Машины для изготовления оболочковых форм

Министерство образования и науки РФ

Государственное общеобразовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Омский Государственный Технический университет

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Домашнее задание

по дисциплине: «Оборудование машиностроительного производства»

на тему: «Машины для изготовления оболочковых форм»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МАШИНЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ .

Формовочные машины для изготовления оболочковых форм делят на однопозиционные и многопозиционные. Машины каждого типа в зависимости от степени их механизации изготовляют с пооперационным управлением, полуавтоматические и автоматические.

К машинам с пооперационным управлением относятся установки простейшего типа, где все операции изготовления форм осуществляют вручную или с применением частичной механизации. На этих машинах с помощью ручных операций производятся установка и съем модельной плиты на бункере и с бункера, поворот бункера, транспортировка модельной плиты с оболочкой для отверждения в печь и съем оболочки с плиты. Такие установки применяют только в условиях мелкосерийного производства и для проведения экспериментальных работ.

К полуавтоматическим машинам относятся установки, допускающие почти полную механизацию всех операций. Они получили широкое распространение в условиях серийного и массового производства оболочковых форм.

За последнее время все шире стали применяться автоматические формовочные машины. При многопозиционном исполнении машин, когда число рабочих позиций составляет четыре и более, нагревательные печи делают кольцевыми или проходными (машины карусельного типа). Такие машины по своей производительности значительно превосходят одно- и двухпозиционные машины и предназначены для работы в специализированных литейных цехах с большим тоннажем выпуска отливок.

Простейшая машина с пооперационным управлением.  Простейшая однопозиционная установка для изготовления оболочковых форм методом свободной насыпки

 

 

Рис. 1. Простейшая однопозиционная установка для изготовления оболочковых форм 

состоит из электрической печи 1 (рис. 1), механизма для съема отвержденной оболочки 2 с плиты и поворотного бункера 3. Транспортные устройства в виде склизов 4 связывают в единое целое главные части машин. На установке все операции производятся вручную. Нагретую модельную плиту выкатывают по склизам из печи, при помощи пульверизатора покрывают ее разделительным составом, накладывают плиту на бункер, закрепляют ее на нем и поворачивают бункер на 180°.

После того как сформируется оболочка необходимой толщины, бункер возвращают в исходное положение, отсоединяют от него плиту и, повернув плиту в исходное положение, вкатывают ее вместе с оболочкой по транспортеру в печь. После отверждения оболочки модельную плиту выкатывают из печи и закрепляют над столом съемного механизма. Затем с помощью педали 5 приводят в действие съемный механизм, который, надавливая на толкатели, сталкивает оболочку с плиты. Съем готовой оболочковой полуформы с толкателей производится вручную. После этой операции цикл повторяется.

Полуавтоматические машины. В качестве примера полуавтоматической машины для изготовления оболочковых форм методом свободной насыпки на рис. 2 приводится двухпозиционная установка УКФ-2 конструкции НИИТАвтопром.

Рис. 2. Общий вид установки УКФ-2

 

Машина УКФ-2 состоит из двух электрических печей 1, размещенных под общим вытяжным вентиляционным кожухом 5. Между печами на общей с ними станине укреплены поворотный бункер 4 и два механизма съема оболочек 2 (по одному с каждой стороны бункера). Поворот модельной плиты и наложение ее на бункер производятся при помощи пневматического подъемника 3. Плита скрепляется с бункером автоматически специальными захватами. Бункер поворачивается на двух цапфах при помощи двух зубчатых реек, которые одновременно являются штоками двух пневмоцилиндров. Для засыпки смеси на плиту бункер поворачивается быстро, а обратный поворот производится медленно. Механизм для съема оболочки состоит из пневмогидравлического цилиндра, на штоке которого закреплена плита съемника.

Работа двухпозиционной полуавтоматической машины УКФ-2 не отличается от работы описанной выше однопозиционной машины, но почти все операции на машине механизированы, а оболочки изготовляются одновременно по двум модельным плитам.

 

Техническая характеристика машины УКФ-2

Производительность (при толщине оболочки не менее 10мм) ……..до 40 полуформ в час

Размеры модельных плит, мм…………………………………….. 400X600

Количество модельных плит, установленных на машине, шт…………. 2

Вместимость бункера, кг………………………………………………….. 80

Мощность печи, кВт ………………………………………………………15

Температура нагрева печи, град …………………………………..300—400

Габаритные размеры, мм ………………………………….3500x1100X2300

 

К числу полуавтоматических машин карусельного типа относится четырехпозиционная машина СКФ-2М, получившая широкое распространение в цехах серийного производства отливок. В отличие от машины УКФ-2 машина СКФ-2М имеет четыре модельные плиты размером 300x400 мм, свободно установленные на карусели. Три плиты находятся в проходной электрической печи, а четвертая — на позиции съема отвержденной оболочки и формирования новой. Производительность машины СКФ-2М до 60 полуформ в час.

