ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТЕРЖНЕЙ С ОТВЕРЖДЕНИЕМ В НАГРЕВАЕМОЙ ОСНАСТКЕ

Технологические процессы изготовления стержней, обеспечивающие их отверждение в нагреваемой оснастке, имеют следующие основные разновидности: изготовление стержней из влажных песчано-смоляных смесей и изготовление стержней из сухих термореактивных смесей.

По сравнению с технологическими процессами изготовления стержней с отверждением тепловой сушкой технологические процессы производства стержней с отверждением в нагреваемой оснастке имеют ряд существенных преимуществ, к которым относят:

сокращение в десятки раз цикла изготовления стержней;

отсутствие операции сушки стержней;

уменьшение капиталовложений в оборудование (не используют сушила, транспортеры, погрузчики) и резкое сокращение производственной площади;

снижение затрат на сушильные плиты и арматуру;

сокращение до минимума трудоемкости отделочных операций;

возможность полной автоматизации процесса изготовления стержней и увеличение производительности труда;

резкое улучшение качества стержней и увеличение их размерной точности.

Наряду с указанными преимуществами эти технологические процессы имеют и недостатки. Усложняется конструкция стержневых ящиков, увеличивается их стоимость, возникает необходимость устройства более мощной местной и общеобменной вентиляционных систем в связи с выделением в атмосферу цеха при отверждении стержней токсичных веществ.

Исходными материалами для приготовления смесей являются наполнители, связующие, катализаторы и различные специальные добавки для улучшения технологических свойств сме сей. Характеристика исходных материалов и наиболее употре- бимые составы смесей описаны в гл. 2.

Рецептуру стержневых смесей выбирают с учетом особенностей стержней, их массы, сложности конфигурации и масштабов производства, а также с учетом конструкции стержневого оборудования, характеристики отливок, условий поставки исходных материалов и других факторов.

Приготовление стержневых смесей. Влажные песчано-смоляные смеси, отверждаемые в нагреваемой оснастке, приготовляют в лопастных смесителях периодического и непрерывного действия и в смесителях с вертикально-вращающимися катками периодического действия. Наиболее распространены смесители моделей IAll и 1А12М. Принцип их действия и порядок смешивания компонентов подробно описаны в гл. 2. Процесс приготовления таких смесей практически не отличается от процесса приготовления обычных песчано-глинистых смесей, отверждаемых тепловой сушкой. Разница заключается лишь во времени перемешивания компонентов смеси. В связи с отсутствием глинистой составляющей в смесях время перемешивания влажных песчано-смоляных смесей составляет не более 5—6 мин.

В процессе приготовления термореактивных сухих смесей производят плакирование, т. е. покрытие зерен песка равномерной и прочной пленкой связующего. При этом достигается сокращение расхода связующего, равномерное и однородное его распределение по зернам наполнителя. Существует три способа плакирования: холодное, теплое и горячее.

При хол одном плакировании песок покрывается пленкой смолы, растворенной в спирте или каком-либо другом растворителе. Песок во время перемешивания остается холодным, а растворитель испаряется. Часто процесс испарения ускоряется продувкой смеси сжатым воздухом. Такой способ плакирования весьма длителен (до 20 мин), а технологические и физико-механические свойства смесей невысокие.

Плакирование смеси холодным способом осуществляют в центробежных смесителях периодического действия модели 800 (рис. 5.1) с объемом замеса 0,1 м3 и производительностью 0,4— 0,6 м3/ч. Смеситель представляет собой цилиндрический корпус 9, облицованный изнутри резиновой лентой. Внутри корпуса находятся катки, облицованные резиной и подвешенные на маятниках траверсы, укрепленной на вертикальном валу смесите- 1Я. Вращение катков осуществляется в горизонтальной плоскости. За счет центробежной силы катки при вращении прижимаются к борту чаши.

Растворитель, песок и связующие падают на дно чаши и подбрасываются в ней вверх лопатками смесителя. Перемешанная смесь интенсивно продувается воздухом, поступающим по трубе 7 от вентилятора 6. Выделяющиеся при этом пары уходят в вентиляционную трубу 11. После просушки и размельчения смесь периодически разгружается через дверцу 3 на виб

рационное сито 5. Управление смесителем осуществляется со специального пульта 4 в наладочном и автоматическом режимах.

Тепловое плакир ование смеси производится аналогично холодному, за исключением того, что песок предварительно подогревают до 40—60 °С, а в смеситель во время пере-

alt="" />

Рис 51 Центробежный смеситель периодического действия модели 800 для приготовления плакированных смесей

мешивания вдувается теплый воздух, нагретый до 100—150 0C для более быстрого удаления растворителя. Физико-механические свойства таких смесей выше, так как сцепление пленки с песком более прочное. Кроме того, прододлжительность перемешивания составляющих сокращается более чем в 2 раза.

