Opublikowano dnia 39 pazdzterafta 1962 r. #?l**t uhlikowano dnia 39 paw W .4 POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 46271 KI. 31 o =WTqz 7-4-8/02- KL internat. B 22 d Warszawska Fabryka Wyrobów Metalowych *) Warszawa, Polska Sposób wytwarzania koszyków do lozysk tocznych oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Pattemt trwa od dnia 26 stycznia 1962 r.Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwa-^ rzanda koszyków xk lozysk tocznych droga od¬ lewania odsrodkowego, przy równoczesnym za¬ stosowaniu form lub rdzeni skorupowych oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu. Istot¬ na cecha sposobu wedlug wynalazku jest pola¬ czenie zalet odlewania odsrodkowego z zaleta¬ mi stosowania form skorupowych przy równo¬ czesnym unicestwieniu wad obydwu tych me¬ tod.Znany jest -sposób odlewania odsrodkowego koszyków do lozysk tocznych w kokilach, wy¬ posazonych w rdzenie mejtalowe, który posiada jednak te zasadnicza wade, ze oziebianie krzep¬ nacego metalu przez rdzenie zaklóca jednokie¬ runkowy przebieg krzepniecia i powoduje two¬ rzenie sie porów i niejednorodnosci odlewu, *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa mgr inz. Wieslaw Ko¬ bylecki i mgr inz. Andrzej Pol. a równoczesnie nie pozwalajac na swobodne kurczenie sie metalu .powoduje naprezenia wewnetrzne i pejmlecia odlewów, utrudnia wy¬ jecie ostygnietego odlewu z ftmny I powoduje koniecznosc skladania ciezkich elementów for¬ my na goraco.W celu usuniecia tych wad zastosowano ko- kile, wyposazone w rdzenie z piasku formier¬ skiego, co niewatpliwie polepszylo przebieg krzepniecia metalu w formie, ale równoczesnie wskutek oddzialywania dynamicznego cieklego metalu na rdzenie powodowalo ich Uczne usz¬ kodzenia i przedostawanie sie masy formier¬ skiej do metalu, dyskwalifikujace zupelnie od¬ lew. Niedogodnosciom tym usilowano zapobiec przez taki dobór Stosunku ilosciowego masy formierskiej do spoiwa, który zapewnialby maksymalna wytrzymalosc mechaniczna rdze¬ ni. Zmiany te spowodowaly jednak równoczes¬ nie, zmniejszenie pczepuszczataesci rdaeni, a przez to slabsze dppowadzanie gazów wy-dzialajacych sie z krzepnacego metalu i zwiek¬ szenie porowatosci odlewu. Inna watia stoso¬ wania rdzeni z masy formierskiej jest ich nie¬ calkowite wypalanie wskutek znikomej masy otaczajacego je cieklego metalu, które powo¬ duje nastepnie trudnosci usuniecia ich z od¬ lewu.Jak wyntfca z powyzszego znane .sposoby od¬ lewania odsrodkowego koszyków do lozysk tocznych maja szereg wad technologicznych utrudniajacych uzyskanie odlewu o wlasciwej jakosci.Celem wynalazku jest usuniecie powyzszych wad i niedogodnosci Przy opracowywaniu tech¬ nologii wedlug wynalazku przeanalizowano szczególowo mechanike zjawisk zachodzacych w procesie odlewania odsrodkowego koszyków lozysk tocznych; zwracajac uwage na fakt, ze przy stosowaniu tego sposobu dla odlewów pelnych ciekly metal przemieszcza sie pod dzia¬ laniem sily odsrodkowej w kierunku scianek formy, powodujac wyplywanie na swobodna powierzchnie zanieczyszczen niemetalicznych, które umiejscawiaja sie tu na stale, przy czym krzepniecie ma przebieg jednokierunkowy (od scianki formy odprowadzajacej cieplo) zapew¬ niajac uzyskanie jednolitego i scislego odlewu, natomiast w przypadku form z rdzeniami pro¬ mieniowymi przemieszczanie sie skladników sttrukturalnych cieklego metalu