SU1523249A1 - Способ лить под давлением и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литейному производству. Цель изобретени  - повышение качества лить  и повышение производительности. Способ лить  заключаетс  в том, что перед заполнением литейной формы расплавом, его подвергают температурной и металлургической подготовке в двух печах. Одновременно с этим или после этого литейна  форма доводитс  до требуемых температурных параметров. Как перед заполнением, так и после него температура литейной формы регулируетс  посредством сн тий показаний о мощност х нагревательной и охладительной установок, расположенных в литейной форме, после чего до извлечени  отливки из литейной формы регулируетс  деформационное состо ние системы отливка-форма. Установка дл  лить  под давлением содержит литейную машину 1 и две позиции с оборудованием дл  металлургической обработки расплава в печах 11 и 12 соединенных посредством гибких коммуникационных св зей с системами дл  температурной подготовки расплава 5 и 7 и расположенных на приемных устройствах 9 и 10, расположенных на челноке, под которым расположен коммуникационный узел. Литейна  машина снабжена блоками 14 управлени , соединенным последовательно с датчиками температуры и деформации, охладительной и нагревательной установкой, системой дл  температурной подготовки расплава и оборудованием дл  металлургической подготовки расплава. Благодар  точному регулированию параметров технологического процесса обеспечиваетс  получение отливок высокого качества, повышаетс  производительность в результате совмещени  вспомогательных работ, улучшаютс  услови  обслуживани , например, при необходимости замены металлопровода. 2 с.п. ф-лы и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

01 tsD

о: to

4

CD

ложенных на приемных устройствах 9 и 10, расположенных на челноке, под которым расположен коммуникационный узел. Литейна  машина снабжена блоками 14 управлени , соединенными последовательно с датчиками температуры и деформации, охладительной и нагревательной установками, системой дл  температурной подготовки расплава и оборудованием дл  металлургической подготовки расплава. Благодар  точному регулированию параметров технологического процесса обеспечиваетс  получение отливок высокого качества, повышаетс  производительность в результате совмещени  вспомогательных работ, улучшаютс  услови  обслуживани , например, при необходимости замены металлопровода. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относитс  к области литей- ного производства.

Цель изобретени  - повышение качества лить  и повышение производительности.

На фиг. 1 представлено устройство дл  лить  под давлением, вид сверху; на фиг. 2- литейна  машина, и схема управл юшего блока; на фиг. 3- - схема пневматической системы.

Устройство состоит из литейной машины 1 и двух подви ных печей 2 и 3 - левой и правой. Лева  подвижна  печь 2 соединена посредством гибкой коммуникационной св зи 4 с левой системой 5 температурной подготовки расплава, а права  подвижна  печь 3 посредством второй гибкой коммуникационной св зи 6 соединена с правой системой 7 температурной подготовки расплава. Перед торцовой стороной литейной машины 1 установлен подвижный челнок 8, на котором расположены два приемных устройства 9 и 10 - левое и правое. Кажда  из подвижных печей 2 и 3 в соответствующем конечном положении подвижйого челнока 8 снабжена соответствующим оборудованием 11 и 12 дл  металлургической подготовки расплава, каждое из которых состоит из консоли и исполнительного элемента. Основание каждой консоли закреплено сбоку подвижного челнока 8, а исполнительный элемент расположен соосно над соответствующей подвижной печью - левой 2 или правой 3.

Под подвижным челноком 8 размещен коммуникационный узел 13, питающий обо- рудование 11 и 12 дл  металлургической подготовки расплава. К литейной машине 1 предусмотрен блок 14 управлени , соединенный как с обеими системами 5 и 7 дл  температурной подготовки расплава, так и с оборудованием 11 и 12 дл  металлургической подготовки расплава. Перед подвижным челноком 8 напротив линейной мащины 1 установлен миксер 15. Литейна  мащина 1 включает герметичную камеру 16, в которую устанавливаетс  лева  2 или права  3 под- вижна  печь и кожух 17, состо щий из соединенных посредством разъемного соединени  18 нижней и верхней частей 19 и 20, при этом камера 16 и кожух 17 разделены

промежуточной плитой 21, на которой установлена литейна  форма 22, соединенна  с камерой 16 одним или несколькими метал- лопроводами 23 дл  расплава, проход щими через промежуточную плиту 21 и погруженными в расплав.