При горячем способе приготовления смесей смоляная составляющая смеси расплавляется в результате предварительного разогрева песка до 120—150 0C, при этом связующее равномерно распределяется по отдельным песчаникам Добавлением воды или других охлаждающих материалов тем

пература смеси быстро снижается до 80—95 °С, т. е. ее температура становится ниже точки плавления смолы. После размельчения и просева готовая плакированная смесь подается к потребителям. Процесс приготовления такой смеси не превышает 8 мин, а физико-механические и технологические свойства ее очень высокие. Горячее плакирование является наиболее эффективным способом приготовления стержневых смесей и взято за основу для создания современных смесеприготовительных установок.

Для приготовления плакированных смесей горячим способом осваиваются смесители периодического действия моделей 15411 и 7226 с объемом замеса соответственно 0,12 и 0,25 м3 и производительностью 1,0 и 3,0 т/ч.

Устройство и работу таких установок рассмотрим на примере установки горячего плакирования смеси модели 15711 (рис. 5.2), которая состоит из следующих агрегатов: нагревателя 7, шлюза 8, смесителя 11, дозаторов смолы 3, воды 9, уротропина 23 и стеарата кальция 22, разрыхлителя 17, вибростола 19, охладителя 21, зонта смесителя 10, камеры сжигания 5, эжектора 16, тележки 13, склиза 14, бункера 15, смесителя уротропина 2, вентиляционного кожуха 27, станины 25, площадок оператора 26, дозатора I, разрыхлителя 18 и нагревателя 24, станины нагревателя 12 и вибросита 20, а также из гидрооборудования, системы смазки, пневмооборудования, системы газоснабжения и электрооборудования.

Установка также оборудована системами вытяжной вентиляции; подачи сухого незапыленного воздуха; подачи в бак 6 сухого просеянного песка; подачи смолы в бак 4 дозатора; подачи стеарата в бак дозатора; подачи уротропина в смеситель уротропина; отбора 28 готовой плакированной смеси от охладителя и подачи ее в бункер-накопитель, а также емкостью для отбора не просеянных на сите установки частиц смеси; емкостью для аварийной выгрузки смеси; емкостью для выгрузки смеси и циклона; площадкой обслуживания для проведения работы по приготовлению водного раствора уротропина.

Контроль стержневых смесей. Песчано-смоляные смеси, отверждаемые в нагреваемой оснастке, испытывают на влажность, газопроницаемость, поверхностную прочность (осыпаемость), на

Рис.

прочность при сжатии, растяжении и изгибе в сыром и отвержденном состояниях по стандартным методикам (см. гл. 2). Кроме того, эти смеси часто испытывают на газотворную способность, на сыпучесть (термореактивные смеси) и на текучесть (жидкие и влажные), на выбиваемость, гигроскопичность, живучесть, скорость отверждения.

Все испытания смесей в неотвержденном состоянии проводят на стандартных приборах и приспособлениях. Для изготовле-

Рис 5 3 Полуавтоматическое устройство (а) и прибор (6) для изготовления образцов в нагреваемой оснастке

I, 2 — электронагревательные плиты. 3 — стержневой ящик, 4 — образцы. 5—пневмоци- линдр, 6 — толкатели, 7 — направляющие штыри, 8— направляющие, 9 — стол, IO — окно, // — приемник, 12—подвижный кронштейн, 13— толкательная плита, 14 — прижимной стол прибора, 15 — пескодувный резервуар прибора

ния образцов, испытываемых в отвержденном состоянии, созданы специальные лабораторные приборы. Они обеспечивают регулируемый нагрев до 300 °С стержневых ящиков, пескодувное уплотнение смеси в них, выдержку образцов в ящиках в течение заданного регулируемого времени и механизированное извлечение образцов (рис. 5.3).

Оснастка. Нагреваемая оснастка для изготовления стержней должна отвечать следующим основным требованиям: противостоять значительным внутренним термическим напряжениям, возникающим при нагреве оснастки до 200—300 0C и ее охлаждении, обладать при этом высокой механической прочностью, термостойкостью, химической инертностью по отношению к применяемым стержневым смесям, обеспечивать равномерную передачу теплоты песчано-смоляным смесям при формировании и отверждении стержней, сохранять постоянной температуру нагрева в каждом цикле изготовления и обеспечивать размерную точность стержней. Кроме того, нагреваемая оснастка должна обеспечивать легкое извлечение стержней и быть удобной в обслуживании при очистке, обдувке, смазке и других операциях.

В качестве материала.для изготовления нагреваемых стержневых ящиков (полуформ и отъемных частей) применяют в основном легированные чугуны и стали. Конструкция стержневых ящиков должна обеспечивать минимальное их коробление при нагреве, для чего стенки ящика должны быть толщиной 20— 30 мм с соответствующим оребрением.

