17.2.1. Рубильные молотки

Пневматические рубильные молотки применяют для удаления с поверхности отливок заливов, элементов литниковых систем, ужимин, а также для очистки поверхности тяжелых отливок от пригара.

Для обрубки отливок используют главным образом молотки зо­лотни­кового типа. Молотки с коротким ходом ударника (до 100 мм) применяют для легкой обрубки литья, молотки с длинным ходом – для тяжелой обработки.

Устройство рубильного молотка показано на рис. 102. В стволе 1 помещен ударник 2, который под действием сжатого воздуха совер­шает возвратно-поступательное движение, нанося удары по хвосто­вику рабочего инструмента 3 (зубила). Переключение течения воз­духа производится автоматически золотником 4. Пуск молотка осу­ществляется нажатием курка 5, помещенного в рукоятке 6. Шланг для подвода сжатого воздуха прикрепляется к молотку с помощью резьбового ниппеля и футорки, ввинчиваемой в отросток рукоятки молотка.

Рис. 102. Устройство пневматического рубильного молотка

Для устранения проникновения в молоток вместе со сжатым воз­духом грязи и пыли в футорку закладывают сетку, которая их задерживает.

Рис. 103. Зубила для очистки и зачистки отливок

Существенную роль в повышении производительности труда при обрубке отливок пневматическими рубильными молотками играет правильный выбор зубила. На рис. 103 показаны зубила, которыми пользуются квалифицированные обрубщики, достигая высокой производительности при обрубке стальных и чугунных отливок.

Зубила 7, 2 и 5 применяют для очистки поверхности отливок от пригоревшей формовочной смеси и для вырубки пороков отливок под заварку. Зубила 3 с уши­ренной рабочей частью приме­няют для обрубки стальных отливок после отжига. Зубила 4 имеют специальную загнутую рабочую часть и применяют для очистки внутренних сфериче­ских поверхностей.

Хвостовики зубил делают не только цилиндрическими, но и шестигранными. Такие зубила используют, когда вращение инструмента при обрубке недопустимо, на­пример, при выполнении точных обрубных работ (зачистка зава­ренных мест на обработанной поверхности, обрубка холодиль­ников и т. п.).

Высокой стойкостью при работе обладают зубила из сталей марок 4ХС, 6ХС, 7ХС. Твердость рабочей кромки зу­била должна быть HRC 5861. Уменьшение твердости резко снижает стойкость инструмента, а увеличение приводит к выкрашиванию кромки. Рекомендуется немного притуплять лезвие зубила, затачивая на нем площадку шириной 0,30,5 мм для предохранения рабочей кромки от выкрашивания.

17.2.2 Галтовочные барабаны

Одним из способов очистки отливок является галтовка в барабанах. Очистка в галтовочном барабане происходит в результате совокупности нескольких процессов. Это взаимное соударений и трение отливок, а также соударение и трение отливок о стенки барабана. Для интенсификации процесса в барабан загружают специальные звездочки, отливаемые из белого чугуна.

Применяют галтовочные барабаны периодического и непрерыв­ного действия. Галтовочный барабан периодического действия (рис. 104) обеспечивает высокое качество поверхности отливок.

Одновременно с очисткой отливок в галтовочном барабане может происходить выбивка стержней и отбивка элементов литниковых систем.

Основные узлы галтовочного ба­рабана: рама со стойками, обечай­ка барабана, скиповый подъемник и электроталь.

Барабан подвешен на цапфах 1 и 6, которые входят в подшипники 2, установленные на стойках рамы.

В обечайке барабана 4 прорезан за­грузочный люк 5, закрываемый крыш­кой, которая закрепляется с помо­щью запора. Через отверстия в цапфах барабана предусматри­вается подключение пылеотсоса путем присоединения машины к си­стеме цеховой вентиляции.

При проектировании определяют скорость вращения барабана, мощность электродвигателя привода барабана и мощность электродвигателя привода скипового подъемника. Для обеспечения безопасности работы проверяют установленный на скиповом подъемнике тормоз.

От скорости вращения барабана зависит интенсивность относи­тельного перемещения отливок и, следовательно, эффек­тивность очистки.

По практическим данным оптимальной является скорость вращения, при которой центробежная сила, действующая на отливку у поверхности барабана, составляет от 50 до 60% силы тяжести отливок (mg). Меньшее значение принимается для барабанов диаметром свыше 0,7 м, большее – для барабанов диаметром менее 0,7 м.