Металлопровод 23 дл  расплава прижат к промежуточной плите 21 нижней части литейной формы 22 с герметизирующим употнением 24. В нижней части литейной формы 22 выполнены пазы 25, в которой с зазором размещены упоры 26, закрепленные на нижней части 19 кожуха. В литейной форме 22 помещены также охладительна  27 и нагревательна  28 установки, соединенные (св занные) с блоком 14 управлени . В промежуточной плите выполнены первое 29 и второе 30 отверсти , при этом первое отверстие 29 с одной стороны соединено с выходом первого газопровода 31, а с другой стороны - с камерой 16, в то врем  как второе отверстие 30 с одной стороны соединено с В1 ходом второго газопровода 32, с другой стороны - с кожухом 17 и с третьей стороны - с клапаном 33 дл  создани  разницы давлений в обеих камерах, при этом газопроводы 31 и 32  вл ютс  телескопическими и расположены соосно под соответствующими первым 29 и вторым 30 отверсти ми. На входе первого газопровода находитс  первый двухпозиционный четырехходовой распределитель 34 дл  заполнени , имеющий выводы А, В, С, D, а на входе второго газопровода 32 установлен второй, такой же как и первый, двухпозиционный четырехходовой распределитель 35 дл  выпуска, имеющий выводы Е, F, С, Н.

Выводы Л и В распределител  34 дл  заполнени  соединены с резервуаром 36 дл  технологического газа, вывод С - с входом первого газопровода 31, вывод D - с входом разделительного клапана 37, к выходу которого подсоединен вывод Е распределител  35 дл  выпуска, вывод F соединен с входом второго газопровода 32, а выводы С и Я - с атмосферой. Когда распределитель 34 дл  заполнени  и распределитель 35 дл  выпуска наход тс  в позици х, соедин ющих соответственно выводы С с D а Е с F, вход разделительного клапана 37 соединен с входом

первого газопровода 31 по первой коаксиальной пневмолинии С-, а выход разделительного клапана 37 - с входом второго газопровода 32 по второй коаксиальной пневмолинии Е-F, при этом первый газо- провод 31 до своего соединени  с первым отверстием 29 в промежуточной плите 21 образует только один L-образный изгиб, а второй газопровод 32 соосен с второй коаксиальной пневмолинией Е-F.

Когда распределитель 34 дл  заполнени  находитс  в позиции, соедин ющей выводы ЛсДиВсС, а разделительный клапан 37 находитс  в позиции, соедин ющей вход и выход, тогда резервуар 36 дл  .технологического газа одновременно соединен посред-. ством первого газопровода 31 с камерой 16, а посредством второго газопровода 32 с второй коаксиальной пневмолинией Е-F кожуха 17. Когда распределитель 35 дл  выпуска находитс  в позиции, соедин ющей выводы ЕсОнРсН,а разделительный клапан 37 находитс  в позиции, соедин ющей вход с выходом, тогда камера 16 посредством первого газопровода 31 и первой коаксиальной пневмолинии С-D и кожух 17 посредством второго газопровода 32 одновременно самосто тельно соединены с атмосферой.

Блок 14 управлени  включает в себ  блок 38 управлени  движением, блок 39 управлени  пневмопроцессами, блок 40 управлени  металлургической подготовкой и задающий блок 41 температуры расплава, подсоединен- ные к соответствующим оборудованию и системам. Блок 14 управлени  включает в себ  и один блок 42 сравнени , входы которого подсоединены к задающему блоку 43 дл  требуемой температуры и установленному Б литейной форме 22 датчику 44 темпе- ратуры. Выход блока 42 сравнени  соединен с первыми входами двух исполнительных блоков 45 и 46, к вторым входам которых подсоединены соответственно выходы двух задающих блоков 47 и 48, а их выходы под- ключены соответственно к охладительной 27 и нагревательной 28 установкам, а также к входу регулирующего усилител  49, выход которого соединен с одним из- контактов переключател  50, к второму контакту которого подсоединен мультивибратор 51. Выход переключател  50 соединен с одним из входов преобразовател  52 по времени, к второму входу которого подсоединен выход задающего блока 53 соотнощени . Один из выходов преобразовател  52 по времени соединен с третьим входом первого исполнительного блока 45, а его выход - с третьим входом второго исполнительного блока 46.

Блок 14 управлени  включает также и другой блок 54 сравнени , входы которого соединены с задающим блоком 55 дл  пара- метров деформации и с установленным в литейной форме 22 датчиком 56 параметров деформации, а его выход соединен с входом усилител  57, выходом соединенного с чет

0

Q

5 5

0 5

0

вертым входом первого исполнительного блока 45.

