- •Курс лекций
- •Содержание
- •1. Введение
- •2. Классификация формовочных и стержневых машин
- •3. Прессовые формовочные машины
- •3.1. Особенности прессовых формовочных машин
- •3.2. Напряженное состояние литейной формы. Опока без модели
- •3.3. Напряженное состояние литейной формы. Опока с моделью
- •3.4. Способы снижения основного недостатка прессования
- •3.4.1. Прессование с профильной засыпкой смеси в опоку
- •3.4.2. Прессование жесткой профильной колодкой
- •3.4.3. Прессование решеткой
- •3.4.4. Прессование гибкой диафрагмой
- •3.4.5. Прессование с применением многоплунжерной головки
- •3.4.6. Прессование блоком мягкой резины
- •3.5. Прессование роторной головкой
- •3.6. Прессование лопастным рабочим органом
- •3.7. Верхнее и нижнее прессование
- •3.8. Аналитическое уравнение прессования
- •3.9. Эмпирические уравнения прессования
- •3.10. Расчет высоты наполнительной рамки
- •3.11. Влияние вибрации на уплотнение прессованием
- •4. Встряхивающие формовочные машины
- •4.1. Общая характеристика встряхивающих машин
- •4.2. Классификация встряхивающих формовочных механизмов
- •4.2.1. Классификация по роду привода
- •4.2.2. Классификация по характеру рабочего процесса
- •4.2.3. Классификация по степени амортизации удара
- •4.3. Характер уплотняющего воздействия на формовочную смесь
- •4.3.1. Кинетика сил инерции при ударе встряхивающего стола
- •4.3.2. Уплотнение формовочной смеси при встряхивании
- •4.3.3. Распределение сжимающих напряжений по высоте формы
- •4.3.4. Качество уплотнения формовочной смеси при встряхивании
- •4.3.5. Эмпирические уравнения встряхивания
- •4.4. Индикаторные диаграммы встряхивающих механизмов
- •4.5. Комбинированный механизм уплотнения
- •5. Пескометы
- •5.1. Классификация, устройство и работа пескометов
- •5.2. Физические основы процесса уплотнения пескометом
- •5.3. Потребляемая пескометной головкой мощность
- •6. Пескодувные машины
- •6.1. Классификация пескодувных машин
- •6.2. Устройство и работа пескодувных машин
- •6.3. Выбор основных параметров пескодувных машин
- •6.4. Границы применимости процесса
- •7. Импульсные машины
- •7.1. Процесс импульсного уплотнения
- •7.2. Импульсные головки
- •8. Комбинированные методы уплотнения
- •8.1. Предпосылки комбинированных методов уплотнения
- •8.2. Встряхивание с допрессовкой
- •8.3. Комбинированные импульсные методы уплотнения
- •8.4. Пескодувно-прессовый и пескодувно-импульсный методы
- •9. Сравнение методов уплотнения
- •10. Стержневые машины
- •11. Способы приведения формовочных машин в действие
- •12. Оборудование для приготовления смесей
- •12.1. Технология обработки формовочных материалов
- •12.2. Состав смесеприготовительных систем
- •12.3. Физические основы смешивания и классификация смесителей
- •12.4. Катковые смесители (бегуны)
- •12.5. Основы теории работы катковых смесителей (см)
- •12.6. Центробежные смесители
- •12.7. Лопастные и барабанные смесители
- •12.8. Разрыхлители и дезинтеграторы
- •13. Оборудование для приготовления свежих формовочных материалов
- •13.1. Оборудование для сушки и охлаждения песка и для сушки глины
- •13.1.1. Одноходовое горизонтальное барабанное сушило
- •13.1.2. Трехходовое барабанное сушило (20.10.11)
- •13.1.3. Особенности процесса сушки в барабанных сушилах
- •13.1.4. Установки для сушки и охлаждения песка в кипящем слое
- •13.2. Дробильно-размольное оборудование
- •13.2.1. Способы механического дробления
- •13.2.2. Физические основы процесса дробления.
