Спосіб виготовлення піщаної форми

Реферат: UA 81014 U UA 81014 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до ливарного виробництва, а саме способів виготовлення піщаних форм переважно з сипучого наповнювача, що ущільнюється вібрацією. Такі форми найчастіше застосовують при литті за газифікованими моделями (ЛГМ) або крижаними моделями, які всмоктуються в пісок форми, а також для вакуумно-плівкового формування (ВПФ). Відомий спосіб визначення ущільнюваності і насипної щільності формувальних сумішей за ГОСТ 23409.13-78, при якому використовують удари копра. Однак для сипучого сухого піску, що ущільнюється вібрацією до максимальної щільності при виготовленні ливарної форми без накладення навантаження зверху на пісок, цей спосіб не застосовується, особливо для вимірювання насипної щільності піску безпосередньо в ливарній формі з моделлю. Відомий спосіб виготовлення піщаної форми, що включає засипку піску в опоку з моделлю і його віброущільнення, який відрізняється тим, що з метою підвищення якості виливків спочатку в опоку засипають частину піску, віброущільнюють його, формуючи шар товщиною 5-15 мм, потім засипають решту піску [Патент Росії 2020027: МПК В22С 9/02. - Опубл. 1994, Бюл. №18]. Хоча цей спосіб свідчить про важливість регулювання насипної щільності піску у формі, однак у більшості випадків він неприйнятний, бо практично всі відповідні інформаційні джерела рекомендують віброущільнювати пісок до максимальної щільності за короткий час, що гарантує одержання якісних виливків. Цей спосіб збільшує трудомісткість формування, а також не передбачає можливості чіткого фіксування моменту досягнення необхідної щільності під час віброущільнення піску в кожній ливарні формі, що не гарантує високої якості форми і отриманих по ній виливків. Найбільш близьким до заявленого рішення за технічними якостями є спосіб віброущільнення формувальних пісків, в якому визначено, що при вібрації різних кварцових пісків протягом близько 20 с щільність піску збільшується прямо пропорційно до часу, потім в деякий момент стає максимальною і при подальшій вібрації не змінюється [Литье по газифицируемым моделям. / Под ред. Ю. А. Степанова. - М.: Машиностроение, 1976. - С. 139140]. Хоча зазначені дані увійшли в деякі підручники з фізико-хімії ливарного виробництва, але, як зазначено в першоджерелі - роботі В. І. Семенова, такі дослідження були виконані в опоці розмірами 500 × 450 × 450 мм з орієнтовною масою піску близько 172 кг. Проте при різній жорсткості контейнерних опок в ливарних формах з різними моделями і масою піску (від 300 до 2000 кг і більше), що часто ущільнюються в ливарному цеху на одному столі, з урахуванням підвищеної тривалості затікання піску в піднутрення моделей і під трубчасті вакуумуючі фільтри всередині опок, для кожної форми при отриманні максимальної щільності піску потрібна різна тривалість вібрації, яка може відрізнятися в кілька разів. Недостатній час вібрації конкретної форми дасть низьку щільність форми, збільшить рівень браку і витрати на його виправлення і очищення виливків, а надлишковий час - збільшить енерговитрати та може призвести до деформації моделі і розшарування піску, що викличе зниження якості поверхні виливка і витрати на зачистку його поверхні абразивним інструментом. Задача корисної моделі полягає в зменшенні витрат на виробництво виливків. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виготовлення піщаної форми, який включає засипку піску в опоку з моделлю і його віброущільнення до максимальної щільності, згідно з корисною моделлю в процесі віброущільнення визначають наявність зміни щільності піску і при припиненні цієї зміни віброущільнення припиняють. Зокрема, наявність зміни щільності піску визначають по наявності зниження рівня піску в опоці, а на ділянці виготовлення ливарних форм в піщаному облицюванні безперервного кристалізатора, що рухається, наявність зміни щільності піску визначають безперервно. Оскільки при вібрації відбувається значне ущільнення піску на величину, що становить до 20 % об'єму його вільної засипки (Литье по газифицируемым моделям. / Под ред. Ю. А. Степанова. - М.: Машиностроение, 1976. - С. 77), то неважко при віброущільненні у формі визначити рівнеміром наявність процесу зниження рівня піску в опоці, і як тільки припиниться зниження цього рівня, відразу відключити вібрацію. Для здійснення способу можна використовувати рівнеміри різних конструкцій. В прикладі реалізації способу використовували пристрій аналогічний найпростішому датчику вимірювання рівня палива в бензобаку автомобіля,що складається з важеля, на одному кінці якого знаходиться пінопластовий поплавок (чутливий елемент), а кінець важеля по інший бік від осі механічно з'єднаний з повзунком реостата. Корпус пристрою кріпили затиском (магнітним чи механічним) до верхньої частини стінки опоки, встановленої на вібростолі, пінопластовий поплавок встановлювали на поверхню піску, попередньо засипаного в опоку з моделлю, і починали віброущільнення. Разом зі зниженням рівня піску поплавок з важелем переміщався 1 UA 81014 U 5 10 15 20 25 30 35 вниз, а повзунок по обмотці реостата - пропорційно у бік зменшення її електроопору. При припиненні зміни цього опору, фіксованого відповідним приладом, вібрацію форми припиняли. При цьому нескладно застосувати пристрій автоматичного відключення вібратора за 1-5 с після припинення зміни положення важеля, як варіант використання зворотного зв'язку, коли вихідний сигнал системи (поява відсутності зміни електроопору) призводить до зміни вхідного сигналу у вигляді припинення електроживлення вібратора. Таким чином, використання зворотного зв'язку від такого критерію як фіксоване припинення зміни рівня піску дозволяє легко оптимізувати тривалість процесу ущільнення піску, в тому числі в автоматичному режимі. На ділянці виготовлення ливарних форм в піщаному облицюванні безперервного кристалізатора у вигляді гнучкої стрічки, що рухається (як за патентами Росії 2026128, 2029653, 2070469 та ін.)> зміни рівня піску визначають безперервно, наприклад, трьома нерухомими датчика з чутливими елементами у вигляді пінопластових роликів, які котяться по рухомій поверхні піску і визначають зменшення товщини шару піску на стрічці внаслідок його віброущільнення. Використовуючи закономірність зв'язку зупинки ущільнення, як результату досягнення максимальної щільності, з одночасною зупинкою зниження рівня піску, також оптимального ущільнення можуть досягати змінами інших (крім тривалості вібрування) характеристик процесу, наприклад частоти і амплітуди коливань, які впливають на опір зсуву (ущільнюваність) формувального матеріалу в залежності від його реологічних властивостей. Віброущільнення піску до зупинення опускання його рівня в опоці як сигналу досягнення необхідної щільності при виготовленні форми дозволить мінімізувати рівень браку виливків та одержувати виливки без або з малими витратами на їх очищення, а відсутність зайвої тривалості роботи вібраторів прискорить процес формування і зменшить енерговитрати та знос обладнання, що в цілому знизить витрати на виробництво виливків. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб виготовлення піщаної форми, що включає засипку піску в опоку з моделлю і його віброущільнення до максимальної щільності, який відрізняється тим, що в процесі віброущільнення визначають наявність зміни щільності піску і при припиненні цієї зміни віброущільнення припиняють. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що наявність зміни щільності піску визначають по наявності зниження рівня піску в опоці. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на ділянці виготовлення ливарних форм в піщаному облицюванні безперервного кристалізатора, що рухається, наявність зміни щільності піску визначають безперервно. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2