RU2026140C1 - Method of casting and machine embodying same - Google Patents

Method of casting and machine embodying same Download PDF

Info

Publication number
RU2026140C1
RU2026140C1 SU4867186A RU2026140C1 RU 2026140 C1 RU2026140 C1 RU 2026140C1 SU 4867186 A SU4867186 A SU 4867186A RU 2026140 C1 RU2026140 C1 RU 2026140C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vertical shaft
mold
vertical
melt
frame
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Александрович Ерыкалов
Original Assignee
Ерыкалова Ираида Михайловна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ерыкалова Ираида Михайловна filed Critical Ерыкалова Ираида Михайловна
Priority to SU4867186 priority Critical patent/RU2026140C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2026140C1 publication Critical patent/RU2026140C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

FIELD: foundry practice. SUBSTANCE: molten metal is poured into the mould sustaining vibration only. On finishing with the pouring, the casting is formed in a field of centrifugal forces set up simultaneously with the load due to vibration. This condition exists until complete solidification of the melt is achieved. The mould is attached to the vertical shaft of the moulding table. The lower shaft end is supported in a bearing unit secured whereto is the vibrator inducing vertical oscillations. When the vibrator is set to operate, it applies an alternating load to the bearing unit, the vertical shaft, the moulding table and the mould with the molten metal. On finishing with the pouring, an electric motor is started, applying its torque to the vertical shaft. When the solidification comes to its end, a brake is applied to the moulding table, the vibrator is stopped and the motor is deenergized. The casting is withdrawn from the mould. EFFECT: elimination of manual labour. 8 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в черной и цветной металлургии для получения отливок, в частности, литых мелющих тел из высоколегированного чугуна. The invention relates to foundry and can be used in ferrous and non-ferrous metallurgy to produce castings, in particular, cast grinding media from high alloy cast iron.

Цель изобретения - повышение качества отливок путем интенсификации тепло-массообменных процессов в расплаве и увеличение срока службы литейной формы. The purpose of the invention is to improve the quality of castings by intensifying heat and mass transfer processes in the melt and increasing the service life of the mold.

На фиг.1 изображена предлагаемая машина, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел I на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - теплоотвод, вид сверху. Figure 1 shows the proposed machine, a longitudinal section; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - node I in figure 1; figure 4 is a section bB in figure 3; figure 5 - heat sink, top view.

Машина для получения отливок содержит раму 1, вертикальный вал 2 с установленным на нем рабочим столом 3 со сменяемой литейной формой 4. Нижний конец вала 2 с радиально-упорными подшипниками 5 размещен в подшипниковой опоре 6. Последняя связана с рамой 1 посредством упругой подвески 7, которая выполнена из трех пар пружин, установленных на торцовых поверхностях подшипниковой опоры 6, и шайб, соединенных шпильками 8, свободно размещенными в отверстиях подшипниковой опоры 6. Горизонтальные перемещения подшипниковой опоры 6 ограничены направляющими 9, установленными на опорах 10, которые жестко закреплены на раме 1 и регулируются болтами 11. К нижней торцовой поверхности подшипниковой опоры 6 прикреплен переход 12, на котором установлен виброисточник 13 вертикальных колебаний. Средняя часть вертикального вала оснащена подшипниковым узлом, состоящим из корпуса 14, который установлен на раме 1 и сопряжен шлицевым соединением 15 с корпусом 16, в котором расположен подшипник 17 качения, установленный на вертикальном валу 2. Там же расположены два теплоотвода 18. Крутящий момент от электродвигателя 20, который оснащен тормозом 21, передается через клиноременную передачу шкиву 22, свободно вращающемуся на валу 23 и передающему вращение паре конических шестерен 24 и 25 посредством сцепления 26, которое перемещается по шлицам вала 23 пневмоцилиндром 27. Далее крутящий момент через пару цилиндрических прямозубых колес 28 и 29 передается вертикальному валу 2. Шестерня 28 установлена на общей оси с конической шестерней 25 и расположена в корпусе 30. Торможение и остановка рабочего стола 3 с литейной формой 4 осуществляется тормозом 31, который управляется пневматическим устройством 32. The casting machine comprises a frame 1, a vertical shaft 2 with a working table 3 installed on it with a replaceable mold 4. The lower end of the shaft 2 with angular contact bearings 5 is placed in the bearing support 6. The latter is connected to the frame 1 by means of an elastic suspension 7, which is made of three pairs of springs mounted on the end surfaces of the bearing support 6, and washers connected by studs 8, freely placed in the holes of the bearing support 6. The horizontal movements of the bearing support 6 are limited by guides 9 mounted on supports 10, which are rigidly mounted on the frame 1 and are regulated by bolts 11. To the lower end surface of the bearing support 6 is attached a transition 12 on which a vibration source 13 of vertical vibrations is mounted. The middle part of the vertical shaft is equipped with a bearing assembly consisting of a housing 14, which is mounted on the frame 1 and mated with a spline connection 15 with the housing 16, in which the rolling bearing 17 is mounted on the vertical shaft 2. There are also two heat sinks 18. Torque from the electric motor 20, which is equipped with a brake 21, is transmitted through a V-belt transmission to a pulley 22, freely rotating on the shaft 23 and transmitting rotation to a pair of bevel gears 24 and 25 by means of a clutch 26, which moves along the splines of the shaft 23 by the pneumatic cylinder 27. Next, the torque through a pair of spur gears 28 and 29 is transmitted to the vertical shaft 2. Gear 28 is mounted on a common axis with a bevel gear 25 and is located in the housing 30. Braking and stopping of the working table 3 with the mold 4 is carried out by the brake 31, which is controlled by a pneumatic device 32.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Перед запуском машины сцепление 26 должно находиться в зацеплении со шкивом 22, а тормоз 31 должен быть свободным от зацепления с рабочим столом 3. Before starting the machine, the clutch 26 should be engaged with the pulley 22, and the brake 31 should be free from engagement with the working table 3.

