполненный в виде вертикально подвижной зубчатой рейки и шестерни, установленной на валу приводного двигателя,

закрепленный на рейке механизм поворота ковша вокруг оси, проходящий через его сливной носок, датчик глубины погружения ковша в расплав и систему управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, устройство снабжено усилителем, серводвигателем,

10 первым и вторым дифференциально- трансформаторными преобразователями, задатчиком положения, лекалом и профилированным кулачком, причем дифференциально-трансформаторные преобраj5 зователи подсоединены выходными обмотками к входу усилителя, лекало закреплено на зубчатой рейке, профилированный кулачок кинематически соединен с приводным валом механизма

2Q поворота ковша, сердечник первого преобразователя кинематически соединен с задатчиком положения, корпус катушки второго преобразователя с валом серводвигателя, а сердечник

25 второго преобразователя - с лекалом, которое установлено с возможностью вертикального перемещения относительно рейки и подпружинено к профилированному кулачку,гНЈ§

7%

Щиг.1