устройство для получения полой цилиндрической отливки в форме

Формула изобретения

Устройство для получения полой цилиндрической отливки в форме, содержащей контейнер с футеровкой и стержень, отличающееся тем, что оно содержит приспособление в виде Г-образной стойки со сферической опорой для крепления стержня, установочный стол с поворачивающейся площадкой для формы, оптический пирометр, подключенный в систему автоматического управления процессом, при этом стержень выполнен охлаждаемым в виде тепловой трубы с зоной нагрева и охлаждения, а диаметр зоны нагрева стержня d₁ и внутренний диаметр футеровки d₂ связаны соотношением d₁/d ₂=0,2-0,25.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам для получения отливок в футерованных формах, а также для получения лигатуры.

Известна кокильная машина с тепловой трубой [1. Патент RU № 2276628. Способ получения отливок в кокиле и кокильная машина с тепловой трубой / В.В.Стулов, Б.Н.Марьин. Опубликован 10.09.2006], содержащая кокиль, стержень, станину, механизм разъема кокиля, механизм перемещения стержня, причем стержень выполнен в виде тепловой трубы с зонами нагрева и охлаждения.

Недостатком известной кокильной машины является большая трудоемкость изготовления металлического кокиля для получения цилиндрических отливок со сравнительно большими наружными размерами - диаметром, высотой. Кроме этого, отходы металла в виде стружки, обрези превышают 50% массы заготовок.

Известны оболочковые формы, содержащие контейнеры, футеровку, оболочку, оболочковые стержни [2. Технология конструкционных материалов: учебник для ВУЗов / A.M.Дальский, И.А.Арутюнова, Т.М.Барсукова и др. 2-е изд., переработанное и дополненное. М.: Машиностроение, 1985, 448 с. См. с.146]. Недостатком форм является недостаточная интенсивность охлаждения заливаемого в них металла при получении цилиндрических отливок сравнительно больших размеров. В результате полученные отливки имеют сравнительно крупнозернистую внутреннюю структуру металла и недостаточную его прочность.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого устройства для получения полых цилиндрических отливок, заключается в следующем:

- повышении производительности процесса получения полых цилиндрических отливок или лигатуры,

- повышении прочности отливок.

Заявленное устройство характеризуется следующими существенными признаками.

Ограничительные признаки: контейнер, футеровка, стержень.

Отличительные признаки: стержень выполнен охлаждаемым в виде тепловой трубы с зоной нагрева и охлаждения, содержит приспособление в виде Г-образной стойки со сферической опорой для крепления стержня, установочный стол с поворачивающейся площадкой, оптический пирометр, подключенный в систему автоматического управления процессом, диаметр зоны нагрева стержня d₁ и внутренний диаметр футеровки d₂ связаны соотношением d₁/d ₂=0,2-0,25.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого устройства и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Выполнение стержня охлаждаемым в виде тепловой трубы с зоной нагрева и охлаждения повышает эффективность охлаждения металла в форме и качество получаемых отливок.

Наличие приспособления в виде Г-образной стойки со сферической опорой для крепления стержня исключает возможность его перекоса во время заливки металла в форму.

Наличие установочного стола с поворачивающейся площадкой обеспечивает возможность вращения формы во время заливки в нее металла, что позволяет управлять структурой получаемой отливки и добиваться получения качественной структуры полых отливок различных размеров из металлов и сплавов.

Наличие оптического пирометра, подключенного в систему автоматического управления процессом, позволяет контролировать температуру зоны нагрева тепловой трубы и подавать команду на включение охлаждения в зоне охлаждения тепловой трубы.

Уменьшение соотношения d₁/d₂<0,2 (где d₁ - диаметр зоны нагрева стержня, d₂ - внутренний диаметр футеровки) приводит к нецелесообразному уменьшению диаметра зоны нагрева стержня, выполненного в виде тепловой трубы, а соответственно - к уменьшению поверхности теплообмена и количеству отводимого в единицу времени тепла разливаемого металла. Результат - недостаточная скорость кристаллизации металла и качество структуры отливки.

Увеличение d₁/d₂ >0,25 приводит в ряде случаев к нецелесообразному увеличению диаметра отверстия в получаемых полых отливках, что ограничивает применение устройства.

На чертеже приведен внешний вид заявляемого устройства для получения полой цилиндрической отливки.

Устройство состоит из стержня 1, выполненного в виде тепловой трубы с зоной нагрева 2 и зоной охлаждения 3, приспособления 4 в виде Г-образной стойки со сферической опорой для крепления стержня 1, формы 5, выполненной из контейнера 6 с футеровкой 7, установочного стола 8 с поворачивающейся площадкой 9, установленной на подшипниках 10, электродвигателя 11 с регулятором числа оборотов и приводом 12, закрепленным на подшипнике 13, оптического пирометра 14, подключенного в систему автоматического управления процессом.

Работа приведенного устройства осуществляется следующим образом. Предварительно в контейнере 6 разогревается до заданной температуры футеровка 7, фиксируемой по показанию оптического пирометра 14. Включается электродвигатель 11 и вращение через привод 12, закрепленный на подшипнике 13, передается поворачивающейся площадке 9 установочного стола 8 с формой 5 и закрепленным в ней приспособлением 4 стержнем 1. Производят заливку металла струей в контейнер 6 с футеровкой 7 формы 5. После достижения зоной нагрева 2 стержня 1 заданной температуры, фиксируемой по показаниям оптического пирометра 14, осуществляют принудительное охлаждение зоны охлаждения 3 стержня 1. После охлаждения отливки в контейнере 6 с футеровкой 7 до заданной температуры, фиксируемой по показаниям оптического пирометра 14, осуществляют извлечение из отливки в форме 5 стержня 1 при убранном приспособлении 4. После этого извлекают отливку из футерованной формы 5.