С пульта управления машины оператор запускает виброисточник 13 вертикальных колебаний, который передает знакопеременные нагрузки через переход 12 подшипниковой опоре 6, и благодаря упругой подвеске 7 передает эти колебания через подшипники 5 веpтикальному валу 2, рабочему столу 3 и, наконец, литейной форме 4. При этом в подшипниковом узле корпус 14 с подшипником 7 перемещается по шлицам 15 вдоль вертикальной оси машины с параметрами вибрации, задаваемыми виброисточником 13. Литейная форма 4 заполняется расплавом. По окончании заливки формы расплавом оператор включает электродвигатель 20 привода машины, крутящий момент от которого через клиноременную передачу, шкив 22, сцепление 26 последовательно передается паре конических шестерен 24 и 25, далее через вал в корпусе 30 - паре цилиндрических колес 28 и 29 и вертикальному валу 2. Так как колеса 28 и 29 выполнены прямозубыми, то их зубчатое зацепление позволяет колесу 29 передавать крутящий момент вертикальному валу 2 и одновременно совершать знакопеременные колебания, создаваемые виброисточником 13. По окончании времени кристаллизации отливок пневмоцилиндр 27 выводит сцепление 26 из зацепления со шкивом 22, пневматическое устройство 22 прижимает тормоз 21 к рабочему столу 3, останавливая его с литейной формой 4, а вращение электродвигателя 20 прекращается тормозом 21. Виброисточник 13 вертикальных колебаний отключается. Отливки извлекаются из литейной формы 4. Тормоз 21 освобождает рабочий стол 3, а сцепление 26 входит в зацепление с шкивом 22. Машина готова к следующему циклу. Отвод тепла от вертикального вала 2 осуществляется теплоотводами 18 и 19, при вращении которых происходит усиленный отток тепла от вала к радиальным пластинам и через наружную поверхность в окружающее пространство. Теплоотводы отлиты из меди. Жесткость упругой подвески 7 может изменяться сжатием пружин посредством гаек, установленных на концах шпильки 8. From the control panel of the machine, the operator starts the vibration source 13 of vertical vibrations, which transfers alternating loads through the transition 12 of the bearing support 6, and thanks to the elastic suspension 7 transfers these vibrations through the bearings 5 to the vertical shaft 2, the working table 3 and, finally, the mold 4. in the bearing unit, the housing 14 with the bearing 7 moves along the slots 15 along the vertical axis of the machine with vibration parameters specified by the vibration source 13. The mold 4 is filled with the melt. After filling in the mold with the melt, the operator turns on the electric motor 20 of the machine’s drive, the torque from which is transmitted to the pair of bevel gears 24 and 25 through the V-belt drive, pulley 22, and clutch 26, and then through the shaft in the housing 30 to the pair of cylindrical wheels 28 and 29 and the vertical shaft 2. Since the wheels 28 and 29 are made of spur gears, their gearing allows the wheel 29 to transmit torque to the vertical shaft 2 and at the same time to perform alternating vibrations created by the vibration source 13. At the end and the time of crystallization of the castings, the pneumatic cylinder 27 disengages the clutch 26 from the pulley 22, the pneumatic device 22 presses the brake 21 to the working table 3, stopping it with the mold 4, and the rotation of the electric motor 20 is stopped by the brake 21. The vertical vibration source 13 is turned off. The castings are removed from the mold 4. The brake 21 frees the working table 3, and the clutch 26 engages with the pulley 22. The machine is ready for the next cycle. Heat is removed from the vertical shaft 2 by heat sinks 18 and 19, during rotation of which there is an enhanced outflow of heat from the shaft to the radial plates and through the outer surface into the surrounding space. Heat sinks are cast from copper. The stiffness of the elastic suspension 7 can be changed by compressing the springs by means of nuts installed at the ends of the studs 8.

