Устройство для определения полезной работы встряхивающих машин Советский патент 1938 года по МПК G01L3/26 

В настоящее время в литейном производстве наиболее распространенными формовочными машинами являются встряхивающие пневматические машины, которыми оборудованы почти все литейные цехи наших и заграничных новых заводов.

Данное изобретение относится, в основном, к определению работы указанных встряхивающих формовочных машин, применяющихся в литейном производстве, но может быть использовано также и для других встряхивающих устройств.

Встряхивающая формовочная машина производит уплотнение земли в опоке путем падения стола машины, на котором укреплена опока с землей, с некоторой высоты /г, причем при падении стол ударяется о твердую преграду. Развивающаяся в земле при каждом падении (ударе, встряхивании)

Mv

живая сила -2 ведет к возникновению в земле смещений, в результате чего и возникает ее уплотнение.

Коэфициент использования энергии

Mv ,

при ударе т, - : ---, где v (теоретическая скорость в момент удара)

всегда меньше 1,0 и практически в пневматических встряхивающих формовочных машинах колеблется в пределах 0,3-0,6. Коэфициент TJ, а следовательно, и энергия удара зависит от следующих причин: от величины нагрузки на стол данной машины, от регулирования механизма машины, т. е. положения золотника, если машина имеет золотниковое устройство, а также от давления воздуха в сети. В настоящее время в литейной практике при формовке на встряхивающих машинах число ударов встряхивания обычно не регламентируется, а предоставляется формовщику. Это происходит потому, что, хотя для достижения определенной степени уплотнения земли в опоке, необходимо вполне определенное количество работы, сообщенной земле, но связать это количество работы или энергии ударов с числом ударов нельзя по той причине, что имеющие всегда место в цеховой сети колебания давления сжатого воздуха изменяют энергию каждого удара машины при той же ее регулировке. Кроме того, при ежедневном осмотре мащин (который,

как правило, производится в механизированных литейных) часто производится подрегулирование машины, отчего она начинает, как говорят, бить по другому, т. е. работать с другим противодавлением, с другой высотой подъема и с другим коэфициентом TJ, в связи с чем энергия удара изменяется. Поэтому критерием для дозировки работы или действия встряхивающей машины, с целью достижения определенного уплотнения земли в опоке, должно быть не число ударов, а суммарная энергия или работа ударов, сообщенная земле.

Предлагаемое устройство предназначено для решения поставленной задачи, причем в нем используется уже известный способ осаживания детали, к которой приложены силы трения.

На чертеже фиг. 1 схематически изображает общий вид предлагаемого устройства; фиг. 1-деталь устройства; фиг. 2-другую его деталь в видоизменении и фиг. 3-схему записывающего приспособления.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) в основном представляет собой груз, сползающий при встряхивании вниз по вертикальной (одной или нескольким) направляющей 2, причем сползание груза вниз под действием сил инерции, появляющихся в нем при ударе, происходит при наличии сил трения, возбуждаемых действием тормозных колодок 3, 1 (одной или нескольких). Эти тормозные колодки прижимаются к направляющим 2 пружиной 4 (одной или несколькими). Тормозное устройство может быть выполнено и по схеме на фиг. 2, где колодка монтирована не в грузе, а на корпусе прибора. Прибор прикрепляется к встряхивающему столу машины так, чтобы его направляющие были вертикальны. Перемещение груза относительно направляющих за время одного удара (или нескольких) будет пропорционально действительной энергии или работе этого удара (или же нескольких ударов в сумме). Докажем это положение. Введем следующие обозначения: G -вес груза, N-сила, прижимающая тормозную колодку к направляющим (сила давления пружины 4),f-коэфициент трения между тормозной колодкой и направляющей, F fN-сила трения торможения, препятствующая свободному падению груза, 5-вертикальное перемещение груза (вдоль направляющей) за время одного встряхивания(одного

. ,Ми2 ,

удара), А - uri-энергия или

полезная работа удара или живая сила груза в момент удара при встряхивании (здесь V-действительная скорость в момент удара, М-масса груза, и А-высота подъема встряхивающего стола машины).

В рассматриваемом случае работа сил складывается из энергии удара А И работы силы тяжести на пути перемещения груза GS. Работа сил сопротивления сводится к работе силы трения FS.

Таким образом можно написать:

A + , откуда величина перемещения груза

5

А-F-G

fN-G

т. е. S пропорционально А.

Зная G и (величину F для данного прибора легко определить чисто экспериментально), можно по величине перемещения груза легко определить энергию удара А.

В случае необходимости определения энергии каждого отдельного удара устройство должно быть соединено с самопишущим устройством по схеме на фиг. 3.

