Вход

Производство стержней из холоднотвердеющих смесей

Реферат по металлургии
Дата добавления: 04 июня 2007
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 7.7 Мб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу


Министерство образования Украины

НМетАУ


Кафедра литейного производства








Реферат


на тему:

«Производство стержней из холоднотвердеющих смесей»










Выполнил: cт.гр. ПТ-01 Eugene T-off

Проверила: асс. Осипенко И.А.














г. Днепропетровск

2004

Использование новых типов связующих материалов (синтетиче­ских смол) привело к созданию новых технологических процес­сов изготовления стержней из холоднотвердеющих смесей. Эти процессы основаны на отверждении синтетических смоляных свя­зующих в присутствии катализаторов при нормальной темпера­туре. ХТС состоят из наполнителя (кварцевый песок), синтети­ческого связующего, катализатора отверждения и различных улучшающих смесь добавок. Приготовление смесей осуществля­ют последовательным перемешиванием песка, связующего, ката­лизатора отверждения и добавок. Подача, дозировка и загрузка в смеситель исходных составляющих смеси, а также выпуск го­товой смеси легко механизируются и автоматизируются приме­нением специального оборудования.

Заполнение стержневого ящика смесью и ее уплотнение про­изводят свободной засыпкой с последующим уплотнением вруч­ную, встряхиванием, вибрацией или пескодувным способом. От­верждение стержней в ящиках осуществляется выдержкой их на воздухе или продувкой сжатым воздухом, подогретым или нор­мальной температуры, а также добавлением активного катали­затора или без него. Остальные технологические операции (из­влечение стержня, отделку, окраску, сборку и др.) выполняют практически так же, как и при других процессах изготовления стержней.

Технологические процессы изготовления стержней из ХТС подразделяют в основном на три группы. К первой группе отно­сят процессы изготовления стержней из песчано-смоляных само­твердеющих смесей. Продолжительность твердения стержней в ящиках составляет 5—60 мин. Эта группа процессов широко распространена при изготовлении мелких, средних и крупных стержней в литейных цехах с единичным, мелкосерийным и се­рийным характером производства стальных и чугунных отливок, а также отливок из цветных сплавов.

Две другие группы технологических процессов применяют при массовом и крупносерийном производстве отливок. Для одной из двух последних групп характерно резкое возрастание скорости отверждения смеси в ящиках до 0,5—3 мин за счет использова­ния высокореакционных связующих материалов и катализаторов отверждения.

Другая группа технологических процессов основана на при­менении песчано-смоляных смесей с длительной живучестью. Высокая скорость затвердевания достигается за счет продувки смеси в ящике газообразным или жидким (в виде паровоздуш­ной смеси) катализатором.

Однако последние две группы процессов по ряду причин ши­рокого распространения в СССР не получили. Первая группа процессов не нашла распространения и за рубежом, и в СССР из-за частых остановок оборудовании и повышенной трудоем­кости очистки пескодувного резервуара и насадки, а вторая группа — в связи с большой токсичностью газообразного или жидкого катализатора. Несмотря на это, за рубежом эти про­цессы развиваются очень широко.

Исходные материалы. В состав песчано-смоляных холодно­твердеющих смесей входят наполнитель, связующее, катализатор отверждения и в отдельных случаях — специальные жидкие или порошкообразные добавки, улучшающие свойства смеси.

В качестве наполнителя используют в основном пески, а так же другие высокоогнеупорные наполнители.

В качестве связующих материалов применяют карбамидно-формальдегидные, карбамидно-фурановые, фенольные, фенолофурановые, а также некоторые изоцианатные, эпоксидные и по­лиэфирные синтетические смолы.

В качестве катализаторов холодного твердения применяют неорганические кислоты (ортофосфорную, азотную) и их соли, водные и неводные растворы ароматических сульфокислот (бензосульфокислоту, паратолуолсульфокислоту, синтетические сульфокислоты).

Наряду с основными исходными материалами иногда применяют дополнительные добавки и смесь, предназначенные для улучшения некоторых технологических свойств смеси и стержней, например для увеличения живучести смеси, улучшения противо­пригарных свойств, податливости стержней, предотвращении образования подкорковой газовой пористости и просечек. В ка­честве таких добавок применяют оксид железа, древесную муку. этиловый спирт, оксид алюминия, колчедановый огарок, керо­син.

Оборудование для приготовления холоднотвердеющих сме­сей. Основной особенностью стержневых смесей, отверждающихся без применения нагрева или другого внешнего воздей­ствия, например без продувки газообразным катализатором, является обратная взаимосвязь между скоростью их отвержде­ния и живучестью. Это обстоятельно выдвигает определенные требования к процессу смесеприготовления. Во-первых, процесс приготовления смеси должен быть кратковременным (3—30 с), и, во-вторых, смесь должна использоваться немедленно после приготовлении.

Для приготовления холоднотвердеющих песчано-смоляных смесей наиболее широко применяют шнековые смесители непре­рывного действия, обеспечивающие достаточно высокое качество перемешивания компонентов смеси. Максимальные значения прочности смеси, как правило, достигаются при продолжительности перемешивания до 0,5 мин в смесителях непрерывного действия и до 1 мин в смесителях периодического действия.

