Содержание

Технологическое оборудование литейных цехов

В литейных цехах широко применяют разнообразные машины непрерывного транспорта для перемещения сыпучих и кусковых грузов (песка, глины, угля, формовочных и стержневых смесей, оборотной смеси и т.д.) непрерывным потоком без остановок для их загрузки и разгрузки. В качестве непрерывного транспорта используют транспортирующие машины с тяговым органом, в которых груз перемещается вместе с последним, и без тягового органа. К первым относятся конвейеры ленточные, пластинчатые, скребковые и элеваторы, ко вторым – гравитационные устройства, качающиеся (инерционные и вибрационные) и винтовые конвейеры, пневматические и гидравлические транспортные устройства.

Ленточные конвейеры

Ленточные конвейеры (рис. 16.1) имеют тяговый орган 2, выполненный в виде бесконечной ленты, служащей одновременно и несущим элементом конвейера; приводную станцию (электродвигатель, редуктор), приводящую в движение приводной барабан 1; натяжную станцию с хвостовым барабаном 5 и натяжным устройством 6; опорные ролики 3 на рабочей ветви ленты и поддерживающие ролики 7 на холостой ветви ленты; загрузочное устройство 4 и устройство для очистки ленты 9. Все элементы конвейера смонтированы на металлической раме 8.

Схема устройства ленточного конвейера

Ленточные конвейеры – наиболее распространенный вид транспортирующих машин литейных цехов. Они бывают горизонтальные, наклонные и вертикальные. Конвейеры, установленные в вертикальной плоскости, называют элеваторами.

Для увеличения производительности конвейера часто опоры под ленту выполняют таким образом, что лента под действием силы тяжести материала, расположенного на ней, принимает форму желоба (рис. 16.2).

Ленточный конвейер и Плужковые сбрасыватели

Угол наклона конвейера к горизонту зависит от угла естественного откоса материала в движении. Обычно угол наклона конвейера принимают на 7-10° меньше угла трения груза о полотно. Так, для гладкой ленты предельный угол наклона ленточного конвейера к горизонтали р принимают равным 20-22° для формовочной смеси и сырой глины и 17-18° для сухих формовочных материалов.

Скорость движения ленты для транспортирования формовочных материалов и смесей находится в интервале 0,8-1,25 м/с, а для конвейеров с разгрузочными плужками – до 0,5 м/с.

В ленточных конвейерах применяют ленты прорезиненные текстильные, стальные, текстильные армированные стальными тросами. В конвейерах литейных цехов ширина ленты обычно составляет 800-1200 мм.

Наиболее распространено применение текстильной прорезиненной ленты, состоящей из нескольких слоев хлопчатобумажной ткани. Поверхность ленты покрыта слоем резины, предохраняющей ткань от истирания. Толщина резинового слоя на рабочей стороне 3-6 мм, а на нерабочей – 2 мм.

Для конвейерных лент широко используют искусственные ткани из перлоновых, нейлоновых и лавсановых нитей.

Для транспортирования материалов через сушильные и нагревательные печи применяют ленты, изготовленные из стекловолокна с покрытием кремнийорганическим каучуком, или прорезиненные тканевые с покрытием из стекловолокна. Концы лент соединяют вулканизацией или заклепками.

Транспортируемый материал обычно загружают на ленту через воронку. Чтобы материал не просыпался, в зазор между воронкой и лентой закрепляют уплотнение из полос прорезиненной ленты. Материал разгружается в момент огибания лентой приводного барабана (в конце конвейера), либо в средней части конвейера с помощью плужковых сбрасывателей (рис. 16.3). Плужковые сбрасыватели бывают односторонние (рис. 16.3, а) и двухсторонние (рис. 16.3, б) или. Недостаток плужкового способа разгрузки – повышенное изнашивание ленты. Приводом подъема и опускания плужков обычно служит пневмоцилиндр или диафрагменный толкатель с электропневматическим управлением. В рабочем положении плужок прижимается к ленте резиновой полосой, закрепленной в его нижней части болтами. Вместо опорных роликов в зоне действия плужка под лентой монтируется сплошной металлический стол.

Схемы устройств для натяжения ленты

Для обеспечения постоянного сцепления ленты с приводным барабаном в ленточных конвейерах применяют натяжное устройство винтового или грузового типа (рис. 16.4). Ось натяжного барабана натяжного устройства винтового типа (рис. 16.4, а) опирается на подшипники, установленные в корпусах 1, движущихся между неподвижными направляющими 2 с помощью винтов 3. Недостатком винтовых натяжных устройств является трудоемкость натяжения ленты. Натяжное устройство грузового типа (рис. 16.4, б) более совершенно, так как натяжение ленты происходит автоматически под действием силы тяжести груза.

Тележечные конвейеры

Тележечные литейные конвейеры служат основным транспортным устройством поточно-механизированных и автоматических формовочно-выбивных линий (рис. 16.5). По характеру трассы тележечные конвейеры могут быть горизонтально замкнутые и вертикально замкнутые непрерывного движения. Литейный конвейер, у которого движение периодическое, пульсирующее, называют шаговым. Привод таких конвейеров периодически передвигает всю замкнутую цепь платформ на заданный шаг. Тяговым органом в тележечном конвейере является пластинчатая втулочно-роликовая цепь (рис. 16.6).

Тележечный литейный конвейер

У тележечного конвейера (рис. 16.5) тяговая цепь 1 жестко соединена с тележкой 2, которая передвигается на безребордных катках 5 по рельсам 6. На тележке горизонтально замкнутого конвейера смонтированы секции роликового конвейера 3, позволяющие безостановочно переталкивать на них грузы со стационарных сборочных конвейеров. Для предупреждения схода тележек с рельсов на скруглениях пути в данной конструкции вместо ходовых катков с ребордами, создающими большие сопротивления передвижению, применены специальные направляющие ролики 7, смонтированные на оси цепи, соединенной с тележками и перемещающиеся между направляющими 8. С целью защиты направляющих роликов 7 от попадания па них смеси к торцам тележек приваривают фартуки 4, перекрывающие друг друга.

Втулочно-роликовая цепь

Втулочно-роликовая цепь (рис. 16.6) собирается из штампованных стальных пластин, внутренних 1 и внешних 2, валиков 3 и свободно надетых на них роликов 4. Наличие ролика позволяет уменьшить сопротивление при прохождении цепей по звездочкам и на поворотах в горизонтальной плоскости. Кроме рассмотренных непрерывно движущихся конвейеров применяют также шагающие (горизонтально замкнутые и вертикально замкнутые).

Схема шагающего вертикально замкнутого литейного конвейера

На рис. 16.7 изображена принципиальная схема шагающего вертикально замкнутого литейного конвейера. Он состоит из верхней ветви 2, расположенной на перекрытии второго этажа, и нижней ветви 6. По этим ветвям перемещаются формы 3 и опоки. Передача опок или форм с верхнего этажа 8 на нижний и наоборот осуществляется двумя вертикальными гидравлическими подъемниками 4 и 7 на каретках 1 и 5.

Шагающий конвейер (поперечный разрез)

Конвейер (рис. 16.8) состоит из неподвижной металлоконструкции 3 и подвижной внутренней рамы 4. Подвижная рама покоится на роликах 6 гидравлических домкратов 5, размещенных по длине конвейера с шагом, равным шагу конвейера. Формы 1 находятся на поддонах 2, которые опираются на металлоконструкцию 3. Для направления рамы 4 при ее движении служат направляющие ролики 7, установленные на металлоконструкции 3.

Передвижение форм 1 начинается с подъема подвижной рамы 4 на высоту на 10-15 мм большую, чем зазор к по всей длине конвейера. Затем с помощью гидравлического толкателя (на схеме не показан) подвижная рама 4 вместе с поддонами 2 и формами 1 передвигается на один шаг конвейера по роликам 6. После этого рама опускается и, возвращаясь на один шаг, занимает исходное положение. При следующем шаге все движения повторяются.

Гидропривод шагающего конвейера обеспечивает замедленный ход в начале и конце движения, и быстрый возврат подвижной рамы в исходное положение.

Пластинчатые конвейеры

Пластинчатые конвейеры применяют для транспортирования крупнокусковых, тяжелых и горячих грузов. Основным преимуществом этих конвейеров является хорошая сопротивляемость изнашиванию. Однако вследствие относительно высокой стоимости, сложности изготовления и требования тщательного ухода за ними из-за большого числа шарнирных соединений эти конвейеры используются только в самых необходимых случаях. Тяговым элементом конвейера служат одна или две цепи, грузонесущим – настил (полотно).

Схема пластинчатого конвейера

Пластинчатый конвейер (рис. 16.9) имеет две замкнутые тяговые цепи 1 с укрепленными на них поперечными пластинами 2, образующими сплошную чешуйчатую ленту, несущую загруженный на нее материал. Цепи приводятся в движение на одном конце конвейера приводными звездочками 3, получающими вращение от электродвигателя через редуктор. На другом конце конвейера цепи огибают звездочки 4, которые соединены с натяжным устройством винтового типа. Скорость движения настила обычно до 1 м/мин.

Пластины конвейера изготовляют плоскими или волнистыми из листовой стали (толщиной 4-10 мм). При большой производительности конвейера пластины снабжают боковыми вертикальными бортами; во избежание просыпания материала пластины перекрывают друг друга. Направление движения настила должно быть только односторонним, чтобы груз не мог попасть между пластинами. Волнистыми пластины делают для придания им большей жесткости и для возможности транспортирования материала под большим углом наклона конвейера (25-30°). Чаще всего пластинчатые конвейеры используют там, где применение ленточных ограничено, например, для перемещения горячих отливок в термообрубное отделение.

Схема скребкового конвейера

Скребковый конвейер (рис. 16.10) – разновидность обычного пластинчатого конвейера. Он отличается от пластинчатого специальными скребками 3, закрепленными на пластинчатой ленте. При движении ленты конвейера скребки опираются на желоб 6 днища бункера или емкости, захватывают материал и транспортируют его по прямой или наклонной плоскости.

Материал загружается через люки 5 в дне или в конце желоба. Конвейер может иметь две тяговые цепи или одну при малой производительности и небольшой длине перемещения. Скребковыми конвейерами материал может перемещаться как верхней, так и нижней ветвями, а в необходимых случаях и обеими. Скребковые пластинчатые конвейеры применяют для удаления шлама из отстойников в сооружениях для очистки воды или в системах гидравлической регенерации формовочных смесей.

Подвесные конвейеры

Подвесные конвейеры используют для непрерывного или периодического транспортирования различных штучных грузов. Например, горячие отливки после выбивки перемещаются в таре подвесного конвейера в термообрубное отделение. Стержни после изготовления на машинах транспортируются для последующей окраски, сушки и хранения. Подвесные конвейеры применяют в отделениях очистки и отделки отливок.

Подвесной конвейер

Подвесной конвейер (рис. 16.11) состоит из замкнутого тягового органа 3 с каретками 2, служащими для поддержки тягового органа и закрепления подвесок 4. Катки кареток с помощью тягового органа перемещаются по замкнутому подвесному пути 1. В качестве тягового органа применяют цепи всех типов (пластинчатые, сварные, литые и т.д.), а также стальные канаты. Иногда цепи выполняют двухшарнирными, оси которых расположены в двух перпендикулярных плоскостях, что обеспечивает большую гибкость цепи во всех направлениях. Трасса подвесного конвейера может быть горизонтально замкнутой или иметь сложный профиль с подъемами, спусками и поворотами. Эти конвейеры просты и надежны в эксплуатации.

Схемы подвесных конвейеров

Подвесные конвейеры (рис. 16.12, а, б) бывают грузонесущие, в которых каретки с подвесками для грузов постоянно соединены с цепью, и толкающие, у которых каретки с подвесками для грузов не имеют постоянного соединения с цепью и движутся с помощью кулачков, закрепленных на цепи. Цепь с каретками и кулачками движется по вспомогательному подвесному пути, а тележки с грузом по основному грузовому пути.

Устройство подвесного толкающего конвейера

В подвесных толкающих конвейерах, наиболее легко поддающихся автоматизации (рис. 16.13), толкающие каретки 1, соединенные с тяговой цепью 4, передвигаются по рельсовому пути 3 на роликах 2. Грузовые тележки 5, не связанные с тяговой цепью 4, перемещаются по нижнему подвесному пути б, расположенному под вспомогательным. На тяговой цепи (а в других конструкциях – на грузовых каретках) закреплены качающиеся упорные рычаги 7, которые упираются в грузовую тележку 5 (или в выступ на тяговой цепи) и передвигают ее в заданном направлении.

Грузовые тележки не соединены непосредственно с тяговой цепью, поэтому, имея переводные стрелки, на пути перемещения грузовых тележек можно вручную или автоматически отводить грузовые тележки с основного пути на линию обработки и затем снова возвращать на основную трассу для дальнейшего следования. Это позволяет объединить в одну полностью автоматизированную систему отдельные, даже различные по ритму, транспортные и технологические операции.

Подвесные толкающие конвейеры выполняют следующие операции: переводят тележки с грузом с одного конвейера на другой с помощью автоматических или дистанционно управляемых стрелок; автоматически распределяют грузы по складским стеллажам с одновременной их сортировкой; выдают грузы со складов в требуемом ритме по заданной программе.

На ряде заводов подвесные толкающие конвейеры выполняют все перечисленные операции, связанные с изготовлением стержней, их отделкой, окраской, сушкой, транспортированием на склад, поадресное хранение, выдачу со склада по заданной программе к автоматическим формовочно-заливочным линиям.

Одно из важных преимуществ подвесных толкающих конвейеров – это возможность автоматического учета транспортируемых изделий по каждому наименованию, независимо от их количества. Учет может быть как в штуках, так и по массе. В последние годы широко применяются усовершенствованные системы подвесных толкающих конвейеров с автоматическим управлением и адресованием груза, позволяющие механизировать трудоемкие работы.

Недостатки толкающих конвейеров: большая габаритная высота, чем у обычного грузонесущего подвесного конвейера, более высокая собственная масса конструкции на единицу длины пути, а также относительно высокая стоимость.

Элеваторы

Элеватор – транспортирующее устройство, перемещающее материал в вертикальном направлении (рис. 16.14). Элеватор состоит из головки 1, башмака 5 и герметичного кожуха 3. Тяговым органом элеватора служит конвейерная лента 2 шириной 250-600 мм или (реже) цепь. Лента огибает верхний приводной барабан и нижний натяжной. На ленте установлены ковши 4. Материал загружается в элеватор через загрузочную воронку. Ковши при огибании нижнего барабана зачерпывают материал, поднимают его вверх и разгружаются на верхнем барабане.

Схема устройства элеватора

Привод элеватора снабжен устройством, исключающим обратное движение ленты. Для влажных материалов, например формовочной смеси; применяют мелкие ковши (рис. 16.15, а), а для сухих материалов (песок, молотая глина) – глубокие ковши (рис. 16.15, б).

Схемы устройства и крепления ковшей к ленте элеватора

Элеваторы хорошо работают при транспортировании сухих сыпучих материалов. Влажные материалы при транспортировании налипают на ковши, что приводит к потере производительности. При транспортировании отработанных смесей элеваторы также работают ненадежно, так как вместе со смесью попадают металлические включения, которые приводят к повреждению или к обрыву ленты. При проектировании современных литейных цехов для перемещения исходных формовочных материалов и смесей элеваторы стремятся не применять, а вместо них, если это возможно, ставят наклонные ленточные конвейеры.

Скорость движения ленты элеватора для порошкообразных грузов 2-2,5 м/с, а для кусковых грузов 1-2 м/с.

Гравитационные устройства и роликовые конвейеры

Простейшими гравитационными устройствами являются наклонные плоскости, желоб, трубы, по которым скатывается транспортируемый груз. Угол наклона желоба определяется коэффициентом трения между его поверхностью и материалом и углом естественного откоса. Обычно угол наклона желоба больше угла внутреннего трения на 5-10°.

Иногда применяют спиральные спуски, в которых желоб выполнен по винтовой линии вокруг вертикальной оси. К гравитационным устройствам для транспортирования грузов относятся роликовые конвейеры, в которых наклонная плоскость образована из ряда роликов, установленных на раме (рис. 16.16, а). Часто роликовые конвейеры делают приводными (рис. 16.4 , б), в этом случае они не имеют наклона.

Схемы роликовых конвейеров

Иногда для перемещения грузов по горизонтальному роликовому конвейеру используют пневматические или гидравлические толкатели. Например, передача форм на заливочный конвейер и с конвейера на выбивное устройство осуществляется пневматическими толкателями по горизонтальному неприводному роликовому конвейеру, а движение отливок с выбивной решетки на пластинчатый конвейер или в тару подвесного конвейера происходит по наклонному желобу под действием силы тяжести. Приводные роликовые конвейеры, обычно выполняемые секциями длиной по 2-3 м, имеют единый групповой привод с конической зубчатой или цепной передачей. В ряде случаев цилиндрические ролики заменяют дисковыми. Такие ролики удобны при прохождении грузов по криволинейным в плане участкам.

Качающиеся конвейеры

Качающийся конвейер представляет собой желоб, подвешенный на неподвижную раму. Желоб совершает колебательные движения, вследствие чего груз, находящийся в нем, перемещается.

Качающиеся конвейеры могут быть с переменным и постоянным давлением груза на желоб. Качающийся конвейер с переменным давлением груза на желоб (рис. 16.17, а) состоит из стального желоба 1, совершающего колебательные движения на упругих стойках 2 под действием кривошипного механизма 3. Вследствие того, что опорные стойки установлены наклонно к желобу, последний с грузом при движении вперед несколько приподнимается, а при движении назад опускается. Длину кривошипа выбирают малой по сравнению с длиной шатуна и длиной опорных стоек, вследствие чего закон изменения скорости желоба vm близок к синусоидальному, а само движение желоба можно рассматривать как прямолинейное.

Схемы качающихся конвейеров

Амплитуда колебания конвейеров с кривошипно-шатунным механизмом составляет 30-40 мм при числе циклов 300-400 в минуту. Упругие опорные стойки желоба устанавливают с наклоном под углом α = 2÷30° относительно вертикали в сторону, обратную движению груза. Средняя скорость движения груза v обычно составляет 0,15-0,20 м/с. Для наклонных конвейеров с увеличением угла наклона желоба в сторону подъема скорость движения груза резко уменьшается и угол наклона не превышает 15°.

Качающиеся конвейеры с постоянным давлением груза на желоб отличаются от конвейеров с переменным давлением тем, что желоб в них установлен на роликовых или шариковых опорах и он совершает продольное поступательно-возвратное движение под влиянием двойного кривошипного механизма (рис. 16.17, б). Этот механизм состоит из шарнирного четырехзвенника OABC, в котором кривошип OA вращается равномерно, а кривошип BC, вращающийся неравномерно, передает колебательное движение желобу 1 через тягу 2. Высоту слоя материала в желобе b принимают равной 50-100 мм; коэффициент заполнения желоба обычно составляет 0,5-0,6. Среднюю скорость передвижения груза в горизонтальном желобе принимают не выше 0,2 м/с. Амплитуда колебаний желоба составляет 50-100 мм, а частота 1-2 Гц.

Вибрационные конвейеры

В отличие от качающихся конвейеров, в которых груз скользит по желобу, не отрываясь от него, вибрационные конвейеры (рис. 16.18) работают с такими ускорениями, вертикальная составляющая которых больше ускорения свободного падения. При этом частица груза отрывается от желоба и движется в виде непрерывно следующих один за другим микрополетов. При таком движении груз не дробится, не пылит и практически не изнашивает желоб. Наиболее рациональное транспортирование сыпучих грузов будет в том случае, если в конце микрополета частица попадает на желоб в начале следующего периода колебаний. Желоб или трубу вибрационного конвейера обычно устанавливают на пружинных подвесках. Частота колебаний вибрационного конвейера до 50 Гц при амплитуде менее 1 мм создается инерционными, электромагнитными, пневматическими и гидравлическими вибраторами.

Схемы вибрационного конвейера

Инерционные вибраторы применяют в тех случаях, когда при небольших габаритных размерах и массе привода необходимо получить значительные возмущающие силы. К инерционным относится вибратор с дебалансным электродвигателем (рис. 16.19, а).