При использовании стержневых ящиков длиной более 1000 мм корпус ящика следует изготовлять составным, т. е. из отдельных частей. Важное значение при этом имеет правильный выбор системы крепления ящика к ненагреваемым частям стержневой машины.

Системы толкателей стержневых ящиков, служащие для извлечения стержней, имеют различные конструкции и могут быть разделены на независимые, связанные и комбинированные.

Независимые системы имеют толкатели с рабочей головкой грибовидной формы или в виде штифта. Возврат таких толкателей в исходное положение осуществляется пружинами. Недостатками таких систем являются неодновременное срабатывание толкателей, что иногда приводит к повреждениям стержней, а также ненадежный возврат толкателей в исходное положение в связи с ослаблением пружин под действием высоких температур.

У связанной системы толкателей опорные части шарнирно соединены на одной плите. Извлечение стержней осуществляется перемещением этой плиты, которая имеет, как правило, направляющие колонки. Возврат плиты в исходное положение осуществляется принудительно контртолкателями, на которые воздействует одна из половин ящика при его сборке. Связанная система толкателей является наиболее распространенной, ее применяют в стержневых ящиках, имеющих вертикальные или горизонтальные плоскости разъема.

Комбинированная система состоит из группы независимых толкателей, настраиваемых отдельно. Возврат толкателей в исходное положение осуществляется плитой посредством контрюлкателей. Такая система позволяет производить извлечение сложных ажурных стержней в основном из ящиков с горизонтальным разъемом.

Отдельные части (половины) ящика с системами толкателей устанавливают на машинах в специальные корпуса и спаривают различными направляющими (качения, скольжения) и центрирующими элементами.

Направляющая система должна обеспечивать перемещение подвижных и отъемных частей ящика, заданную точность сборки стержневого ящика, не допускать перекоса при его разборке, обеспечивать регулировку зазоров и компенсацию износа, иметь достаточную износостойкость и т. п. Для обеспечения нормальных условий работы несущие корпуса и направляющие выполняют водоохлаждаемыми.

Вентиляционная система стержневых ящиков должна обеспечивать равномерное распределение воздушного потока по поперечному сечению стержня. Существует несколько способов вентиляции стержневых ящиков. Вентиляционные каналы в простых по форме ящиках имеют вид щелей глубиной 0,1 — 0,2 мм и шириной 2—15 мм и располагаются по плоскости разъема в одной из половин ящика. В стержневых ящиках с открытой плоскостью надува вентиляционные каналы представляют собой зазоры между надувной плитой и ящиком. В сложных по форме ящиках вентиляция осуществляется через щели, венты и зазоры в толкателях. Суммарная площадь сечения вентиляционных каналов должна составлять не менее 6% площади поперечного сечения стержневого ящика.

Для нагревания стержневого ящика до рабочей температуры и для поддержания ее на заданном уровне применяют электрическую и газовую системы нагрева. Системы нагрева могут быть встроенными и печными. Конструкция ящиков для печного нагрева относительно проста, однако равномерного прогрева при этом добиться трудно из-за периодичности этой операции. Кроме того, имеют место большие потери теплоты на нагрев частей машины, несущих ящики, и систем толкателей. В связи с этим в последних проектах машин преиму щество отдается индивидуальному печному нагреву стержневых ящиков газом. При электронагреве в печи применяют нихромо- вые спирали, а при газовом нагреве — панельные газовые горелки или горелки инфракрасного излучения.

Встроенный электронагрев требует значительного усложнения конструкции стержневых ящиков, но он создает стабильность температурного режима, возможность прямого регулирования рабочей температуры, обеспечивает меньшие затраты энергии вследствие резкого уменьшения потерь. Для встроенного электронагрева используют в основном трубчатые электронагреватели — ТЭНы.

ТЭНы представляют собой стальные трубки диаметром 8—16 мм, внутри которых находится спираль высокого омического сопротивления. Пространство между стенками трубки и спиралью заполнено огнеупорным диэлектрическим наполнителем, концы спирали присоединены к изолированным контактам. ТЭНы встраивают непосредственно в тело стержневого ящика, если он практически постоянно закреплен на машине, гли в тело специальной нагревгтел! ной плиты, предназначенной для установки ящиков.

В последнем случае для создания направленного теплового потока в сторону сте[ жневого ящика нагреватели располагают по всей площади плиты и максимально приближают к ее рабочей поверхности. С противоположной стороны плита имеет теплоизоляцию.

При установке нагревателей в ящики или плиты следует добиваться минимальных воздушных зазоров для улучшения теплопередачи, а размещение нагревателей необходимо согласовывать с расположением толкателей и вентиляционных каналов.