Работа устройства заключаетс  в следующем .

Лева  печь 2 загружаетс  расплавом из миксера 15. Челнок 8 передвигаетс  в левое конечное положение. Приводитс  в действие лева  система 5 температурной подготовки . После осуществлени  температурной подготовки включаетс  левое оборудование 11 дл  металлургической подготовки. После заверщени  металлургической обработки права  печьЗ передвигаетс  на правое приемное устройство 10, расположенное напротив оси литейной машины 1.

Права  печь 3 загружаетс  расплавом из миксера 15, после чего челнок 8 передвигаетс  в конечное правое положение. Таким образом, левое приемное устройство 9 устанавливаетс  на том же месте, где было правое приемное устройство 10 перед перемещением . В то же врем  права  печь 3 располагаетс  в зоне правого оборудовани  12 дл  металлургической подготовки. Включаетс  права  система 7 температурной подготовки расплава, а одновременно с этим лева  печь 2 вводитс  в литейную машину 1. после чего начинаетс  литье. В то же врем  пресс-форма получила требуемую начальную температуру, регулируемую следующим образом: когда измеренна  датчиком 44 температура различаетс  от заданной, посредством задающего блока 43 создаетс  разница, поступающа  на первые входы исполнительных блоков 45 и 46 н на вход регулирующего усилител  49.

На базе этой разницы и предварительно запрограммированного в нем закона (пропорционального , интегрального, дифференциального , обыкновенного и т. д.) регулирующий усилитель 49 формирует аналоговый или импульсный управл ющий сигнал. В верхнем положении переключател  50 этот управл ющий сигнал поступает на один из входов преобразовател  52 по времени, и, когда он имеет аналоговый характер, преобразование осуществл етс  на базе импульсного раздроблени , при этом на первом и втором выходах обосабливаютс  соответп венно два импульсных управл ющих сигнала в соотнощении между соответствующими каждому сигналу пропорци ми «пауза - импульй, отвечающему заданному на втором входе посредством задающего блока 53 соотношени  закону. Когда управл ющий сигнал  вл етс  импульсным, преобразование осуществл етс  на базе увеличени  или уменьшени  продолжительности импульсов и пауз, при этом обособленные на обоих выходах соответствующие управл ющие сигналы сохран ют описанное соотношение, но с другой продолжительностью периода, корреспондирующей с периодом поступающего на первый вход управл ющего сигнала.

При изменении заданного задающим блоком 53 соотношени  закона измен етс  соотношение между пропорци ми «пауза-импульс дл  каждого обособленного управл ющего сигнала, в результате чего с одной стороны нарастает продолжительность импульса дл  одного и продолжительность паузы дл  другого, а с другой стороны снижаетс  продолжительность пауз.у первого и продолжительность импульса дл  второ- го обособленного управл ющего сигнала при изменении в одном направлении, т. е. при нарастании (снижении) разницы мощностей охладительной 27 и нагревательной 28 установок или при изменени х в другом направлении.

Когда поступающа  на первый вход первого исполнительного блока 45 разница  вл етс  положительной и превышает задан- ную на втором входе посредством задающего блока 47 положительную предельную вели- чину разницы, на выходе получаетс  поступающий на третий вход обособленный управл ющий сигнал, который поступает в охладительную установку 7 и управл ет ее работой . В то же врем  эта положительна  разница, поступающа  на первый вход вто- рого исполнительного блока 45, не может стать ниже заданной другим задающим блоком 48 отрицательной предельной величины разницы, и нагревательна  установка не работает, так как не получает второго обособленного управл ющего сигнала. Анало- гичнЬш образом, когда разница  вл етс  отрицательной, работает нагревательна  установка 28, а охладительна  установка 27 не получает управл ющего сигнала.

В нижнем положении переключател  50 от мультивибратора 51 к первому входу пре- образовател  52 по времени поступает импульсный управл ющий сигнал с жестким законом, преобразующийс  как было описано . В результате описанной регулировки осуществл етс  поддержание температуры в узком диапазоне около заданной температуры в результате обв зки способа регулировки с конструктивно-технологическими особенност ми литейной формы 22, оснащенной охладительной и нагревательной уста- , новками 27 и 28, имеющими различную мощ- ность.