Автоматические машины. Наибольшее распространение в промышленности получили двухпозиционные автоматические машины АКФ-2 конструкции НИИТАвтопром. Формирование оболочки на этой машине осуществляется методом свободной насыпки с помощью поворотного бункера. Автомат рассчитан на работу с модельными плитами, снабженными встроенными электронагревателями.

Рис. 3. Двухпозиционная автоматическая установка АКФ-2

Двухпозициоиная машина АКФ-2 (рис. 3) имеет на каждой позиции модельную плиту 1, шарнирно соединенную с поворотным бункером 2. Колпаковая печь 3, передвигаясь с одной рабочей позиции на другую, выполняет операции отверждения оболочки, перемещения и сбрасывания ее на ленточный транспортер 4 посредством промежуточного транспортера 5.

Съем оболочковой полуформы производится съемником 6, который перемещается от позиции к позиции вместе с колпаковой печью и по окончании процесса отверждения полуформы поднимает ее над модельной плитой и выталкивает под колпаковую печь. Загрузка песчано-смоляной смеси в поворотные бункера производится в верхнем опрокинутом положении их посредством загрузочных устройств 7. Колпаковая печь и съемник установлены на верхней 8 и нижней 9 тележках, которые перемещаются от позиции к позиции при помощи двух пневматических цилиндров. и цепных тяг.

Аппаратура управления автоматов смонтирована в специальном шкафу, расположенном рядом с машиной. При наладке автомат может быть переключен на полуавтоматическую работу. По автоматическому циклу установка работает следующим образом. Получив первичную команду, модельная плита поворачивается пневматическим цилиндром 10 и реечным механизмом на 360°, захватывая при этом и опрокидывая на себя бункер с песчано-смоляной смесью. Специальное реле времени, отсчитав выдержку плиты под смесью, дает команду на поворот модельной плиты в исходное положение.

Зафиксированная в исходном положении модельная плита с образовавшейся оболочкой накрывается колпаковой печью. После отверждения полуформы автоматически производится ее съем, подъем колпаковой печи и передвижение тележек 8 и 9 на вторую позицию. Перемещения съемника синхронизированы с перемещениями колпаковой печи. Передвигаясь на вторую позицию, колпаковая печь на полпути механически сбрасывает оболочковую полуформу на конвейер. На второй позиции цикл изготовления оболочковой полуформы повторяется.

Техническая характеристика машины АКФ-2

Производительность (при толщине оболочки 11—12 мм) ……..60—65 полуформ в час

Размеры модельных плит, мм …………………………………...400X850

Количество модельных плит, шт ………………………………………..2

Количество поворотных бункеров, шт ………………………………….2

Количество колпаковых печей, шт ………………………………………1

Количество съемников, шт………………………………………………..1

Вместимость поворотного бункера, кг ……………………………До 200

Мощность нагревателей плиты, кВт…………………………………… 12

Мощность нагревателей колпаковой печи, кВт ………………………..15

Габаритные размеры, мм ……………………………….3600Х1850Х2600

 

В качестве примера автоматической машины со свободной засыпкой смеси на плиту и диафрагменной подпрессовкой формирующейся оболочки приводится четырехпозиционная карусельная машина модели 2Б31 (рис. 4).

 
Рис. 4 . Общий вид автомата модели 2Б31

 

На поворотном столе машины устанавливают четыре модельные плиты 1 со встроенным электрическим нагревом. При повороте стола каждая модельная плита обдувается сжатым воздухом и покрывается разделительным составом из специальных форсунок 2. Управление опрыскиванием осуществляется от специальной кнопки на пульте управления 3.

Вращение поворотного стола машины происходит по часовой стрелке. Возле I позиции автомата установлен механизм 4 выдачи готовых оболочковых полуформ па конвейер. Под модельной плитой на этой же позиции имеется устройство 5 для съема отвержденной оболочки с плиты. На II позиции установлены поворотный бункер 6 и привод поворота плиты. Над поворотным бункером имеется специальный бункер-дозатор 7 для автоматического пополнения песчано-смоляной смесью поворотного бункера в процессе работы автомата. На III и IV позициях происходит отверждение оболочковых полуформ за счет тепла, получаемого от модельной плиты и проходной электрической печи инфракрасного нагрева.