Здесь к колодке (грузу) 7 прикреплена пружинящая полоска 5 с карандашом, который записывает на барабане 6 перемещения кдлодки (груза) / за каждый удар. При этом барабан 6 после каждого удара встряхивания (при ходе встряхивающего стола кверху) поворачивается на некоторый угол, так что на барабане получается ступенчатая кривая, величина ступеней которой по вертикали соответствует энергии отдельных ударов.

Поворачивание барабана после каждого удара производится следующим образом. Основное устройство, а также барабан 6 и все остальное

устройство, кроме стойки, монтировано на общей станине 7 и помещается на встряхивающем столе 77 машины. Стойка же укрепляется в пространстве неподвижно. При ходе встряхивающего стола 77 кверху (по стрелке а) коленчатый рычаг 75 задевает за верхний выступ стойки и поворачивается около своей оси J4 вниз по стрелке Ь, толкая стержень 70 за выступ 12 влево. Стержень 70 проскальзывает в направляющей 77 влево, и сидящая на конце его собачка 9 поворачивает храповик 8, а с ним и весь барабан 6 на некоторый угол. При падении встряхивающего стола вниз рычаг 75 ударяется о нижний выступ неподвижной стойки и поворачивается около оси J4 вверх по стрелке а. Рычаг 73 толкает стержень JO вправо, но храповик 8 при этом не поворачивается, так как собачка 9 проскальзывает над его зубьями вхолостую. Механизм собачки с храповиком может быть также заменен фрикционным храповиком или другим подобным механизмом для одностороннего проворачивания барабана при каждом ходе стола машины кверху.

На фиг. 1 показана схема одного из возможных способов автоматического выключения колодкой (грузом) 7 крана 5, через который поступает воздух во встряхивающий цилиндр машины из магистрали.

Выключение производится при достижении определенного пути опускания груза, т. е. при определенной суммарной работе, сообщенной машиной земле в опоке.

При сползании колодки (груза) 7 упор б открывает вспомогательный кран 7 (или клапан), через который сжатый воздух устремляется под поршень 8, несущий на себе два толкателя 9, к одному из которых прикреплен кулачок W.

При движении поршня S вверх кулачок 70 поворачивает угловой рычаг //, который связан звеном 72 с рукояткой крана 5, вследствие чего последний при этом закрывается и встряхивание таким образом прекращается. При дальнейшем движении порщня 8 вверх толкатели 9 снова поднимают колодку (груз) 7 в первоначальное исходное положение. В конце своего движения вверх колодка (груз) 7 с помощью серьги 13 переключает трехходовой кран 7 (или клапан, золотник) так, что он открывается теперь на выхлоп и воздух из-под поршня 8 уходит в атмосферу, вследствие чего поршень 8 опускается в свое исходное положение.

Для пуска встряхиваюшего механизма теперь необходимо лишь повернуть рукоятку крана 5 вправо. Устройство при этом новом встряхивании будет отсчитывать работу ударов снова от нуля, так как груз теперь снова возвращен в исходное верхнее положение.

Для того, чтобы устройство выключало встряхивание при желаемой заданной величине суммарной работы ударов, упор 6 по вертикали можно переставлять так, чтобы расстояние между его концом и рукояткой крана 7 соответствовало желаемой величине суммарной работы ударов.

Описанное устройство может служить не только для формовочных встряхивающих машин (пневматических, механических, электрических и др.), но и для любых встряхивающих устройств, например, встряхивающих выбивных решеток и пр., для измерения действительной энергии удара и для автоматической их остановки после отдачи ими определенного количества полезной работы.

Предмет изобретения.

1. Устройство для определения полезной работы встряхивающих машин по способу осаживания детали, к которой приложены силы трения, отличающееся применением охватывающих направляющую 2 колодок 3, 7, из которых колодка 3 прижимается к направляющей пружиной 4, с целью создания сил трения, поглощающих энергию удара встряхивающей машины, по известной величине работы которых при сползании колодок 3, 7 под влиянием ударов по направляющей 2 судят о величине измеряемой работы.

2.В устройстве по п. применение для поворачивания барабана 6 записывающего приспособления храпового механизма, управляемого коленчатым рычагом /5, принудительно поворачиваемым при каждом встряхивании.

3.В устройстве по п. 1, применение на колодке / переставного упора б , с целью воздействия на механизм, управляющий возвращением колодок 1, 3 в исходное до испытаний положение.

4. В устройстве по пп. 1 и 3 применение для возвращения колодок 7, 3 в исходное перед испытанием положение порщня 8, снабженного толкателями 9, из которых один несет кулачок 10, управляющий приспособлением для выключения работы встряхивающего устройства.

« 15

Ж11

/7