Заполнение литейной формы 22 расплавом осуществл етс  следующим образом (исходное положение клапанов и распределителей соответствует схеме на фиг. 3):

клапан 33 дл  создани  разницы закрыт;

распределитель 34 дл  заполнени  находитс  в позиции, соедин ющей выводы С и 1)

распределитель 35 дл  выпуска находитс  в позиции, соедин ющей выводы Е с G и f с Я;

разделительный клапан 37 находитс  в позиции, соедин ющей вход с выходом (открыт).

Выход разделительного клапана 37 соедин етс  с входом второго газопровода по второй коаксиальной пневмолинии Е-F, при этом распределитель 35 дл  выпуска устанавливаетс  в позицию, соедин ющую Вир. Резервуар 36 дл  технологического газа соедин етс  самосто тельно с камерой 16 посредством первого газопровода 31, а одновременно и с кожухом 17 посредством второго газопровода 32 и второй коаксиальной пневмолинии Е-F путем установки распределител  34 дл  заполнени  в позицию, соедин ющую выводы А с D к В с С. Камера 16 и кожух 17 заполн ютс  одновременно и самосто тельно технологическим газом.

После установлени  заданного рабочего давлени  в камерах 16 и 17 распределитель 34 дл  заполнени  возвращаетс  в позицию , соедин ющую выводы С и D. Камеры 16 и 17 раздел ютс  посредством закрывани  разделительного клапана 37. Клапан 33 открываетс  дл  создани  разницы до тех пор, пока не установитс  технологически заданна  дифференциальна  разница между давлени ми в обеих камерах 16 и 17, после чего клапан 33 снова закрываетс . Расплав поступает плавно по металлопро- воду (каналу) 23 дл  расплава и. заполн ет полость литейной формы 22.

После повышени  температуры формы в результате ее заполнени  расплавом выше заданной величины в блоке 42 сравнени  зарождаетс  управл юща  разница, кото- , ра  поступает в регулирующий усилитель 49, где по соответствующему закону формируетс  управл ющий сигнал и посредством исполнительного блока 45 приводитс  в действие охладительна  система 27. Это вызывает температурные, а также деформационные изменени  в системе отливки - форма после формировани  первоначальной твердой корки, в процессе кристаллизации по- выщаетс  прочность отливки и она в стремлении следовать закону изменени  своих размеров осуществл ет или стремитс  осуществить относительное перемещение по отношению к форме, при этом измен етс  контакт между ее отдельными част ми и соответствующими детал ми формообразующей.

При по влении зазора между отливкой и охваченными ею част ми формообразующей детали и выходе из заданных задающим блоком 55 величин второй блок 54 сравнени  посылает в регул тор управл ющую разницу котора  формирует управл ющий сигнал к исполнительному блоку 45, выключающий охладительную установку 27. Это продолжаетс  до восстановлени  заданного контакта между отливкой и формой. В другом случае, когда йовышаетс  степень взаимодействи  между охваченными формообразующими детал ми и отливкой, т. е. усилие охватывани  начинает превыщать заданную величину и температура така , что не включена охладительна  установка 27, управл юща  разница из второго блока 54 сравнени  вызывает в регул торе 57 формирование управл ющего сигнала, который посредством исполнительного блока 45 приводит в действие охладительную установку 27, вы- зывающую деформацию охваченной формообразующей детали.

По истечении технологического времени, необходимого дл  кристаллизации под воз- действием разницы, разделительный клапан 37 открываетс  (устанавливаетс  в исходное положение). После завершени  технологического времени дл  кристаллизации под давлением без разницы кожух 17 самосто тельно соедин етс  с атмосферой по- средством второго газопровода 32, а одновременно с этим и камера 16 соедин етс  самосто тельно с атмосферой посредством первого газопровода 31 и первой коаксиальной пневмолинии посредством восстановлени  распределител  35 дл  выпуска в позицию, соедин ющую выводы Е с G, F с Н (исходное положение). Технологический газ выпускаетс  одновременно и самосто тельно из обеих камер 16 и 17. Литейна  мащина 1 открываетс , отливку вынимают, а одновременно с этим подготавливаетс  и начальна  температура литейной формы 22 дл  следующей отливки, при этом регулировка осуществл етс  описанным способом. Вместе с этим в подход щий момент включаетс  правое оборудование дл  металлур- гической подготовки расплава 12, которое осуществл ет обработку расплава в правой печи 3. После исчерпывани  расплава в левой печи 2 эта печь передвигаетс  на левое приемное устройство 9, загружаетс  расплавом из миксера 15, после чего челнок 8 пере- двигаетс  до конца влево. Процесс повтор етс  и с правой печью 3.