Встроенный газовый нагрев обеспечивает наибольшую скорость и равномерность нагрева стержневого ящика, особенно его отъемных частей. Применяют газовые горелки с трубчатыми или коробчатыми стационарными коллекторами и газовые горелки, встроенные в плиту под толкатели.

В процессе работы на стержневых машинах осуществляют постоянный или периодический контроль и регулирование рабочей температуры стержневых ящиков. Контроль температуры выполняют термопарами, которые передают сигнал на соответствующий регистрирующий пирометрический прибор.

Водоохлаждаемые надувные плиты, служащие для вдува смеси из пескодувного резервуара в стержневой ящик, относят также к стержневой оснастке. Размеры и конфигурацию вдувных отверстий выбирают в зависимости от габаритных размеров, массы и конфигурации стержней, а также с учетом физико-механических свойств смеси. Применяют плоские надувные плиты, плиты с металлическими или с резиновыми соплами. При этом надувные плиты и сопла имеют внутри специальную полость для подвода и отвода воды.

В плоских плитах (рис. 5.4) для надува смеси выполняют круглые отверстия диаметром 8—20 мм или щелевые пазы. При этом следует иметь в виду, что качественное уплотнение смеси происходит в радиусе 50—60 мм от вдувного отверстия. Надувные отверстия в плитах должны точно совпадать с на- дхвными отверстиями в ящике. Плоские надувные плиты просты по конструкции и нетрудоемки в изготовлении. Однако такие плиты имеют ряд существенных недостатков: возможен надув смеси между поверхностями плиты и ящика, после каждого надува требуется обязательная очистка соприкасающихся поверх

ностей от смеси. На стержнях после надува, как правило, остаются столбики затвердевшей смеси, находящейся во вдувных отверстиях ящика, что увеличивает трудоемкость отделочных операций. Указанные недостатки резко ограничивают область применения плоских надувных плит.

Надувные плиты с металлическими водоохлаждаемыми соплами (рис. 5.5) не имеют недостатков, присущих плоским плитам, поэтому такие плиты широко используют в литейных цехах.

Рис. 5.4. Плоская водоохлаждаемая надувная плита нагреваемых стержневых ящиков

Сопло 2 прикрепляют к надувной плите I. Плотное соединение сопла с вдувным отверстием ящика 4 обеспечивается сменным наконечником из термостойкой резины 3. В новейших моделях машин водоохлаждаемыми выполняют не только сопла и плиты, но и пескодувный резервуар и бункер для смеси.

Значительно отличаются по конструкции надувные плиты (сопловые насадки) для изготовления стержней из сухих термореактивных смесей. При стационарном верхнем расположении пескодувного резервуара машины в сопловой насадке должны быть встроены устройства, предотвращающие самопроизвольное высыпание сухой термореактивиной смеси до надува ее в ящик. Имеется целый ряд таких конструктивных решений. Наиболее простым и распространенным является устройство, изображенное на рис. 5.6.

Внутрь сопла I введен конический рассекатель 2, выполненный в виде зонта и перекрывающий вдувные отверстия 3, рас

положенные в выдувных плитах 4 и 5. Наружный диаметр рассекателя делается таким, чтобы формовочная смесь не достигала выдувных отверстий, т. е. диаметр рассекателя должен быть больше расстояния между крайними вдувными отверстиями. Указанное сопло может устанавливаться на любую пескодувную машину без ее переделок. Кроме того, на каждый вид стержня легко сконструировать и установить в сопло соответствующий здувным отверстиям конический рассекатель.

alt="" />Нагреваемая оснастка является дорогостоящим, сложным и точным механизмом, работающим в условиях повышенных тем-

Рис. 5.6. Сопловая насадка для сухих термореактивных смесей

ператур, динамических и тепловых нагрузок, абразивного воздействия стержневой смеси. Ее применение позволяет получать высококачественные сложные стержни с точными размерами. При правильной эксплуатации такой оснастки число съемов с одного стержневого ящика составляет более 100 000, а в некоторых случаях — более 200 000.

Технологические операции. При изготовлении стержней, отверждаемых в нагреваемых ящиках, выполняют следующие операции. К машине подают электроэнергию, сжатый воздух, воду и включают систему нагрева ящиков. После достижения необходимой температуры нагрева производят подготовку ящиков к работе, которая заключается в очистке и нанесении на рабочую поверхность ящика разделительного покрытия для уменьшения прилипаемости стержней и облегчения их извлечения. От правильности выполнения этой операции во многом зависит качество стержней, их размерная точность и производительность труда.

Разделительные покрытия должны иметь термостойкость не менее 300 °С, обеспечивать многократный с минимальным усилием съем стержней с оснастки после разового нанесения покрытия, а также незначительное газовыделение и образование минимального нагара, быть недефицитными.