Схемы инерционного вибратора

Большинство из конструкций этих типов вибраторов рассчитано на одну постоянную рабочую частоту, но есть вибраторы и с регулируемой частотой. Возмущающую силу также можно регулировать. Благодаря меньшей частоте колебаний (15-25 Гц) питатели с дебалансным электродвигателем работают менее шумно.

Наиболее совершенны электромагнитные вибраторы (рис. 16.19, б). В них нет трущихся и быстроизнашивающихся деталей, предусмотрена возможность регулирования амплитуды колебаний без прекращения работы установки.

Усилие Р, создаваемое электромагнитным вибратором, можно определить по формуле:

где m – масса перемещаемого материала, кг;
а – амплитуда колебаний, м;
λ – отношение собственной частоты колебаний конвейера вместе с материалом ω0 к частоте колебаний привода (вынужденной частоте) ω; λ = ω0/ω.

Основные преимущества вибрационных конвейеров: возможность транспортирования груза в условиях полной изоляции от окружающей среды в закрытых желобах или трубах; возможность выполнения одновременно с транспортированием других технологических операций – сушки, охлажнения, смешивания, просеивания и т.д.; малое изнашивание несущего элемента (трубы или желоба); сравнительная простота конструкции машины; возможность промежуточной загрузки и разгрузки; малый расход энергии при установившейся работе.

Схема вертикального виброконвейера

Наряду с горизонтальными вибрационными конвейерами в литейных цехах все большее применение находят вертикальные конвейеры для перемещения грузов по вибрационному желобу 2, идущему по винтовой линии вверх (рис. 16.20). Для этого желобу, установленному на пружины 3, сообщают возвратно-вращательное движение вокруг вертикальной оси и колебательное движение вдоль той же оси с помощью вибраторов 1. Материал движется так же, как и в горизонтальном желобе, посредством микрополетов, но при вертикальном транспортировании эти полеты совершаются не по прямой линии, а по непрерывно изменяющейся касательной. Максимальная высота вертикальных вибрационных конвейеров достигает 8 м; отношение высоты к внешнему диаметру винтового желоба может доходить до 10. С наибольшей скоростью транспортируются мелкокусковые и зернистые грузы (кокс, шлак, руда, песок, глина); с более низкой скоростью – пылевидные грузы (молотая глина, асбестовая крошка, молотый уголь, маршалит). При движении влажных нелипких грузов (например, сырой песок) создается более стабильный поток. При влажности более 12% скорость движения резко снижается. Влажные липкие материалы (например, сырую глину) нельзя транспортировать вибрационными конвейерами. Скорость перемещения грузов горизонтальными вибрационными конвейерами находится в пределах 0,1-0,3 м/с.

Угол наклона желоба вертикальных вибрационных конвейеров обычно не превышает 15-20°.

Вибрационные конвейеры значительно (в 3-4 раза) экономичнее ленточных, а вибрационные питатели экономичнее и легче ленточных, качающихся и тарельчатых питателей. Однако при транспортировании на расстояние более 50 м вибрационные конвейеры уступают ленточным конвейерам как по металлоемкости, так и по расходу энергии. Вертикальные конвейеры находят применение только в цехах, где нет площадей для размещения ленточных конвейеров, а высота подъема сухих сыпучих материалов относительно невелика (30-40 м).

Винтовые конвейеры

Винтовой конвейер – устройство, служащее для перемещения материала по желобу с помощью вращающегося винта (рис. 16.21). Он состоит из неподвижного желоба 7, закрытого сверху крышкой 3, приводного вала 8 с укрепленными на нем витками транспортирующего винта, концевых 2, 6 и промежуточных 4 опор, привода 1, загрузочного 5 и разгрузочного 9 устройств. При вращении винта груз перемещается витками винта по желобу.

Схема винтового конвейера

Винтовые конвейеры используют для транспортирования пылящих материалов (молотая глина, маршалит и т.д.); при этом легко обеспечивается герметичность. Винтовым конвейером можно транспортировать материалы не только по горизонтали, по и по наклонному и вертикальному желобам. Эти конвейеры нецелесообразно использовать для перемещения крупнокусковых, абразивных или слипающихся грузов.

Шаг винта обычно равен его диаметру или несколько меньше. Частота вращения винта зависит от плотности материала: для тяжелых материалов n = 0,8 с -1 , а для легких 1,5 ÷ 2,5 с -1 .

Пневматические транспортные установки

Пневматическим транспортированием называют перемещение грузов по трубам за счет перепада давления воздуха. В смеси с воздухом транспортируют главным образом порошкообразные и зернистые материалы (глину, уголь, песок, опилки и т.д.), реже сухой песок и формовочные смеси на расстояние до 2 км и на высоту до 100 м.

Пневматические транспортные установки подразделяются на всасывающие, нагнетательные и комбинированные.

Схемы пневматических транспортных установок

Принцип работы всасывающих установок основан на создании разрежения воздуха в транспортном трубопроводе (рис. 16.22, а). Всасывающие установки малопроизводительны, так как создать большое разрежение (более 10 кПа) затруднительно. Обычно же в литейных цехах работают всасывающие пневматические установки при разрежении не более 10 кПа для транспортирования пылевидных материалов на небольшие расстояния. Преимущества установок всасывающего типа в том, что материал можно забирать из разных мест, а кроме того, в случае нарушения герметичности трубопровода пыль не будет выделяться в цех.

Нагнетательные установки работают под действием сжатого воздуха, подаваемого в транспортный трубопровод (рис. 16.22, б). Эти установки используют для транспортирования тяжелых пылевидных и кусковых грузов на большие расстояния. Недостаток нагнетательных установок – выделение пыли в цех при нарушении герметичности трубопроводов, повышенное изнашивание трубопроводов в коленах.

Для создания необходимого перепада давлений воздуха в трубопроводе в нагнетательных установках применяют компрессоры и воздуходувки, а во всасывающих системах вакуум-насосы и вентиляторы высокого давления. В качестве питателей в пневмотранспортных системах используют винтовые и камерные.

Схема винтового питателя

Винтовой питатель (рис. 16.23) – короткий винтовой (шнековый) конвейер, установленный на раме 1. Винт 4 питателя имеет переменный шаг, что позволяет во время работы уплотнять транспортируемый материал настолько, что постоянно сохраняется соответствующее давление сжатого воздуха в транспортном трубопроводе 8. Транспортируемый материал из загрузочной воронки 3 винтом 4 подается в смесительную камеру б. Степень уплотнения материала регулируется грузовым клапаном 5. В нижней части смесительной камеры расположены два ряда форсунок 7, через которые вводится сжатый воздух. Воздух аэрирует материал и вводит его в транспортный трубопровод 8, Преимущество винтовых питателей – небольшие габаритные размеры и простота в управлении, недостаток большая потребляемая мощность электродвигателя 2 и быстрое изнашивание. Камерный питатель (рис. 16.24, а, б) представляет собой цилиндрический сосуд со сферическим верхним и коническим нижним днищами с верхней или нижней выдачей материала. Загрузка происходит через верхнюю горловину большого сечения с конической, герметично закрывающейся изнутри крышкой. Сжатый воздух, поступая от компрессора и проходя через материал в камере, стремится уйти через транспортный трубопровод и увлекает за собой материал.

Схемы камерного питателя

Питатель с верхней выдачей материала обеспечивает лучшее рыхление материала, что способствует более производительному его транспортированию.

Чтобы предохранить колена трубопроводов от изнашивания, используют специальные защитные устройства, одно из которых изображено на рис. 16.25.

Схема защитного устройства от изнашивания колена трубопровода

Нагнетательные установки используют не только для перемещения сыпучих материалов, но и для транспортирования штучных грузов (доставка образцов стали, формовочной смеси и других материалов в экспресс-лабораторию для анализа). Груз помещается в специальные патроны, которые и перемещаются со скоростью 6-10 м/с в трубопроводах под давлением сжатого воздуха.

Разновидностью пневмотранспорта являются аэрожелоба, применяемые для транспортирования песка, молотого угля, молотой глины, маршалита и других порошкообразных материалов на небольшие расстояния (до 50 м). Аэрожелоб (рис. 16.26) для транспортирования и охлаждения песка представляет собой наклонное корыто 9 с дверкой 10 для осмотра и с горизонтальным перфорированным полотном 5, на котором перемещается песок, поступающий по лотку 7. Воздух под давлением 2,5-3,0 кПа нагнетается вентилятором 8 под полотно и в виде мельчайших струек проходит через песок и приводит его во взвешенное состояние. Благодаря наклону желоба и движению потока вентиляционного воздуха в движение приходит и аэросмесь (смесь воздуха с материалом). В верхней части желоба, кроме вентиляционных трубопроводов 5, 6, имеется песколовушка 4. Охлажденный песок поступает по лотку 2 в бункер 1.

Аэрожелоб

Преимущества пневматического транспорта – возможность транспортирования по сложной трассе и расположения трубопроводов в любом направлении; совмещение транспортирования материала с технологическими операциями (сушка, охлаждение, отбор мелких фракций и т.д.); почти полная автоматизация транспортирования. Недостатки – большой расход энергии; повышенное изнашивание трубопроводов; необходимость тщательной очистки отработанного воздуха от пыли перед выбросом его в атмосферу; невозможность транспортирования влажных и липких грузов (готовая формовочная смесь); повышенное дробление транспортируемого материала (формовочный песок).

Наибольшее распространение в литейных цехах получили всасывающие пневматические установки. В последнее время наблюдается тенденция к более широкому применению нагнетательных пневмотранспортных установок низкого давления, а значит, и малых скоростей движения материала. При этом уменьшается изнашивание трубопроводов, повышается надежность работы всей системы. Для того чтобы поддерживать давление воздуха постоянным по всей трассе, прибегают к промежуточной подаче воздуха в транспортный трубопровод.

Безрельсовые транспортные машины

К безрельсовым транспортным машинам литейных цехов относятся электрокары, автокары и автопогрузчики.

Электрокары и автопогрузчики – наиболее распространенный вид безрельсового внутрицехового транспорта в современных литейных цехах, особенно массового производства.

Электрокар (рис. 16.27) приводится в движение одним или несколькими электродвигателями постоянного тока, получающими питание от аккумуляторных батарей. Аккумуляторные батареи – наиболее ответственная часть электрокара, их устанавливают обычно рядом с местом водителя. Электрокар прост в обслуживании и управлении, маневрен, безопасен в пожарном отношении. При его работе не выделяются отработанные газы, он не производит шума при движении, пуске и остановке в помещениях.

Электрокар

Электрокар обычно имеет подъемные платформы и грузовые подставки, поэтому для погрузки и разгрузки не требуется применения физической силы. Для зарядки аккумуляторных батарей электрокаров специально оборудуют зарядные станции. В целях безопасности тормозная система ходовой части электрокара выполнена таким образом, что при снятии ноги водителя с площадки управления электрокар мгновенно останавливается и обесточивается. Автокары по внешнему виду почти ничем не отличаются от электрокаров. Вместо электродвигателя и батарей питания автокар имеет обычный бензиновый двигатель.

Автокары выполняют в цехе ту же работу, что и электрокары, но менее распространены. Это объясняется прежде всего тем, что они создают шум во время работы, сложнее в управлении и обслуживании, а отработанные газы загрязняют атмосферу цеха. Для погрузки и перевозки крупногабаритных грузов как внутри цеха, так и для межцеховых перевозок используют автопогрузчики.

Автопогрузчик смонтирован на базе автошасси, но расстояние между его передними и задними колесами значительно меньше, чем у обычных автомобилей, что делает его весьма маневренным. Вместо кузова автопогрузчик снабжен двумя вертикальными колоннами-направляющими для движения по ним тяговой цепи с вилочными захватами или специальной платформой для захвата, подъема и транспортирования грузов.

Читать статью Оборудование для литейной лаборатории и контроля литья металла — «ИСКРОЛАЙН»

Напольно-рельсовый внутрицеховой транспорт

Для перемещения тяжелых грузов между пролетами на небольшие расстояния во многих литейных цехах применяют самоходные напольно-рельсовые тележки, которые могут быть неприводными и приводными. Неприводные тележки перемещаются по рельсам с помощью специальной лебедки и канатов. Тяговая лебедка с барабаном для намотки каната, как правило, расположена в приямке ниже уровня пола. У приводной (самоходной) тележки с электромеханическим приводом электродвигатель с редуктором находится на самой тележке, а питание к электродвигателю подается по специальному кабелю или через троллеи, встроенные в приямке между рельсами. Приямок обычно закрыт съемными плитами, а для токосъемника оставляется лишь узкая щель. Колея самоходных тележек обычно 1524 или 750 мм.

В новых цехах стараются избегать применения рельсового транспорта, так как он менее удобен, чем безрельсовый.

Похожие записи:

  1. ГОСТ 18111-93 Оборудование технологическое для литейного производства. Термины и определения
  2. Оборудование для изготовления чугунной посуды. Оборудование для производства чугуна
  3. Печи и литейное оборудование
  4. Изготовление модельной оснастки

Технологическое оборудование литейных цехов

Dr. Prom

Литейное производство — одно из древнейших ремёсел, освоенных человечеством. Первым литейным материалом была бронза. В древности бронзы представляли собой сложные сплавы на основе меди с добавками олова (5-7 % ), цинка (3-5 %), сурьмы и свинца(1-3%) с примесями мышьяка, серы, серебра (десятые доли процента).

Зарождение выплавки бронзы и получения из нее литых изделий (оружия, украшения, посуды и др.) в разных регионах относится к 3—7 тысячелетию до н. э. По-видимому, почти одновременно была освоена плавка самородных серебра, золота и их сплавов. На территории, где жили восточные славяне, развитое литейное ремесло появилось в первых веках н. э.

Большой шаг вперед в развитии бронзового литья был сделан, когда началось литье колоколов и пушек (XV—XVI вв.).

Широко известно мастерство и искусство русских умельцев, изготовивших уникальные бронзовые отливки — «Царь-пушку» массой 40 т (Андрей Чохов, 1586 г.), и «Царь-колокол» массой 200 т (Иван и Михаил Моторины, 1736 г.).

Следующий этап развития литейного производства цветных металлов и сплавов начался примерно с 1910—1920 гг., когда были разработаны новые сплавы, прежде всего на основе алюминия и несколько позже на основе магния. Одновременно началось освоение фасонного и заготовительного литья из специальных бронз и латуней — алюминиевых, кремниевых, марганцевых, никелевых, а также освоение производства слитков из никеля и его сплавов. В 1920—1930 гг. создаются цинковые сплавы для литья под давлением. В 1930—1940 гг. получает развитие фасонное литье из никелевых сплавов. Период 1950—1970 гг. был ознаменован разработкой технологии плавки и литья титана и его сплавов, урана и других радиоактивных металлов, циркония и сплавов на его основе, молибдена, вольфрама, хрома, ниобия, бериллия и редкоземельных металлов.

Освоение новых сплавов потребовало коренной перестройки технологии плавки и плавильного оборудования, применения новых формовочных материалов и новых способов изготовления форм. Массовый характер производства способствовал разработке новых принципов организации производства, основанных на широкой механизации и автоматизации процессов изготовления форм и стержней, плавки, заливки форм, обработки отливок.

Начиная с 1920—1930 гг. для плавки цветных [металлов и сплавов широко применяют электрические печи — сопротивления, индукционные канальные и тигельные. Плавка тугоплавких металлов практически оказалась возможной только при использовании дугового разряда в вакууме и электронно-лучевого нагрева. В настоящее время идет освоение плазменной плавки, на очереди — плавка лазерным лучом.

16 стр., 7563 слов

Освоение производства новой продукции

. выпуска, обеспечить высокие темпы нарастания выпуска нового изделии. 1. Организация освоения производства новой продукции 1.1 Характеристика процесса освоения производства Освоение производства – это начальный период промышленного производства новой продукции, в течение которого обеспечивается достижение запланированных проектных технико .

1. Печи для выплавки цветных металлов

Плавкой называют комплекс физико-химических процессов, протекающих в плавильных печах при переработке заранее подготовленных материалов. Целью плавки является получение при определённой температуре сплава в жидком состоянии заданного химического состава, обладающего необходимыми литейными свойствами.

Технология плавки содержит различные операции, проводимые в течение времени, регламентируемого типом плавильной печи, ее вместимостью и составом сплава.

Процесс плавки целесообразно рассматривать, применяя метод системного анализа. Системами объекта является вход, операции процесса, выход и обратная связь (рис.1)

Вход состоит из обрабатываемого материала и оборудования, на котором обработка осуществляется. И то и другое вместе составляют процесс. Для осуществления плавки необходимо два основных элемента, образующих процессор: рабочее пространство плавильной печи и источник генерации тепловой энергии. Выход — результат процесса. Процесс (операции) превращает вход в выход.

Все процессы плавки цветных сплавов моно подразделить на монопроцессы и полипроцессы (рис.2)

Характерной особенностью монопроцесса, наиболее распространенного при литье цветных сплавов, является осуществление всех операций плавки в одной плавильной печи. Полипроцессная плавка или доводка металла осуществляется постадийно в двух или нескольких плавильных печах или установках. Полипроцессы применяют в крупносерийном и массовом производстве отливок и особенно при очень высоких требованиях к сплавам по наличию в них вредных примесей.

Параметрами процесса плавки является температура и давление, которые зависят от типа плавильного агрегата и назначения (химического состава) сплава. Температурные интервалы ( 0 С) плавки цветных сплавов на основе: магния — 650 — 720, алюминия — 720 — 780,меди — 1000 — 1250, никеля — 1400 — 1650.

2. Классификация плавильных печей

По виду используемой для плавки сплавов энергии плавильные печи подразделяют на пламенные и электрические. Пламенные печи (рис.3) подразделяют на тигельные (Т), отражательные (О).

а — тигельная; б — отражательная

В электрических печах электроэнергия преобразуется в тепловую энергию, которая передаётся в рабочую камеру с помещёнными в ней нагреваемыми материалами. Электрические печи классифицируют по способу преобразования электрической энергии в тепловую и передачи ее к нагреваемым материалам. Различают печи (рис.4 и 5):сопротивления, индукционные, электродуговые, плазменные, электрошлаковые, электронно — лучевые.

Печи сопротивления применяются для плавки свинцовых, оловянных, цинковых, магниевых и алюминиевых сплавов.

В индукционных плавильных печах нагревают электропроводящие материалы, помещая их в переменное электромагнитное поле. По конструктивному исполнению индукционные печи подразделяют на тигельные и канальные.

19 стр., 9332 слов

Производство отливок из сплавов цветных металлов

. сплавов. Начиная с 1920—1930 гг. для плавки цветных [металлов и сплавов широко применяют электрические печи — сопротивления, индукционные канальные и тигельные. Плавка тугоплавких металлов . металлов. Освоение новых сплавов потребовало коренной перестройки технологии плавки и плавильного . литьем в чугунные изложницы. Следующий этап развития литейного производства цветных металлов и сплавов .

Электродуговые печи по принципу передачи тепла подразделяют на печи косвенного и непосредственного нагрева.

Рис.4. Схемы Электрических плавильных печей сопротивления и индукционных:

  • а — тигельная;
  • б — отражательная;
  • в — индукционная тигельная;
  • г — индукционная — канальная.

В печах косвенного нагрева теплота передается излучением непосредственно от дуг футеровки (ри.5,а).

В печах непосредственного нагрева — от дуги (рис. 5, в и г).

В основу электронно — лучевого переплава (ЭЛП) металлов положен принцип преобразования электрической энергии в тепловую вследствие бомбардировки поверхности металла потоком свободных электронов. Для осуществления ЭЛП необходимо иметь герметичную камеру, в котором создается вакуум , поток свободных электронов и ускоряющее электрическое поле. Имеются различные технологические схемы ЭЛП (рис. 5,д, е, и).

Читать статью  Литейное производство: виды и особенности бизнеса

Среди разнообразных схем, предлагаемых для плавки металла с помощью плазмы, наиболее перспективным является переплав в плазменно — дуговых печах (ПДП), которые могут работать на постоянном и переменном токе. ПДП в основном применят двух типов: для переплава с кристаллизацией металла в водоохлаждаемом кристаллизаторе (рис. 5, и)

Рис.5. Схемы специальных конструкций электрических плавильных печей:

  • а — электродуговой косвенного действия;
  • б и в — электродуговых для плавки соответственно в гарнисажном тигле и водоохлаждаемом кристаллизаторе;
  • г — электрошлаковой печи;
  • д и е — электронно-лучевой для плавки соответственно в водоохлаждаемом кристаллизаторе и тигле;
  • ж, з, и — плазменные для плавки соответственно в огнеупорной камере, водоохлаждаемом кристаллизаторе и тигле.