Конструкция смесителей состоит из следующих основных частей: основания, смесительной камеры с приводом, дозатора песка, дозаторов жидких компонентов и системы управления.

Смесительная камера (рис. 1) представляет собой желоб, в котором находится шнек, т. е. вал с лопастями, расположен­ными по винтовой линии. При вращении шнека компоненты сме­си одновременно перемешиваются и транспортируются вдоль оси шнека, а затем выгружаются из смесительной камеры.

Рис. 1. Смесительная камера шнекового смесителя непрерывного действия:

1 - нал, 2 - лопасти, 3 - шнек


Современные конструкции шнековых смесителей позволяют обслуживать значительные производственные площади, подавая смесь непосредственно в стержневые ящики, что существенно в связи с ограниченной живучестью холоднотвердеющих смесей,

Шнековые смесители имеют одно или два шарнирно связан­ных плеча (рукава). Смесительная камера смесителей с одним плечом закреплена консольно на основании и может поворачи­ваться вокруг вертикальной оси. Приготовленная смесь может быть выдана в любую точку, находящуюся на расстоянии, рав­ном длине от оси поворота смесительной камеры до отверстия выдачи готовой смеси, в пределах угла поворота.

Смесители с двумя шарнирно связанными плечами обеспечи­вают подачу готовой смеси в любую точку обслуживаемой зоны производственной площади. Угол поворота первого плеча сме­сителей обоих типов составляет 180—270°, угол поворота вто­рого плеча — 270—360°.

Количество поступающего в смеситель сухого кварцевого песка регулируется шибером, находящимся в основании бунке­ра или приемной воронки. Шибер приводится в действие пневмоцилиндром. Жидкие компоненты смеси подаются в смесительную камеру насосами-дозаторами. Первым вводят катализатор. Места ввода катализатора и связующего находятся на расстоянии 100—300 мм одно от другого для предотвращения образования местных повышенных концентраций быстрореагирующих компо­нентов, ухудшающих качество смеси и ведущих к нарастанию твердой корки на стенках смесительной камеры.

Насосы-дозаторы и электрооборудование расположены в ос­новании смесителя или выносятся в отдельный шкаф. Шнек сме­сителя приводится во вращение электродвигателем через редук­тор. Указанные особенности характерны для всех типов шнековых смесителей непрерывного действия.

В настоящее время в литейных цехах работают смесители моделей 4731, 4727, 4737 и 4732 производительностью соответ­ственно 1,0; 3,5; 6,0 и 16,0 т/ч, хотя их серийный выпуск в на­стоящее время уже прекращен.

В настоящее время освоен серийный выпуск гаммы двухжелобных смесителей с вихревой головкой. В гамму этих смеси­телей вошли четыре базовые модели 19641. 19653, 1655 и 19657 соответственно производительностью 1,0; 2,5; 6,3 и 16 т/ч. Смеси­тели такого типа имеют две параллельные смесительные камеры для раздельного смешивания песка с отвердителем и связующим и третью смесительную камеру, расположенную вертикально для окончательного перемешивания смеси. Они предназначены для приготовления песчано-смоляных ХТС. Преимуществами таких смесителей являются возможность приготовления смесей с небольшим никлом твердения, резкое сокращение потерь сме­си, особенно при необходимости подачи ее небольшими порция­ми и при продолжительных остановках смесителя в процессе работы. Этот тип смесителей наиболее современный, с наиболь­шими технологическими возможностями, хотя по конструктив­ному исполнению более сложный.

Все смесители гаммы могут быть оснащены дополнительным насосом-дозатором жидких компонентов и дозатором порошко­образных добавок. Смесители гаммы могут быть снабжены двойной насосной системой для автоматического переключения работы смесителя с приготовления облицовочной смеси на на­полнительную. Наличие указанных дополнительных устройств позволяет существенно расширить технологические возможности и область применения смесителей.

Устройство смесителей гаммы рассмотрим на примере сме­сителя модели 19655 производительностью 6,3 т/ч. Он предназна­чен для приготовления песчано-смоляных холоднотвердеющих смесей (ХТС) в режиме непрерывной или периодической работы в условиях единичного и серийного производства отливок.

Смеситель состоит из основания 1, рычага поворотного 2, ка­меры предварительного смешивания 3 с приводом, камеры окон­чательного смешивания (вихревой головки 4) с приводом, доза­тора песка 5 с разделителем потока, трубы поворотной 6 гидропневмооборудования и электрооборудования 7 (рис. 2).

Камера предварительного смешивания (рис. 3) представ­ляет собой смонтированный на раме корпус двухжелобной фор­мы. Внутри каждого желоба находится вал с лопатками. Валы имеют встречное вращение, которое обеспечивает зубчатая пара.

Рис. 2. Смеситель ХТС модели 19655


Вращение валов смесителя осуществляется от привода мо­тор-редуктора МЦ2С-80-112, установленного на раме. Камера предварительного смешивания сверху закрывается крышкой. Смонтирована камера предварительного смешивания с приводом на верхнем фланце поворотного рычага (рис. 2).

Вертикальная смесительная камера (вихревая головка) со­держит конический корпус 1 (рис. 5.4), внутри которого разме­щен вращающийся вертикальный вал 2 с закрепленными флан­цами 3 и установленными в них радиальными подшипниками, в которых свободно поворачиваются на своих осях 4 смешиваю­щие лопатки 5.