Разделительные покрытия готовят из нефтепродуктов и на основе кремнийорганических полимеров. К первым относят растворы мазута и нефтебитума в керосине, а также озокерит, церезин, минеральные масла и другие материалы. Эти покрытия дают значительный нагар на оснастке, не обеспечивают минимальных усилий съема стержней, требуют смазки ящиков после каждого съема, обладают значительной газотворной способностью. В связи с этим такие разделительные покрытия не нашли достаточно широкого распространения. Более эффективны разделительные покрытия на основе кремнийорганических полимеров, к которым относят кремнийорганическую жидкость № 5, жидкости С КТ-2, СКТ-3, СКТ-4 и каучук CKT (синтетический каучук термостойкий). Наиболее распространено разделительное покрытие СКТ-Р, представляющее собой 3—4%-ный раствор каучука CKT в уайт-спирите.

Расход разделительного покрытия и кратность нанесения устанавливают в конкретных условиях в зависимости от качества поверхности и габаритных размеров стержневого ящика. Расход разделительного покрытия при повторном нанесении уменьшают в 2 раза, при однократном нанесении он составляет 10— 20 см3. После нескольких съемов стержней ящик необходимо обдуть сжатым воздухом В случае прилипания частиц смеси к рабочей поверхности их нужно удалить, а это место дополнительно смазать разделительным покрытием. Очистку наружных поверхностей оснастки необходимо производить мягкой стальной щеткой.

При изготовлении стержней в нагреваемой оснастке простановку внутрь стержня каркасов не производят. Кроме того, высокая газопроницаемость стержней, а также наличие в них различных полостей исключают необходимость устройства в стержнях вентиляционных каналов.

После подготовки ящиков производят операцию заполнения их смесью. Заполнение ящиков влажными песчано-смоляными смесями осуществляют только пескодувным способом. При этом смесь не успевает нагреться до температуры отверждения, не теряет подвижности, что позволяет получать качественные стержни самой сложной конфигурации. Надув стержня следует осуществлять по возможности в его знаковые части для снижения трудоемкости отделочных операций. Чтобы сократить расход смеси, стержни часто изготовляют с полостями, для чего в ящиках имеются специальные нагреваемые вставки.

Термореактивные смеси набивают в стержневой ящик бункерной засыпкой, пескодувным или центробежным способом При бункерном способе засыпки нагретый стержневой ящик I устанавливают на бункер 3, предварительно заполненный смесью, и закрепляют (рис. 5.7,а—г). Верхняя плита бун-

Рис 5 7 Методы изготовления оболочковых стержней из термореактивных смесей

а — установка ящика на бункер, б — поворот бункера с ящиком, в — сброс избытка смеси г - разъем ящика, д — поджим ящика к бункеру, е — на дув смеси в ящик, ж — сброс избытка смеси

кера имеет термоизоляционное покрытие и отверстие, соответствующее отверстию знака стержневого ящика. При повороте бункера вместе с ящиком на 180° смесь попадает в стержневой ящик, уплотняется в нем за счет гравитационных сил и выдерживается определенное время до получения оболочки необходимой толщины. При обратном повороте не приставшая к стенкам ящика смесь осыпается обратно в бункер. Ящик снимают с бункера и отправляют в печь для отверждения стержня и последующей разборки и выема стержня. Бункерный способ прост в исполнении, не требует сложного оборудования, его применяют только при изготовлении простых стержней с открытыми знаковыми частями больших размеров.

Пескодувный метод изготовления оболочковых стержней более производителен, чем бункерный, и позволяет полностью механизировать и автоматизировать процесс производства самых сложных стержней, изготовляемых большими сериями. Надув смеси в ящик осуществляют в основном снизу, для чего к пескодувному резервуару I, рис. 5.7 (д—ж), предварительно заполненному смесью 2, прижимают через водоохлаждаемую плиту 4 пневмоцилиндром 6 нагретый стержневой ящик 5 и под пористую перегородку резервуара 3 впускают сжатый воздух. Смесь под действием сжатого воздуха поднимается вверх и заполняет полость стержневого ящика. После окончания процесса формования оболочки 7 необходимой толщины подача сжатого воздуха в резервуар прекращается и избыток смеси под собственным весом падает в пескодувный резервуар. После окончательного отверждения стержень извлекают из ящика.

В ряде современных пескодувных машин для изготовления оболочковых стержней из термореактивных смесей бункерный и пескодувный способы засыпки совмещены. Кроме того, для обеспечения и полного удаления избытков смеси из всех поднутрений в ящике применяют покачивание пескодувного резервуара вместе с ящиком на ±45°.