- •13.2.3. Щековые дробилки
- •13.2.4. Валковые дробилки
- •13.2.5. Молотковые дробилки
- •13.2.6. Шаровые мельницы
- •13.2.7. Молотковые мельницы
- •13.2.8. Вибрационные мельницы 10.11.11.
- •13.3. Механизация процесса приготовления глинистой суспензии
- •14.1. Технология переработки отработанных формовочных смесей
- •14.2 Магнитные железоотделители
- •14.2.1. Шкивные железоотделители
- •14.2.2. Ленточные магнитные железоотделители 17.11.11
- •14.3. Оборудование для просеивания формовочных материалов
- •14.3.1. Плоское механическое сито
- •14.3.2. Барабанное полигональное сито
- •14.3.3. Вибрационное сито
- •14.3.4. Основы теории работы плоского механического сита
- •14.4. Установки гомогенизации и охлаждения отработанных смесей 1.12.11.
- •14.5. Устройства для регенерации отработанных смесей
- •15. Оборудование хранения и раздачи материалов и смесей
- •15.1. Бункеры для хранения сыпучих материалов 8.12.11.
- •15.2. Затворы
- •15.2.1. Секторный затвор
- •15.2.2. Челюстной затвор
- •15.2.3. Шиберный затвор
- •15.3. Питатели
- •15.3.1. Ленточный питатель
- •15.3.2. Пластинчатый питатель
- •15.3.4. Лотковый питатель
- •15.3.5. Тарельчатый питатель
- •15.3.6. Лопастной питатель
- •15.4. Дозаторы
- •15.4.1. Бункерный дозатор
- •15.4.2. Коробчатый дозатор
- •15.4.3. Поворотный дозатор
- •15.4.4. Шиберный дозатор
- •15.4.5. Весовые дозаторы
- •16. Оборудование для выбивки форм и стержней
- •16.1. Классификация выбивных устройств
- •16.2. Вибровозбудители
- •16.3. Подвесные вибраторы и вибрационные траверсы
- •16.4. Выбивные решетки
- •16.4.1. Рабочий процесс механических выбивных решеток
- •16.4.2. Выбивная эксцентриковая решетка
- •16.4.4. Выбивная инерционно-ударная установка
- •16.4.5. Установки с выдавливанием кома
- •16.4.6. Выбивка форм с крестовинами
- •16.4.7. Выбивные решетки с транспортированием отливок
- •16.4.8. Конструктивные особенности инерционных решеток
- •16.5. Выбивной барабан
- •16.6. Оборудование для удаления стержней из отливок
- •16.6.1. Пневматические вибрационные машины
- •16.6.2. Гидравлические камеры
- •16.6.3. Электрогидравлические установки
- •17. Оборудование для финишных операций
- •17.1. Отделение элементов литниковых систем
- •17.1.1. Механическое отделение элементов литниковых систем
- •17.1.2. Кислородно-ацетиленовая резка
- •17.1.3. Разделительная воздушно-дуговая резка металлов
- •17.2. Очистка и зачистка отливок
- •17.2.1. Рубильные молотки
- •17.2.2 Галтовочные барабаны
- •17.2.3 Дробеметная очистка отливок
- •17.2.4 Дробеструйная очистка отливок
- •17.2.5 Вибрационная очистка отливок
- •17.2.5. Зачистка отливок шлифовальными кругами
- •Список рекомендуемой литературы
12. Оборудование для приготовления смесей
12.1. Технология обработки формовочных материалов
Количество формовочных и стержневых смесей, потребляемых для изготовления литейных форм и стержней, колеблется от 3 до 10 тонн, а в среднем равняется 56 тоннам на 1 тонну годного литья, в зависимости от конфигурации отливок и толщины их стенок. Это составляет около 50% всех грузопотоков литейного цеха. Поэтому механизация приготовления и транспорта смесей имеет весьма важное экономическое, а также и технологическое значение для качества и однородности смесей.