Рис. 3. Камера предварительного смешивания



Работа вертикальной смесительной камеры осуществляется следующим образом: смесь наполнителя со связующим или на­полнителя с отвердителем подают сверху на вращающиеся с ва­лом 2 лопатки 5, которые, имея возможность поворота в осях 4, отклоняются назад и смещают смесь к стенке корпуса 1. Попадая между краем вращающейся лопатки и стенкой корпуса 1, ча­стицы смеси перетираются меж­ду собой, равномерно распре­деляя жидкие компоненты. В кон­струкции вихревой головки пре­дусмотрено устройство 6 для очистки элементов смесительной камеры от налипшей смеси с по­мощью сжатого воздуха.

Для безопасного проведения работ на смесителе предусмо­трена блокировка: при снятии корпуса вихревой головки отклю­чаются все механизмы смесителя. Камера окончательного сме­шивания монтируется фланцем корпуса 1 к фланцу отверстия камеры предварительного смешивания.


Дозатор песка (рис. 5) предназначен для дозировки квар­цевого песка; состоит из шибера, прикрепленного к кронштей­ну 3. Шибер состоит из пластины 1, которая перемещается по направляющей планке 4 с помощью пневмоцилиндра 2. Труба 6 с окном 5 крепится к направляющей планке 4 и служит для на­правления струи леска в приемное окно камеры предваритель­ного смешивания.

Рис. 4. Вихревая смешивающая головка

Рис. 5. Дозатор песка

Дозатор порошкообразных добавок (рис. 6) служит для дозированной подачи в камеру предварительного смешивания сухих порошкообразных добавок. Он состоит из бункера 1, смон­тированного на раме 3, и шнекового вала 4 с приводом постоян­ного тока 2. Для предотвращения зависания и слеживания ма­териала имеется ворошитель 5. Дозатор монтируется на раме камеры предварительного смешивания.

Рычаг поворотный (рис. 7) позволяет осуществлять пово­рот корпуса смесителя относительно двух вертикальных осей и состоит из корпуса 4, двух вертикальных валов 1 и 2. Каждый вал вращается в двух радиальных и одном упорном подшипни­ках. На корпусе 4 имеются два винта 3, которые фиксируют сме­ситель в нужном положении.

Труба поворотная (рис. 8) служит для подачи леска из цехового бункера в камеру предварительного смешивания. Труба поворотная состоит из приемной трубы 7, задвижки 2 в корпусе с подшипниками. Крепится труба поворотная фланцем к кронштейну дозатора песка. Задвиж­ка 2 служит для прекращения подачи песка при ремонте дози­ровочного шибера (см. рис. 5).

Рис. 6. Дозатор порошкообразных добавок

Рис. 7. Рычаг поворотный


В настоящее время освоено серийное производство высоко­скоростных смесителей с горизон­тальной смесительной камерой одностадийного смешивания для приготовления химически тверде­ющих смесей. Выпускается три модели таких смесителей произ­водительностью 6,3 и 16 т/ч.

Смеситель модели 19665 од­ноплечий; в основном предназна­чен для изготовления стержней на поточно-механизированных и автоматизированных линиях, мо­дели 19675 и 19677 двуплечие; предназначены в основном для изготовления крупных стержней и форм на плацу.

На базе этих смесителей предполагается создание смесеприготовительных комплексов в стационарном и передвижном ис­полнении, включающих кроме смесителя бункера для сыпучих и емкости для жидких компонентов стабилизатор температуры наполнителя, вибростол. Смесители для комплектования этих комплексов по желанию потребителя будут оснащаться устрой­ством программного управления на базе микроЭВМ для автома­тического управления процессом смесеприготовления и заполне­ния опок с программированным методом обучения (табл.).

Рис. 8. Труба поворотная




Параметры

Модель смесителя

19665

19675

19677

одноплечий

двуплечие

Режим работы

Диапазон регулирования производительности, т/ч

Наибольший радиус действия, мм

Угол поворота первого плеча, град

Угол поворота второго плеча (смесительной камеры), град

Габаритные размеры, мм:

длина

ширина

высота

Масса смесителя без электрошкафа гидростанции, кг, не более

Общая масса, кг, не более

Наладочный,

2,5-6,3

1800

-

240


4200

1130

3200

2340

2700

непрерывный

2,5-6,3

5000

270

300


7200

1130

3500

4550

5380



6,3-16

5000

270

300


7200

1130

3500

4850

5400

Техническая характеристика высокоскоростных смесителей с горизонтальной смесительной камерой


Характерным представителем этих смесителей является сме­ситель модели 19675 (рис. 9). Основными составными частями смесителя являются основание 10, служащее опорой для меха­низма поворота первого плеча; первое плечо 5, внутри которого расположены ленточный конвейер, дозатор наполнителя для ре­гулировки производительности; смесительная камера 6 (второе плечо), внутри которой расположен вращающийся с высокой скоростью лопастный вал; дозатор порошкообразного компонен­та 2 спирально-винтового типа; механизм поворота первого пле­ча 9 червячный с подпружиненным червяком; 'механизм поворо­та второго плеча 4 червячный с подпружиненным червяком; блок насосов-дозаторов, включающий четыре насоса-дозатора с бесступенчатым регулированием и два поплавковых электричес­ких ротаметра для автоматического непрерывного измерения расхода соответственно электропроводных и неэлектропровод­ных жидкостей; гидростанция 1 с блоком управляющей аппара­туры; шкаф электроавтоматики 3 с панелью показывающих при- боров, кнопок, переключателей и регуляторов для наладки и регулировки смесителя; оперативный пульт управления 8, содер­жащий органы для запуска и останова смесителя в непрерывном режиме, осуществление технологического «стопа», поворота пер­вого и второго плеч смесителя и аварийного останова; вытяжной зонт 7 с регулируемым по высоте патрубком. Зонт должен быть подключен к цеховой вытяжной вентиляции с помощью гофрированного рукава.

