Опока для прокалки оболочковых форм Советский патент 1992 года по МПК B22C21/00 

или вырубка заготовок, их гибка по шаблонам, подгонка стыков и сварка.

Наиболее близкой к предлагаемой является опока для прокалки оболочковых форм на автоматизированных прокалочных линиях, содержащая сварную обечайку из деформируемой листовой жаростойкой стали, установленную с натягом в жаростойкий литой поддон с закраинами, при этом способ сборки опоки включает установку сварной обечайки в поддон и ее фиксирование.

Однако конструкция этой опоки не обеспечивает надежности и точности фиксирования обечайки с поддоном и повышения прочности их соединения, что снижает ее эксплуатационную стойкость и увеличивает себестоимость литья по выплавляемым моделям.

Кроме того, известная конструкция предусматривает установку с натягом сварной обечайки в поддон, не учитывая габаритов опоки, толщины стенок поддона и обечайки

Сборку поддона и сварной обечайки с натягом осуществить практически невозможно, так как очень трудоемко подогнать профиль сварной обечайки под внутренний профиль поддона. Чрезмерный зазор между сварной обечайкой и литым поддоном приводит к относительно быстрому вытеснению обечайки из поддона при многоразовом нагреве и охлаждении. Кроме того, в сварочных швах обечайки после 3-4 месяцев непрерывной работы образуются термические трещины шириной 3-5 мм и глубиной до 150 мм (по высоте опоки), что приводит к просыпи наполнителя (песка) на подину прокалочной печи и выводу ее из строя. В процессе прокалки оболочковых форм наполнитель (песок) при полиморфных расширениях раздувает обечайки в верхней части, что приводит к .подъему отдельных опок и замыканию сводовых нагревателей прокалочной печи.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости прокалочных опок путем повышения точности фиксирования частей обечайки с поддоном и обеспечения жесткости их соединения.

Поставленная цель достигается тем. что опока для прокалки оболочковых форм литья по выплавляемым моделям на автоматизированных линиях содержит обечайку, выполненную из двух или более сопряженных по высоте частей, на каждой из которых с нижней стороны выполнен по периметру замок, причем части обечайки и поддон установлены в замке с зазором

6 - (0.11 - 0,22) jH + Ki),

где д - величина гарантированного зазора, мм;

L и S - длина и ширина поддона, мм; KI и Кг - толщина стенки обечайки и

поддона, мм;

200 - постоянное число; 0,11 - 0,22 - опытный коэффициент, при этом глубина замка составляет 0,25 - 0,35 высоты части обечайки.

Сущность предлагаемой конструкции опоки заключается в том, что при эксплуатации прокалочных опок благодаря наличию по периметру внутреннего замка обеспечивается жесткость и прочность соединения

частей обечайки и поддона, а благодаря гарантированному зазору обеспечивается повышение точности фиксации частей обечайки одна с другой и с поддоном и увеличивается эксплуатационная стойкость

прокалочных опок, а следовательно, снижается себестоимость литья по выплавляемым моделям.

Гарантированный зазор между частями обечайки и поддоном выбирается в зависимости от габаритов опоки (длины и ширины) и толщины стенок обечайки и поддона. Благодаря гарантированному зазору обеспечивается повышение точности фиксации частей обечайки одна с другой и с поддоном.

При величине зазора д ниже гарантированного части обечайки подвергаются значительным усадочным напряжением при мноюкратном нагреве и охлаждении опоки, которые приводят к относительно скорому

(в сравнении с гарантированным зазором) вытеснению обечайки из поддона, При величине зазора выше гарантированного создаются условия недостаточного обжатия обечайки по периметру поддона, что приводит к деформации частей обечайки при теп- лосменах, уменьшается эксплуатационная стойкость опоки.

При эксплуатации жаростойкого печного инструмента модуль нормальной упругости (Е), допускаемые напряжения ( а Д0п) зависят от площади его поперечного сечения. Стенки поддона имеют большую прочность, к тому же наличие донной части толщиной 20-40 мм создает жесткую конструкцию, поэтому в условиях высоких температур и значительных растягивающих напряжений, создаваемых при полиморфных превращениях кварцевого песка (наполнителя), внутренний замок части

обечайки перемещается к стенке поддона и выбирается гарантированный зазор, тем самым достигается возможность повышения допустимых напряжений ( д Д0п) в замковых местах по периметру. При охлаждении опок

азор восстанавливается, так как в замковой части модуль нормальной упругости (Е) еньше, чем в поддоне.

Гарантированный зазор прямолинейно зависит от габаритов опоки (L и S) и в меньшей степени ( на 10-15%) - от отношения олщины стенок обечайки и поддона (К i/fe). Формула определения гарантированного зазора ( д ) выбрана на основании практических данных, она работает при любых размерах опоки (см. график, фиг.1).

Важное значение для достижения поставленной цели имеет и глубина замка на частях обечайки, которая должна соответствовать 0,25 - 0,35 их высоты. При глубине замка менее 0,25 высоты части обечайки появляется опасность недостаточной жесткости и прочности ее и снижения эксплуатационной стойкости опок. Увеличение же глубины замка более 0;35 высоты части обейки приводит не к дальнейшему повышению ее жесткости и прочности, а лишь к повышению веса опок и перерасходу шихтовых материалов.

Осуществление сборки цельнолитых частей обечайки и литого поддона путем сопряжения их внутренним замком по периметру и торцу при полном вхождении замка является важным условием для обеспечения точности их фиксации и повышения эксплуатационной стойкости опок. Если части обечайки плотно прилегают к торцам друг друга и поддона, то исключается их перекос по высоте и обеспечивается равномерный зазор в замковых соединениях.