Рис. 104. Галтовочный барабан периодического действия

Рис. 105. Схема к расчету галтовочного барабана

При этих условиях отливки не прижимаются все время к стенке барабана под действием центробежной силы, но и не сползают без подъема.

Формулы для вычисления угловой скорости барабанов имеют вид:

при D  0,7 м

,

(159)

при D < 0,7 м

,

(160)

где D – внутренний диаметр обечайки барабана, м;

_б – угловая ско­рость вращения барабана, рад/с.

Мощность электродвигателя привода вращения барабана можно определить по моменту, создаваемому загрузкой барабана при его вращении.

Сечение барабана плоскостью, перпендикулярной оси вращения, с обозначениями величин, принимаемых при расчете, приведено на рис. 105.

Здесь  – угол расположения свободной поверхности загрузки относительно горизонтальной плоскости, рекомендуется  = 40°; x_c – смещение центра тяжести загрузки от вертикальной оси барабана, мм; m – масса загрузки барабана, кг; C – центр тяжести загрузки барабана;  – половина угла сегмента свободного объема барабана, рад.

Расстояние от центра тяжести сечения загрузки до центра круга (отрезок OC) вычисляется по формуле

.

(161)

Величина загрузки барабана определяется коэффициентом за­грузки K, показывающим отношение объема загрузки к общему объему обечайки барабана. Обычно K принимают от 0,7 до 0,8.

Считая, что загрузка барабана равномерно распределяется по длине, можно принять

,

(162)

где S_c – площадь сегмента, образованного загрузкой, м²;

S_н – площадь сечения барабана, м².

Рассматривая совместно формулы (161) и (162), получаем

.

(163)

Формулу 163 с погрешностью 1% можно заменить выражением

.

(164)

Так как момент, создаваемый загрузкой относительно оси вра­щения барабана может быть определен формулой

,

(165)

где x_с – проекция отрезка OC на горизонтальную ось круга:

,

(166)

то с учетом формулы (4.10) получим

.

(167)

Зная момент создаваемый загрузкой барабана, можно вычислить мощность электродвигателя привода барабана, кВт (все величины в системе СИ)

,

(168)

где  – к. п. д. привода вращения барабана, принимаемый на основе практи­ческих данных в пределах  = 0,60,8.

Мощность электродвигателя скипового подъемника (в кВт) нахо­дится по формуле

,

(169)

где m_к – масса ковша скипа, кг;

m – масса загрузки скипа, кг;

v – скорость подъема ковша (v = 0,030,04 м/с);

_об – общий к. п. д. механизма привода скипа;

,

(170)

где _зп – к.п. д. открытой зубчатой пары;

_р – к. п. д. редуктора;

_рп – к. п. д. ременной передачи;

_б – к. п. д. канатного барабана с учетом трения в подшипниках;

_п – к. п. д. сдвоенного полиспаста.

Расчет тормоза скипового подъемника состоит в проверке надеж­ности удержания груза неподвижным с определенным запасом усилия торможения.

Тормозной момент при этом должен отвечать условию

,

(171)

где k_т – коэффициент запаса торможения, равный для легких ре­жимов работы 1,5 и для средних режимов 1,75;

M_ст – статический момент (в Нм) груза, приведенный к тормозному валу, определяемый по формуле

,

(172)

где D₀ – диаметр барабана по центру каната, м;

c – число ветвей каната, закрепленных на барабане;

a – кратность полиспаста;

n_п – число полиспастов;

i_р – передаточное число редуктора;

i_зп – передаточное число зубчатой пары;

_т – коэффициент полезного действия механизма, равный

.

(173)

Галтовочный барабан непрерывного действия (рис. 106) пред­ставляет собой обечайку 1, открытую с торцов. Барабан наклонен к горизонту на 410°. За счет этого наклона отливки продвигаются вдоль барабана и очищаются в результате трения друг о друга.

Рис. 106. Галтовочный барабан непрерывного действия

Рис. 107. Внутренне устройство галтовочных барабанов

Барабан опирается на ролики 3 бандажами 2. Чтобы барабан не смещался в осевом направлении, ролики имеют реборды. Привод вращения барабана включает электродвигатель 4, редуктор 5, муфту 6, зубчатую пару 7 и ролики 3. Вращение от роликов к бандажам барабана осуществляется за счет трения.

Для интенсификации процесса переворачивания отливок, на внутренней поверхности галтовочных барабанов могут выполняться выступы (рис. 107).