Скорость и продолжительность вращения литейной формы, а также частота и амплитуда вибрации зависит от химического состава расплава, температуры заливки и времени полной кристаллизации расплава, а также от геометрической формы получаемой отливки и от ее расположения относительно оси вращения формы. The speed and duration of rotation of the mold, as well as the frequency and amplitude of vibration, depends on the chemical composition of the melt, casting temperature and time of complete crystallization of the melt, as well as on the geometric shape of the casting and its location relative to the axis of rotation of the mold.

П р и м е р. Согласно изобретению отливают мелющие тела шаровидной формы в металлической литейной форме с вертикальной осью вращения. Диаметр отливаемых мелющих тел 70, 60, 50, 40 и 30 мм из высоколегированного чугуна с химическим составом, мас.%: углерод 0,8-3,1; кремний 0,4-0,9; марганец 3,8-5,0; хром 15-20; сера и фосфор до 0,1 каждого. Металлическая литейная форма диаметром 700 мм. PRI me R. According to the invention, spherical shaped grinding bodies are cast in a metal mold with a vertical axis of rotation. The diameter of the cast grinding media 70, 60, 50, 40 and 30 mm from high-alloy cast iron with a chemical composition, wt.%: Carbon 0.8-3.1; silicon 0.4-0.9; manganese 3.8-5.0; chrome 15-20; sulfur and phosphorus up to 0.1 each. Metal mold with a diameter of 700 mm.

Литейную форму подвергают воздействию вертикальных колебаний с частотой 49 Гц и амплитудой 0,25 мм, что соответствует ускорению в 2,4 g и заливают расплав с температурой 1430оС в течение 15 с, температура формы 300оС. После заливки расплава сразу включают привод вращения формы, скорость вращения которой доводят до 380 об/мин, что соответствует месторасположению шаровой отливки диаметром 30 мм, формируемой центробежным способом. Далее скорость вращения литейной формы ступенчато увеличивают в соответствии с радиусом расположения отливок диаметром 40, 50, 60 и 70 мм и доводят до 780 об/мин. Это соответствует внутреннему радиусу кольцевого литника, формирующего отливки диаметром 70 мм. При этом форма беспрерывно подвергается воздействию знакопеременных нагрузок. Общее время вибрации - 4,5 мин, что соответствует времени полной кристаллизации отливок. После этого группа тел, расположенных на кольцевом литнике, извлекается из формы и цикл работы повторяется.The mold is subjected to vertical vibrations with a frequency of 49 Hz and an amplitude of 0.25 mm, which corresponds to the acceleration in 2,4 g and the melt is poured at a temperature of 1430 C for 15 s, mold temperature 300 ° C. After pouring the melt immediately include drive rotation of the mold, the rotation speed of which is brought to 380 rpm, which corresponds to the location of the ball casting with a diameter of 30 mm, formed by a centrifugal method. Further, the rotation speed of the mold is stepwise increased in accordance with the radius of the castings with a diameter of 40, 50, 60 and 70 mm and adjusted to 780 rpm. This corresponds to the inner radius of the sprue forming castings with a diameter of 70 mm. In this case, the form is continuously exposed to alternating loads. The total vibration time is 4.5 minutes, which corresponds to the time of complete crystallization of the castings. After this, the group of bodies located on the ring gate is removed from the mold and the work cycle is repeated.