Рис. 9. Смеситель стационарный двуплечий модели 19675


Измерение расхода сыпучих компонентов осуществляется косвенным методом с помощью электрических тахогенераторов с милливольтметрами, измерение температуры наполнителя — термопарой.

Система управления смесителя позволяет предварительно программировать до шести вариантов смесей, отличающихся по виду связующих, составу или расходу, выбирать с оперативно­го пульта необходимый вариант и переходить в процессе рабо­ты на другой. В случае необходимости приготовляемая смесь может включать наполнитель, один порошкообразный компонент и до четырех жидких компонентов.

Время перемешивания смеси в смесительной камере не пре­вышает 5 с, что обеспечивает возможность приготовления быстротвердеющих смесей с живучестью до 1 мин и значительное снижение трудоемкости очистки камеры. Для облегчения очист­ки используется водяной пар. Патрубок и коллектор для подво­да пара имеются на смесительной камере. Высокая интенсив­ность перемешивания позволяет снизить содержание связующих в смеси на 15—20% по сравнению с традиционными смесите­лями.

Смеситель работает при малых значениях коэффициента за­полнения смесительной камеры (0,1—0,17), поэтому при оста­новках вся смесь полностью выгружается в стержневой ящик или опоку.

Конструкция смесителя содержит блокировки, отключающие смеситель при открывании крышек смесительной камеры, пре­кращении подачи наполнителя, отключенной вентиляции, сниже­нии уровня жидких компонентов в емкостях ниже минимально­го, превышении давления в системе дозирования до максимума а также блокировки, отключающие приводы поворота первого и второго плеч при превышении максимального угла поворота.

Смешивающие лопасти смесителя оснащены износостойкими наплавками. В комплект поставки смесителя входят запасной лопастный вал и другие быстроизнашиваемые детали.

Кроме этого, для изготовления крупных стержней и форм павлоградский завод «Литмаш» серийно выпускает (по специ­альным заказам) установку для приготовления и раздачи ХТС производительностью 63 т/ч (модель ЛП-121), состоящую из че­тырех смесителей модели 19657 производительностью 16 т/ч (рис. 10).

Рис. 10. Схема установки для приготовления и раздачи ХТС модели ЛП-121:

а — вид сбоку, б -- вид сверху; 1 -- основание, 2 — смеситель, 3 — опока


Составы холоднотвердеющих смесей и их контроль. Выбор состава смеси, типа связующего и катализатора зависит от конкретных условий производства, его серийности, характеристики отливок, условий поставки исходных материалов и других фак­торов.

По данным московского завода «Станколит», работающего со смесями на основе связующего БС-40, мелкие стержни удаляют из ящика через 4—5 мин, средние стержни — через 10 мин, крупные стержни требуют выдержки в ящике до 35—40 мин.

Заданная живучесть смеси обеспечивается изменением дозы катализатора. Для получения ХТС со стабильными свойствами нужно добиваться, чтобы колебания температуры песка были сведены к минимуму.

Для контроля температуры песка в расходных бункерах мо­гут быть устроены термопары. Смеси со связующими БС-40, КФ-90, КФ-107 рекомендуется использовать при изготовлении чугунных отливок. Добавка оксида железа к связующим БС-40, КФ-Ю7 обеспечивает их использование для литья отливок из чугуна с шаровидной формой графита. Смеси со связующим ОФ-1 целесообразно применять для получения отливок из вы­соколегированных сталей, склонных к образованию подкорковой газовой пористости. Смеси со связующим ФФ-1Ф рекомендуется использовать для литья отливок как из чугуна, так и из стали.

Смеси со связующими МЗ, ВК-1 (УКС, М19-62), КФ-Ж и КФ-МТ рекомендуются для отливок из цветных сплавов. В отдельных случаях эти смеси могут быть использованы и для изготовления чугунных отливок с обязательным покрытием рабочей поверхности стержней термостойкими противопригарными материалами.

У холоднотвердеющих смесей кроме стандартных параметров (прочность, осыпаемость, газопроницаемость, влажность) конт­ролируют прочность при различных выдержках, скорость затвер­девания и живучесть, а также термостойкость и выбиваемость.

Высокая текучесть смесей позволяет изготовлять образцы для испытания прочности на сжатие или растяжение свободной засыпкой смеси в гильзы с ручным доуплотнением или заполне­нием блока гильз пескодувной машиной. Для изготовления об­разцов целесообразно использовать трех- или девятиместные блоки гильз, применяемые при определении свойств ЖСС, или любую другую конструкцию, позволяющую одновременно изго­товить несколько образцов, чтобы измерять прочность через оп­ределенные промежутки времени после приготовления смеси.