Постоянство нагрева модельных плит в печи поддерживается автоматическими терморегуляторами.

Схема электрооборудования предусматривает возможность работы машины на автоматическом и наладочном режимах. Управление всеми перемещениями механизмов осуществляется с помощью соответствующих кнопок, установленных на пульте управления.

В автомате 2Б31 использован метод формирования оболочек с дополнительной подпрессовкой смеси. Это достигается с помощью резиновой диафрагмы, установленной в поворотном бункере. Такая подпрессовка увеличивает скорость формирования оболочки и ее прочность.

Электроаппаратура машины установлена в шкафе 8, а гидроаппаратура — в шкафе 9.

 

Техническая характеристика машины 2Б31

Производительность (при толщине оболочки 10—11 мм) ……..80 полуформ в час

Размер модельных плит, мм …………………………………………...600X800

Количество модельных плит, шт……………………………………………… 4

Вместимость поворотного бункера, кг…………………………………….. 150

Мощность установленного электрооборудования, кВт ……………………104

Габаритные размеры, мм …………………………………….4620X3350Х3400

 

Примером автоматической машины специального назначения является установка марки МДФ-240, используемая для изготовления двухслойных оболочковых форм. Установка (рис. 5) представляет собой девятипозиционный автомат карусельного типа, имеющий пневмогидравлический привод. На вращающейся карусели размещается девять модельных плит 4, которые могут поворачиваться вокруг своей оси на 180°. На двух позициях автомата происходит изготовление полуформ, на шести последующих — отверждение их в проходной кольцевой печи 5 и на последней позиции — съем готовой полуформы с модельной плиты.

Рис. 5. Установка МДФ-240 для изготовления двухслойных оболочковых форм

На первой позиции происходит формирование облицовочного слоя полуформы. Для этого конусообразный подвижной бункер 8 с облицовочной смесью поднимается вверх до упора с модельной плитой с помощью подпружиненной подставки 7, связанной со штоком поршня гидравлического цилиндра. После упора бункер 8 останавливается, а подпружиненная подставка 7 продолжает подниматься, увлекая за собой резиновое диафрагменное днище 6. Благодаря этому находящаяся в бункере песчано-смоляная смесь плотно прижимается к лицевой поверхности нагретой модельной плиты, формируя облицовочный слой толщиной 1—2 мм. При достижении заданного давления (примерно 4 кгс/см2) шток цилиндра автоматически опускается вниз, увлекая за собой сначала подпружиненную подставку 7 с резиновой диафрагмой 6, а затем и подвижной бункер 8. Когда шток примет исходное положение, из верхнего бункера 2 через трубопровод 3 и специальный дозатор происходит пополнение смеси в подвижном бункере. Карусельный стол машины поворачивается на 40°, и одновременно с помощью копирного устройства поворачивается, на 180° модельная плита вместе с наполнительной рамкой.

На второй позиции происходит засыпка наполнительной рамки песчано-смоляной смесью. Эту операцию выполняют с помощью второго бункера 9, в котором роль дна выполняет особая поворотная плита, позволяющая бункеру 9 перемещаться в сторону модельной плиты. По мере надвигания бункера 9 на модельную плиту из него через специальное отверстие высыпается смесь, которая и заполняет полость рамки поверх облицовочного слоя. Дойдя до упора, бункер начинает двигаться в обратном направлении, срезая своими краями излишек смеси по разъему полуформы.

При отходе бункера 9 вместе с поворотной плитой в исходное положение он автоматически пополняет свой запас наполнительной смеси из бункера 1. Сформированная полуформа вместе с модельной плитой при очередном повороте карусели входит в проходную печь для отверждения. При выходе из проходной печи модельная плита по копиру поворачивается на 180° и с помощью толкательного устройства сталкивается с плиты на устройство, которое выдает готовую полуформу на контрольный стол. При передвижении на первую позицию происходят автоматическая обдувка модельной плиты сжатым воздухом и опрыскивание разделительным составом.На второй позиции происходит засыпка наполнительной рамки песчано-смоляной смесью. Эту операцию выполняют с помощью второго бункера 9, в котором роль дна выполняет особая поворотная плита, позволяющая бункеру 9 перемещаться в сторону модельной плиты.