Технологическая операция воздействия вибрационных нагрузок на расплав в процессе заполнения им литейной формы, а после ее заполнения воздействие на расплав одновременно вибрационных и центробежных нагрузок до полной кристаллизации расплава имеет следующие преимущества по сравнению с аналогичной операцией заполнения расплавом вращающейся литейной формы и кристаллизации расплава в поле центробежных сил: перевод вязких высоколегированных расплавов в жидкотекучее состояние, что особенно важно при литье фасонных изделий; дегазация расплава и отвод газов через вентиляционные каналы, выполненные в литейной форме; значительное уменьшение износа литниковых каналов при заполнении полостей формы расплавом, что увеличивает срок службы металлических литейных форм; во время кристаллизации расплава создается мелкозернистая равноосная структура отливок по всему объему; повышается плотность отливок. The technological operation of the impact of vibrational loads on the melt during filling of the mold, and after its filling, the impact on the melt of both vibrational and centrifugal loads until the melt crystallizes completely has the following advantages compared to the similar operation of filling the rotating mold and melt crystallization in the field of centrifugal forces : transfer of viscous high-alloy melts to a fluid state, which is especially important when molding shaped products; degassing of the melt and removal of gases through ventilation ducts made in the mold; a significant reduction in gating channel wear when filling mold cavities with a melt, which increases the service life of metal foundry molds; during crystallization of the melt, a fine-grained equiaxed structure of castings is created throughout the volume; density of castings increases.

Возможность вращения рабочего стола с литейной формой в горизонтальной плоскости при одновременном совершении ими знакопеременных колебаний в вертикальной плоскости позволит интенсифицировать тепло-массообменные процессы в расплаве и создать условия для образования плотной мелкозернистой структуры отливок по всему объему, что повысит качество отливок. The possibility of rotating the worktable with the mold in the horizontal plane while simultaneously performing alternating oscillations in the vertical plane will intensify the heat and mass transfer processes in the melt and create conditions for the formation of a dense fine-grained structure of castings throughout the volume, which will improve the quality of castings.

Claims (8)

СПОСОБ ЕРЫКАЛОВА Е А ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК И МАШИНА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. METHOD OF YERIKALOV E AND RECEIVING CASTINGS AND A MACHINE FOR ITS IMPLEMENTATION. 1. Способ получения отливок, включающий заливку расплава в литейную форму и обработку его вибрацией в процессе кристаллизации, включая момент заливки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества отливок путем интенсификации тепломассообменных процессов в расплаве и увеличения срока службы литейной формы, после окончания заливки форму вращают до полной кристаллизации расплава. 1. A method of producing castings, including pouring the melt into a mold and processing it with vibration during crystallization, including the pouring moment, characterized in that, in order to improve the quality of castings by intensifying heat and mass transfer processes in the melt and increasing the life of the mold after casting is completed the mold is rotated until the melt crystallizes completely. 2. Машина для получения отливок, содержащая раму, рабочий стол, установленный на вертикальном валу, закрепленный на раме посредством подшипниковой опоры, и привод вращения вертикального вала, отличающаяся тем, что она снабжена виброисточником вертикальных колебаний, закрепленным на подшипниковой опоре, связанной с рамой посредством упругой подвески и имеющей направляющие ее вертикальных колебаний, подшипниковым узлом, установленным в средней части вертикального вала, теплоотводами, смонтированными на валу по обе стороны подшипникового узла, тормозным устройством рабочего стола и сцеплением, а привод вращения вертикального вала выполнен с возможностью знакопеременных перемещений рабочего стола вдоль вертикальной оси. 2. A machine for producing castings, comprising a frame, a work table mounted on a vertical shaft, mounted on the frame by means of a bearing support, and a vertical shaft rotation drive, characterized in that it is provided with a vertical vibration source mounted on the bearing support connected to the frame by elastic suspension and having vertical vibrations guiding it, a bearing assembly mounted in the middle of the vertical shaft, heat sinks mounted on the shaft on both sides of the bearing about the node, the braking device of the desktop and the clutch, and the drive rotation of the vertical shaft is made with the possibility of alternating movements of the desktop along the vertical axis. 3. Машина по п.2, отличающаяся тем, что подшипниковый узел выполнен в виде двух сопряженных шлицевым соединением корпусов, один из которых размещен на раме, а другой оснащен подшипником качения, установленным на вертикальном валу. 3. The machine according to claim 2, characterized in that the bearing assembly is made in the form of two housings conjugated by a spline connection, one of which is placed on the frame, and the other is equipped with a rolling bearing mounted on a vertical shaft. 4. Машина по п.2, отличающаяся тем, что упругая подвеска выполнена как минимум из трех пар пружин, причем пружины в паре установлены на торцевых поверхностях подшипниковой опоры с возможностью регулирования их жесткости. 4. The machine according to claim 2, characterized in that the elastic suspension is made of at least three pairs of springs, and the springs in a pair are installed on the end surfaces of the bearing support with the possibility of controlling their stiffness. 5. Машина по п.2, отличающаяся тем, что направляющие выполнены в виде призм, две грани которых сопряжены с пазами, выполненными в подшипниковой опоре, и установлены на раме с возможностью их регулирования и смазки контактирующих поверхностей. 5. The machine according to claim 2, characterized in that the guides are made in the form of prisms, two faces of which are associated with grooves made in the bearing support, and mounted on the frame with the possibility of their regulation and lubrication of the contacting surfaces. 6. Машина по п.2, отличающаяся тем, что теплоотвод выполнен в виде втулки с радиально расположенными лопастями и плотно установлен на вертикальном валу. 6. The machine according to claim 2, characterized in that the heat sink is made in the form of a sleeve with radially located blades and is tightly mounted on a vertical shaft. 7. Машина по п.6, отличающаяся тем, что теплоотвод изготовлен из материала с высокой теплопроводностью, например меди. 7. The machine according to claim 6, characterized in that the heat sink is made of a material with high thermal conductivity, such as copper.
SU4867186 1990-09-21 1990-09-21 Method of casting and machine embodying same RU2026140C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4867186 RU2026140C1 (en) 1990-09-21 1990-09-21 Method of casting and machine embodying same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4867186 RU2026140C1 (en) 1990-09-21 1990-09-21 Method of casting and machine embodying same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2026140C1 true RU2026140C1 (en) 1995-01-09

