СПОСОБ И МАШИНА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОТЛИВКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Советский патент 1971 года по МПК B22D13/06 

Изобретение относится к способам и машинам для центробежной отливки металлических изделий с механическим выталкиванием отливок из форм, снабженных стержнями.

Для использования давления мгновенно образующихся паров для выталкивания отливок из форм предлагается, согласно изобретению, после поверхностного затвердевания отливки стержень частично извлекать из формы и в образовавшуюся полость подавать воду.

Машина для осуществления описываемого способа выполнена в виде вращающегося на горизонтальной пустотелой оси диска, несущего радиально расположенные формы. Каждая форма снабжена закрепленным на периферии диска приспособлением для частичного извлечения стержня, а снаружи диска отдельно от него установлено приспособление для выталкивания отливок из форм с частично извлеченными из них стержнями.

Приспособление для частичного извлечения стержней из форм может быть выполнено в виде связанной со стержнем зубчатой рейки, сцепленной с зубчатым же сектором, сидящим на одной оси с выступающим за окружность диска рычагом для внешнего воздействия на него.

Для одновременного извлечении всех стержней из смежно расположенных форм при нескольких дисках между зубчатой рейкой и стержнями можно расположить планку, жестко связанную со стержнем и с зубчатой рейкой.

Для предупреждения полного извлечения стержня на пути рабочего хода рейки целесообразно установить ограничитель ее хода.

В центробежной машине может быть применен копир, расположенный между участками остывания отливок и выталкивания их, концентричный с диском внешнего копира, предназначенного для воздействия на выступающие концы рычагов, с целью их поворота и осуществления тем самым автоматического частичного извлечения стержней из форм.

В машине целесообразно использовать маломощный поршневой насос для нагнетания воды в полость формы для выталкивания отливок из них.

В машине может быть применено заливочное устройство с круговым распределительным устройством, примыкающим к заливочным отверстиям форм, выполненное, согласно изобретению, таким образом, что распределительный диск, имеющий форму изогнутого по окружности швеллера с отверстиями в полке по числу форм, смещенными относительно их полостей, является поворотным вокруг своей оси для осуществления такого направления струи заливаемого во время вращения диска металла, чтобы образующая формы была направлена по касательной к траектории струи металла для предотвращения удара последнего в торец стержня.

В полость распределительного диска заливочного устройства может быть свободно повешена труба с внутренним эксцентричным приливом, в цилиндрической полости которого помещен кожух, несущий вставленный в него стержень с лыской по всей длине и с поперечным сквозным отверстием, предназначенным для заполнения его металлом, с целью подачи металла при повороте кожуха и стержня вокруг своей оси в распределительный диск через предусмотренный в теле эксцентричного прилива канал при совпадении его входного отверстия с отверстием в боковой поверхности кожуха и выдавливания излишнего металла из полости между лыской стержня и кожухом через воронку, помещенную на конце стержня.

На фиг. 1 схематически изображена описываемая машина для осуществления способа центробежной отливки металлических изделий, общий вид; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - диск ротора машины; на фиг. 4 - механизм вывода стержней; на фиг. 5 - гидравлический выбрасыватель.

В рабочих дисках 1 ротора 2 машины выполняется литье, поэтому все оснащение, необходимое для процесса литья, имеется в диске.

В рабочем диске крепятся литейные формы 3 со стержнями 4 и элементы механизма для отвода стержней. В теле диска возле гнезд литейных форм устроены камеры 5 со штуцерами 6 (см. фиг. 5) для нагнетания жидкости, необходимой при экстракции отливки из формы, смазки и охлаждения последней.

Между дисками в центральном окне монтируется металлораспределительные кольца 7. Набор дисков, стянутый анкерными стягами, составляет вместе с ободами 8 с торцевых сторон ротор машины.

Диск 1, отлитый из сталистого чугуна, имеет большое круглое отверстие 9 в центре благодаря которому ротор, составленный из комплекта таких дисков с отверстиями, образует полость, используемую в машине для монтажа металлораспределителя, для монтажа транспортера при механизации отгрузки отливок и для выталкивания изделий из литейных форм. В теле диска имеется двадцать радиально-цилиндрических гнезд для монтажа литейных форм 3 со стержнями 4, отверстия с резьбой для ввинчивания штуцеров 6, под гайки которых подложены шайбы и клингеритовые прокладки для герметизации камер гидровыбрасывателя. Штуцера имеют осевые отверстия для сообщения через отверстия камеры с насосом. Отверстие штуцера перекрывает камеру гидровыбрасывателя шариковым клапаном 10, поджимаемым пружиной 11.