Так как приготовление стержневых смесей в цехе осуществ­ляется автоматически и не зависит от субъективного вмешатель­ства рабочего, то контроль качества смеси сводится к периоди­ческому контролю прочности смеси, изготовленной в лаборатории по принятой рецептуре. Образцы выдерживают на воздухе в те­чение 30 мин и 3 ч. Прочность при испытании на растяжение через 30 мин должна быть не менее 0,2—0,5 МПа, а через 3 ч — не менее 0,8—1,5 МПа.

Если прочность смеси не соответствует требуемым значениям, следует обратить внимание на дозировку составляющих (песка, связующего, катализатора). При этом нужно иметь в виду, что добавка связующего увеличивает прочность, а катализатора — увеличивает скорость отверждения, но несколько снижает конеч­ную прочность.

Корректировку дозы составляющих смеси производят по ре­зультатам работы на рабочем месте. Так, например, если уста­новленная на машине рецептура не обеспечивает нужной ско­рости отверждения и стержень не затвердевает за заданный цикл, то нужно увеличить дозу катализатора. Если же темпера­тура песка выше нормальной, то скорость отверждения стержня будет выше при постоянной дозе катализатора, что неблагопри­ятно может сказаться на поверхностной прочности стержней, и, следовательно, дозу катализатора в этом случае нужно умень­шить.

Технологические операции. Технология изготовления стерж­ней из песчано-смоляных холоднотвердеющих смесей значитель­но отличается от традиционной технологии изготовления стержней с тепловой сушкой. По сравнению с последней резко сни­жается число технологических операций и их трудоемкость, нет необходимости в ряде транспортных операций и погрузочно-разгрузочных работ. Однако имеется и ряд общих операций, осо­бенно с технологией изготовления стержней из ЖСС.

Технологический процесс изготовления стержней из ХТС предъявляет следующие основные требования подготовке стерж­невой оснастки:

в зависимости от условий и серийности производства для из­готовления стержней используют деревянные, пластмассовые или металлические стержневые ящики;

металлические ящики при температуре цеха ниже 18 °С це­лесообразно перед началом работы подогревать до температу­ры 30—35 °С для ускорения затвердевания и предотвращения прилипаемости;

при изготовлении стержней на пескодувных машинах следу­ет применять в основном металлические стержневые ящики;

в связи с тем что стержни извлекают из оснастки в отвержденном состоянии, при проектировании и изготовлении стержне­вых ящиков необходимо обеспечивать высокое качество их ра­бочих поверхностей; увеличивать в 1,5—2 раза формовочные уклоны, а также предусматривать механизированное извлечение стержней системой толкателей.

Массивные стержни рекомендуется изготовлять с полостями, выполняемыми вставками из древесины, пенополистирола, или металлическими тонкостенными жесткими коробами. Конструк­ция вкладышей должна учитывать удобство заполнения стерж­невого ящика смесью. Толщина стенок стержня обычно нахо­дится в пределах 50—150 мм в зависимости от размеров стерж­ня и нагрузки при заливке.

При подготовке стержневых ящиков очищают рабочую по­верхность стержневого ящика от пыли, песка, прилипшей смеси, проверяют комплектность стержневого ящика, устанавливают вкладыши и отъемные части.

Чтобы предотвратить прилипаемость смеси, рабочую поверх­ность стержневого ящика покрывают разделительным покрыти­ем. Разделительное покрытие наносят на чистую поверхность стержневого ящика тонким слоем, без потеков, наплывов и скоп­лений в углублениях, чтобы избежать увлажнения поверхности стержня и снижения его поверхностной прочности.

При простановке каркасов следует иметь в виду, что в большинстве случаев стержни из ХТС не требуют установ­ки каркасов. Сварные, литые или проволочные каркасы исполь­зуют в качестве весок для укрепления переходов между массив­ными частями (перешейков), а также выступающих частей. При этом температура каркаса должна быть не выше температуры окружающей среды.

Каркас должен обеспечивать надежный подъем и перемеще­ние стержня к месту сборки; иметь достаточную прочность и жесткость, не препятствовать усадке отливки, не мешать выпол­нению в стержне вентиляционных каналов, легко удаляться из оснастки при выбивке.

Вески должны находиться на 35—40 мм ниже поверхности стержня, после уплотнения стержня их следует освободить от смеси. Число весок выбирают в зависимости от массы и конфи­гурации стержня.

Стержневую смесь готовят в смесителях непрерывного или периодического действия различной производительности в зави­симости от массы стержней и схемы организации работ на стерж­невом участке.

Смесями, приготовленными в смесителе периодического дей­ствия, заполняют стержневой ящик за один или несколько замесов. Перерыв между очередными порциями не должен превышать времени живучести смеси.

Смеси, приготовленные в смесителе непрерывного действия, подают в стержневой ящик непрерывно. Перерыв в работе сме­сителя при изготовлении одного стержня допускается только как исключение на период, не превышающий время живучести смеси.

Уплотнение смеси в стержневом ящике производят вибра­цией (вибростол), встряхиванием, ручной или пневматической трамбовкой, пескодувным способом. В местах углублений и под­нутрений в стержневом ящике смесь тщательно доуплотняют вручную или пневмотрамбовкой. После заполнения стержневого ящика и уплотнения удаляют с его поверхности лишнюю смесь и выполняют вентиляционные каналы.