Family

ID=21536564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4867186 RU2026140C1 (en) 1990-09-21 1990-09-21 Method of casting and machine embodying same

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2026140C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585881C2 (en) * 2014-07-09 2016-06-10 Валерий Никитович Романец Method for evacuation of moulds and device therefor

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1574350, кл. B 22D 27/08, 1988. *
Авторское свидетельство СССР N 1639883, кл. B 22D 13/04, 1988. *
Юдин С.Б. и др. Центробежное литье, инженерная монография. М.: Машиностроение, 1972, с.57-71. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585881C2 (en) * 2014-07-09 2016-06-10 Валерий Никитович Романец Method for evacuation of moulds and device therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100379510C (en) Method and apparatus for forming a part with dampener
CN201720415U (en) Mechanical vibration casting machine
CN101823139B (en) Casting method of low-alloy hydraulic pump stator casting
US5743321A (en) Process for the production of parts with a spirally symmetrical outer contour
CN109014110A (en) A kind of casting of evaporative pattern Centrifugal vibration and molding sand jolt ramming all-in-one machine
RU2026140C1 (en) Method of casting and machine embodying same
US4669525A (en) System for oscillating mold tube in continuous casting apparatus
Adedipe et al. Design and fabrication of a centrifugal casting machine
US3670800A (en) Casting process for rolls
US2578213A (en) Vibrating mechanism for dynamic mold casting machines
US3794105A (en) Oscillating wall arrangement for a continuous casting mold
Desai et al. Study and proposed design of centrifugal casting machine for manufacturing of turbine bearing
CN208322030U (en) A kind of Casting Equipment
US2698978A (en) Method for casting continuous ingots of metal or alloys
CN212469667U (en) Process device for producing as-cast traction sheave casting
CN110523949B (en) Radial vibration centrifugal machine
CN110548851B (en) Radial vibration centrifugal casting method
KR100977536B1 (en) Rheo-forming apparatus of aluminium alloy by ultrasonic vibration ladle and rheo-forming method
US3293708A (en) Method of centrifugally casting flanged tubular members
CN206652955U (en) A kind of flange production equipment
US3746073A (en) Method of casting hollow metal balls
CN208004750U (en) A kind of metal liquid degasification deslagging device
WO2000002686A1 (en) Method and apparatus for casting vehicle wheels
KR20060124320A (en) Apparatus for casting blanks of pipe flange
JPH0246298B2 (en)