В общем случае формовочная смесь составляется из оборотной, отработанной, т. е. выбитой из опок формовочной смеси и освежающих добавок, к которым относятся свежий песок, глина и специальные добавки. Как отработанная смесь, так и свежие добавки должны быть предварительно обработаны, или подготовлены, прежде чем поступить в основной смешивающий аппарат.
Свежие пески просеивают с целью отделения от них посторонних тел, попавших в песок при добыче и транспортировании. Это просеивание не имеет характера рассева на фракции, а является лишь контрольным, и производится через одно сито, имеющее достаточно крупные ячейки (35 мм и крупнее).
В обычной практике около 50% кварцевых песков поступают в литейные цехи достаточно сухими и хорошо проходят через сито без предварительной сушки, а остальные 50% могут иметь значительную влажность, и их приходится предварительно сушить. Глинистые (тощие, полужирные и жирные) пески перед просеиванием сушат все, так как иначе они плохо проходят через сито.
Глинистые пески при сушке слипаются в комья, которые при просеивании попадают в отсев. Поэтому просеивание таких песков следует комбинировать с раздавливанием комьев. Отсев из сита попадает в разминающий аппарат, а из него вновь передается на сито.
Каменный уголь применяют как специальную углеродистую противопригарную добавку в формовочных смесях для чугунного литья без сушки форм. Его вводят в смесь чаще всего в порошкообразном, тонко размельченном виде. Глину в формовочные смеси также вводят большей частью в сухом размельченном состоянии. При этом размельчение глины, как и угля, осуществляют в две ступени – сначала грубое размельчение (дробление), а затем тонкое размельчение (размол). Для дробления и размола угля и глины в литейных цехах часто применяют одно и то же оборудование.
Глину до размола подвергают сушке. Так как сырая глина нередко бывает в крупных кусках, то перед сушилом ее пропускают через зубчатые валки.
Уголь сушить нельзя, так как при этом из него будут удаляться летучие вещества, и он обесценится как противопригарная добавка. Поэтому для улучшения размельчения угля (и глины) мельницы часто оборудуют циркуляцией теплого воздуха с целью подсушки в процессе размельчения.
Отработанная смесь, выбитая из сырых литейных форм на выбивной решетке, рассыпается при прохождении через щели выбивной решетки и не нуждается в предварительном раздавливании комьев. При выбивке же сухих форм отработанную смесь после выбивной решетки следует предварительно пропускать через валки для разрушения комьев.
Приготовление отработанной формовочной смеси заключается в отделении от нее металлических частиц – застывших брызг металла, каркасов стержней и т. п. и в последующем просеивании через сито с ячейками 612 мм. Это просеивание, как и для свежих песков, имеет целью лишь отделение от отработанной смеси крупных инородных включений, например кусков стержней.
В условиях поточного, конвейерного производства отработанная формовочная смесь не успевает остывать и приходит в смесеприготовительное отделение с выбивной решетки со средней температурой 80120 °C, в зависимости от соотношения масс металла и формы. Рабочая формовочная смесь, приготовленная на горячей отработанной смеси, получается также горячей, и изготовленные из нее формы дают повышенный брак в отливках по засорам вследствие осыпания кромок. Поэтому в современных литейных цехах смесеприготовительные системы для автоматических и поточных линий имеют в качестве обязательного звена установку для охлаждения отработанной смеси. Работа таких установок обычно основана на принципе испарительного охлаждения. Горячая отработанная смесь в ней предварительно увлажняется и гомогенизируется, а затем интенсивно продувается воздухом. Вследствие испарения воды при продувке смеси (за счет скрытой теплоты парообразования) смесь быстро охлаждается до температуры, близкой к температуре окружающей среды.
Очищенная от металла, просеянная и охлажденная отработанная смесь является подготовленной и направляется в смеситель, куда также подаются освежающие добавки – песок, глина или бентонит, углеродистые или другие специальные добавки, а также вода для увлажнения.