Теория и технология литейного производства: Учебное пособие, страница 105

Q

а =------ hnr\,                                               (5.27)

^F0

где G — сила тяжести формовочной смеси, Н; j^o — площадь опо­ки, м²; h — высота подъема встряхивающего стола, м; Г| — коэф­фициент, учитывающий потери силы падающих частей машины вследствие трения и противодавления воздуха, q = 0,3-0,7; п — число ударов стола.

Степень уплотнения формовочной смеси (кг/м³) может быть рассчитана по эмпирическому уравнению проф. Н.П.Аксенова:

5_ср = (1 + /га°'³)Ю³,                                            (5.28)

где k — коэффициент уплотняемости формы встряхиванием, k = 0,35-0,55; а — удельная работа встряхивания.

Основные преимущества встряхивающего метода уплотне­ния связаны с простотой оборудования, универсальностью, невы­сокой чувствительностью к качеству смесей. Наряду с преимуще­ствами этот способ формообразования имеет ряд серьезных

недостатков, существенно сокра­щающих области его применения: длительность процесса; значитель­ный шум во время работы; высокие энергозатраты; динамичность дейст­вия, требующая сооружения гро­моздких фундаментов; трудность автоматизации всего комплекса опе­раций процесса изготовления форм.

Для устранения многих из ука­занных недостатков в настоящее время применяют комбинированные методы уплотнения, сочетающие встряхивание с подпрессовкой, а также с прессово-ударным уплотне­нием. Более подробно об этих мето­дах будет сказано а разделе 5.2.3.

Гравитационное уплотнение форм основано на использовании кинетической энергии падающего с высоты Н (рис.5.17) пакета формо­вочной смеси, объем и масса кото­рой соответствуют объему опоки и массе смеси в ней. Для осуществле­ния процесса формовки к опоке 6 с
подмодельной плитой и моделью 5 при помощи цилиндра 8 при­жимают наполнительную рамку 7. Затем смесь подается в бункер 1, откуда после открытия шиберного затвора 2 попадает в дозатор 3, выход смеси из которого закрыт шиберным затвором 4. После включения быстродействующего пневмоцилиндра 10 шибер 4 от­крывается и отдозированная порция смеси, проходя шахту 9, под действием сил гравитации с большой скоростью падает на подмо- дельную плиту 5 в опоку 6. При резкой остановке в смеси возни­кают силы инерции, уплотняющие смесь. При этом скорость сме­си в момент удара достигает 5-7 м/с, что почти на порядок больше, чем при встряхивании. В связи с этим смесь способна уплотняться за один удар. Таким образом, механизм уплотнения смеси при гравитационном методе практически аналогичен встряхивающему методу.

Несмотря на простоту и надежность оборудования гравита­ционное уплотнение не способно обеспечивать, во-первых, равно­мерную плотность форм по высоте опоки, а во-вторых, достаточ­ную плотность для получения качественных отливок, поэтому этот метод можно использовать только для изготовления высоких форм и то лишь в сочетании с другими методами (прессование, вибрация и др.). Кроме того, установки гравитационного уплот­нения имеют большую высоту, зачастую превышающую 2,5-3,0 м, что затрудняет их эксплуатацию, в связи с чем этот метод имеет весьма ограниченное применение.

Импульсное уплотнение литейных форм может быть ис­пользовано для изготовления отливок различной номенклатуры в опоках с размерами в свету от 500x600 до 3000x2000 мм и высо­той от 200 до 2500 мм.

Технологическая гибкость процесса обеспечивается сле­дующими факторами:

возможность изготовления качественных форм по моделям различной сложности с равномерной степенью уплотнения смеси по отпечатку модели и достаточной степенью уплотнения в глу­боких полостях и затененных участках. При оптимальном исход­ном давлении воздуха в импульсной головке для обычных песча- но-глинистых смесей поверхностная твердость формы по отпечатку достигает 89-94 ед., а колебания поверхностной твердо­сти находятся в пределах 5-8 ед. Максимальное уплотнение смеси имеет место по разъему полуформы и минимальное по контрладу. Идеальное с точки зрения технологии распределение плотности смеси по высоте опоки создает благоприятные условия для на­правленного удаления газов, выделяющихся при заливке металла в форму. Степень уплотнения смеси регулируется величиной ис­ходного давления воздуха в импульсной головке;