3. Пламенные печи

В тигельных плавильных печах предусматривают графитовые, графито — шамотные, литые, чугунные или сварные стальные тигли, в которых расплавляют шихтовые материалы и доводят сплавы до заданного химического состава.

Стационарные и поворотные тигельные печи применяют для плавки, выдержки и подогрева оловянных, свинцовых, цинковых, магниевых, алюминиевых и медных сплавов.

Преимущества тигельных печей:

  • простота конструкции, надежность в эксплуатации.
  • хорошая маневренность при переходе от плавки сплава одного химического состава к сплаву с другим составом.
  • удобство проведения различных технологических операций (легирования, рафинирования, дегазации, модифицирования).
  • отсутствие контакта с продуктами сжигания топлива, что обеспечивает минимальный угар компонентов сплава и снижает возможность перехода вредных газообразных примесей в металл.
  • возможность применения для разливки металла отдельными порциями дозаторов, манипуляторов, роботов.

Недостатки тигельных печей:

  • малая вместимость (100 — 500 кг.), невысокая производительность, повышенный расход топлива.

— неудобство в разливки металла, в случае необходимости вынимать тигель из печи или производить разбор разливочной ложкой( небольшим ковшом), что не только удлиняет продолжительность разливки, но и ухудшает качество металла ( особенно последних порций),а следовательно и отливок.

4 стр., 1847 слов

Металлы, применяемые в космической технике

. Сплавы тугоплавких металлов — молибдена, тантала и вольфрама — применяются в деталях космических ядерных технологий. Эти компоненты были специально созданы в качестве материала способного выдержать высокие температуры[3]. 2 Металлы применяемые в . соединений для снятия остаточных напряжений, что исключает необходимость использования печей для термообработки и камер для сварки с контролируемой .

В качестве топлива применяют, как правило газ, реже — мазут. Для сжигания газа применяют горелки низкого давления.

Для плавки магниевых сплавов применяют стальные тигли; для плавки оловянных, свинцовых, алюминиевых сплавов — чугунные; для плавки медных и алюминиевых сплавов — графитошамотные.

Недостатком металлических тиглей является растворение железа во время плавки и перехода его в состав сплава, что ухудшает качество сплава. С целью предотвращения этого процесса внутреннюю поверхность тиглей и плавильного инструмента окрашивают или обмазывают специальными составами.

Для пламенных отражательных печей характерны повышенная вместительность (до 12 — 15т.) и производительность, возможность использования крупногабаритной шихты при механизированной загрузке, простота обслуживания.

Эти печи применяют для плавки алюминиевых, реже магниевых и медных сплавов в цехах фасонного литья с большим годовым выпуском и в цехах заготовительного производства.

4. Электрические печи, Печи сопротивления., Тигельные электропечи

Электропечи САТ (рис.6) предназначены для рабочей температуры до 800 0 С; работают на промышленной частоте 50 Гц; средний удельный расход электроэнергии 0,45 — 0,60 кВт . ч/кг; КПД печи 0,50 — 0,55.

В камерных электропечах сопротивления САК применяют металлические и карборундовые нагреватели; в электропечах — миксерах САКМ — проволочные нихромовые. Эти печи работают на токе частотой 50 Гц, обеспечивая температуру 750 — 800 0 С; расход электроэнергии 0,60 — 0,65 кВт . ч/кг.

Рис.6. Электропечь сопротивления САТ 0,16-И2

1-Нагреватели; 2 и 6 -термопары; 3-тигель; 4 — футеровка; 5 — кожух; 7 -крышка.

В отражательных печах сопротивления

Наибольшее применение в производстве слитков из цветных металлов получили индукционные печи с железным сердечником.

Индукционные печи

  • однофазные (для сплавов на медной основе), емкостью 600кг., мощность до 200квт., производительность до 20т/сутки. Рис.7
  • двухфазные, мощностью до 370квт., производительность до 30т/сутки.
  • трехфазные, мощностью до 900квт, производительность свыше 60тсутки. Рис.8
  • сдвоенные трехфазные.

Число фаз определяется мощностью или объемом печи.

Рис.7 Однофазная одноканальная печь для плавки сплавов на медной основе емкостью до 600кг.

1 — рабочая камера; 2 — канал; 3 — сердечник.

  • электрическая энергия передается непосредственно в нагреваемый металл, что значительно увеличивает скорость нагрева по сравнению с печами косвенного действия, в которых нагревается только поверхность материала;
  • достигаемая температура металла лимитируется только огнеупорностью футеровкой печи;
  • упрощается конструкция печей;
  • возникающие в расплаве электродинамические усилия вызывают циркуляцию металла в тигле, что ускорят процесс плавки и способствует получению металла со стабильными свойствами;
  • высокая производительность труда, хорошие санитарно — гигиенические и экологические условия производства.

По принципу действия индукционные печи подразделяют на две группы:

4 стр., 1787 слов

Сплавы металлов с эффектом памяти

. и сжать вытянутые. Поэтому материал восстанавливает свою исходную форму, так ка в целом получается, что он проводит автодеформацию только в обратном направлении. [2] Все металлы и сплавы . применять бездиффузионный способ. При изучении закалки – одного из древнейших и основных процессов термической обработки стали был и . нашей жизни, как медицина. С помощью металлов с таким свойством, как память формы .

  • печи с замкнутым магнитопроводом (канальные печи с закрытым и открытым каналом, в которой роль вторичной катушки играет короткозамкнутый канал, заполненный жидким металлом).

Рис.8 Трехфазная индукционная печь для плавки цветных металлов.

1-токоподвод; 2-установка вентилятора; 3- рабочая площадка; 4- крышка; 5-концевые выключатели; 6-плунжер.

  • без замкнутого магнитопровода (тигельные печи — открытые и вакуумные)

Индукционные плавильные канальные печи для плавки цветных металлов и сплавов работают на частоте 50 Гц; тигельные — на частоте 50 -1000 Гц. Такие печи применяют для плавки цинка, алюминия, меди и сплавов на их основе.

Для непрерывной работы целесообразно использовать — канальные печи, а для периодической работы и при изменении химического состава сплава — тигельные.

Индукционные канальные печи . В соответствии с ГОСТ 10487 — 75 индукционные канальные печи (ИКП) используют для плавки: алюминия и его сплавов (печи ИАК); меди и её сплавов — латуней ИЛК. На (рис.9) показана индукционная канальная печь емкостью 600кг для плавки латуней.

Рис. 9 Индукционная канальная печь ИЛК -0,6

1 — загрузочное окно; 2- ванна; 3 — индукционная единица; 4 — канал; 5 — индуктор; 6 — магнитопровод; 7 — воздушное охлаждение футеровки канала; 8 -токоподвод к индуктору; 9 — ось поворота печи; 10 — сливной носок.

Для повышения стойкости футеровки при эксплуатации ИКП не рекомендуется использовать загрязненные шихтовые материалы, стружку, сплавы на медной основе в состав которых входят свинец и олово. При перерывах в работе печи в канале должен быть остаток металла для создания замкнутой вторичной цепи.

Индукционные тигельные печи

На (рис. 10) приведена индукционная тигельная печь для плавки алюминиевых сплавов емкостью 2,5 т. Набивной тигель печи расположен внутри индуктора, который выполнен из медной трубки, имеет электрическую изоляцию витков друг от друга и охлаждается водой. Для уменьшения тепловых потерь тигель закрывается футерованной крышкой. Печи для плавки алюминиевых сплавов питаются током промышленной или повышенной (500 период/с) частоты

Рис.10 Индукционная тигельная печь ИАТ -2,5

1-каркас; 2- тигель; 3- индуктор; 4-ось поворота печи; 5-сливной носок; 6-крышка; 7-токоподвод к индуктору

Электропечи работают по принципу трансформатора, у которого первичной обмоткой является водоохлаждаемый индуктор, а вторичной обмоткой и одновременно нагрузкой — находящийся в тигле металл.

Электропечь, снабженную комплектом оборудования, необходимым для её работы, называют индукционной установкой или комплексом. Индуктор печи представляет собой многовитковую водоохлаждаемую катушку, выполненную из прямоугольной медной трубки.

Для защиты металлоконструкций от полей рассеяния снаружи индуктора предусматривают магнитопроводы, набранные из листов трансформаторной стали.

На всех печах и особенно на печах вместимостью, больше 1 тонны, для уменьшения потерь теплоты излучением во время плавки тигель закрывают футерованной крышкой.

9 стр., 4244 слов

Индукционные тигельные печи

. специальных марок, т. е. сплавов на основе железа, так как при плавке черных металлов тигельные печи имеют более высокий КПД, чем при плавке цветных металлов. Несмотря на это, индукционные тигельные печи в настоящее время .

Тигли для плавки алюминиевых сплавов изготавливают набивкой и спеканием шамотно — кварцитовой массы (основа AL 2 O3 и SIO2) или из жаростойкого бетона (тонкомолотый магнезит, шамотный заполнитель и жидкое стекло).

Для плавки магниевых сплавов применяют печи со стальными сварными или литыми тиглями и крышками специальной конструкции. В печи с такой крышкой можно вести плавку в нейтральной защитной среде.

Печи для плавки медных сплавов футеруют высокоглиноземистой или кварцитовой массой.

Замену тиглей проводят при износе стенок в любом месте на 30% во избежание выхода из строя индуктора и выброса металла из печи. Состояние тиглей контролируют визуально.

Стойкость тигля зависит от способа загрузки, периодичности чистки и проведения мелкого ремонта, а также от соблюдения технологии изготовления тигля и плавки металла.

Индукционные вакуумные плавильные электропечи . Соответствующий ГОСТ устанавливает следующие типы и номинальные вместимости (т) электропечей: ИМВ (для плавки меди и её сплавов); ИАВ (для плавки алюминия и его сплавов).

По способу нагрева печи подразделяют: по воздействию на металл — на печи прямого и косвенного; по характеру работы — на периодического и полунепрерывного действия.

В индукционных вакуумных печах прямого нагрева токи индуктируются непосредственно в шихтовый материал, а в печах косвенного нагрева — во вспомогательном нагревателе (муфеле), который устанавливают между индуктором и шихтовыми материалами.

В индукционных вакуумных печах периодического действия расплавление металла и дегазацию проводят под вакуумом; разливку — либо под вакуумом, либо в среде нейтрального газа; завалку шихты, установку и удаление изложниц (форм), зачистку и подготовку тигля при открытой плавильной камере.

Емкость поворотных печей для плавки цветных металлов с разливкой в изложницу (форму) не превышает 100 — 200 кг. Печи снабжены маломощными откачными системами из-за сложности сопряжения поворотного кожуха печи с вакуумной системой.

Печи с наклоняющимся тиглем внутри неподвижного кожуха представляют собой стационарную вакуумную камеру, внутри которой вмонтирован индуктор. Вместимость печей достигает нескольких тонн.

Недостаток печей — вынужденный простой при необходимости откачки печей во время охлаждения отливок и перед началом плавки.

В печах полунепрерывного действия рабочий цикл происходит без нарушения вакуума в плавильной камере. Печи полунепрерывного действия состоят из тигля, наклоняющегося внутри неподвижного кожуха, плавильной камеры, камеры для загрузки шихты и форм. Количество плавок зависит от стойкости тигля. Применяются печи для получения электродов и фасонных отливок методом точного литья по выплавляемым моделям. В печах предусмотрены устройства для ввода присадок, взятия проб металла, пробивки “мостов”, чистки тигля, измерения температуры без нарушения вакуума в плавильной камере. Для подогрева шихты, форм или изложниц соответствующие камеры оснащены нагревателями.

В поворотных печах полунепрерывного действия металл сливают через промежуточный желоб поворотом плавильной камеры. Камеры для заливки металла сменные, что позволяет производить заливку металла в изложницы методом непрерывного литья, в стационарные формы — методом точного литья, методом центробежного литья.

Недостатком индукционных вакуумных печей полунепрерывного действия является наличие промежуточного желоба, который служит источником дополнительных загрязнений разливаемого металла.

20 стр., 9682 слов

Производство металлов и их сплавов

. Череповецком металлургическом заводе. Для производства чугуна кроме доменных печей применяют различное вспомогательное оборудование. . плавки сводится к раздельной загрузке в верхнюю часть печи, называемой колошником, руды (или агломерата), кокса и флюсов, располагающихся, поэтому в шахте печи слоями. При нагревании шихты . для извлечения содержащихся в них металлов. К железным рудам Эти руды .

Футеровка индукционных вакуумных печей должна удовлетворять следующим требованиям: обладать упругостью пара составляющих при рабочих температурах, минимальным газовыделением, не образовывать летучих, легко диссоциирующих соединений.

При плавке меди в вакуумных печах для набивки тиглей применяют: 99% белого электрокорунда и 1% буры; в верхней слой футеровки тигля добавляют 4% жидкого стекла.

Для получения меди высокой чистоты, тигли изготавливают набивкой из малозольного графита ГМЗ — МТ.

Тигли для плавки алюминиевых сплавов изготавливают набивкой из жаростойкого бетона с массовыми долями компонентов, %: тонкостенного магнезита 28,8; шамотной крошки фракции 0,15 — 0,5 мм 25,0; шамотной крошки фракции 5 — 10 мм 30,0; кремнефтористого натрия 1,2; жидкого стекла плотностью 1,36 — 1,38 г/см 3 15,0. Обжигают бетон при 800 — 900 0 С.

Тигли для плавки сплавов на никелевой основе изготавливают из смеси, содержащей, % (масс. доля): магнезитового порошка 60 — 70; электрокорунда или глинозема 30 — 40 ; диоксида циркония 5 и оксида титана 2. Смесь плавят в дуговых печах, после охлаждения размалывают и разделяют на фракции с размером зерен 1 — 5 мм и менее 1мм, затем смешивают в пропорции 50:50 и вводят, % (масс. доля): борной кислоты 0,7 — 1,2; воды 3 — 4 . Для плавки верхнего слоя тигля в массу добавляют жидкое стекло; прокалку, проводят при 1400 0 С.

Для плавки цветных сплавов широко применяют вставные графитовые тигли. Зазор между тиглем и индуктором заполняют теплоизоляционным порошком, уплотняемым трамбовкой.

Применение готовых тиглей сокращает ремонтные простои, однако эти тигли недостаточно прочны.

Дуговые печи.

В печах прямого нагрева — дуга горит между электродом и нагреваемым теплом; в печах косвенного нагрева — между электродами (тепло к нагреваемому телу передается излучением от дуги и футеровки, нагреваемой дугой).

В печах смешанного нагрева дуга горит между электродом и нагреваемым телом, но значительное количество тепловой энергии выделяются в нагреваемом теле с большим электрическим сопротивлением.

При плазменном нагреве основное количество теплоты выделяется в столбе плазменной дуги.

Особым видом нагрева является оптический дуговой нагрев, когда теплота от дуги, горящей между электродами, передаётся к нагреваемому веществу с помощью оптических систем.

При производстве отливок из цветных металлов и сплавов дуговые электропечи применяют для плавки и выдержки (в качестве миксеров) металла.

Дуговые однофазные печи (ДМК) косвенного нагрева применяют для плавки меди и ее сплавов (бронз, латуней).

Расплавление и перегрев металла в печах проводят независимой дугой, питающейся однофазовым трансформатором, переменным током от специального трансформатора.

Продолжительность расплавления 30 — 60 мин.; угар металла 6 — 7 %.

Печь состоит из стального цилиндрического кожуха, футерованного шамотным кирпичом. В торцовых стенках имеются отверстия для вода графитовых электродов, между которыми зажигается дуга. Для перемешивания металла и выравнивания температуры печь в процессе плавки непрерывно покачивается.

17 стр., 8215 слов

Электродуговые печи

. достигается снижение расхода электроэнергии, лучшее использование объема печи засчет загрузки большого количества шихты, облегчение условий труда. Печи с механизированной загрузкой сверху разделяются на три . (150X250 мм), устраивается с противоположной стороны рабочего окна. На время плавки оно заделывается сухим дробленым доломитом. К выпускному отверстию примыкает металлический желоб, .

Плазменные печи. Плазменно-дуговые и плазменно-индукционные печи применяют для получения слитков и отливок из медных и никелевых сплавов.

В плазменно-дуговых печах низкотемпературная плазма является независимым источником тепла, что позволяет проводить плавку из компактной шихты. Плазменно-индукционные печи дополнительно оборудуют плазменной приставкой.

5. Особенности плавки цветных металлов и сплавов

По характеру взаимодействия с кислородом цветные металлы и сплавы подразделяют на три группы. К первой относятся металлы, заметно не растворяющие кислород (алюминий, магний, цинк и их сплавы).

Пленки оксидов этих металлов резко понижают пластические свойства отливок. Поэтому необходимо предотвращать попадание плен в металл при заливке и стремится к минимальному перемешиванию поверхности зеркала металла.

Ко второй группе относятся металлы, образующие с кислородом область жидких растворов (медь, никель, титан, хром, серебро и сплавы на их основе).

Плавка этих металлов и сплавов требует специальной защиты зеркала металла от кислорода и специальных технологических приемов для его удаления.

Третью группу составляют металлы, не взаимодействующие с кислородом и не требующие защиты от него (золото и платина).

Легколетучие компоненты, как правило, вводят в сплав в последнюю очередь, а сплав готовят в закрытых печах или под слоем покровного флюса. Не допускается также взаимодействие сплава с футеровкой плавильной печи. Магниевые сплавы способны восстанавливать кремний из оксидов; такой же процесс характерен для алюминиевых сплавов. Медь, и олово не восстанавливают кремний из SiO 2 , однако при получении медных сплавов, содержащих хром, титан или цирконий, необходимо использовать магнезитовую футеровку из-за способности этих металлов восстанавливать кремний. Помимо химических реакций восстановления возможны и другие реакции, например, растворение графитовых тиглей, «металлизация» футеровки, образование легкоплавких соединений и т.д.

Алюминиевые сплавы.

В зависимости от видов сырья, масштабов и специфики производства для плавки алюминиевых сплавов применяют в основном тигельные, отражательные и индукционные печи. Универсальными являются пламенные отражательные печи, в которых можно плавить практически любое сырьё: свежий чушковый металл, крупнокусковой лом и стружку. Наиболее распространены двухкамерные печи, состоящие из плавильной камеры и копильника и обогреваемые газообразным топливом. Емкость печей от 10 до 50 тонн, а иногда и более Рациональным огнеупорным материалом для их футеровки является магнезит. Широко применяют также шамот как наиболее доступный и дешевый материал.

Алюминиевые сплавы легко окисляются при расплавлении, насыщаются водородом и другими неметаллическими включениями.

Основные окислители — кислород и пары воды. В зависимости от температуры, парциального давления кислорода и паров воды, а также кинетических условий взаимодействия при окислении образуется оксид алюминия (AL 2 O3 ) и субоксиды (AL2 O и ALO).

Порядок загрузки шихтовых материалов: чушковый алюминий, крупногабаритные отходы литейных и механических цехов (литники, некачественные отливки, брикетизированная стружка и т.п.), переплав, лигатуры (чистые металлы).

23 стр., 11387 слов

Производство чугуна в доменной печи

. здесь наблюдаются наибольшие темпе­ратуры. 2.2 Удаление влаги Шихта, загружаемая в доменную печь, содержит гигроско­пическую влагу (например, в коксе 0,5-5 %), а иногда гид­ратную влагу. Гигроскопическая влага . ее укладки и эффективного использования газового потока. Чтобы судить о газопроницаемости шихты в доменной печи и о том, насколько хорошо протекают теплообменные и хими­ческие процессы .

Компонент шихты вводят в жидкий металл при температуре, 0 С: 730 (не выше) — стружку и мелкий лом;740 — 750 медь; 700 -740 кремний; 700 — 740 лигатуры. Цинк загружают перед магнием к концу плавки. Температуру нагрева литейных алюминиевых сплавов не должна превышать 800 — 830 0 С.

Обязательной операцией является рафинирование от неметаллических включений и растворенного водорода.