zostaje zakló¬ cone, powiekszajac glebokosc wystepowania po¬ rowatosci i zanieczyszczen, przy czym zjawisko to O ile nawet nde dyskwalifikowalo zwyklej metody odsrodkowej do {produkcji koszyków, to co najmniej czyinttlo ja bardzo niedogodna, wskutek koniecznosci stosowania duzych nad¬ datków wymagajacych nastepnie pracochlonnej obróbki wiórowej. Lecz nawet i w przypadku duzych naddatków w czesciach odlewów mie¬ dzy rdzeniami stanowiacymi prowadzenie ele¬ mentów, tocznych wystepowaly czesto miejsca porowate dyskwalifikujace odlew.Analizujac rozne technologie odlewania gra¬ witacyjnego zwrócono uwage, ze znana od nie¬ dawna metoda odlewania przy uzyciu form sko¬ rupowych (posiada zalety, które mozna byloby z pozytkiem wykorzystac przy wytwarzaniu ko¬ szyków. Umozliwia ona mianowicie, uzyskanie gladkiej powierzchni zewnetrznej i dokladnych wymiarów odlewu, a równoczesnie zmniejsza opór rdzeni podczas kurczenia sie metalu, co zabezpiecza przed powstawaniem naprezen i pekniec. Próby zastosowania tej metody do wytwarzania koszyków lozysk Itocznych wyka¬ zaly jednak, ze otrzymane odlewy sa porowate, przy czym pory wystepuja czesto w srodku od¬ lewu przy otworach prowadniczych elementów tocznych, a ponadto maja gruboziarnista i nie¬ scisla strukture. Przyczyne tego zjawiska sta¬ nowi najprawdopodobniej dwukierunkowosc krzepniecia metalu, które rozpoczyna sie za¬ równo od zewnetrznych jak i od wewnetrznych powierzchni odlewu, powodujac przesuwanie zanieczyszczen niemetalicznych do jego czesci srodkowej.Jak stad wynika zarówno znane sposoby od* lewania odsrodkowego jak i znane sposoby od¬ lewania skorupowego nie pozwalaja na uzys¬ kanie odlewów koszyków do lozysk tocznych o wlasciwej jakosci, zwlaszcza pozbawionych porowatosci w poblizu powierzchni prowadza¬ cych elementy toczne lozyska. Okazalo sie przy tym nieoczekiwanie, ze polaczenie tych dwóch technologii umozliwia calkowite wyrugowanie porowatosci odlewu, a równoczesnie uzyskanie wysokiej gladkosci powierzchni prowadzacych i duzej dokladnosci wymiarów, co pozwala na znaczne zmniejszenie naddatków na obróbke.Sposób wedlug wynalazku stanowiacy pola¬ czenie znanego sposobu odlewania odsrodkowe¬ go ze stosowaniem form skorupowych pozwolil wiec na polaczenie zalet obydwu tych procesów przy równoczesnym unicestwieniu ich wad.Wynalazek jest wyjasniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przykladowe rozwia¬ zanie konstrukcyjne kokili do odlewania od¬ srodkowego koszyków sposobem wedlug wyna¬ lazku, która zaopatrzona jest w obwodowa for¬ me skorupowa — w przekroju osiowym, fig. 2 — te sama forme w przekroju promieniowym wzdluz linii A—A na fig. 1, fig. 3 — odmiane kokili wyposazonej we wkladane promieniowo rdzenie skorupowe — w przekroju osiowym, fig. 4 — inna odmiane kokili wyposazona w rdzenie i wkladki skorupowe, fig. 5 — kokile zaopatrzona w srodkowa forme skorupowa w rdzenie i wkladki skorupowe, fig. 5 — kokile w przekroju poprzecznym, a fig. 7 — odmiane kokili z srodkowa forma metalowa i nasadza¬ nymi na nia rdzeniami skorupowymi Urzadzenie sluzace do stosowania sposobu wedlug wynalazku stanowi znana maszyne do odsrodkowego odlewania tulei, wyposazona w kokile z forma lub rdzeniami i wkladkami skorupowymi.Kokila przedstawiona na fig. 1 i 2 sklada sie z czesci cylindrycznej 1, zamocowanej na wale 2 maszyny i zaopatrzonej w pokrywe 3 oraz — 2 —w znany wypychacz 4, polaczony z urzadzeniem wypychajacym. Wewnatrz kokili jest umiesz¬ czana forma skorupowa, skladajaca sie z czesci obwodowej 5, zaopatrzonej w wypukle wystepy 5' stanowiace rdzenie otworów koszyka oraz z dwóch pierscieni czolowych 6 i 6*. Wlewany do wnetrza tej kokili ciekly metal zbiera sie wskutek dzialania sily odsrodkowej w prze¬ strzeniach 7 majacych ksztalt zadanego odlewu koszyka.Kokila przedstawiona na fig. 3 tym rózni sie od kokili na fig. 1, ze jest zaopatrzona w me¬ talowy pierscien obwodowy 8 z promieniowy¬ mi otworami stozkowymi, w których sa osa¬ dzone rdzenie skorupowe 9, przy czym wysta¬ jaca z pierscienia czesc tego rdzenia ma ksztalt otworu koszyka.Kokila przedstawiona na fig. 4 jest ponadto zaopatrzona w pierscieniowe wkladki skorupo¬ we 6 i 6', umieszczone miedzy pierscieniem 8 i czolowymi sciankami kokili 1.Kokila przedstawiona na fig. 5 i 6 jest za¬ opatrzona w forme skorupowa srodkowa, zlo¬ zona z czesci pierscieniowej 10, osadzonej na wystejpie 11 pokrywy 3 i zabezpieczonej od obrotu za pomoca klinów 12 oraz z stanowia¬ cego z nia jedna calosc ukladu wypuklych rdzeni 13 tworzacych rodzaj gwiazdy (fig. 6).Kokila przedstawiona na fig. 7 tym rózni sie ód wyzej opisanej, ze jest zaopatrzona w wew¬ netrzna forme "metalowa 14, osadzona w pier¬ scieniowym wycieciu 15 pokrywy 3 i zaopatrzo¬ na w nakladane na nia wypukle rdzenie 16.Zastosowanie skorupowych form 5, 13, wkla¬ dek 6 luib rdzeni 9, 16 umieszczonych wewnatrz metalowej kokili do odlewania odsrodkowego umozliwia zmniejszenie szybkosci krzepniecia metalu w przestrzeniach 7, miedzy rdzeniami — w porównaniu do stosowanych dotychczas form z rdzeniami metalowymi, a równoczesnie znacz¬ ne zwiekszenie wytrzymalosci i przepuszczal¬ nosci — w porównaniu do stosowanych rdzeni z masy formierskiej, przy czym przechodzace przez scianki rdzenia gazy gromadza sie w je¬ go pustym wnetrzu, które w okreslonym przy¬ padku moze stanowic kanal. Z drugiej strony sposób wedlug wynalazku usuwa porowata i stosunkowo gruboziarnista strukture znanych grawitacyjnych odlewów skorupowych — przez dzialanie sily odsrodkowej przemieszczajacej zanieczyszczenia! niemetaliczne i gazy w kie¬ runku do swobodnej powierzchni odlewu. Rów¬ niez wystepujace przy zwyklym odlewaniu od¬ srodkowym w formach z rdzeniami metalowy¬ mi zjawisko hamowania ruchu gazów, które powoduje ich czesciwe gromadzenie sie miedzy rdzeniami usuwa sposób wedlug wynalazku dzieki zastosowaniu wewnetrz pustych i latwo przepuszczalnych rdzeni skorupowych, umozli¬ wiajacych gromadzenie sie wydzielonych ga¬ zów w ich wnetrzach.Ewentualne zaklócenia jednokierunkowego przebiegu krystalizacji w wyniku zastosowania srodkowej formy skorupowej 5, mozna usunac przez intensywne dodatkowe chlodzenie zew¬ netrznej scianki kokili, na przyklad za pomoca sprezanego powietrza.Dodatkowa zaleta sposobu wedlug wynalazku jest fakt, ze formy i rdzenie skorupowe, które dobrze wytrzymuja erozyjne dzialanie metalu przy zalewaniu kokili traca nastepnie wytrzyma¬ losc wskutek wypalania sie zywicy i latwo roz¬ padaja sie po wyjeciu z formy.Podane na rysunku przykladowe rozwiazania konstrukcyjne kokili z formami skorupowymi nie ograniczaja oczywistie mozliwosci innych rozwiazan, na przyklad form skladanych ze sklejanych ze soba polówek, albo tez zaciska¬ nych przy montazu wycinków lukowych. PL