Клапан предохраняет выбрасывание жидкости или пара, находящегося в камере под давлением, от действия температуры форм и герметичного закрытия полости последней.

По краям окружности торцовых сторон диска имеются фасонные пазы и выступы для монтажа элементов механизма освобождения отливки от стержней, рейки, пальца-ограничителя хода рейки, зубчатого сектора, рычажка 12.

Рейка, мертво связанная болтом со стержнями с помощью накладки, может, перемещаясь сама под действием углового перенесения рычажка 12, передающего вращение зубчатому сектору, переместить одновременно два стержня.

Металл, залитый в машину, прежде чем попасть в форму, проходит из металлоприемной чаши-воронки 13 по каналу трубы в дозирующие сумки.

Воронка 13 жестко связана с трубой-кодухом 14, который в своей полости имеет длинный цилиндрический стержень 15 с лыской по всей длине. Пространство между лыской стержня 15 и внутренней поверхностью трубы-кожуха 14 представляет собой канал 16, по которому металл из воронки 13 течет в дозирующие сумки 17, емкость которых рассчитана на необходимое заполнение литейных форм. Число дозирующих сумок равно числу дисков ротора, а объем каждой дозирующей сумки равен рабочему объему литейных форм, расположенных в каждом диске. Полное заполнение дозирующих сумок из воронки - основано на принципе сообщающихся сосудов, опоражнение дозирующих сумок происходит при повороте воронки с трубой-кожухом 14 на 180°.

При этом повороте дозирующие сумки с выходными отверстиями в трубе-кожухе займут диаметрально-противоположное положение и металл выльется из сумки в распределительное кольцо, а из воронки 14 избыток металла - в ковш, специально установленный на полу литейной под воронкой.

Металлораспределительное кольцо в противоположность всей неподвижной системе питания машины металлом вращается вместе с ротором машины. Залитый металл под давлением центробежных сил (которые прижимают его ко дну и стенкам кольца, распределяя равномерно по всей окружности кольца) вытесняется из полости кольца через прорези, оттуда струйками заливается в литейные формы.

Металл, залитый в форму, быстро отдав тепло стенкам формы, начнет уменьшаться в объеме.

При неизменном состоянии размеров и формы стержня застывающий жидкий металл зажмет тело стержня, в теле отливки возникнут усадочные напряжения, величина которых может превзойти прочность материала отливки и нарушить целостность последней. В отливке могут появиться продольные трещины, кроме того, готовую отливку трудно без порчи ее конфигурации снять со стержня.

Во избежание подобного явления необходимо в момент начала усадки тело отливки освободить от стержня. С этой целью та часть стержня, которая образует полость стакана отливки, сделана конической и в начальный момент процесса усадки стержень частично выводится из литейной формы.

Вывод стержней осуществляет механизм, который состоит из системы рычагов и специального кулака. Двуплечий рычаг 18 шарнирно подвешен к кронштейну 19. Малое плечо рычага 18 шарнирно соединяется промежуточным толкачем 20 с специальным кулаком 21, 22, который поворачивается на неподвижной оси 23 под действием опускания удлиненного плеча, рычага 18.

Устройство гидравлического выбрасывателя представлен на фиг. 5.

Основными устройствами гидровыбрасывателя являются подвижный цилиндр насоса 24, шток-поршень с кожаным манжетом 25, кронштейн 26 для крепления насосов с направляющими для движения цилиндров и круглыми направляющими 27 для перемещения ползуна 28, через который рычаг 29 сообщает движение цилиндрам. Движение поршней приводится рычагом 30 через накладку 31, которая связана с рычагом 30 посредством промежуточного толкача 32.

Жидкость в насос попадает по трубопроводу 33 из водопроводной сети и социального бака с раствором для окраски форм при периодическом переключении то одного, то другого источника с значительным преимуществом питания насосов от водопровода.