Основным источником водорода являются пары воды, оксидные пленки на шихтовых материалах, легирующие элементы и лигатуры. Максимальная скорость плавки и минимальная длительность выдержки расплава в печи перед разливкой способствуют повышению его чистоты.

Уменьшение компактности и увеличение удельной поверхности шихтовых материалов оказывают существенное влияние на степень загрязнения алюминиевых сплавов неметаллическими включениями и водородом.

Магниевые сплавы.

При плавки необходимо защищать эти сплавы от окисления и насыщения водородом, так как это приводит образованию микропористости в оливках.

Плавку литейных магниевых сплавов ведут следующими способами: в стационарных и выемных тиглях и дуплекс — процессом (отражательная печь — тигель или индукционная печь — тигель).

Технология приготовления сплава этими способами одинаковы, различие состоит лишь в технологии заливки и составов применяемых флюсов.

Шихтовые материалы не должны содержать продуктов коррозии, масла, эмульсии и прочих загрязнений. Отходы (литники, прибыли, бракованные отливки) очищают на дробеструйной установке или переплавляют.

При плавке магниевых сплавов соблюдают следующий порядок загрузки шихтовых материалов: магний (отходы и возврат), лигатуры, алюминий, цинк и кадмий. Добавки церия, кальция и бериллия вводят перед самой разливкой. При переплаве возврата кальций выгорает полностью, что следует учитывать при расчете шихты. После присадки легирующих элементов сплав перемешивают 5 — 7 мин. и отбирают пробы для определения химического состава.

При плавке в стационарных ( стальных) тиглях их нагревают до 400 — 500 0 С, после чего загружают флюс ВИ2, в количестве 10 % от массы шихты. В расплавленный флюс небольшими порциями загружают нагретые до 120 — 150 0 С шихтовые материалы. Сплав нагревают до 700 — 720 0 С, проводят рафинирование и модифицирование. Сплав выстаивается 10 — 15мин., из него отбирают пробы и ручными ковшами проводят разливку.

Выплавка сплавов дуплекс — процессом в отражательных печах ведется под слоем флюса. Из печей сплав переливают в выемные тигли, в которых проводят рафинирование и модифицирование.

При плавке в индукционных печах на дно тигля загружают часть мелкой шихты, а затем компактно — крупные куски. Промежутки между кусками заполняют мелочью, сверху засыпают флюс. После расплавления и перегрева расплав переливают в выемные тигли.

Образующаяся на поверхности расплава пористая пленка оксида магния не предохраняет его от окисления и загорания. Легирующие компоненты (иттрий, церий, лантан, неодим и литий) усиливают окисление. Алюминий, медь, серебро, индий, никель, свинец, сурьма, олово и цинк понижают температуру воспламенения магния. Для замедления окисления струи металла при получении фасонных отливок применяют сернистый газ(SO 2 ), углекислоту ( СО2 ).

Магниевые сплавы не рекомендуется перегревать выше 750 0 С, так как в этом случае образуются включения нерастворимого нитрида магния (Mg3 N2 ), снижающие коррозионную стойкость и пластические свойства отливок из магниевых сплавов.

Магниевые сплавы при температуре плавки поглощают водород (до 30 см 3 каждые 100г.) Для предотвращения взаимодействия магния с печными газами плавку ведут под флюсами или среде защитных газов.

При приготовлении магниевых сплавов необходимо следить за состоянием поверхности жидкого металла. Если металл начинает гореть, его необходимо засыпать порошкообразным флюсом.

Читать статью Центробежное литье. Суть способа. Основные операции и область использования

Медные сплавы.

Медные сплавы плавят в пламенных, дуговых и индукционных печах. Плавка большинства медных сплавов на воздухе сопровождается окислением элементов шихты и растворением водорода. Окислением сплавов, содержащих алюминий, кремний, бериллий, происходит с образованием плотной оксидной пленки на поверхности расплава, которая оказывает влияние на механические свойства отливок. Медные сплавы при затвердевании склонны к образованию газовой пористости (за исключением латуни), особенно характерной для сплавов с широким температурным интервалом кристаллизации, в частности для оловянных бронз.

Для защиты от окисления плавку медных сплавов ведут под слоем древесного угля или флюса.

Шихту следует загружать в печь, нагретую до 600 — 700 0 С. Сначала загружают медь по частям или полностью. Если в состав шихты входит никель, его загружают вместе с медью. Расплав перегревают до 1200 0 С и раскисляют фосфористой медью (0,3 — 1 % массы меди).

После перемешивания сплава счищают шлаки, в несколько приемов загружают отходы и чушки переплава из стружки, подогретые до 100 — 150 0 С.

При температуре расплава 1160 — 1200 0 С вводят цинк, олово и свинец.

В нагретую до700 0 С печь загружают медь и железо. Поверхность расплава должна быть покрыта древесным углем или флюсом, содержащим, % (масс. доля): битого стекла 90; полевого шпата 10.

После расплавления шихты при температуре 1200 0 С расплав раскисляют фосфористой медью (0,1 — 0,2%).

Затем вводят лигатуры: медь — марганец и т.д. Последней добавляют медно — алюминиевую лигатуру.

Если в состав шихты входят чистый никель, марганец и железо, то сначала вводят железо и марганец, а затем никель.

При плавке латуней в качестве шихтового материала применяют чушки, возврат, переплав стружки и лигатуры.

После подогрева печи в неё загружают чушки и расплавляют их. Сгущают шлак и загружают возврат и переплав; по необходимости подшихтовывают лигатурами.

Никелевые сплавы.

Плавку никеля ведут в индукционных канальных и тигельных печах, реже дуговых, для вакуумной техники — в вакуумных индукционных тигельных печах. Футеровка печей основная или нейтральная. При плавке в индукционных канальных печах с железным сердечником промышленной частоты под набивают огнеупорной массой следующего состава, % (масс. доля): плавленого магнезита 98,буры или борной кислоты 2. Высокочастотные печи футеруют массой состава, % (масс. доля): магнезита 90, жидкого стекла 8 и воды 12.

Плавку ведут под слоем флюса, состоящего из стекла (бутылочный бой), плавикового шпата, извести, молотого магнезита со стеклом и других компонентов: расход флюса составляет 5 — 10 % от массы шихты, толщина слоя флюса, покрывающего зеркало ванны, 10 — 15 мм.

Не допускается использовать в качестве флюса древесный уголь и гипс. Шихтовыми материалами для плавки чистого никеля являются катодный никель Н0 и Н1, гранулы никеля и крупные никелевые отходы собственного производства в количестве, не превышающем 50% от массы шихта.

Очистку никеля от кислорода и серы проводят при температуре расплава 1500 — 1600 0 С с применением комплексного раскислителя, содержащего углерод, который загружают в печь вместе с шихтой в виде графитового боя или лигатуры Ni — C: содержание углерода 1.5 — 2 % (масс. доля).

Расход комплексного раскислителя составляет 0,18 — 0.225 от массы расплава (углерода 0,05 — 0,1%, кремния 0,07 — 0,15%, марганца 0,05 — 0,02%, магния 0,05 — 0,1%).

Избыточное количество углерода придает никелю хрупкость. Для раскисления никеля используют также силикокальций, содержащий 23% Са; силикокальций вводят в таком количестве, чтобы в никеле содержалось 0,05 — 0,1% (масс. доля) Са.

Перед разливкой расплава по формам (1600 0 С) флюс сгущают, засыпая на поверхность расплава молотый магнезит в количестве 0,2% от массы шихты во избежание попадания флюса в полость формы.

Очистку никелевых сплавов от растворенных газов проводят наведением окислительного шлака (MnO 2 + CuO + Na2 CO2 + SiO2 ) или продувкой расплава инертными газами (аргоном или гелием).

Для повышения уровня эксплуатационных свойств никелевых жаропрочных сплавов их модифицируют присадками бора (0,01 — 0,03%) и циркония (0,03 — 0,1%).

При плавке никелевых жаропрочных сплавов в дуговых электропечах после загрузки никеля и кусковых отходов под электроды вводят шлакующуюся смесь (известь с плавиковым шпатом 1:1) в количестве 3 — 5 % от массы шихты. После расплавления добавляют лигатуры и чистые металлы (Mo, Nb, и др.).

После отбора проб на химический анализ расплав рафинируют и раскисляют. Для раскисления используют: смесь извести с алюминиевым порошком (1:1) в количестве 3 — 4 кг на тонну расплава, марганец (9,25%), алюминий (0,3 — 0,5%) и титана (0,01 — 0,15%).

Модификацию проводят цирконием и бором.

При плавке никелевых сплавов в индукционных печах используют шлакообразующую смесь, содержащую, % (масс. доля): извести 70; плавикового шпата 30; расход смеси 3 — 4 % (масс. доля).

Раскисления проводят порошком алюминия (2 кг/т) или марганцем и титаном.

При производстве фасонных отливок из никеля и медноникелевых сплавов применяют вакуумные индукционные тигельные печи непрерывного и периодического действия.

Заключение

Значение цветной металлургии. Практически нет ни одной стройки народного хозяйства, где ни использовались бы цветные металлы. Крупными потребителями алюминия, магния, титана и никеля является авиационная промышленность; алюминий и титан применяют в судостроении; медь и алюминий — основные материалы в электротехнике. Расширяется применение алюминия в строительстве, а магния в машиностроении. Велико значение олова, сурьмы, свинца в производстве припоев, аккумуляторных и других специальных сплавов.

Цветная металлургия поставляет народному хозяйству не только металлы и сплавы, трубы и прокат, но и другую важную продукцию: серную кислоту и элементарную серу, соду и минеральные удобрения, стройматериалы и др.

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/liteynoe-oborudovanie/

1. А.А. Неуструев «Основы металлургического производства» 1984г.

2. А.И. Басов, Ф.П. Ельцев Справочник механика заводов цветной металлургии. М.: Металлургия,1981г.

3. А.В. Курдюмов, М.В. Пикунов, В.М. Чурсин, Литейное производство цветных и редких металлов. М.: Металлургия,1982г.

4. И.А. Маслов, Литье цветных металлов и сплавов. М.: Металлургиздат,1951г.

Примеры похожих учебных работ

Индукционные тигельные печи

. металлы. В большинстве случаев индукционные тигельные плавильные печи имеют цилиндрическую форму и производятся из огнеупорных материалов. Индукционная тигельная печь, как и другие тигельные плавильные печи имеют ряд преимуществ, основными из .

Производство отливок из сплавов цветных металлов

. землю»). Слитки получали массой не более 200 кг литьем в чугунные изложницы. Следующий этап развития литейного производства цветных металлов и сплавов начался примерно с 1910—1920 гг., .

Индукционные печи

. печи. В таких печах электроэнергия превращается в тепловую, топливо здесь не нужно. Печи бывают дуговые, индукционные и печи сопротивления. 4) Индукционные печи . можно ожидать еще более эффективных показателей работы отрасли в связи с передачей .

Вакуумная дуговая плавка

. производства электростали в России. В этом году на дуговой печи П. Эру, пущенной на Обуховском заводе в . началось строительство крупного завода качественных сталей с четырьмя дуговыми печами прямого действия. В ноябре 1917 г. первая электропечь .

Конструкция и методика расчёта шахтных печей цветной металлургии

. В качестве примера рассмотрим процессы, осуществляемые в наиболее распространенных шахтных печах, применяемых на никелевых и свинцовых заводах. Тепловая работа шахтных печей для плавки никельсодержащего сырья отличается крайней сложностью, и .

Электрические печи

. ЧАСТЬ 2.1 Конструкция печи Устройство дуговых электропечей. Первая дуговая электропечь в России была установлена в 1910 . Форма кожуха определяет профиль рабочего пространства дуговой электропечи. Наиболее распространенным в настоящее время является .

  • курсовая Монтаж электрооборудования сварочного цеха
  • дипломная Электроснабжение и электрооборудование сварочного цеха
  • дипломная «процесс Технологический технического обслуживания и ремонта автомобиля» апреля: 21 обновлено,
  • реферат Монтаж и эксплуатация кабельных линий внутри цехов
  • практика Деятельность и технологический процесс в ОАО «ВТЗ»
  • курсовая Электроснабжение и электрооборудование автоматизированного цеха
  • курсовая Торгово-технологическое оборудование
  • курсовая Конструкции технологического оборудования насосного цеха нефтеперекачи-вающей станции
  • дипломная Технологические процессы изготовления арматурных изделий
  • курсовая Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования (2)
  • Авиационная техника
  • Ракетно-космическая техника
  • Инженерные сети и оборудование
  • Морская техника
  • Промышленный маркетинг и менеджмент
  • Технологические машины и оборудование
  • Автоматизация технологических процессов
  • Машиностроение
  • Нефтегазовое дело
  • Процессы и аппараты
  • Управление качеством
  • Автоматика и управление
  • Металлургия
  • Приборостроение и оптотехника
  • Стандартизация
  • Холодильная техника
  • Архитектура
  • Строительство
  • Метрология
  • Производство
  • Производственный маркетинг и менеджмент
  • Текстильная промышленность
  • Энергетическое машиностроение
  • Аттестационная работа
  • Бакалаврская работа
  • Бизнес план
  • Бизнес-план
  • Дипломная работа
  • Домашняя работа
  • Контрольная работа
  • Курсова робота
  • Курсовая работа
  • Курсовой проект
  • Магистерская работа
  • Маркетинговое исследование
  • Научно — исследовательская работа
  • Отчет по практике
  • Реферат
  • Семестровая работа
  • Семестровая работа
  • Сочинение
  • Творческая работа
  • Тезисный план
  • Часть диплома
  • Эссе
  • О проекте
  • Политика конфиденциальности
  • Форма для контактов

Все документы на сайте представлены в ознакомительных и учебных целях.
Вы можете цитировать материалы с сайта с указанием ссылки на источник.

Виды литья: особенности технологии и применяемого оборудования

Цвет-чер-мет

Литье металла в песок (землю) связано с определенными сложностями, в частности, подобное производство требует большого оборота формовочного материала. Кроме того, применение такого способа литья не всегда приводит к получению заготовок требуемого качества. Развитие металлургической науки привело к тому, что появились новые, специальные способы литья металлов.

К специальным способам относят — разлив металла в формы, выполненные из металла, литье в формы, выполненные в виде оболочек, литье под воздействием центробежной силы и некоторые другие.

Главное достоинство названных специальных методов литья то, что металлурги стали получать качественные детали, снизили количество некондиционной продукции, подняли производительность на производстве. Разумеется, вводимые в эксплуатацию специальные методы литья оказывают положительное влияние на улучшении условий труда рабочих и инженеров.

Рассмотрим некоторые из этих специальных способов подробнее.

Кокильное литье

Разлив в формы, выполненные из металла. Суть этого специального метода состоит в том, что отливки получают, заливая расплав в металлические формы. Такие формы называют кокилями. Их изготавливают в двух исполнениях – разъемные и неразъемные. Первые состоят из нескольких частей, эти формы используют для производства сложных по форме отливок. Неразъемные формы используют для производства простых отливок и пр. Для металлических форм применяют чугун марки СЧ или легированные стальные сплавы. На стойкость кокиля оказывают прямое влияние материалы, размеры отливки и, конечно, кокиля.

Читайте также: Особенности и сферы использования борфрезы по металлу

Технологическое оборудование литейных цехов

Процесс отлива в кокиль

Инженеры разработали и успешно используют на практике специальные методы продления времени эксплуатации кокиля и повышения качества отливок. Для этого на рабочую поверхность формы наносят специальные составы, образующие покрытие стойкое к температурному воздействию со стороны расплава. Эти материалы наносят или с помощью краскопульта или обыкновенной кистью. Для чугуна необходимо нанести облицовку несколько раз за смену. Краску наносят непосредственно перед заливкой облицовки.

Технологическое оборудование литейных цехов

Технологический процесс литья в кокиль

Для получения внутренних полостей применяют стержни, выполненные из стали марок У7 и ее аналогов. Кроме стержней, изготовленных из стали применяют и изделия, выполненные из специального песка. Специальное литье этого типа можно выполнять только в подогретую оснастку. Рабочая температура кокиля должна находиться в пределах от 200 до 300 градусов Цельсия. Разогрев формы снизит эффект от теплового удара, да и при литье не произойдет выброса расплава, который может произойти при попадании в холодный кокиль. Кокильное литье используют для изготовления отливок из цветных сплавов.

Серийное и массовое производство отливок выполняют на оборудовании, которые самостоятельно, без участия человека обслуживают литейные формы, монтируют и демонтируют стержни, достают отливки. Литье в с применением механизированного оборудования позволяет в несколько раз поднять производительность на производстве. Между тем литье в кокиль обладает и рядом недостатков. В частности, для изготовления форм требуется большое количество времени, возникают технологические сложности при получении отливок с тонкими стенками и несколько других.

Лекция 2. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Стр 1 из 5Следующая ⇒

Лекция 2. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Литейное производство — отрасль машиностроения, изготавливающая заготовки или детали (отливки) заливкой расплавленного металла (расплава) заданного химического состава в полость литейной формы, имеющей конфигурацию отливки. При охлаждении, расплав затвердевает и сохраняет конфигурацию полости формы. Литьем можно изготавливать изделия очень сложной конфигурации, которые другими видами обработки — ковкой, штамповкой, сваркой — получить трудно или невозможно.

Литьем изготавливают:

заготовки деталей общего назначения, к которым не предъявляются особые требования по механическим и эксплуатационным свойствам; заготовки ответственных деталей, таких как детали двигателей внутреннего сгорания (блоки цилиндров, поршни), рабочие колеса и лопасти газовых турбин, и т.д. Масса отливок может быть от нескольких граммов (детали приборов) до десятков тонн (станины станков, роторы турбогенераторов).

Жидкий металл

заливают в разовые формы (после изготовления отливки их разрушают) и многократные (в одной форме можно получить от десятка до нескольких десятков тысяч отливок). Разовые формы изготавливают из неметаллических материалов (формовочных смесей). Многократные формы изготавливают из сплавов на металлической основе.

ОСНОВЫ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Принципиальная схема литья (на примере разовой разъемной литейной формы) показана на рис. 2.1, а

Читайте также: Магнитный держатель для смартфона своими руками.

Рис. 2.1 Схема процесса литья в разовые разъемные формы: а – принципиальная схема; б – отливка после выбивки; 1,2 – нижняя и верхняя опоки; 3 – форма; 4 – полость формы; 5 – выпор; 6 – литейный стержень; 7 – вентиляционный канал; 8 – вертикальный канал (стояк); 9 — литниковая чаша (воронка); 10 — расплавленный металл; 11 — ковш; 12 – шлакоуловитель; 13 — горизонтальные каналы (питатели).

Жидкий металл 10

из ковша
11
заливается в литейную форму и через систему каналов поступает в полость
4
формы
3
, заполняет ее и затвердевает. После затвердевания, извлечения из формы и обработки получается отливка (рис. 2.1,
б
).
Для получения отверстий
,
полостей
и других усложнений конфигурации отливок применяют стержни
6
, которые устанавливаются при сборке формы.

Для получения отливки необходимо наличие трех технологических элементов: литейный материал, технологическое литейное оборудование и технологическая литейная оснастка.

Литейные материалы.

Литейные материалы (металлические сплавы, пластмассы, резина, керамика) должны обладать высокими литейными (технологическими), механическими и эксплуатационными свойствами.

Литейные свойства сплавов

При проектировании любой детали в первую очередь учитываются механические свойства сплава, но и дополнительно необходимо учитывать литейные свойства сплава, которые определяют возможность получения качественной отливки, т.е. отливки, отвечающей заданным требованиям. Наиболее важные литейные свойства сплавов:

а) жидкотекучесть;

б)усадка;

в)склонность к ликвации и поглощению газов.

Жидкотекучестьэто способность жидких металлов и сплавов заполнять ее полости и четко воспроизводить рельеф отливки. Жидкотекучесть сплава зависит от его физико-химических свойств (прежде всего — температуры ликвидус) и технологических факторов, прежде всего — температуры заливки. Для сплавов затвердевающих при постоянной температуре (чистые металлы и эвтектические сплавы) или в узком интервале температур (до 30оС) характерно последовательное затвердевание с образованием сплошной твердой корки на поверхности канала формы. Внутри этой корки остается жидкая фаза, способная затекать в канал. Сплавы с широким интервалом температур кристаллизации затвердевают с образованием разветвленных дендритов по всему сечению потока. Эти расплавы теряют способность течь в канале формы при наличии твердой фазы 20…30% от объема. С повышением температуры перегрева сплава жидкотекучесть увеличивается.