Центробежный способ является наиболее эффективным процессом изготовления оболочковых стержней круглого сечения. Стержни изготовляют во вращающемся ящике, находящемся в нагревательной печи (рис. 5.8). Процесс изготовления стержня начинают с загрузки определенной порции смеси специальным опрокидывающимся лотком. Для образования внешнего знака стержня на валу лотка имеется подпружиненный диск, закрывающий знаковую часть стержневого ящика во время загрузки. После поворота лотка в ящике на 180° смесь под действием центробежных сил равномерно распределяется и уплотняется по внутренней поверхности ящика, образуя оболочковый стержень. После этого лоток выводится из ящика, стержень отверждается, а после остановки вращающегося ящика выталкивается на приемное устройство. В ряде случаев, чтобы ускорить отверждение внутренней нерабочей части стержня после вывода пустого лотка из ящика, в него вводят внутренний цилиндрический электронагреватель.

После заполнения нагретого ящика смесью одним из описанных способов стержень под действием теплоты отверждается и приобретает прочность, достаточную для извлечения его без деформаций и повреждений. Время выдержки (15—180 с) зависит от состава и свойств смеси, температуры нагрева ящиков, конфигурации и массы стержня и других факторов. Необходимо строго контролировать время выдержки стержня в ящике, так как при неполном отверждении стержня он может деформироваться, кроме того, наблюдается повышенная прилипае- мость стержня к стенкам ящика. В случае более длительной выдержки могут возникнуть пережог рабочей поверхности и

Рис. 5.8. Центробежный метод изготовления стержней:

а — введение лотка со смесью в стержневой ящик, б— высыпание смеси из лоткл в ящик, формование стержня, в — извлечение лотка h выталкивание готового стержня; / — электрическая печь. 2 — стержневой ящик, 3 — лоток, 4 — подпружиненный диск, •gt; — поворотная ось. 6 — стержень, 7 — толкатель

повышенная осыпаемость стержня. Окончательное отверждение стержня должно происходить на воздухе за счет аккумулированной стержнем теплоты.

Все операции, связанные с извлечением стержня из ящика, как правило, осуществляются на машинах в автоматическом режиме. Извлечение должно выполняться без резких ударов, толчков и рывков, так как стержень в этот момент имеет еще небольшую прочность и легко может сломаться. При незначительных повреждениях стержень исправляют. Поврежденные места в горячем состоянии смазывают клеем и заделывают свежей стержневой смесью или вклеивают отломанную часть стержня. Неровные места поверхности стержня от вдувных отверстий зачищают и заглаживают специальным инструментом.

После извлечения стержня из ящика на его поверхность наносят противопригарное покрытие. Наносить противопригарное покрытие следует после окончательного отверждения стержня и его остывания до температуры цеха, т. е. через 40—90 мин после извлечения. Противопригарное покрытие наносят безвоздушным распылением или пульверизатором, окунанием или кистью. Покрытие должно быть распределено по поверхности стержня ровным слоем, без потеков и скоплений в углублениях.

В случае применения самовысыхающих покрытий стержни после окраски выдерживают на воздухе в течение 1,5—2,0 ч. При использовании водных покрытий стержни подсушивают при температуре не выше 150 0C в течение 15—30 мин. После охлаждения до нормальной температуры стержни могут быть вставлены в форму. В ряде случаев при изготовлении особо ответственных отливок стержни окрашивают в два слоя с интервалом между окраской не менее одного часа, а также покрывают специальными противопригарными протирками. В случае изготовления стержней коробчатой формы по половинам перед окраской производят их склейку.

После выполнения всех отделочных операций стержни отправляют на склад готовой продукции, где их комплектуют. Изготовленные стержни могут храниться на складе длительное время, однако складские помещения должны быть отапливаемыми и хорошо вентилируемыми, иметь нормальную температуру и влажность.

Качество стержней контролируют мастер, а также технолог стержневого участка и работники ОТК. Контролю подвергают стержневые ящики, стержни и все технологические операции по их изготовлению.

Оборудование. Для изготовления стержней по различным вариантам технологического процесса с использованием нагреваемой оснастки отечественной промышленностью выпускается необходимое оборудование.

Для изготовления стержней из влажных пластичных смесей, отверждаемых в нагреваемой оснастке, отечественным литейным машиностроением выпускается большой ряд машин, часть которых находится на самом высоком техническом уровне (табл. 5.1).

По основному конструктивному признаку эти машины подразделяются на однопозиционные, двухпозиционные, в том числе челночные, и восьмипозиционные.

На однопозиционных машинах все операции изготовления стержней (надув и отверждение стержней, разъем стержневых ящиков и извлечение стержней), выполняются последовательно на одной позиции. Поэтому время, необходимое для изготовления каждого стержня, слагается из продолжительности выполнения каждой операции. Использование многопозиционных установок, в том числе карусельных, позволяет производить необходимые операции на различных позициях, что значительно повышает производительность машины. Большую часть времени при изготовлении стержней в нагреваемых ящиках занимает отверждение стержня, которое на карусельных машинах, как

Техническая характеристика пескодувных машин

для изготовления стержней с отверждением в нагреваемой оснастхе

Объем

р:1«5очепgt;

pe3';p.tyapj.