Если во врем  лить  металлопровод 23 дл  расплава выйдет из стро  из-за изна- щивани  или по другой причине, освобож- даютс  соединени  между промежуточной плитой 2 и соответственно нижней частью 19 кожуха и нижней частью литейной формы 22. В закрытом положении литейной мащины 1 осуществл етс  св зь между нижней 19 и верхней 20 част ми кожуха посредством разъемного соединени  18. Открываетс  мащина 1, в результате чего поднимаетс  нижн   часть 19 кожуха. Указанное движение нижней части 19 устран ет зазор между нижней частью литейной формы 22 и упором 26 в пазу 25 и осуществл ет в пазу 25 соединение нижней части 19 кожуха и нижней части литейной формы 22. Посредством этого соединени  литейна  форма 22 приподнимаетс  вместе с открыванием литейной мащины 1, освобождаетс  пространство на верхней поверхности промежуточной плиты 21, осуществл етс  замена металлопро- водов 23 дл  расплава и, если необходимо, герметизирующего уплотнени  24. Восстанавливаютс  П)ервоначальные соединени  и литье продолжаетс .

Преимущества предлагаемого изобретени  заключаютс  в том, что оно позвол ет реализовать высокие физико-механические показатели последовательных отливок посредством точного регулировани  параметров технологического процесса, повысить производительность в результате со вмеще- ни  вспомогательных работ, устранени  причин брака и повыщени  степени автоматизации процессов, улучшить обслуживание установок, особенно когда требуетс  заменить металлопровод дл  расплава.

Claims (5)

1.Способ лить  под давлением, включающий температурную и металлургическую подготовку расплава, заполнение полости литейной формы под действием разницы в давлени х, создаваемой в печи и в литейной форме, выдержку дл  кристаллизации и извлечени  отливок, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  качества лить  и повыщени  производительности, металлургическа  и температурна  подготовка расплава осуществл етс  в двух печах, дополнительно измер ют температуру литейной формы и при ее отклонении от заданного по технологии значени  нагревают или охлаждают литейную форму, после заполнени  литейной формы металлом дополнительно измер ют усилие деформации между отливкой и литейной формой, сравнивают его с заданной по технологии величиной и в зависимости от величины рассогласовани  измен ют степень охлаждени  литейной формы.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что врем  нагрева или охлаждени  литейной формы устанавливают в зависимости от мощности узлов нагрева и охлаждени .

3.Устройство дл  лить  под давлением, содержащее подвижную печь, промежуточную плиту с металлопроводом, на которой размещена литейна  форма, герметичный разъемный кожух и пневматическа  система дл  транспортировки расплава из печи в полость литейной формы, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  качества лить  и повыщени  производительности, оно снабжено миксером дл  загрузки печей расплавом , сис темой терморегулировани  литейной формы, оборудованием дл  металлургической подготовки расплава, системой температурной подготовки расплава в печи, челноком с правым и левым приемными устройствами , подвижным в горизонтальном направлении, и дополнительной подвижной печью, при этом подвижные печи соединены посредством гибких коммуникационных св зей с системами температурной подготовки расплава и расположены на приемных устройствах , а коммуникационные св зи оборудовани  дл  металлургической подготовки размещены под челноком.

4. Устройство по п. 3, отличающеес  тем, что система терморегулировани  литейной формы содержит узлы нагрева и охлаждени , размещенные в литейной форме, датчики температуры и усили  деформации, размещенные в литейной форме, два блока сравнени , два регул тора, два усилител , п ть задатчиков, мультивибратор, переключатель и преобразователь, причем датчик температуры соединен с первым входом первого блока сравнени , второй вход которого соединен с первым задатчиком, выход первого блока сравнени  соединен с входом первого усилител  и первыми входами регул торов, вторые входы регул торов соединены соответственно с вторым и третьим задатчиками, выход

0

5

первого усилител  и мультивибратор через переключатель соединены с первым входом преобразовател , второй вход которого соединен с четвертым задатчиком, выходы преобразовател  соединены с третьими входами регул торов, выход первого регул тора соединен с узлом охлаждени , выход второго регул тора соединен с узлом нагрева, датчик усили  деформации соединен с первым входом второго блока сравнени , второй вход которого соединен с п тым задатчиком, а выход - через второй усилитель с четвертым входом первого регул тора.

5. Устройство по п. 3, отличающеес  тем, что на нижней части литейной формы выполнены пазы, а на нижней части кожуха закреплены упоры, размещенные в пазах.

1 ГГ ГГТ T jT Ttr