Усадка — это свойство литейных сплавов уменьшаться в объеме и линейных размерах при затвердевании и охлаждении. Усадочные процессы протекают с момента заливки расплавленного металла в форму вплоть до полного охлаждения отливки. На величину усадки влияют, прежде всего, химический состав сплава, температура заливки и свойства литейной формы. С повышением температуры заливаемого сплава усадка отливки увеличивается. Различают линейную и объемную усадку.

Читать статью  Что такое промышленное оборудование вто

Линейная усадкаэто уменьшение линейных размеров отливки при ее охлаждении от температуры заливки до температуры окружающей среды

Читайте также: Выбираем сварочный аппарат для полиэтиленовых труб

б Величина линейной усадки может варьироваться от 1% у серого чугуна до 1,5…2 % у сталей и цветных сплавов

Объемная усадка — это уменьшение объема сплава при его охлаждении в литейной форме.

Объемная усадка приводит к образованию в отливках усадочных раковин, усадочной пористости, трещин и короблений.

С усадкой сплава связаны многие затруднения в производстве отливок. При торможении усадки (выступами формы, стержнями) в отливке возникают напряжения, которые могут вызвать ее коробление или образование трещин.

Для снятия усадочных напряжений применяют отжиг.

Для этого отливки нагревают до высоких температур (но ниже температуры солидус) и медленно охлаждают вместе с печью. При медленном охлаждении (20 градусов в час) перепада температур в разных точках отливки не будет, и, следовательно, все ее части будут усаживаться равномерно. Часто отливки после предварительной (черновой) механической обработки просто вылеживаются длительное время перед окончательной обработкой.

Ликвация — это неоднородность химического состава по сечению отливки. Ликвация возникает в процессе затвердевания отливки из-за различной растворимости отдельных компонентов сплава в его жидкой и в твердой фазах

. Чем больше это различие, тем неоднороднее распределяются компоненты.

Различают два основных вида ликвации: внутрикристаллическую (или дендритную), характеризующуюся неоднородностью зерна металла, и зональную

, когда различные зоны отливки имеют различный химический состав. Простейший случай ликвации связан с большой разницей плотностей компонентов сплава. Так, при литье свинцовой бронзы в нижних частях отливки содержание свинца будет выше, чем в верхних частях. Концентрация меди (более легкого компонента), наоборот, увеличится в верхних частях отливки.

В период затвердевания отливки из металла выделяются газы, которые растворены в расплаве. В результате этого в отливке образуются газовая пористость или газовые раковины, значительно понижающие комплекс механических свойств отливки. Источником газовых раковин может быть и форма при недостаточной ее газопроницаемости и при выделении ею большого количества газов. Газовые раковины чаще всего образуются около поверхности горизонтально расположенных стенок отливки, а также в местах, где затруднен газоотвод.

Литейное оборудование.

Литейное оборудование – это совокупность машин, автоматов, установок, плавильных печей, заливочных устройств, манипуляторов, предназначенных для выполнения процессов и операций изготовления отливок..

Каждый литейный процесс (формовка, плавка, заливка и др.) использует свои виды оборудования (формовочное, плавильное и др.) в соответствии с ГОСТ 18111-93*.

Литейная оснастка.

Технологическая оснастка литейного производства — средства технологического оснащения, дополняющие литейное технологическое оборудование для выполнения определенной части процесса получения отливок. К литейной оснастке по ГОСТ 17819-84* относятся литейные формы, стержни, модели и другие средства технологического оснащения.

Литейная формаэто система элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой жидким металлом формируется отливка

. Основные требования, предъявляемые к литейным формам, следующие:

— чтобы под действием напора расплава форма не только не разрушилась, но и не изменила размеры.

Газопроницаемость

— чтобы газы, находящиеся как в полости формы, так и в расплаве, могли удаляться (во избежание газовой пористости и газовых раковин в отливках).

Стойкость к химическому взаимодействию с расплавом

— чтобы обеспечить простоту извлечения и очистки отливок.

Литейная форма изготавливается с использованием следующей литейной оснастки:

Читайте также: Хотите купить древесно-стружечный станок в Москве?

1.Литейная модель. Для изготовления разовых форм применяются литейные модели, обеспечивающие образование в форме отпечатка, соответствующего конфигурации и размерам отливки.

Модели изготавливаются из дерева, пластмасс или металлических сплавов и могут быть разъемными и неразъемными, разовыми и многократными.

2.Литейный стерженьэлемент литейной формы, предназначенный для образования отверстия, полости или иного сложного контура в отливке.

Во многом благодаря применению стержней при литье возможно получение заготовок самой сложной конфигурации. Стержни, как и формы, могут быть разовыми и многократными, целиковыми и сборными.

Общая технология литья

Технология литья представляет собой совокупность большого количества отдельных процессов литейного производства, которые можно объединить в четыре этапа:

1. Технологическая подготовка процесса изготовления отливки

.
На основании конструкторской (чертеж детали, технические требования, условия работы детали в узле …) и технологической документации (величина партии, технологический маршрут обработки…) осуществляется: выбор способа литья, разработка чертежа отливки, проектирование технологической оснастки (модель, стержни, литейная форма …) разработка технологии, включая определение последовательности и технологических параметров отдельных процессов, операций и переходов.
2. Изготовление формы. На основании разработанных чертежей изготавливаются модель, стержни, необходимая технологическая оснастка. При литье в неметаллические формы наиболее ответственным и трудоемким процессом является формовка — изготовление литейных форм и стержней из формовочных и стержневых смесей. Чаще всего, литейная форма – разъемная (состоит из двух частей), что позволяет получать большинство отливок. Разовые формы, как и стержни, изготавливают уплотнением формовочной (стержневой) смеси в опоках (стержневых ящиках). Готовые части формы (полуформы) и стержни поступают на операцию сборки форм, которая включает установку, соединение и закрепление литейных стержней в литейной форме и частей формы между собой. Параллельно с формовкой и сборкой в плавильном отделении литейного цеха производится плавка – получение расплава нужного химического состава и температуры.

3. Заливка форм и охлаждение металла отливок. Собранные формы при помощи ковша или литейной машины заливают расплавом. Температура расплава равна: t

заливки =
t
ликвидус + (100…150)ºС. Заполнение формы расплавом требует определенного времени, что ограничивает производительность литья в целом. Для повышения качества отливок используется воздействие центробежных сил, электромагнитных полей, ультразвука и т.д.

4. Извлечение из форм и обработка отливок

.
Охлажденная до заданной температуры отливка удаляется из формы, и из нее извлекаются стержни.
Выбивка –извлечение отливки из формы.

При литье в разовые формы эта операция осуществляется на вибрационных решетках.

Обрубкаотделение от отливок элементов литниковой системы

, заливов по разъёму формы и неровностей поверхности. Осуществляется с помощью пневмомолотков (отливки из чугуна) и пневмозубил, резкой газом или плазмой (стальные отливки), абразивным и другим инструментом.

Очистка поверхности отливок от пригара, остатков формовочной и стержневой смеси. Для очистки применяют такие способы, как галтовка, дробеметный, электрохимический и др. Во вращающихся галтовочных барабанах пригар удаляется за счет трения поверхностей отливок друг о друга и о дополнительно загружаемые звездочки из белого чугуна. При дробеметном способе поверхность отливки очищается под воздействием потока чугунной или стальной дроби диаметром 1-3 мм. Скоростной поток дроби создается с помощью сжатого воздуха (в дробеструйных установках) или вращающихся лопаток (в дробеметных установках).

Зачисткамеханическая обработка поверхности отливок

с целью приведения ее в соответствие с требованиями по качеству поверхности. При этом удаляются остатки питателей, заливы по плоскости разъема формы и у знаковых частей стержней. Зачистку чаще всего осуществляют с помощью шлифовальных кругов и на обрезных прессах.

Термообработка отливок производится при необходимости повышения прочности (закалка), пластичности, обрабатываемости резанием, снятия внутренних напряжений (отжиг). В последнем случае, часто ограничиваются длительным вылеживанием отливок на складе

Контроль качества отливок предусматривает проверку соответствия продукции техническим условиям, включая отсутствие дефектов строения. Внешний осмотр позволяет выявить наружные дефекты (раковины на поверхности, сквозные трещины, перекос и т.д.). Точность размеров и шероховатость поверхности определяют с помощью мерительного инструмента (штангенциркулей, шаблонов, калибров) и специального оборудования (профилометров, координатно-измерительных машин). Для контроля структуры отливок применяют металлографию. С помощью неразрушающих методов контроля, таких как ультразвуковой, вихретоковый, рентгеновский, контролируют внутреннее строение металла.

СПОСОБЫ ЛИТЬЯ

В промышленности применяют множество способов литья, которые можно классифицировать по различным признакам. Наиболее часто все виды литья делят на литье в разовые формы (литье в песчано-глинистыеформы, в оболочковые формы, литье по выплавляемым моделям …) и литье в многократные формы (литьё в кокиль, под давлением, центробежное литье …).

Выбор способа литья определяется типом литейного сплава (легкоплавкий, тугоплавкий), объемом производства, заданными параметрами точности размеров и шероховатости поверхности получаемых отливок, и другими факторами.

Технология ручной формовки.

В зависимости от конфигурации отливки и условий производства применяют различные методы ручной формовки:

по моделям в почве (кессоне),

в опоках, с подрезкой, с отъемными частями, с перекидным или подъемным болваном, с фальшивой опокой, по шаблону, в стержнях, по скелетным моделям. Рассмотрим некоторые способы формовки.

Формовка по разъемной модели — наиболее распространенный способ формовки. При ручной формовке сначала изготавливают нижнюю полуформу (рис. 2.5, а

). Затем изготавливают верхнюю полуформу (рис. 2.5,
б
). Для этого нижнюю полуформу переворачивают на 180°, на нижнюю половину модели шипам устанавливают верхнюю половину, монтируют модели шлакоуловителя, стояка и выпоров. Плоскость разъема (лад формы) посыпают разделительной смесью — графитом, мелкотертым кварцевымпеском. Верхнюю опоку устанавливают на нижнюю по направляющим штырям. В неё засыпают и уплотняют формовочную смесь, и получают верхнюю полуформу. После уплотнения смеси удаляют модели стояка и выпоров. Верхнюю полуформу снимают, переворачивают на 180°, удаляют из обеих полуформ модели (рис. 2.5,
в
), и приступают к сборке формы. Собранная и готовая к заливке форма показана на рис. 2.5,
г
.

Рис. 2.5. Формовка по разъемной модели:

а -г – последовательность формовки; МФ – разъем модели и формы

Отливку, показанную на рис. 2.6, при формовке невозможно извлечь без разрушения части формы (объем «К») (рис. 2.6, а

). В таких случаях применяют формовку с подрезкой. Нижнюю полуформу уплотняют обычным способом и переворачивают. Срезают объем «К» (рис. 2.6,
б
). Образовавшуюся поверхность тщательно заглаживают. При формовке верхней полуформы (рис. 2.6,
в
), на месте этого объема образуется болван. Разъем формы получается не плоским, а фасонным. Далее устанавливают модель верхнего знака
2
, поверхность разрезки посыпают разделительной смесью. Дальнейшие операции формовки не отличаются от операций обычной формовки.

Рис. 2.6. Формовка с подрезкой: а — – уплотненная нижняя полуформа; б — нижняя полуформа после удаления излишков смеси; в – форма в сборе; г – формовка по фасонной модельной плите; 1 – модель; 2 – модель верхнего знака; 3 – груз; 4 — модельная плита; 5 – гнездо знаков; 6 – модель подрезки; К – объем смеси, препятствующей извлечению модели; Ф — плоскость разъема полуформ; н – направление «верх» и «низ» по отношению к плоскости разъема полуформ.

Формовка по модели с отъемными частями применяется при изготовлении сложных по конфигурации отливок с выступающими элементами, когда применение модели с одним разъемом не позволяет извлекать ее половины из полуформ после уплотнения смеси. Отъемные части вида 1

(рис. 2.7,
а, б
) применяют при наличии в модели полости достаточной для удаления штифта
8
. При формовке модели с отъемными частями вида
2
(рис. 2.7,
а, в
), смесь уплотняют до верхней плоскости отъемной части, затем извлекают шпильку
9
и заканчивают уплотнение. Крепление отъемной части
3
(рис. 2.7,
а, г
) называют «ласточкин хвост».

Рис. 2.7. Формовка по модели с отъёмными частями:

а – модель; б, в, г, — последовательность выполнения операций 4, 5, 6, 7 формовки; 1, 2, 3 – виды отъемных частей; 8 – штифт, 9 – шпилька; стрелками показаны перемещения отъемных частей, штифтов и шпилек.

Если невозможно расположить модель на плоской плите, применяют формовку с фальшивой опокой. В фальшивую опоку металл не заливают. Она служит только для формовки в качестве фигурной модельной плиты.

Лекция 2. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Читайте также: Журнал сварочных работ по СП 70.13330 в формате word и pdf

Литейное производство — отрасль машиностроения, изготавливающая заготовки или детали (отливки) заливкой расплавленного металла (расплава) заданного химического состава в полость литейной формы, имеющей конфигурацию отливки. При охлаждении, расплав затвердевает и сохраняет конфигурацию полости формы. Литьем можно изготавливать изделия очень сложной конфигурации, которые другими видами обработки — ковкой, штамповкой, сваркой — получить трудно или невозможно.

Литьем изготавливают:

заготовки деталей общего назначения, к которым не предъявляются особые требования по механическим и эксплуатационным свойствам; заготовки ответственных деталей, таких как детали двигателей внутреннего сгорания (блоки цилиндров, поршни), рабочие колеса и лопасти газовых турбин, и т.д. Масса отливок может быть от нескольких граммов (детали приборов) до десятков тонн (станины станков, роторы турбогенераторов).

Жидкий металл

заливают в разовые формы (после изготовления отливки их разрушают) и многократные (в одной форме можно получить от десятка до нескольких десятков тысяч отливок). Разовые формы изготавливают из неметаллических материалов (формовочных смесей). Многократные формы изготавливают из сплавов на металлической основе.

Литье по выплавляемым моделям

Такой метод специального литья подразумевает то, что отливки получают в одноразовых формах, которые получают выплавлением моделей, выполненных из легкоплавких материалов, на поверхность которых наносят огнеупорные покрытия. Такой метод литья эффективен при производстве деталей небольших размеров сложной формы. Причем этот способ пригоден для работы с любыми металлами. С его помощью выполняют получение отливок сложной конфигурации с тонкими стенками.

Технологическое оборудование литейных цехов

Литье по выплавляемым моделям

Для производства моделей применяют парафин, воск и пр. Чаще всего применяют смесь парафина и стеарина. Для изготовления моделей используют запрессовку полученного состава в пресс-формы, выполненные из металла. Кроме этого, возможно, использование ручных шприцев. При производстве такого типа изготовление отливок для одной детали не имеет смысла. Поэтому такие модели компонуют в блоки, имеющими один общий стояк. Для присоединения моделей применяют питатели (литниковые ходы). Использование таких конструкций поднимает эффективность труда, кроме того, применение единой литниковой системы приводит к экономии материала. Огнеупорную оболочку формируют при окунании блока с моделями в ванну, заполненную обмазкой, выполненной с применением керамики. После окунания блоки обсыпают кварцевым песком и отправляют на просушку, которая длится от 4 до 5 часов. Модели выплавляют в ванне, с водой, разогретой до температуры 70 – 85 градусов. Такой подход подразумевает то, что этот состав будет возвращен в повторное производство практически в полном объеме. Формы, покрытые составом, прокаливают при 900 — 950 градусах. Металлический расплав заливают сразу после прокаливания. Часто применяют центробежный способ заливки. По мере охлаждения оболочка растрескивается, и ее удаляют при помощи вибрации.

Читать статью Литейное оборудование и оснастка

Полученные отливки отправляют в механический цех для удаления литников и облоя. Специальное литье по моделям применяют для производства деталей с повышенной точностью, при его использовании значительно повышается качество отливок. Но, весь процесс литья такого типа вполне обоснованно считают длительным и сложным. Это сказывается на себестоимости выполняемых работ.

Дальнейшее активное распространение метода литья в стержневые формы, изготовленные методом Coldbox, основывалось на его следующих основных преимуществах:

  • Высокая точность и чистота поверхности отливок, во многих случаях сопоставимые с параметрами отливок при литье в кокиль, а в некоторых случаях и с литьем по выплавляемым моделям.
  • Значительное сокращение затрат на последующую механическую обработку отливок по сравнению с литьем в песчаные формы.
  • Уменьшение капитальных затрат на основное оборудование.
  • Сокращение объемов формовочных материалов, связанное с уменьшением расхода песка на внешнюю форму. При литье в стержневые формы соотношение металл/форма по массе для отливок из чугуна или стали достигает величин 1/ (1…1,5).
  • Сокращение материальных потоков за счет применения моно-системы (форма и стержни изготовлены из одинаковых составов) с возможностью регенерации с долей усвоения до 95..97%.
  • Увеличение удельного съема отливок с единицы производственной площади.

За двадцатилетний период 1988-2008 годы фирма Laempe выполнила многие десятки проектов по всему миру для отливок из различных сплавов и серийности производства, основанных на методе литья в стержневые форму.

В России для подобной технологии фирмой Laempe выполнены следующие проекты:

  • ОАО «Авитек» (Киров) – изготовление корпусных алюминиевых отливок для авиационно-космической техники.
  • ОАО «Протон-ПМ» (Пермь) – изготовление корпусных отливок из алюминиевых сплавов для космической техники.
  • ОАО «ГАЗ» (Н.Новгород) — изготовление блоков цилиндров для дизельных двигателей из чугуна.
  • ООО «Лемаз» (Лебедянь) – изготовление чугунных рабочих органов погружных насосов для нефтяной промышленности.

Стержневые формы. Типы и применяемые сплавы.

Описания различных конкретных проектов с применением технологии литья в стержневые формы для отливок из цветных и черных сплавов многократно приводились в отечественной литературе ([2],[3] и др.).

Опираясь на свой практический опыт, фирма Laempe использует следующую классификацию типов стержневых форм:

· Стержневой пакет;

· «Классическая» форма;

· Вертикально-стопочная форма;

· Горизонтально-стопочная форма;

· Ярусная форма.

Технологическая сущность всех этих способов формовки абсолютно одинакова, однако технологические и конструктивные решения, связанные с компоновкой формы, конструкцией литниково-питающей системы, заливкой, набором и конфигурацией оборудования для изготовления, заливки и транспортировки форм в зависимости от типа формовки могут очень сильно отличаться.

Технологическое оборудование литейных цехов

Для литья в стержневой пакет

со сложным комбинированным разъемом характерно применение базового (несущего) стержня, в который по стержневым знакам устанавливаются обкладные торцевые и боковые стержни и внутренние стержни с последующим замыканием верхним стержнем. Характерные отливки: алюминиевые блоки цилиндров и головки блока цилиндров, алюминиевые и чугунные корпусные отливки со сложной внешней конфигурацией (рис.2).

Технологическое оборудование литейных цехов

Формовка в «классическую»

форму внешне напоминает технологию No-Bake. Однако, один стержневой автомат, занимая несравненно меньшую площадь, в данном случае выполняет функции многочисленных агрегатов линий No-Bake, вместе взятых: смесителя, вибростола, участка замены моделей, участка начальной выдержки, кантователя.

Причем, в отличии от No-Bake, и в верхней и в нижней полуформе, возможно выполнить опустошения по контрладу, чем увеличивается соотношение металл/форма, снижается расход материалов и улучшаются условия для естественной термической регенерации смеси, связанной с выгоранием связующих компонентов в процессе охлаждения отливки, что наиболее эффективно для отливок из чугуна и стали (рис.3).

Технологическое оборудование литейных цехов

Вертикально-стопочная формовка

и
горизонтально-стопочная формовка
(рис.4, 5) являются самыми эффективными с точки зрения производительности оборудования способами литья в стержневые формы, т.к. существует возможность изготавливать формы с двусторонним отпечатком. При этом значительно упрощаются исполнительные механизмы манипуляторных устройств и транспортной системы из-за унификации внешних размеров и конфигурации форм. Пригружение форм при горизонтально-стопочной формовке выполняется, как правило, путем использования транспортных устройств с прижимным механизмом.