Продолжительность затвердевания смеси зависит от состава смеси, температуры, исходных материалов сме­си и окружающей среды.

Заданные свойства смеси обычно обеспечиваются при темпе­ратуре песка 18—30°С, однако в реальных условиях литейных цехов трудно выдерживать ее в таких узких пределах. Поэтому применяют устройства для подогрева исходных составляющих и для каждого конкретного случая устанавливают зависимость между температурой песка и количеством вводимого в смесь катализатора. Изменением количества катализатора обеспечи­вают независимость живучести, которая, в свою очередь, связа­на с необходимой выдержкой стержней в ящиках. Соотношение между живучестью смеси и минимально необходимым временем выдержки стержней в ящиках составляет от 1 : 2,5 до 1 : 5.

Перемещение и хранение стержней осуществляют с исполь­зованием специальных деревянных или металлических подста­вок, тарных ящиков или плит с отверстиями для вентиляции.

При неполном отверждении стержни обладают повышенной прилипаемостью к стенкам стержневого ящика, поэтому следует не допускать преждевременного их извлечения. Не допускается также выдержка стержня в ящике до полного его отверждения, так как в этом случае стержень трудно извлечь, из стержневого ящика без повреждений. Дальнейшее твердение стержня проис­ходит на воздухе.

Все операции, связанные с извлечением стержня из стержневого ящика (кантовку, извлечение ребер, вкладышей, отъемных частей), выполняют без резких ударов, толчков и рывков.

Извлечение стержня из стержневого ящика на поточно-меха­низированных и автоматизированных линиях производится по­воротно-вытяжной машиной, а на плацу цеха — вручную или подъемно-транспортными средствами.

Поврежденные участки стержня смазывают клеем и исправ­ляют стержневой смесью. Исправленные участки прошпиливают и заглаживают соответствующим инструментом.

Вентиляционные каналы, выходящие в знаковую часть стерж­ня, засыпают сухим песком. Полости, образованные вставками, заполняют шлаком, боем бракованных стержней или другими негазотворными материалами.

Противопригарное покрытие следует на­носить на поверхность стержня безвоздушным распылителем, пульверизатором, окунанием пли кистью ровным слоем без по­теков и скоплений в углублениях.

Наносят противопригарное покрытие только на поверхность затвердевшего стержня после выдержки его на воздухе в тече­ние 40—90 мин. В противном случае противопригарное покрытие значительно замедляет твердение стержня, а также может при­вести к разупрочнению его поверхности.

Стержни окрашивают водной краской с последующей тепло­вой подсушкой или самовысыхающей.

В ряде случаев водную противопригарную краску наносят на поверхность стержня в два слоя: первый слой — до подсушки стержня, второй — после подсушки.

Стержни, окрашенные краской, подсушивают при температу­ре не выше 150 °С в течение 15—30 мин. После охлаждения до температуры цеха стержни проставляют в форму. При покрытии стержней самовысыхающей краской интервал между нанесени­ем первого и второго слоев должен составлять не менее одного часа. Стержни, покрытые самовысыхающей краской, с момента окраски до сборки выдерживают на воздухе 1.5—2 ч.

Длительное хранение стержней не является препятст­вием для дальнейшего их использования. Однако хранение стержней должно производиться в отапливаемых вентилируемых помещениях с нормальными влажностью и температурой.


Рис. 11. Вибростол с неприводным рольгангом: 1 — основание, 2 — стол, 3 — пульт управления


Контроль стержней осуществляют мастер и технолог участка или работник ОТК. Контролю подлежат стержневые ящики, стержни, качество отделки, окраски стержней, правиль­ность выполнения каналов для отвода воздуха и т. д.

Длительное хранение стержней не является препятст­вием для дальнейшего их использования. Однако хранение стержней должно производиться в отапливаемых вентилируемых помещениях с нормальными влажностью и температурой.

Контроль стержней осуществляют мастер и технолог участка или работник ОТК. Контролю подлежат стержневые ящики, стержни, качество отделки, окраски стержней, правиль­ность выполнения каналов для отвода воздуха и т. д.

Оборудование для изготовления стержней. Для уплотнения холоднотвердеющих смесей применяют ручной, вибрационный и пескодувный способы. При этом для условий единичного, мелко­серийного и серийного производства стержней применяют в ос­новном ручной и вибрационный способы уплотнения, а для ус­ловий крупносерийного и массового производства — пескодув­ный.

Для уплотнения холоднотвердеющих смесей освоен выпуск гаммы вибростолов. Гамма вибростолов состоит из двух унифи­цированных рядов:

I ряд— вибростолы с неприводными рольгангами (рис. 11) грузоподъемностью 600, 1250, 2000, 3000 кг соответственно мо­делей 21422, 21423, 21424, 21425;

II ряд — вибростолы с приводными рольгангами (рис. 5.12) грузоподъемностью 400, 600, 1250, 2000, 3000 кг соответственно моделей 21431, 21432, 21433, 21434, 21435.