AMj

Примечание. Знаками «*», «**», «***» соответственно помечены машины, у которых разъем оснастки вертикальный; разъем оснастки горизонтальный; надув смеси сбоку.

правило, осуществляется на нескольких позициях. В этом случае продолжительность изготовления стержня соответствует времени, которое необходимо для разъема стержневого ящика и извлечения стержня на позиции разъема, а общее число позиций карусельной установки определяется продолжительностью отверждения стержня.

Однако в настоящее время многопозиционные машины заменяются на однопозиционные по нескольким причинам. Во-пер- вых, разработаны стержневые смеси, обеспечивающие быстрое (15—30 с) отверждение стержня в нагреваемой оснастке, в связи с чем производительность однопозиционных машин прибли-

жаетея к производительности многопозидионных. Во-вторых, однопозиционные машины значительно облегчают смену оснастки, улучшая организацию производства, и занимают гораздо меньшую производственную площадь.

Автоматические однопозиционные пескодувные машины модели 91285 с рабочим резервуаром до 16дм3 успешно эксплуатируют на Волжском автозаводе (рис. 5.9). Машина состоит из следующих основных агрегатов: станины /, механизма прижима задней плиты 3, механизма поворота передней плиты 2, механизма дутья 9, питателя 10, нагревательной плиты 4, насадки 8, вспомогательного устройства 7, пневмооборудования и системы охлаждения 5, электрооборудования 6.

Предусматривается два режима работы машины: наладочный, осуществляемый с помощью кнопок пульта управления; полуавтоматический, включаемой кнопкой «Пуск» на пульте управления каждый раз после завершения цикла. Ниже приведена краткая техническая характеристика машины:

Наибольший объем надуваемого стержня, дм3 .              10

Размеры стержневого ящика, мм:

длина                            680

ширина                            150—240

высота                            350

Размер надувной плиты, мм              700 X 270

Усилие зажима стержневого ящика (при давлении

0,5 МПа), кН                            32,0

Давление сжатого воздуха, МПа              0,6-0,8

Продолжительность цикла работы машины (без учета времени отверждения), с                            12

К группе двухпозиционных машин относят машины моделей 4715, 4554, 4710, 4705А. Машины моделей 4715, 4554 и 4710 созданы на базе обычных пескодувных машин моделей 348, 305 и 2Б83 для изготовления стержней массой от I до 4 кг в ящиках с вертикальным разъемом.

Двухпозиционная автоматическая машина модели 4705А (рис. 5.10) предназначена для изготовления сложных ажурных стержней массой до 16 кг с размерами 800X280X150 мм в ящиках с горизонтальным разъемом. Производительность автомата 35—40 съемов в час.

Отличительной особенностью автомата 4705А является надув стержневых ящиков через систему плавающих сопл, само- устанавливающихся по вдувным отверстиям нагреваемых ящиков. Сопла углубляются в тело стержня, что предотвращает необходимость зачистки по плоскости надува разъемных (склеиваемых) стержней. Выталкивание стержней из верхней половины ящика на приемное устройство осуществляется посредством системы самоустанавливающихся трубчатых толка-

телей, что делает возможным получение на данной установке сложных ажурных стержней.

Автомат состоит из следующих основных агрегатов (см. рис. 5.10): основания I с трубопроводами, ко юнн 2, пторотно- го стола 3 с механизмом съема, мл1.шч! 4 надува, меха-

Рис 5 10 Двухпозиционная автоматическая машина модели 4705А

низма 5 сборки-разборки, механизма загрузки 6 и пульта управления 7. Нагрев ящиков осуществляется встроенными электронагревателями. Передача ящика с позиции надува на позицию разборки и обратно производится поворотным столом.

Наиболее современными автоматическими однопозицнонны- ми пескодувными машинами являются машины моделей 232А21А1, 23223А2, 23225А2, 223227А2.

Машины однопозиционные с подвижным пескодувным резервуаром, перемещающимся с позиции загрузки смеси на позицию надува, и стационарно установленной стержневой оснасткой. Основные операции, выполняемые на машине: разогрев стержневого ящика, надув стержня, отверждение стержня, разборка ящика и извлечение стержня.

Машина 23223А (рис. 5.11) состоит из следующих основных агрегатов: механизма сборки и протяжки I. ме^низма крепления верхней полу формы 15, пескgt;^ bhoi о резервуара 14,

Рис 5 11 Однопозиционная автоматическая пескодувная машина модели 23223А2

механизма допрессовки — протяжки 13, механизма прижима — надува — выхлопа 9, вибробункера 10, ресивера 8, механизма перемещения 7, механизма съема 4 траверсы 11, четырех колонн 2, механизма обслуживания пескодувного резервуара 12, I азооборудования 6, пневмооборудования 3, электрооборудования 16, механизма обдува-опрыскивания 5.