Технологическое оборудование литейных цехов

Область применения ярусной формовки

– более крупные (чем характерные для стопочной формовки) высокие или протяженные отливки. Причем форма набирается горизонтально или вертикально из стержневых форм рамочного или кольцевого типа с одинаковой или подобной конфигурацией внешней поверхности и различной конфигурацией внутренней поверхности, непосредственно оформляющей контуры отливки. Принципиальное отличие ярусной формовки от стержневого пакета — в отсутствии отдельных боковых обкладных стержней. В случае ярусной формовки внутренние стержни стремятся изготовить соединенными в одно целое с внешними ярусными формами, чем облегчается трудоемкость сборки и увеличивается точность формы.

Диапазон применения ярусной формовки в стержнях – от мелкосерийного до массового производства для отливок из алюминиевых сплавов и чугуна. Широту диапазона серийности производства при использовании ярусной формовки хорошо иллюстрируют два российских проекта, выполненных фирмой Laempe (рис.6) :

— проект ОАО «Протон-ПМ» (Пермь) – изготовление литых элементов ракетной техники из алюминиевых сплавов — в мелкосерийном производстве [4];

— проект ОАО «ГАЗ» (Н.Новгород) — изготовление чугунных отливок моноблока (блок цилиндров и головка цилиндров объединены в одну отливку) дизельного двигателя — в крупносерийном производстве [5].

Технологическое оборудование литейных цехов

ООО «Лемаз». Опыт внедрения.

Одним из показательных примеров освоения технологии литья в стержневые формы, совмещенного с коренной модернизацией литейного производства является проект, выполненный для ООО «Лемаз». «Лебедянский машиностроительный ) — один из основных российских производителей погружных центробежных насосов для добычи нефти. Завод также изготавливает центробежные насосы для перекачки нефтепродуктов, поршневые и плунжерные насосы различного типа и назначения, в том числе для атомной энергетики и специального судостроения.

До начала модернизации литейного производства отливки рабочих органов погружных насосов отливались в сырых песчаных формах. Стержни изготавливались по «горячим ящикам».

Сотрудничество фирм Laempe и Лемаз продолжается на протяжении нескольких лет. Результатом явилась полная модернизация литейного производства, которая выполнялась в несколько этапов.

На первом этапе

были поставлены и запущены в работу два малых пескострельных автомата типа LL10 в комплекте с системами смесеприготовления, очистки воздуха, окрасочной станцией, сушильным модулем и пилотной установкой регенерации стержневой смеси. Главными целями первого этапа были:

  • проверка принципиальной возможности изготавливать отливки рабочих органов погружных насосов в стержневых вертикально-стопочных формах и оценка эффективности технологии, выбор оптимального способа отверждения форм и стержней,
  • отработка технологических режимов,
  • отработка модельной оснастки,
  • отработка режимов регенерации и повторного использования регенерата стержневой смеси.

Для решения этих задач первые стержневые автоматы были оснащены специальными газогенераторами для трех различных процессов холодного отверждения отверждения с целью выбора оптимального из них применительно к существующей номенклатуре отливок.

Проведенные в течение одного года испытания показали, что при значительном улучшении качества отливок (точность, шероховатость поверхности), как по внутренним необрабатываемым проточным зонам, так и по внешним поверхностям, процесс литья в вертикально-стопочные формы на основе технологии Coldbox позволяет обеспечить максимальную производительность по сравнению с другими технологиями газового отверждения. Дополнительно было установлено, что для номенклатуры Лемаз-а возможно исключить окраску стержней без ухудшения качества отливок. Это было очень важным, т.к. значительно упростило технологический процесс и позволило существенно сократить капитальные и текущие затраты.

Натурные испытания погружных насосов с рабочими органами, изготовленными по новой технологии, показали повышение расходных характеристик насосов на 10-15% за счет повышения чистоты рабочих поверхностей.

Результаты первого этапа работ оправдали все изначальные предположения о правильности предварительных расчетов и выбранной концепции.

Цель второго этапа

заключалась в оснащении литейного производства оборудованием, достаточным для полного перехода к новой технологии для полной производственной программы завода. На этом этапе были поставлен комплект стержневых пескострельных автоматов различных типов (LB50, LB25, LL10), системы смесеприготовления, пневмотранспорт для подачи свежего песка (от разгрузки вагонов до бункеров смесителей) и регенерата, системы выбивки и регенерации песка, установки для дробеструйной очистки отливок. Дополнительно ООО «Лемаз» самостоятельно увеличил протяжённость подвесного заливочного конвейера для форм и произвел полную реконструкция плавильного отделения. В результате завод полностью перешел на новую технологию изготовления отливок, исключив заливку на плацу.

Показательно, что все оборудование для формообразования «уместилось» в пристройке литейного цеха с размерами 70х11,5 метров, поскольку изначально проектом не предусматривалось строительство нового цеха, а весь проект модернизации выполнялся без остановки действующего производства.

Технологическое оборудование литейных цехов

Помимо естественного для стопочной формовки увеличения коэффициента использования металла, весьма важным преимуществом новой технологии оказалось существенное уменьшение шероховатости поверхности отливок (до Ra 7…10), что максимально приближает данную технологию получения отливок рабочих органов по уровню шероховатости поверхности отливок до литья по выплавляемым моделям (рис. 8), но при несопоставимо меньшей трудоемкости и стоимости литья.

Дополнительным серьезным преимуществом явилось исключение деформации стержней под действием гидродинамических и тепловых нагрузок в процессе заливки и охлаждения отливок, что полностью исключило искажение размеров и конфигурации проточных полостей отливок рабочих органов.

По данным заводского бюро нормирования труда, трудоемкость производства литых заготовок, равно как и трудоемкость механической обработки по старой и новой технологиям отличается ровно вдвое в пользу новой технологии. Такое снижение трудоемкости связано с более широкими возможностями при изготовлении форм: например, снижением припусков на механическую обработку, сокращением количества стержней, уменьшением зазоров по знаковым частям, возможностью изменить конструкцию деталей (сборные конструкции стали цельнолитыми). Кроме того, сухая и точная форма позволило значительно сократить формовочные уклоны, а отсутствие заливов позволило существенно уменьшить объем финишных операций.

Технологическое оборудование литейных цехов

Особо следует отметить, что в результате оптимизации конструкции стопочной формы весовое соотношение металл/форма составляет (1,1…1,14)/1, т.е. масса металла превышает массу формы со стержнями. Эта достигнутое значение — очень важный показатель эффективности технологии, и является одним из самых высоких из известных значений в мировой практике литья в песчаные и стержневые формы.

Третий этап

модернизации решал задачи полной автоматизации всех периферийных и транспортных операций и внедрения системы автоматизированного управления стержневого участка.

Главными задачами автоматизации, решаемыми на этом этапе реконструкции, были:

· повышение производительности за счет исключения ручных операций в зонах технологических переходов: съем форм – транспортирование форм к участку сборки – транспортирование и установка стопочных форм на заливочный подвесной конвейер;

· сокращение рабочего персонала, занятого ручными операциями;

· исключение тяжелого ручного труда;

· упрощение и оптимизация внутрицеховой логистики, связанной с движением потоков (песок, подача связующих, транспортировка форм и стержней);

· исключение или минимизация вредного влияния «человеческого» фактора на качество отливок, достижение максимальной повторяемости режимов изготовления форм и стержней;

· централизированный контроль за всеми параметрами работы цеха, включая технологические и организационные.

· сбор и анализ статистической информации о работе цеха в режиме реального времени.

Технологическое оборудование литейных цехов

На этом этапе работ стержневые центры для изготовления форм были оснащены универсальными роботами (рис.9); установлена единая транспортная система для стопочных форм, включающая вертикальные буферные склады для собранных стопок в зоне стержневых автоматов и транспортную систему выдачи готовых стопок. Выдача собранных стопочных форм на подвесной заливочный конвейер производится роботом с многофункциональным захватом (фото 10). Подача связующих компонентов и амина производится из центральной станции к каждому стержневому центру.

Технологическое оборудование литейных цехов

В результате проведенной модернизации литейное производство Лебедянского машиностроительного завода по основным производственным показателям (себестоимости отливок, выработке на одного сотрудника, съему литья с единицы площади, а также по уровню качества отливок и системе организации производства) в настоящее время является одним из самых передовых для своей отрасли в мире.

Опыт многочисленных проектов по всему миру позволяет заключить, что метод литья в стержневые формы из экзотического или эксклюзивного с учетом достигнутого уровня технологии и оборудования можно на сегодняшний день уверенно отнести к разряду «традиционных» литейных технологий. Всякий раз, проводя выбор наиболее рациональной технологи изготовления той или иной отливки, литейщики должны принимать в расчет и этот метод литья.

Список литературы

1. Kanicki D.P.

Changing casting demands shape Ford’s new foundry. //Modern Casting — September 1994. – P.24-27.

Стопочная стержневая форма, стержневой пакет и перспективы современных процессов литья // Литейщик России. – 2002. — №3. – С.30-34.

Модернизация литейного производства автомобильной промышленности Японии // Литейное производство. – 2007. — №4. – С.36-37.

4. Дубровский В.А., Арбузов И.А.

Опыт изготовления отливок ракетного двигателя в стержневых пакетах // Литейное производство. – 2002. — №3. – С.13-15.

5. Колпаков А.А., Зуев М.П

. и др.
.
Освоение производства отливок блока цилиндров дизельного двигателя на ОАО «ГАЗ» // Литейщик России. – 2002. — №3. – С.16-25.

Литье в оболочковые формы

Отливки можно получить с применением оболочек с толщиной стенки 8 – 15 мм. Для их изготовления применяют специальные составы, которые затвердевают под воздействием тепла от моделей и стержней.

Технологическое оборудование литейных цехов

Литье в оболочковые формы

В качества материала для формы используют кварцевый песок. Он играет роль наполнителя и смолы, в качестве связующего компонента. Эта смесь наносится на плиту с установленной на нее моделью. Перед нанесением модельной смеси необходимо покрыть модель или эмульсией на основании силикона. В результате будет получена оболочковая модель.

Технология этого типа применяется для производства отливок весом 12 – 15 кг. К явным достоинствам этой технологии можно отнести качество изготовленных отливок, но в то же время эти формы отличаются высокой стоимостью. Это вызывается тем, что при их производстве применяют дорогие химикаты.

Кстати, литье в тонкостенные разовые формы – это разновидность этой технологии разлива металла.

Современные альтернативы традиционным технологиям литья в машиностроении

Литье под давлением занимает одно из ведущих мест в литейном производстве цветных металлов, достаточно сказать, что производство отливок из алюминиевых сплавов в различных странах составляет по массе 30—50% общего выпуска продукции литейного производства. Кроме того, литье под давлением применяют для отливки из цинковых и магниевых сплавов. Этим способом изготавливают литые заготовки самой различной конфигурации массой от нескольких граммов до нескольких десятков килограммов.

Центробежное литье

Специальные виды литья неограниченны темы методами, приведенными выше. При центробежном способе специального литья, расплав заполняет форму под воздействием центробежных сил. Они возникают при вращении литьевой формы вокруг оси, которая может быть расположена вертикально, горизонтально или под углом к горизонту.

Технологическое оборудование литейных цехов

При таком методе литья внутренняя поверхность отливки формируется, не вступая в контакт с рабочей поверхностью формы, и поэтому ее называют свободной. Такая специальная технология предполагает, что литьевые формы выполнены из металла. Перед началом заливки расплава ее необходимо разогреть до температуры 250 – 350 градусов, затем на рабочие поверхности наносят огнеупорное покрытие. Использование центробежной обработки расплава позволяют получить плотность отлитого металла, отсутствие пустот и раковин в теле полученной детали. Под воздействием центробежных сил.

Центробежная обработка расплава позволяет производить следующие типы деталей:

  • втулки;
  • барабаны;
  • корпуса роторов и многое другое.

Центробежное литье позволяет обеспечить высокую плотность металла, отсутствие раковин.

Вследствие этого детали обладают повышенной износостойкостью. Кроме того, центробежные силы вытесняют из расплава посторонние включения и шлаки.

Изготовление литейной формы

Литейные формы, предназначенные для получения отливки, могут быть разовые, полупостоянные и постоянные. Разовые формы, пригодные для использования только один раз, применяют для получения лишь одной отливки. Основными материалами для приготовления разовых форм служат песок и глина, которая является связующим. Прочность таких смесей относительно невелика. Для того, чтобы форма могла выдержать давление жидкого металла, ее приходится делать толстостенной. Если в качестве связующего использовать специальные материалы, то разовую форму можно сделать оболочковой (тонкостенной). При этом резко сокращается расход формовочной смеси.

Полупостоянные формы предназначены для получения нескольких десятков (до 150) отливок без существенного износа формы. Такие формы изготавливают из специальных высокоогнеупорных масс, например, графита и керамики.

Постоянными называют металлические формы (кокили). В этих формах можно получить до нескольких тысяч отливок из стали, чугуна и цветных сплавов. Отливки, полученные в металлических формах, имеют повышенную точность размеров и чистую поверхность. Однако, их стоимость несравнимо выше стоимости изготовления разовых и полупостоянных форм.

Наибольшее распространение в промышленности имеют разовые формы. Они применяются для изготовления отливок из различных сплавов, любых размеров и конфигурации. Разовая литейная форма, ее элементы и последовательность изготовления отливки показаны на рис. 49. Разовые формы изготавливают с помощью модельного комплекта и опок.Модельный комплект включает в себя литейную модель, стержневые ящики, модели литниковой системы, формовочные, контрольные и сборочные шаблоны.

Модель представляет собой копию будущей отливки с некоторыми изменениями, которыми учитывается припуск на механическую обработку, обеспечивается удобство извлечения модели из формы и стержня из стержневого ящика с помощью литейных уклонов.При конструировании модели все размеры отливки увеличивают на величину литейной усадки используемого сплава. В единичном и мелкосерийном производстве модели изготавливают из древесины, а при массовом производстве— из металла или пластмасс. В местах, где в отливке должны быть отверстия, в форме устанавливают стержни.

Для закрепления в форме стержня на модели делаются выступы определенной длины — стержневые знаки. Стержни изготавливают в стержневых ящиках. Как и модели, стержневые ящики имеют литейные уклоны; их размеры учитывают величину усадки сплава и припуски на механическую обработку. Металл в полость формы заливают через литниковую систему, которая должна обеспечить непрерывное поступление металлического расплава в форму, питание отливки для компенсации усадки, предотвращать разрушение формы и попадание шлака и воздуха со струей расплава. Основными элементами литниковой системы являются литниковая чаша, стояк, шлакоуловитель, питатель, прибыли и выпор. Назначение выпора — дать выход газам и избытку жидкого металла, заполняющего форму.

Песчаные формы чаще всего выполняют в опоках. Опоки—это приспособления в виде жесткой рамы, которые служат для удержания формовочной смеси. Их изготавливают из чугуна, стали и алюминиевых сплавов. Для изготовления форм и стержней используют формовочные и стержневые смеси. Основные требования к смесям —это высокая огнеупорность, т. е. способность не размягчаться при воздействии жидкого металла, хорошая текучесть и пластичность для получения отчетливого отпечатка модели, высокая газопроницаемость имеханическая прочность. Чтобы металл не сплавлялся и не спекался с формовочной смесью, поверхность формы покрывается специальными красками и припылами.

Технологическое оборудование литейных цехов

Формовочные смеси подразделяются на облицовочные, наполнительные и единые. Облицовочные смеси являются более качественными, так как они непосредственно соприкасаются с жидким металлом. В их состав входят в основном свежие материалы (песок, глина). Наполнительная смесь почти полностью состоит из оборотной (бывшей в употреблении) смеси. Иногда используют единую смесь достаточно высокого качества, которая идет для заполнения всей формы.

Стержневые смеси состоят из кварцевого песка и связующих материалов горячего и холодного затвердевания. Первые затвердевают при заполнении ими горячего стержневого ящика, вторые—в обычных не подогретых стержневых ящиках после некоторой в них выдержки. Для большей прочности стержня в него при изготовлении устанавливают металлический каркас—арматуру. Формы и стержни изготавливают на специальном формовочном оборудовании.

Для осуществления машинной формовки наиболее часто используются прессовые, встряхивающие машины и пескометы. На рис. 50 показаны три способа уплотнения смеси: прессованием (а), встряхиванием (б) и с помощью пескомета (в).

Технологическое оборудование литейных цехов

Уплотнение при прессовании происходит за счет давления, передаваемого через прессовую колодку на смесь. На встряхивающих машинах уплотнение происходит за счет сил инерции смеси в результате многократно повторяемых встряхиваний. Пескометную формовку используют преимущественно для изготовленния форм и стержней крупных отливок. Отличительная способность пескомета заключается в том, что он обеспечивает одновременно две операции: засыпку смеси и ее уплотнение.

В массовом и крупносерийном производстве мелких и средних стержней применяют пескодувные и пескострельные машины. В пескодувных машинах заполнение ящика стержневой смесью и ее уплотнение происходят под давлением сжатого воздуха. Сжатый воздух под давлением (5—6) -105 Па вдувает смесь в ящик через вдувные отверстия и уплотняет ее. Пескодувные машины имеют высокую производительность и обеспечивают равномерное уплотнение смеси. Основной недостаток этого метода формовки — сильный износ модельного комплекта из-за абразивного действия смеси. Уплотнение смеси в пескострельной машине происходит за счет кинетической энергии, сообщаемой смеси сжатым воздухом. Сжатый воздух мгновенно перемещает («выстреливает») смесь из резервуара пескострельной машины в ящик. Абразивный износ модельной оснастки в пескострельной машине значительно меньше ввиду отсутствия песчано-воздушной струи. Производительность таких машин очень высокая.

Для смесей горячего затвердевания с электрическим или газовым нагревом ящика цикл изготовления стержня составляет 1—2 мин. Для холоднотвердеющих смесей время изготовления стержня не превышает 1 мин. Прогрессивным способом является изготовление форм и стержней из жидких самотвердеющих смесей (ЖСС). Формы и стержни из ЖСС изготавливают не методами уплотнения, а путем заливки. Текучесть смеси обеспечивается пеной, образующейся при перемешивании жидкостекольной смеси или смеси на органических связующих с добавкой специальных веществ. Смесь затвердевает через 30—40 мин. Применение ЖСС исключает формовку, снижает трудоемкость, повышает производительность труда.

Заливка форм, выбивка, обрубка и зачистка отливок

Заливку форм жидким металлом осуществляют с помо- щью заливочных ковшей, в которые периодически посту- пает металл из плавильного агрегата или миксера (емко- сти для хранения жидкого металла).

После кристаллизации металла и образования отлив-

ки приступают к операции разрушения формы и извле- чения отливки. Процесс выбивки проводят на вибраци- онных решетках. При этом смесь просыпается через ре- шетку и конвейером подается в смесеприготовительное отделение на переработку, а отливка — в очистное отде- ление. В очистном отделении от отливки отбивают (отре- зают) элементы литниковой системы, зачищают заливы и заусенцы металла и остатки литников, удаляют с от- ливки пригоревшую формовочную смесь. Эти операции осуществляют в галтовочных барабанах, дробеструйных и дробеметных установках. Крупные отливки очищают в гидравлических камерах. Обрубку и зачистку отливок проводят с помощью зубил, абразивного и режущего ин- струмента.

Для получения необходимых механических свойств отливки ответственного назначения подвергают термиче- ской обработке—гомогенизации, отжигу или отпуску.

Дефекты отливок и методы контроля

К основным дефектам отливок относятся коробление, на- росты, недолив, пригар, раковины газовые и шлаковые, пористость, спай, трещины, ликвация, несоответствие хи- мическому составу, различные механические поврежде- ния и т. д.

Задачей технического контроля является обнаруже- ние брака в отливках и принятие мер для устранения.

Методами контроля служат внешний осмотр отливки, проверка размеров отливки, определение химического состава и физикомеханических свойств отливок, опреде- ление трещин, раковин и т.д. Некоторые дефекты ис- правляют с помощью сварки, металлизации, механиче- ской обработки и другими способами. После контроля качества литья и исправления дефектов отливки окраши- вают и передают на склад готовой продукции.