Вибростолы с неприводными рольгангами предназначены для уплотнения стержней из холоднотвердеющих смесей на участ­ках изготовления стержней, оборудованных средствами малой механизации (неприводные рольганги, карусельные столы и т, д.) в условиях единичного производства. Вибростолы этого ряда мо­гут быть использованы для уплотнения форм из холоднотвердею­щих смесей в аналогичных условиях.

Рис. 11. Вибростол с приводным рольгангом:

1 - пульт управления, 2 - основание, 3 – рольганг


Вибростолы с приводными рольгангами предназначены для уплотнения стержней из холоднотвердеющих смесей в условиях серийного и мелкосерийного производства при изготовлении их на автоматизированных линиях, транспортными средствами в ко­торых являются приводные рольганги.

По своей компоновке вибростолы относятся к однопозиционным стационарным машинам с электрическими вибраторами и с механизмами подъема рольгангов.

Типы применяемых вибраторов подбирают таким образом, чтобы амплитуда колебаний стола с установленной на нем ос­насткой находилась в пределах 0,2—1 мм для всего диапазона масс грузов (оснастка и стержневая смесь), уплотняемых на вибростолах данной модели.

Управление работой вибростола производится с пульта уп­равления, расположенного в удобном для оператора месте. Виб­ростол работает в пооперационном режиме.

Кроме уплотнения литейных форм и стержней из песчано-смоляных смесей в условиях мелкосерийного и единичного производства, вибростол может быть применен также для уплотне­ния других смесей, обладающих повышенной текучестью, напри­мер ЖСС.

Высокая эффективность от внедрения холоднотвердеющих смесей достигается при комплексной механизации и автоматиза­ции всех технологических операций изготовления стержней.

Рис. 12. Участок изготовления мелких стержней массой до 6 кг из ХТС на базе оборудования модели УСб:

1 - стол поворотный, 2 - стеллаж для ящиков, 3 - смеситель произ­водительностью 1 т/ч, 4 - подогреватель песка,

5 - подставка под бочки со смолой, 6 - бункер песка, 7 - емкость катализатора отверждения, 8 - емкость со смолой,

9 - передвижная этажерка для стержней, 10 - переносной инфракрасный излучатель,

11 - емкость для краски, 12 стол-склиз


С этой целью созданы типовые комплекты технологического оборудования, позволяющие скомпоновать типовые участки и линии для изготовления стержней из ХТС в условиях многоно­менклатурного производства отливок.

Для изготовления мелких стержней из ХТС разработан и се­рийно выпускается комплект оборудования модели УС6 (рис. 12), включающий как основное технологическое, так и не­обходимое вспомогательное оборудование.

Основными элементами комплекта являются смеситель и ка­русельная установка. В настоящее время в качестве смесителя используется смеситель непрерывного действия модели 19641 производительностью 1 т/ч. Начиная с 1990 г. будет использо­ваться усовершенствованный вариант этого смесителя — смеси­тель модели 19642 с диапазоном регулирования производитель­ности 1,1 —1,6 т/ч.

Рис. 13. Карусельная установка:

1 - тележка (передвижной короб), 2 - окно для сбора просыпи, 3 - скребок, 4 - вентиляционное отверстие, 5 - окно для сообщения вентиляционного кожу­ха с вентиляционным патрубком, 6 - вентиляционный патрубок, 7 - поворот­ное устройство,

8 - тарель, 9 - вентиляционный кожух, 10 - опора, 11 - ос­нование поворотного стола


Карусельная установка состоит из двух поворотных столов (рис. 13) с приводом, между которыми установлен передаточный стол. На основании поворотного стола установлены опора 10 и вентиляционный кожух 9. На опоре смонтированы поворот­ное устройство 7, на котором крепится тарель 8 и вентиляцион­ный патрубок 6. В рабочей части поворотной тарели высверле­ны вентиляционные отверстия 4, к нижней поверхности прикреп­лены скребки 3. Внутренняя полость вентиляционного кожуха через окно 5 сообщается с вентиляционным патрубком, в днище вентиляционного кожуха предусмотрено окно 2 для сбора просыпи в специальную тележку 1.

При засыпке самотвердеющей смеси в стержневые ящики просыпь через вентиляционные отверстия тарели попадает в ко­жух, откуда при повороте тарели скребками перемещается к ок­ну 5 и попадает в передвижной короб. Выделяющиеся при изго­товлении и отделке стержней вредные газы засасываются через вентиляционные отверстия в кожух и через окна 5 и патрубок отсасываются цеховой вентиляционной системой.

Один поворотный стол предназначен для изготовления стерж­ней, а второй для отделки, включая склейку, окраску, а в случае необходимости и подсушку стержней. Стабилизатор температу­ры песка используется для поддержания заданной температуры (20—30 °С) его перед подачей в смеситель. Для нагрева приме­няют электрический способ. Установочная мощность нагревате­лей составляет 4,0—6,0 кВт, точность регулирования температу­ры песка на выходе не менее ±3 °С. Принцип работы стабили­затора следующий. Воздух продувается через нижнее отверстие стабилизатора с выводом в верхней его части, при этом он на­гревается, отдавая теплоту песка, который подается сверху в стабилизатор.

Бак для связующего на 400 л снабжен мешалкой с электро­механическим приводом, системой подогрева, контроля и авто­матического поддержания заданной температуры связующего. Бак для катализатора на 400 л оснащен устройством для конт­роля уровня жидкости. Емкость для катализатора имеет кисло­тостойкое исполнение. Баки укомплектованы специальными фильтрами, установленными между ними, и насосами — дозато­рами смесителя.

Стеллаж для оснастки предназначен для хранения стержне­вых ящиков и представляет собой сборную конструкцию. Коли­чество секций стеллажа (полок) и высота ячеек могут легко из­меняться в зависимости от требований производства.

Передвижная этажерка (тележка) предназначена для комп­лектации, складирования, хранения и транспортирования стерж­ней. Конструкция предусматривает возможность ее передвиже­ния вручную или любыми подъемно-транспортными средствами соответствующей грузоподъемности.

Подставка для бочки со связующим представляет собой ра­му с роликовыми опорами. Ее использование существенно облег­чает слив связующего из бочек.

Кроме указанного оборудования в состав комплекта по же­ланию заказчика могут включаться инфракрасный излучатель для подсушки стержней, смесителей для приготовления паст, красок и клеев.

Технологический процесс изготовления стержней на комплек­те оборудования модели УС6 включает следующие операции: подготовку и кондиционирование исходных материалов и приго­товление стержневой смеси, сборку и подготовку стержневого ящика, засыпку смеси в ящик и уплотнение стержня, отвержде­ние стержня, извлечение и его отделку, склейку, окраску и под­сушку, комплектацию и транспортирование стержней. При раз­работке комплекта оборудования использован опыт организации и механизированного изготовления стержней на московском заводе «Станколит», Волжском автомобильном заводе и др.

Производительность комплекта оборудования для изготовле­ния стержней из ХТС массой до 6 кг составляет не менее 120 съемов в час. Для обслуживания комплекса требуется 4 чело­века.

Рис. 14. Комплект оборудования для типового участка типа УС250:

а — планировка участка, б — вид сбоку; 1 — смеситель, 2 — вибростол, 3 — бак дли ка­тализатора, 4 — бак для связующего, 5 — бункер песка, 6 — бункер сухих добавок, 7 — рольганг. 8 — металлоконструкции, 9 — стабилизатор температуры песка


Подобный комплект оборудования создан и для изготовле­ния средних и крупных стержней массой до 250 кг из ХТС. В состав комплекта оборудования модели УС250 (рис. 14) вхо­дят смеситель модели 19665 или 19655; стол вибрационный рав­ной грузоподъемности в зависимости от массы стержней моде­лей 21422, 21423, 21424 с неприводным рольгангом или моделей 21431, 21432, 21433, 21434 с приводным рольгангом; стабилиза­тор температуры песка модели УСТ6; бункер песка; бункер сухих добавок; баки для связующего БС6; баки для катализатора БК6; рольганги; электропневмооборудование.

Серийное производство комплектов, включающих все необ­ходимое основное и вспомогательное технологическое оборудо­вание, по сравнению с их индивидуальным проектированием и изготовлением, как правило, на заводах-потребителях позволит получить значительный экономический эффект за счет унифика­ции выпускаемого оборудования, существенно облегчить и со­кратить сроки его монтажа и ускорить внедрение прогрессивной технологии и научной организации труда.

Рис. 15. Комплексно-автоматизированная поточная линия изготовления стержней массой до 40, 100, 250 и 600 кг



Параметры

Модель линии

Л16Х

Л40Х

Л100Х

Л250Х

Л600Х

Наибольший объем стержня, дм3

Наибольшие размеры стержневого ящика, мм

Наибольшая производительность (цикловая), съемов/ч

Грузоподъемность вибрационного стола, кг

Мощность, кВт

Габаритные размеры, мм

Масса, т

10

630х500х450

60


400

43

20800х4220х3640

40

25

800х630х500

50


600

46

23000х4600х3640

44,5

63

1000х800х560

40


1250

48

16080х6060х3300

50

160

1250х1000х750

20


1250

90

17790х13200х3260

59

400

1600х1250х750

10


2000

155

54000х15000х4225

140

Техническая характеристика автоматизированных стержневых линий для изготовления стержней из ХТС


Для изготовления стержней из ХТС массой до 16, 40, 100, 250 и 600 кг в условиях серийного производства отливок освоен серийный выпуск автоматизированных стержневых линий соот­ветственно моделей Л16Х, Л40Х, Л100Х, Л250Х и Л600Х (табл.).

Каждая линия (рис. 15) включает в себя комплект обору­дования, на котором выполняются следующие операции по из­готовлению стержней: приготовление смеси, наполнение стерж­невого ящика смесью, уплотнение стержневой смеси в ящике, накладывание транспортной плиты на ящик, кантовка ящика со стержнем и извлечение стержня, очистка транспортной плиты после съема стержня, перемещение ящиков, плит и стержней, досылка и фиксация стержневых ящиков и плит на вибростоле и поворотно-протяжной машине, загрузка и выгрузка подъемни­ка передачи стержней на верхний этаж (при необходимости встройки его в линию).

Транспортное оборудование линии состоит из одноместных и накопительных многоместных рольгангов с приводными ролика­ми. Конструкция рольгангов обеспечивает безостановочный пе­реход плиты с одного рольганга на другой, останов плиты вклю­чением вращающихся катков, если на последующем рольганге остановлена плита, или включением отсекателя.


© Рефератбанк, 2002 - 2017