Сварка частей обечайки и поддона в средней части (по ширине S) на расстоянии 60-100 мм с катетом шва 6-10 мм необходима для постоянного фиксирования их одна с другой и исключения разборки опоки в процессе ее эксплуатации, она также не препятствует свободному перемещению частей обечайки в замковых соединениях (особенно по длине L) при нагреве и охлаждении прокалочных опок.

На фиг.1 представлен график; на фиг.2 оказана опока, вид сбоку; фиг,3-то же , ид сверху; на фиг.4-то же, поперечный азрез.

Опока содержит литой поддон 1 с закраинами 2 и фаской 3 в средней части, по меньшей мере две цельнолитые части А и 5 обечайки с фасками 6, ребрами 7 жесткости и внутренними замками 8 по периметру.

Сборку опоки шириной S и длиной I (фиг.3) осуществляют путем устэнопки в под дон 1 нижней части обечайки А до упора РР

замка 8 в закраины 2, установки верхней части 5 обечайки замком 8 до упора с нижней частью 4 обечайки (фиг.2) при обеспечении гарантированного зазора д (фиг.4).

Затем прихватывают снаружи части обечайки 4 и 5 с поддоном 1 аргонодуговой сваркой по литым фаскам 3 и 6.

Таким образом, благодаря правильно выбранному зазору между поддоном и чэстями обечайки, а также наличию ребер жесткости и глубины замка станет возможным повышение эксплуатационной стойкости опок в 4-5 раз; снижение себестоимости ЛВМ на 130 руб. Кроме того, себестоимость

ЛВМ дополнительно снизится на 30 руб за счет уменьшения расходов на капитальные ремонты прокалочных печей, так как значительно снижаются (в 3-4 раза) случаи выхода из строя нагревателей пода (при просыпи

песка через термические трещины в опоках) и сводовых нагревателей (при замыкании их опоками, выжимаемыми вверх при их проталкивании через печь).

Экономический эффект от внедрения

предлагаемой опоки на автоматизированных линиях литья по выплавляемым моделям составит около 160 руб. на тонну годного литья.

Формула изобретения

Опока для прокалки оболочковых форм с наполнителем, содержащая обечайку, установленную в жаростойком поддоне с закрылками, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости, обечайка выполнена по меньшей мере из двух частей, сопряженных замковым соединением по периметру и жестко связанных между собой в средней части, причем части обечайки и поддон установлены в

замке с зазором, определяемым по следующей формуле:

6 .11...0.22)(S + L + I|).

где д - величина гарантированного зазо- ра, мм;

L - длина обечайки, мм; S - ширина обечайки, мм; Ki -толщина стенки обечайки, мм; К2 - толщина стенки поддона, мм; 0,11 - 0,22 - опытной коэффициент, при этом глубина замка составляет 0,25 - 0,35 высоты обечайки.

t- ЗПф z О I Ю 9-0 W I O

Использование: в литейном производстве, прокаленные опоки для засыпки форм литья по выплавляемым моделям (ЛВМ) наполнителем, для транспортировки, прокалки и заливки форм, охлаждения и выбивки литейных кустов на автоматизированных линиях. Цель: повышение эксплуатационной стойкости опок. Сущность изобретения: в опоке для прокалки оболочковых форм с наполнителем, содержащей обечайку, установленную в жаростойком поддоне с закраинами, обечайка выполнена по меньшей мере из двух частей, сопряженных замкоИзобретение относится к литейному производству, а именно к прокалочным опокам для засыпки форм литья по выплавляв- мым моделям (ЛВМ) наполнителем, транспортировки, прокалки и заливки форм, охлаждения и выбивки литейных кустов на автоматизированных линиях. Известна опока для ЛВМ. содержащая дно. боковые стенки в виде цилиндрической поверхности, снабженная коробчатыми элементами треугольного сечения по дну и по верхнему периметру боковых стенок, привым соединением по периметру и жестко связанных между собой в средней части. Части обечайки и поддон установлены в замке с зазором, определяемым по следующей формуле: д (0,11 - 0,22) (S + L/200 + Ki/K2), где д - величина гарантированного зазора, мм; L и S - длина и ширина оебчай- ки, мм; Ki и К2 - толщина стенки обечайки и поддона, мм; 200 - постоянное число; 0,11 - 0,22 - опытный коэффициент. Глубина замка составляет 0,25 - 0,35 высоты части обечайки. Положительный эффект: благодаря правильно выбранному зазору между поддоном и частями обечайки, а также наличию ребер жесткости и глубины замка стало воз- можным повышение эксплуатационной стойкости опок в 4-5 раз, Кроме того, себестоимость ЛВМ дополнительно снизится за счет уменьшения расходов на капитальные ремонты прокалочных печей, т.к. снижаются в 3-4 раза случаи выхода из строя нагревателей пода (при прошли песка через термические трещины в опоках) и сводовых нагревателей (при замыкании их опоками, выжимаемыми вверх при их проталкивании через печь). 4 ил. чем отношение радиуса кривизны цилиндрической поверхности к высоте боковых стенок равно 1,0-2,5. Однако выпуклость этой опоки в средней части и отсутствие жесткого основания не позволяют использовать опоку данной конструкции в толкательных прокалочных печах. Опока выполнена угловатой, в ней неэффективно используется полезный объем. Кроме того, опока трудоемка в изготовлении, так как необходима точная вырезка w Ј XI О О |NJ

-I

v W--2ty

У

0

т

7

O Z 0 Ј

ff t

2L

x

ols

09

01

O B 001 7+S

20IOWI

ФигЛ

Фиг.З