Читать статью  Отзыв на промышленное оборудование

2. Специальные виды литья

Специальные виды литья позволяют значительно улуч- шить качество отливок. Отливки, полученные этими методами, характеризуются повышенной точностью раз- меров, пониженной шероховатостью поверхности, умень- шением пропусков на механическую обработку, возможно- стью получения деталей, не нуждающихся в механичес- кой обработке. При этом специальные виды литья дают возможность обойтись без многих побочных операций,

таких как приготовление земляной и стержневой смесей, без пыльной выбивки и пескоструйной очистки.

При многих специальных видах литья коэффициент использования заготовок (отношение массы деталей к массе отливок) выше, чем при литье в разовые песча- ные формы. При литье в песчаные формы около одной четверти массы отливок превращаются в стружку при механической обработке, при специальном литье 5— 10 % и менее. Процессы механической обработки очень дорогие, поэтому уменьшение стоимости готовых деталей зачастую оправдывает увеличение стоимости отливок, по- лученных специальным литьем.

К специальным видам литья относят литье в оболоч- ковые формы, по выплавляемым моделям, в кокили, цен- тробежное, под давлением и другие.

Кокиль это металлическая форма многократного ис- пользования, заполняемая жидким металлом. Отливки,

Технологическое оборудование литейных цехов

полученные в кокилях, отличаются большой точностью размеров и высокой чистотой поверхности. Кокиль (рис. 51) изготавливают из чугуна, стали или алюминиевых сплавов. Достоинство литья в кокиль заключается в пер-

вую очередь в возможности обеспечить высокую произ- водительность литейного процесса. Кокильное литье лег- ко механизировать и автоматизировать.

Распространение этого способа литья несколько огра- ничивается высокой стоимостью изготовления кокилей и сложностью получения тонкостенных отливок вследст- вие значительной теплопроводности кокилей и быстрой кристаллизации металла.

Литье под давлением

Для получения отливок с очень тонкими стенками (до 0,8 мм), повышенной чистотой поверхности, точностью размеров и высокого качества (высокой плотностью ме- талла) применяется литье под давлением. При этом спо- собе литья металлическая пресс-форма соединяется лит- никовой системой с камерой прессования, в которой хо- дит поршень (рис. 52). Поршень энергично, с большой

Технологическое оборудование литейных цехов

скоростью и силон давит на металл, который устремляет- ся в пресс-форму и заполняет все его самые тонкие щели. Давление может достигать сотен или нескольких тысяч атмосфер.

Литье под давлением применяют в массовом произ- водстве для получения отливок из цветных металлов и сплавов, реже чугуна и стали.

Отливки, имеющие форму тел вращения (втулки, коле- са, трубы и т. п.), получают во вращающейся форме.

Что дает вращение формы при заливке ее металлом?

Технологическое оборудование литейных цехов

Дело в том, что центробежная сила отжимает к пе- риферии тяжелый чистый металл, а все посторонние при- меси, пузыри газа и включения переходят в центральную полость. Металл получается прочным и качественным. Для получения центральных отверстий в этом способе

литья не нужны стержни; отсутствуют элементы литни- ковой системы: чаша, стояк, шлакоуловитель, литнико- вые каналы. Для литья применяют горизонтальные и вер- тикальные центробежные машины (рис. 53).

Литье по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям — дальний потомок древнего воскового литья. Основной отличительной чер- той этого метода является получение неразъемной фор- мы. Возникает вопрос, как из такой формы удалять мо- дель? Модель изготавливают из дешевого легкоплавкого материала, который при нагревании легко расплавляется и вытекает из неразъемной формы, обеспечивая точность размеров и очертаний литейной формы. Форму прокали- вают и заливают металлом. Таким способом можно по- лучить любую сложную отливку с высокой размерной точностью и малой шероховатостью поверхности. Схема литья по выплавляемым моделям приведена на рис. 54.

Сначала изготавливают модель отливки. Материалом для модели служит смесь стеарина и парафина с добав- ками. Расплавленный модельный состав заливают в пресс- форму. Закристаллизовавшуюся модель собирают в один

Дата добавления: 2016-11-26; просмотров: 5225; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Похожие статьи:

Корковое или оболочковое литье

Среди специальных видов литья существует и такой – оболочковый. Его применяют при работе и с цветными, и черными металлами. Литье выполняют в оболочковые (корковые) формы, выполненные из смеси кварцевого песка и бакелитовой смолой, перемешанные в пропорции 90 к 10. Бакелитовая смола полимеризуется при температуре 300 – 350 градусов.

Технологическое оборудование литейных цехов

Литье в корковые (оболочковые) формы

Смесь наносят на поверхность модели, которую предварительно нагрели до 220 градусов. Смола плавится, связывает между собой песчинки. В результате на поверхности модели образуется корка толщиной 5 – 7 мм. Затвердевание смеси происходит при нагреве модели до температуры 350 градусов. Затем, с применением различных приспособлений форму снимают с модели. Основное преимущество форм этого типа – это уменьшение припусков и высокая точность получаемых отливок.

Прецизионное литье

Прецизионное литье – это специальный способ получения особо точных отливок.

Технологическое оборудование литейных цехов

Оборудование для прецизионного литья

Ранее такой способ называли литьем по выплавляемым моделям. Для выполнения работ по этой технологии применяют различные вещества, которые придают расплавленному металлу ряд свойств, которые позволяют ему точно заполнять форму.

Кроме этого, для выполнения специального литья применяют формы, изготовленные из металла и выполненные с повышенными требованиями к точности.

Выбивка, обувка, очистка и контроль литья

После окончания специального литейного процесса и остывания заготовок до приемлемой температуры, ее удаляют из формы и при необходимости отправляют на очистку ее от литников, облоя и пр. Кроме этого, выполняют контроля качества полученных деталей.

Основным документом, на основании которого выполняют контроля качества полученного изделия – это рабочий чертеж.

Технологическое оборудование литейных цехов

Технический контроль литья

Кроме того, работники службы технического контроля должны руководствоваться требованиями ГОСТ, ОСТ, СТП и другими нормативными документами, так или иначе, относящиеся к литью металлов.

Литейное оборудование

Классифицируют литейные цеха по роду литейного сплава, характеру (серийности) производства, массе одной отливки, мощности цехов (годовому производству отливок), способам производства и отраслям промышленности, которую они обслуживают. По каждому из этих признаков литейные цеха подразделяют на ряд категорий.

Литейные цеха по роду сплавов подразделяют на чугунолитейные (серого чугуна, ковкого, высокопрочного и легированного), сталелитейные (углеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей) и литейных цветных сплавов, в том числе цеха тяжелых цветных (бронзолатунные и цинковые) и легких сплавов (алюминиевые и магниевые).

По серийности различают литейные цеха массового, крупносерийного, серийного, мелкосерийного и единичного производства отливок. Классификация литейных цехов черных сплавов по серийности производства приведена в табл. 1, где указано примерное годовое количество отливаемых деталей одного наименования применительно к весовым группам отливок.

Таблица 1. Классификация литейных цехов черных сплавов по серийности производства

По массе одной отливки литейные цеха делят на пять групп: цеха мелкого, среднего, крупного, тяжелого и особо тяжелого литья. Каждой группе цехов в зависимости от серийности производства соответствует своя максималь

ная штучная масса отливки (табл. 2). При достаточной загрузке оборудования отливки первых трех групп можно отливать в одном цехе, но в самостоятельных поточных линиях. Цеха тяжелого и особо тяжелого литья рекомендуется строить при минимальной массой отливки более 1 т.

По объему производства различают литейные цеха малой, средней и большой мощности.

Таблица 2. Классификация литейных цехов черных сплавов по максимальной массе одной отливки, кг

По способам производства литейные цеха делят на цеха, производящие отливки в объемные песчаные формы и цеха, где отливки изготавливают специальными способами литья: в оболочковые формы, металлические формы (кокили), под давлением, центробежным и др. Отдельную классификационную группу представляют литейные цеха, производящие специальные виды отливок: ванны купальные, изложницы и др.

2. Технологическая характеристика отливок

Среди отливок до 80 % по массе занимают детали, изготовляемые литьем в песчаные формы. Метод является универсальным применительно к литейным материалам, а также к массе и габаритам отливок. Специальные способы литья значительно повышают стоимость отливок, но позволяют получать отливки повышенного качества с минимальным объемом механической обработки. Способы получения отливок различными методами приведены в табл. 3.

Отливки, не рассчитываемые на прочность, с размерами, определяемыми конструктивными и технологическими соображениями, относят к неответственным; отливки, испытываемые на прочность, работающие при статических нагрузках, а также в условиях трения скольжения, относят к ответственным. Особо ответственные — это отливки, эксплуатируемые в условиях динамических знакопеременных нагрузок, а также испытываемые на прочность.

Возможности повышения производительности процессов литья, точности размеров и качества отливок расширяются при их изготовлении в автоматизированных комплексах, в которых используются новые механизмы для уплотнения смеси. Применяются электронные схемы управления технологическими процессами и счетно-решающие устройства для выбора оптимальных режимов.

Таблица 3. Способы изготовления отливок и область их применения

Применение роботов для нанесения покрытий, обсыпки блоков заливочных комплексов с телеуправлением обеспечивает защиту оператора от воздействия пыли, дыма, теплоты и брызг металла.

Прогрессивно также применение покрытия литейной формы для поверхностного легирования отливок. Так, карбидообразующие легирующие элементы (теллур, углерод, марганец) повышают износостойкость формы и устраняют рыхлость отливок; графитизирующие легирующие элементы (кремний, титан, алюминий) устраняют отбел, уменьшают остаточные напряжения и улучшают обрабатываемость отливок. Применение жидкоподвижных смесей при литье в песчаные формы повышает производительность труда, снижает трудоемкость изготовления формы и стержней в 3…5 раз, исключает ручной труд и позволяет полностью механизировать и автоматизировать производство изготовления форм и стержней независимо от их размеров, конфигурации и номенклатуры.

При производстве крупных отливок применение регулируемого охлаждения формы позволяет сократить продолжительность охлаждения в литейной форме отливок массой 20…200 т в 2 раза по сравнению с естественным охлаждением.

Отливки I класса точности обеспечиваются формовкой по металлическим моделям с механизированным выемом моделей из форм и с заливкой металла в сырые и подсушенные формы. Этот способ применяют в условиях массового производства и для изготовления наиболее сложных по конфигурации тонкостенных отливок.

Отливки II класса точности обеспечиваются формовкой с механизированным выемом деревянной модели, закрепляемой на легкосъемных металлических плитах, из форм и заливкой в сырые и подсушенные формы. Этот способ применяют для получения отливок в серийном производстве.

Отливки III класса точности обеспечиваются ручной формовкой в песчаные формы, а также машинной формовкой по координатным плитам с незакрепленными моделями. Этот способ является оптимальным для изготовления отливок любой сложности, любых размеров и массы из разных литейных сплавов в единичном и мелкосерийном производстве.

Технологичность конструкций отливок характеризуется условиями формовки, заливки формы жидким металлом, остывания, выбивки, обрубки. На выполнение основных операций технологического процесса получения отливки влияют уклоны, толщина стенок, размерные соотношения стержней и другие условия.

3. Плавильные агрегаты для чугунного литья

Для плавки чугуна применяют вагранки, дуговые электропечи ДЧМ, ИЧКМ, индукционные тигельные печи ИЧТ. Зависимость производительности вагранок от диаметра их шахты, а также рекомендуемая емкость копильников и грузоподъемность скиповых подъемников для загрузки шихты даны в табл. 4.

Таблица 4. Вагранки с подогревом дутья и очисткой газов

Емкость бадьи и грузоподъемность скипового подъемника определены для совместной загрузки шихты, топлива и флюсов (см. табл. 4). При раздельной загрузке шихты и топлива с флюсом, что часто имеет место в практике, следует предусматривать меньшую емкость бадьи и соответственно грузоподъемность скипового подъемника.

Кроме скиповых подъемников, при которых легко автоматизируется загрузка шихты, допускается в отдельных случаях применение непрерывной загрузки вагранок пластинчатыми транспортерами или другими транспортными средствами. Для загрузки вагранок при реконструкции существующих цехов могут быть использованы монорельсовые тележки и шарнирные краны (существующие). При проектировании обязательно предусматривают грануляцию шлака и механизацию уборки отходов от вагранки (рис. 1).

Продольное сечение вагранки фирмы «Крайслер»

Рис. 1. Продольное сечение вагранки фирмы «Крайслер» производительностью 50 т/ч: 1, 2 — площадка обслуживания; 3 — тарельчатый затвор; 4 — загрузочное окно; 5 — загрузочная площадка; 6 — окно забора газа; 7 — воздушная коробка; 8 — фурмы; 9 — желоб

Набор и взвешивание ваграночной шихты (шихтовку) осуществляют магнитными кранами с регулируемой подъемной силой магнитной шайбы или с помощью системы индивидуальных дозаторов с тензометрическими датчикам. В последнем случае для подачи металлических компонентов шихты в дозаторы в системе устанавливают встряхивающие бункера с траковыми или другого типа питателями. Взвешенные дозы каждой составляющей металлической шихты выдают на реверсивный пластинчатый конвейер, который подает шихту к воронке, расположенной над бадьей скипового подъемника.

При любой системе шихтовки металлических компонентов взвешенные в заданных количествах кокс и известняк загружают в бадью во время кратковременной остановки ее по пути следования шихтовых материалов в вагранку. При выборе плавильных устройств следует учитывать, что в процессе нагрева и расплавления чугуна в вагранках тепловой коэффициент полезного действия печи (ТКПД) достигает 45 %, но при перегреве жидкого чугуна он падает до 5 %. Перегрев жидкого чугуна в электропечах происходит при ТКПД порядка 55 %, а нагрев до температуры плавления — при ТКПД, равном 20…30 %. Следовательно, плавить чугун экономичнее в вагранках, а перегревать жидкий чугун до нужной температуры — в электрических печах. Поэтому дуплекс-процесс «вагранка—электропечь» получает все более широкое применение в чугунолитейном производстве.

Дуговые электропечи типа ДЧМ-10 используют при ваграночном дуплекс-процессе для подогрева и доводки жидкого чугуна до заданных температуры и химического состава. Печи типа ДЧМ-10 в современных цехах заменяют индукционными миксерами промышленной частоты тигельного или канального типа.

В России изготавливают тигельные индукционные миксеры ИЧТМ вместимостью тигля 1…16 т. Технические характеристики этих миксеров приведены в табл. 5, характеристики индукционных канальных миксеров типа ИЧКМ полезной емкостью 2,5…100 т — в табл. 6. С энергетической точки зрения печи ИЧКМ по сравнению с тигельными являются более экономичными, так как имеют более высокий ТКПД.

Таблица 5. Технические характеристики индукционных тигельных миксеров промышленной частоты для перегрева и выдержки расплавленного чугуна

перегреве металла на 100 оС,

* В числителе — теоретическая, в знаменателе — действительная производительность.

Технические параметры индукционных тигельных печей ИЧТ приведены в табл. 7.

Таблица 6. Технические характеристики индукционных канальных миксеров промышленной частоты

Модели Полезная вместимость, т Мощность питающего трансформатора, кВ · А, исполнений Намечаемая теоретическая производительность при перегреве чугуна на 100 оС, т/ч, исполнений
I II I II
ИЧКМ-2,5 2,5 400 7
ИЧКМ-4 4 630 14
ИЧКМ-6 6
ИЧКМ-10 10 1260 29
ИЧКМ-16 16
ИЧКМ-25 25 1260 2520 30 60
ИЧКМ-40 40
ИЧКМ-60 60 2000 4000 60 124
ИЧКМ-100 100

Таблица 7. Технические характеристики индукционных тигельных печей промышленной частоты для плавки чугуна*

* Рабочая температура жидкого металла 1400 С.

В табл. 8 приведены данные производительности установок, состоящих из двух (одного) тиглей и одного основного (плавильного) трансформатора. При установке трех (двух) тиглей и двух трансформаторов, из которых один плавильный, а другой вспомогательный для миксерного режима, действительную производительность всей установки определяют с коэффициентом 1,3.

Таблица 8. Производительность индукционных тигельных печей промышленной частоты для плавки чугуна

4. Плавильные агрегаты для плавки стального литья

Технические характеристики дуговых сталеплавильных печей ДСП приведены в табл. 9, а индукционных тигельных печей ИСТ повышенной частоты — в табл. 10.

Таблица 9. Технические характеристики дуговых сталеплавильных печей

1. Гидравлические приводы механизмов перемещения электродов, наклона печи, подъема и поворота свода снабжаются от насосно-аккумуляторной станции.

2. Электропечи вместимостью 25 и 50 т могут быть оборудованы устройствами для электромагнитного перемешивания жидкой стали.

Талица 10. Технические характеристики индукционных тигельных печей

Примечание . Рабочая температура металла 1600 о С.

Сведения о производительности печей типов ДСП и ИСТ приведены в табл. 11 и 12 соответственно.

Таблица 11. Производительность электрических дуговых стеклоплавильных печей

основного процесса при числе смен:

Таблица 12. Производительность индукционных тигельных печей повышенной частоты для плавки стали

Параметры ИСТ-0,06 ИСТ-0,16 ИСТ-0,4 ИСТ-1 ИСТ-2,5 ИСТ-6М1 ИСТ-10
Действительная производительность печи, т/ч 0,05 0,10 0,26 0,57 1,75 3,0 3,5
Продолжительность полного цикла плавки, ч 1,2 1,55 1,56 1,76 1,43 2,0 2,86

5. Плавильные агрегаты для цветного литья

Сведения и технические характеристики плавильных агрегатов для цветного литья приведены в табл. 13—16.

Таблица 13. Индукционные печи промышленной частоты для плавки алюминия и его сплавов

Примечание. Рабочая температура металла 750 С.

Таблица 14. Индукционные тигельные печи промышленной частоты для плавки сплавов на медной основе

Примечание. Рабочая температура металла 1200 С.

Таблица 15. Индукционные канальные печи промышленной частоты для плавки сплавов на медной основе

Примечание. Продолжительность плавки дана для сплава Л63 при круглосуточной работе печи. Рабочая температура 1200—1400 С.

Таблица 16. Производительность индукционных печей промышленной частоты для плавки сплавов на медной основе

Таблица 17. Технические данные электропечей для плавки в кристаллизаторе различных металлов

ГОСТ 10580-2006

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-97 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ФГУП «ВНИИНМАШ») и ОАО «Научно-исследовательский институт литейных машин, материалов и технологий» (ОАО «НИИЛИТМАШ»), Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 252 «Литейное производство»

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 30 от 7 декабря 2006 г.)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны
по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны
по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа
по стандартизации

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 сентября 2007 г. № 233-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 10580-2006 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2008 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 10580-74

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2009 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе «Национальные стандарты».

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе «Национальные стандарты», а текст изменения — в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты»

1 Область применения. 3

2 Нормативные ссылки. 3

3 Термины и определения. 6

4 Классификация. 6

5 Технические требования. 8

5.1 Основные показатели. 8

5.2 Требования к сырью, материалам, покупным изделиям.. 13

5.3 Комплектность. 13

5.4 Маркировка. 14

6 Требования безопасности. 15

6.1 Требования электробезопасности. 15

6.2 Требования пожарной безопасности и взрывобезопасности. 17

6.3 Требования безопасности при обслуживании литейного оборудования. 17

6.4 Требования к применению защитных устройств. 17

6.5 Требования к органам управления, а также приборам контроля за их безопасным функционированием.. 18

6.6 Требования к устройству аварийной сигнализации. 19

6.7 Требования к нанесению знаков безопасности и применению сигнальных цветов. 19

6.8 Характеристики опасных и вредных факторов (шум, вибрация) 19

6.9 Требования по предотвращению, снижению и/или локализации опасных и вредных производственных факторов. 20

7 Требования охраны окружающей среды (экологичности) 20

8 Правила приемки. 20

9 Методы испытаний. 20

10 Транспортирование и хранение. 22

11 Условия по эксплуатации (применению, способу приготовления, техническому обслуживанию, ремонту, утилизации) 22

12 Гарантии изготовителя. 22

Приложение А. Свидетельство о выходном контроле электрооборудования. 23

ГОСТ 10580-2006

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ОБОРУДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ДЛЯ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Общие технические условия

Technological foundry equipment.