Карусельные установки по способу нагрева стержневых ящиков можно разделить на два типа: с туннельной печью и с индивидуальным обогревом ящиков нагревательными плитами.

Карусельные установки с газовой или электрической туннельной печью имеют позиции нрдува, раскрытия и несколько позиций отверждения. Так как теплоизоляция стержневых ящи- кой крайне затруднена, то они теряют очень много теплоты, находясь вне печи, поэтому для обеспечения требуемой температуры нагрева их необходимо выдерживать в печи более длительное время. Тоннельные печи, как правило, обогреваются газопламенными горелками, электрический обогрев печей применяют реже.

Распространены также установки с индивидуальным электрическим обогревом стержневых ящиков. Число позиций на карусельных установках этого типа может быть любым, для мелких стержней используют три, но в большинстве случаев применяют четыре, шесть или восемь позиций.

Открытый доступ к стержневым ящикам на позициях отверждения значительно облегчает их смену. Кроме того, на этих установках обеспечиваются более благоприятные условия труда.

Группа отечественных карусельных машин включает четыре основные модели 4532, 4701А, 4509С и 4509А. На машинах этой группы изготовление стержней производится одновременно в нескольких стержневых ящиках, что позволяет максимально разделить технологические операции по позициям для увеличения производительности оборудования.

Автомат модели 4532 предназначен для изготовления мелких (объемом до 0,63 дм3) стержней. Автомат представляет собой восьмипозиционную карусель, на которой установлены стержневые ящики с вертикальной плоскостью разъема и встроенными элементами обогрева.

Восьмипозиционный карусельный автомат модели 4701А (рис. 5.12) предназначен для изготовления стержней с объемом до 1,6 дм3 в стержневых ящиках с габаритными размерами 410X460X220 мм. Продолжительность цикла изготовления стержней 22,5 с.

Для производства средних стержней в ящиках с горизонтальным разъемом используют восьмипозиционный карусельный автомат модели 4509С. Объем стержня 10 дм3, допускаемые габаритные размеры стержневого ящика 600X400X200 мм, продолжительность цикла 20 с. Подобный автомат, но с боковым надувом модели 4509А представлен на рис. 5.13.

Для изготовления оболочковых стержней в настоящее время выпускается новое автоматическое оборудование. К нему относятся пескодувные машины моделей 29111 и 29113, центробежные машины моделей 29111 и 23113, центробежные машины моделей В150 и ряд машин ЦУОГ.

Машина модели 29113 предназначена для изготовления оболочковых стержней объемом до 45 л в ящиках с вертикальным объемом с размерами 760X500X500 мм или 760X350X700 мм при условии установки дополнительных нагревательных плит.

Машина модели 29113 (рис. 5.14) состоит из следующих агрегатов: станины I, поворотной рамы 2 с суппортом 3, пескодувного дозатора 4 конвейера 5, системы автоматического питания смесью, привода поворотной рамы 6, кожуха, поддона, ограждения, трубопровода газопневмостатического, гидро- и электрооборудования.

Аналогична по устройству и работе машина модели 29111, которая предназначена для изготовления мелких оболочковых

Рис. 512. Восьмипозиционный карусельный автомат модели 4701А:

j — поворотный стол, 2 — секция со стержневым ящиком, 3 — пескодувный ре- резвуар, 4 — механизм прижима, 5—опорная колонна, 6 — основание

стержней с максимальным объемом 12,5 л, изготовляемых в ящиках с вертикальным разъемом и размерами 500Х360Х Х200/200 мм.

Для изготовления стержней из плакированных термореактивных смесей центробежным способом выпускаются десятипозиционные автоматы модели В150 (АЦИС-10). На автомате изготовляют круглые стержни диаметром 80—140 мм и длиной 250—550 мм с толщиной стенки 6—15 мм. Производительность автомата в зависимости от толщины стенки стержня составляет 150—210 стержней в час. Эти автоматы успешно эксплуатируют на заводах автомобильного, тракторного и сельскохозяйственного машиностроения.

Рис 5 13 Восьмипозиционный автомат модели 4509А

I нагреваемые печи, 2 — станина, 3 — карусель, 4 — механизм прижима 5 —механизм наддува 6 — механизм зачистки 7 — внбробункер

Рис 514 Машина для изготовления оболочковых стержней модели 29113

Для изготовления более крупных цилиндрических стержней центробежным способом используют машины модели ПУОГ с горизонтальной осью вращения нагретого ящика. На таких машинах изготовляют стержни диаметром от 30 до 1000 мм, длиной от 150 до 1500 мм. При этом производительность машин составляет от 15 до 60 стержней в час.