В нижней части цилиндра 24 устроена муфта 34 для надевания ее на нипель штуцера диска ротора машины. При упоре муфты 34 о гайку штуцера и дальнейшем движении цилиндра 24 насоса муфта сожмет эластичные уплотняющие кольца 25, кольца плотно обнимут нипель штуцера и тем самым будет создана герметичность соединения цилиндра 24 насоса с штуцером диска. Таким образом, каждое последующее движение рычага 30 вслед за движением рычага 29 соответственно произведут приключение цилиндра насоса к диску с формами и дальнейшее впрыскивание либо воды, либо смазывающего раствора.

В разогретой форме с горячей отливкой небольшая порция воды или жидкого раствора превратится в парообразное состояние. В форме возникнет давление паров жидкости, которое автоматически закроет шариковый клапан, перекрывающий канал штуцера, расширяющиеся пары вытолкнут отливку через открытую полость формы.

1. Способ центробежной отливки металлических изделий c механическим выталкиванием из форм, снабженных стержнями, отличающийся тем, что после поверхностного затвердевания отливки стержень частично извлекают из формы и в образовавшуюся полость подам воду, с целью использования давления мгновенно образующихся паров для выталкивания отливок из форм.

2. Центробежная машина для осуществления способа по п. 1, выполненная в виде вращающегося на горизонтальной пустотелой оси диска, несущего радиально расположенные формы, отличающаяся тем, что каждая форма снабжена закрепленным на периферии диска приспособлением для частичного извлечения стержня, а снаружи диска отдельно от него установлено приспособление для выталкивания отливок из форм с частично извлеченными из них стержнями.

3. Форма выполнения центробежной машины по п. 2, отличающаяся тем, что приспособление для частичного извлечения стержней из форм выполнено в виде связанной со стержнем зубчатой рейки, сцепленной с зубчатым же сектором, сидящим на одной оси с выступающим за окружность диска рычагом, с целью возможности осуществления на него внешнего воздействия.

4. Форма выполнения центробежной машины по пп. 2, 3, отличающаяся тем, что при применении нескольких дисков между зубчатой рейкой и стержнями расположена жестко связанная с последним и с зубчатой рейкой планка, предназначенная для одновременного извлечения всех стержней из смежно расположенных форм.

5. Форма выполнения центробежной машины по пунктам 2, 3, отличающаяся тем, что на пути рабочего хода рейки установлен ограничитель ее хода, с целью предупреждения полного извлечения стержня.

6. Форма выполнения центробежной машины по п. 3, отличающаяся применением копира, расположенного на участке между остыванием отливок и выталкиванием их, концентричного с диском внешнего копира, предназначенного для воздействия на выступающие концы рычагов, с целью их поворота и осуществления тем самым автоматического частичного извлечения стержней из форм.

7. В центробежной машине для осуществления способа по п. 1 применение маломощного поршневого насоса для нагнетания воды в полость формы для осуществления выталкивания отливок из них.

8. В центробежной машине для осуществления способа по п. 1, выполненной в виде вращающегося на горизонтальной пустотелой оси диска, несущего радиально расположенные формы, применение заливочного устройства с круговым распределительным устройством, примыкающим к заливочным отверстиям форм, отличающегося тем, что распределительный диск, имеющий форму изогнутого по окружности вывеллера с отверстиями в полке по числу форм, смещенными относительно их полостей, выполнен поворотным вокруг своей оси, с целью осуществления такого направления струи заливаемого во время вращения диска металла, чтобы образующая форма была направлена по касательной к траектории струи металла для предотвращения удара последнего в торец стержня.

9. Форма выполнения заливочного устройства по п. 8, отличающаяся тем, что в полости распределительного диска свободно помещена труба с внутренним эксцентричным приливом, в цилиндрической полости которого помещен кожух, несущий вставленный в него стержень с лыской по всей длине и с поперечным сквозным отверстием, предназначенным для заполнения его металлом, с целью подачи металла при повороте кожуха и стержня вокруг своей оси в распределительный диск через предусмотренный в теле эксцентричного прилива канал при совпадении его входного отверстия с отверстием в боковой поверхности кожуха и выливания излишнего металла из полости между лыской стержня и кожухом через воронку, помеченную на конце стержня.