Дата введения — 2008-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на технологическое оборудование для литейного производства, предназначенное для изготовления отливок из черных и цветных металлов и сплавов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 4.90-83 Система показателей качества продукции. Оборудование технологическое для литейного производства. Номенклатура показателей

ГОСТ 9.014-78 Единая система защиты от коррозии и старения материалов и изделий. Временная противокоррозионная защита. Общие требования

ГОСТ 9.104-79 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Групповые условия эксплуатации

ГОСТ 9.303-84 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору

ГОСТ 9.306-85 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Обозначения

ГОСТ 9.402-2004 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей к окрашиванию

ГОСТ 12.0.002-2003 * Система стандартов безопасности труда. Термины и определения

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 12.0.002-80.

ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.010-76 Система стандартов безопасности труда. Взрывобезопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.012-90 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 12.1.030-81 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление

ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.007.1-75 Система стандартов безопасности труда. Машины электрические вращающиеся. Требования безопасности

ГОСТ 12.2.007.2-75 Система стандартов безопасности труда. Трансформаторы силовые и реакторы электрические. Требования безопасности

ГОСТ 12.2.007.6-93 * Система стандартов безопасности труда. Аппараты электрические коммутационные на напряжение до 1000 В. Требования безопасности

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 12.2.007.6-75.

ГОСТ 12.2.007.8-75 Система стандартов безопасности труда. Устройства электросварочные для плазменной обработки. Требования безопасности

ГОСТ 12.2.007.9-93 (МЭК 519-1-84) Система стандартов безопасности труда. Безопасность электротермического оборудования. Часть 1. Общие требования

ГОСТ 12.2.007.10-87 Система стандартов безопасности труда. Установки, генераторы и нагреватели индукционные для электротермии, установки и генераторы ультразвуковые. Требования безопасности

ГОСТ 12.2.007.11-75 Система стандартов безопасности труда. Преобразователи электронные полупроводниковые. Требования безопасности

ГОСТ 12.2.007.12-2004 ** Система стандартов безопасности труда. Источники тока химические. Требования безопасности

** На территории Российской Федерации действует ГОСТ 12.2.007.12-88.

ГОСТ 12.2.007.13-2000 Система стандартов безопасности труда. Лампы электрические. Требования безопасности

ГОСТ 12.2.007.14-75 Система стандартов безопасности труда. Кабели и кабельная арматура. Требования безопасности

ГОСТ 12.2.040-79 *** Система стандартов безопасности труда. Гидроприводы объемные и системы смазочные. Общие требования безопасности к конструкции

*** На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52543-2006.

ГОСТ 12.2.046.0-2004 Оборудование технологическое для литейного производства. Требования безопасности

ГОСТ 12.2.049-80 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие эргономические требования

ГОСТ 12.2.064-81 Система стандартов безопасности труда. Органы управления производственным оборудованием. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.086-83 *** Система стандартов безопасности труда. Гидроприводы объемные и системы смазочные. Общие требования безопасности к монтажу, испытаниям и эксплуатации

*** На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52543-2006.

ГОСТ 12.2.101-84 Система стандартов безопасности труда. Пневмоприводы. Общие требования безопасности к конструкции

ГОСТ 12.3.001-85 *4 Система стандартов безопасности труда. Пневмоприводы. Общие требования безопасности к монтажу, испытаниям и эксплуатации

*4 На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52869-2007.

ГОСТ 12.4.026-76 *5 Система стандартов безопасности труда. Цвета сигнальные и знаки безопасности

*5 На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 12.4.026-2001.

ГОСТ 12.4.040-78 Система стандартов безопасности труда. Органы управления производственным оборудованием. Обозначения

ГОСТ 17.1.3.13-86 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения

ГОСТ 17.2.3.02-78 Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями

ГОСТ ЕН 1070-2003 Безопасность оборудования. Термины и определения

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 8909-75 Опоки литейные цельнолитые стальные и чугунные. Технические требования

ГОСТ 9569-2006 Бумага парафинированная. Технические условия

ГОСТ 10354-82 Пленка полиэтиленовая. Технические условия

ГОСТ 12448-80 Гидроприводы объемные, пневмоприводы и смазочные системы. Номинальные вместимости

ГОСТ 12969-67 Таблички для машин и приборов. Технические требования

ГОСТ 12970-67 Таблички круглые для машин и приборов. Размеры

ГОСТ 12971-67 Таблички прямоугольные для машин и приборов. Размеры

ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов

ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирование в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 15846-2002 Продукция, отправляемая в районы Крайнего Севера и приравненные к ним местности. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение

ГОСТ 16770-86 Баки для объемных гидроприводов и смазочных систем. Общие технические требования

ГОСТ 17411-91 Гидроприводы объемные. Общие технические требования

ГОСТ 18111-93 Оборудование технологическое для литейного производства. Термины и определения

ГОСТ 18460-91 Пневмоприводы. Общие технические требования

ГОСТ 21021-2000 Устройства числового программного управления. Общие технические условия

ГОСТ 21752-76 Система «человек — машина». Маховики управления и штурвалы. Общие эргономические требования

ГОСТ 21753-76 Система «человек — машина». Рычаги управления. Общие эргономические требования

ГОСТ 21829-76 Система «человек — машина». Кодирование зрительной информации. Общие эргономические требования

ГОСТ 22133-86 Покрытия лакокрасочные металлорежущего, кузнечно-прессового, литейного и деревообрабатывающего оборудования. Общие требования

ГОСТ 22483-77 Жилы токопроводящие медные и алюминиевые для кабелей, проводов и шнуров. Основные параметры. Технические требования

ГОСТ 22613-77 Система «человек — машина». Выключатели и переключатели поворотные. Общие эргономические требования

ГОСТ22614-77 Система «человек — машина». Выключатели и переключатели клавишные и кнопочные. Общие эргономические требования

ГОСТ 22615-77 Система «человек — машина». Выключатели и переключатели типа тумблер. Общие эргономические требования

ГОСТ 22789-94 (МЭК 439-1-85) * Устройства комплектные низковольтные. Общие технические требования и методы испытания

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51321.1-2007. (МЭК 60439-1:2004).

ГОСТ 23000-78 Система «человек — машина». Пульты управления. Общие эргономические требования

ГОСТ 23170-78 Упаковка для изделий машиностроения. Общие требования

ГОСТ 24634-81 Ящики деревянные для продукции, поставляемой для экспорта. Общие технические условия

ГОСТ 24705-2004 (ИСО 724:1993) Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая для приборостроения. Основные размеры

ГОСТ 25347-82 Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки

ГОСТ 25348-82 Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Ряды допусков, основных отклонений и поля допусков для размеров свыше 3150 мм

ГОСТ 26583-85 Система технического обслуживания и ремонта технологического оборудования машиностроительных предприятий. Металлорежущее, кузнечно-прессовое, литейное и деревообрабатывающее оборудование. Порядок разработки и правила составления руководств по эксплуатации и ремонтных документов

ГОСТ 27884-93 Оборудование литейное. Ряды главных параметров

ГОСТ 30893.1-2002 (ИСО 2768-1-89) Основные нормы взаимозаменяемости. Общие допуски. Предельные отклонения линейных и угловых размеров с неуказанными допусками

ГОСТ 30893.2-2002 (ИСО 2768-2-89) Основные нормы взаимозаменяемости. Общие допуски. Допуски формы и расположения поверхностей, не указанные индивидуально

ГОСТ 31277-2002 (ИСО 3746-95) ** Шум машин. Определение уровней звуковой мощности источников шума по звуковому давлению. Ориентировочный метод с использованием измерительной поверхности над звукоотражающей плоскостью

** На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51402-99 (ИСО 3746-95).

ГОСТ 31169-2003 (ИСО 11202-1995) Шум машин. Измерение уровней звукового давления излучения на рабочем месте и в других контрольных точках. Ориентировочный метод измерений на месте установки

ГОСТ МЭК 60204-1-2002 * Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007.

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 12.0.002, ГОСТ 12.2.046.0, ГОСТ ЕН 1070, ГОСТ 18111, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 литейное оборудование; ЛО: Машины, автоматы, установки, плавильные печи, заливочные устройства, механизмы, манипуляторы, роботы, средства транспортирования и системы управления, предназначенные для изготовления отливок.

3.2 безопасность литейного оборудования: Способность оборудования выполнять свои функции, а также иметь возможность транспортирования, сборки, демонтажа и утилизации без риска для здоровья или травматизма.

3.3 показатели назначения: Показатели, характеризующие свойства продукции, которые определяют ее основные функции.

4 Классификация

4.1 По технологическому признаку ЛО подразделяют на следующие группы:

— оборудование для подготовки материалов и приготовления смесей;

— оборудование для изготовления форм и стержней;

— оборудование для выбивки форм и стержней;

— оборудование для обрубки и зачистки отливок;

— оборудование для зачистки отливок;

— оборудование для литья в оболочковые формы;

— оборудование для литья по выплавляемым и выжигаемым моделям;

— оборудование для литья под давлением;

— оборудование для литья в кокиль;

— оборудование для центробежного литья;

— оборудование для непрерывного и полунепрерывного литья чугунных заготовок;

— оборудование для плавки и заливки.

В каждую группу ЛО входят конкретные типы оборудования.

4.1.1 Оборудование для подготовки материалов и приготовления смесей включает в себя:

— оборудование для удаления металлических включений;

— оборудование для регенерации песков;

— оборудование для сушки формовочных материалов;

— оборудование для подготовки, хранения и транспортирования формовочных материалов;

— установки для приготовления плакированных смесей.

4.1.2 Оборудование для изготовления форм и стержней включает в себя:

— автоматические формовочные линии;

— комплексные автоматические линии формовки, заливки, выбивки;

— автоматизированные стержневые линии.

4.1.3 Оборудование для выбивки форм и стержней включает в себя:

4.1.4 Оборудование для очистки отливок включает в себя:

— барабаны, столы, дробеметные камеры, дробеструйные и дробеметно-дробеструйные камеры;

4.1.5 Оборудование для обрубки и зачистки отливок включает в себя:

— оборудование для обрезки литников;

— установки для зачистки отливок абразивным инструментом;

— манипуляторы для удержания и кантовки отливок при зачистке.

4.1.6 Оборудование для литья в оболочковые формы включает в себя:

— машины для изготовления оболочковых полуформ;

— машины для склейки оболочковых полуформ.

4.1.7 Оборудование для литья по выплавляемым и выжигаемым моделям включает в себя:

— машины для приготовления модельного состава, изготовления модельных звеньев, приготовления огнеупорного покрытия;

— оборудование для формовки, прокалки, заливки, охлаждения блоков и выбивки опок;

— оборудование для отделения керамики от отливок и отливок от стояков;

— оборудование для изготовления моделей из пенополистирола.

4.1.8 Оборудование для литья под давлением включает в себя:

— машины для литья под давлением;

— манипуляторы для заливки металла, удаления отливок, смазки пресс-форм;

— гибкие модули для литья под давлением.

4.1.9 Оборудование для литья в кокиль включает в себя:

— машины для литья в кокиль;

— автоматизированные литейные линии для литья в кокиль;

— машины для литья под низким давлением.

4.1.10 Оборудование для центробежного литья включает в себя:

— горизонтальные центробежные машины;

— вертикальные центробежные машины.

4.1.11 Оборудование для непрерывного и полунепрерывного литья заготовок включает в себя автоматические линии непрерывного горизонтального литья чугунных заготовок.

4.1.12 Плавильное оборудование включает в себя:

5 Технические требования

5.1 Основные показатели

5.1.1 Показатели назначения

Номенклатура показателей назначения ЛО на оборудование конкретного типа — по ГОСТ 4.90.

Значения показателей — в соответствии с нормативным документом [техническим заданием (ТЗ) и техническими условиями (ТУ)].

Для специального ЛО и оборудования единичного производства номенклатура и показатели назначения должны быть указаны в ТУ или ТЗ на ЛО конкретных моделей.

5.1.2 Конструктивные требования

5.1.2.1 Основные параметры и размеры должны соответствовать ГОСТ 27884, стандартам или ТУ (ТЗ) на ЛО конкретных типов или моделей.

5.1.2.2 Метрические резьбы — по ГОСТ 24705.

5.1.2.3 Допуски и посадки — по ГОСТ 25347, ГОСТ 25348.

5.1.2.4 Предельные отклонения размеров с неуказанными допусками — по ГОСТ 30893.1.

5.1.2.5 Допуски угловых размеров — по ГОСТ 8908.

5.1.2.6 Неуказанные отклонения формы и расположения поверхностей — по ГОСТ 30893.2.

5.1.2.7 Шероховатость поверхностей — по ГОСТ 2789.

5.1.2.8 ЛО следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта, стандартов и ТУ на конкретные типы и модели по конструкторской документации, утвержденной в установленном порядке, с учетом требований заказа. Климатическое исполнение — УХЛ категория 4 по ГОСТ 15150, если иное не установлено заказом.

5.1.2.9 Нормализованные конструктивные элементы должны соответствовать действующим межгосударственным стандартам или стандартам страны-изготовителя, если иные нормы и требования не установлены в конструкторской документации и заказе.

5.1.2.10 Требования к внешней форме изделия

На наружных поверхностях ЛО не должно быть не предусмотренных чертежами выступов и выемок, раковин, царапин и других неровностей.

Детали машин не должны иметь острых кромок, углов и шероховатых поверхностей, кроме случаев, указанных в конструкторской документации (КД).

Места пересечения поверхностей не должны иметь острых кромок, за исключением случаев, предусмотренных рабочими чертежами, утвержденными в установленном порядке, или ТУ.

Градуированные поверхности деталей должны быть чисто обработаны и защищены от коррозии, а штрихи на шкалах — равномерными по толщине и длине; числовые отметки должны быть расположены над соответствующими несколько удлиненными штрихами так, чтобы середины чисел совпадали с осью штрихов.

Ободы маховичков и рукоятки должны быть полированными и не должны иметь заметных на глаз дефектов.

Масло-, водо- и воздухопроводные трубы должны быть надежно закреплены и не должны иметь заминов, острых углов, перегиба и волнистости; внутренние поверхности труб должны быть очищены от ржавчины, окалины и загрязнений.

5.1.2.11 Конструктивное исполнение составных частей

Внешние трубы электропроводки, гидро- и пневмосистемы должны следовать контурам оснований, станин, стоек и других корпусных деталей ЛО, если иные требования не оговорены чертежами.

Магистральные трубопроводы пневмооборудования должны быть смонтированы с уклоном 1:500 в направлении подачи сжатого воздуха для удаления конденсата.

Концы деталей резьбовой пары должны иметь заходные фаски, кроме случаев, когда это невозможно выполнить.

Утопленные головки винтов должны быть расположены в зенкованных отверстиях и не должны выступать над наружной поверхностью деталей. Концы винтов и шпилек не должны выступать над гайкой более чем на 1/5 их диаметра, если иные требования не установлены чертежами.

Рабочие поверхности штоков цилиндров, золотников, плунжеров и т.п. не должны иметь дефектов, снижающих их прочность, вызывающих утечку рабочей среды (энергоносителя) и повышенный износ уплотнений.

Открытые торцы валов должны выступать за плоскость охватывающей детали на размер фаски. Углубление торцов валов не допускается.

5.1.2.12 Конструктивные требования, обеспечивающие связи и взаимодействие составных частей

Обработанные поверхности деталей не должны иметь искажений профиля, забоин, вмятин и других повреждений.

Несовпадение контуров сопряженных корпусных деталей с равными номинальными размерами (составных станин, крышек с кожухами и др.) не должно быть более 2 мм, кроме корпусных деталей, имеющих необработанные поверхности, полученные литьем в песчаные формы. Несовпадение контуров более чем на 2 мм разрешается устранять снятием фасок или удалением металла по всему сечению, если при этом не ухудшаются эксплуатационные качества и внешний вид ЛО.

Обработанные поверхности деталей неподвижных соединений, определяющих точность или жесткость конструкции, должны плотно прилегать друг к другу.

В регулируемых подшипниках скольжения должен быть обеспечен запас для регулирования при последующем ремонте ЛО. Подшипники качения перед сборкой должны быть очищены от консервирующего покрытия и смазаны, если они не заправлены смазкой на предприятии-изготовителе.

Направление вращения первого элемента каждого привода машины, допускающего только одностороннее вращение (вала, шкива, муфты, зубчатого колеса и т.п.), должно быть обозначено на корпусе привода стрелкой.

Поверхности скольжения должны быть защищены от попадания расплавленного металла. Штоки цилиндров и направляющие должны быть снабжены грязесъемными манжетами. Подшипники должны быть защищены от попадания пыли.

Пневматическое оборудование следует конструировать для давления 0,50 — 0,63МПа.

Все сборочные единицы, приводимые в движение гидроприводом, должны перемещаться при всех скоростях без вибраций, резких толчков и остановок, а реверсироваться без ударов. Точность реверсирования и перебег должны соответствовать ТУ (ТЗ) или КД на конкретные модели.

В баллонах пневматических и гидравлических аккумуляторов гидроприводов давлением свыше 3 МПа должен применяться инертный газ.

Места смазки должны быть отчетливо обозначены.

5.1.2.13 Требования к гидро- и пневмооборудованию

Требования к гидро-, пневмо- и смазочным системам, бакам и резервуарам для рабочей среды должны соответствовать:

— для гидравлического оборудования — ГОСТ 12.2.040, ГОСТ 12.2.086, ГОСТ 12448, ГОСТ 16770, ГОСТ 17411;

— для пневматического оборудования — ГОСТ 12.2.101, ГОСТ 12.3.001, ГОСТ 12448, ГОСТ 18460.

Гидро- и пневмооборудование должно иметь:

— уплотнения в соединениях деталей, обеспечивающие отсутствие утечек и подсоса воздуха в систему;

— манометры для контроля давления и устройства для выпуска воздуха, устраняющие воздушные мешки (для гидрооборудования);

— предохранительные устройства, отрегулированные на давление, соответствующее данным руководства по эксплуатации для пневмо- и гидросистем, имеющие автономные насосные или компрессорные установки;

— устройства для сбора жидкости при утечке;

— таблички с соответствующими надписями у рукояток управления и лимбов;

— устройства для слива жидкости из гидрооборудования в местах возможной утечки;

— надежную за щиту от загрязнения;

— в резервуарах для жидкости насосных станций — сливной, отстойный, пеногасительный и всасывающий отсеки, указатель уровня жидкости, приемный фильтр для заливки жидкости.

Элементы гидроприводов и устройств, регулирование которых может привести к аварийному состоянию, после регулирования должны быть опломбированы.

5.1.2.14 Требования к применению покрытий

Все наружные необработанные поверхности деталей следует грунтовать, шпатлевать и окрашивать. Перед грунтовкой поверхности должны быть сухими, очищенными от коррозии, окалины, сварочных брызг, масляных и других загрязнений.

Подготовка металлических поверхностей ЛО к окрашиванию — по ГОСТ 9.402.

Окраска должна быть выполнена без заливов, неокрашенных или окрашенных в другой цвет мест.

Цвета и качество лакокрасочных покрытий ЛО — по ГОСТ 22133.

Поверхности стыка соединяемых деталей (корпусов, крышек, и т.п.) не шпатлюют. Линии разъема съемных крышек на корпусных деталях после окраски должны быть прорезаны; рваные края прорезей не допускаются.

Краска должна быть механически прочной, пожаробезопасной и стойкой против разъедающего действия смазочной и охлаждающей жидкостей.

Головки винтов, гайки, детали, соединений систем смазки и гидравлики и им подобные детали, отвинчиваемые при эксплуатации, не окрашиваются, но должны иметь антикоррозионные покрытия по ГОСТ 9.306.

Металлические и неметаллические покрытия — по ГОСТ 9.306. Условия эксплуатации металлических и неметаллических покрытий — по ГОСТ 9.303. Группы условий эксплуатации, лакокрасочные покрытия — по ГОСТ 9.104.

Группы для определения метода временной защиты, ее варианты, расконсервация — по ГОСТ 9.014. Требования к временной противокоррозионной защите — по НД, стандартам, ТУ (ТЗ) или КД на конкретные модели.

Источник https://almeg.ru/litejnoe-oborudovanie/tehnologicheskoe-oborudovanie-litejnyh-cehov/

Источник https://rus-week.ru/promyshlennost/litejnoe-oborudovanie/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *