PL193532B1 - Gorącokomorowa ciśnieniowa maszyna odlewnicza i sposób prowadzenia jej eksploatacji - Google Patents

Abstract

1. Goracokomorowa cisnieniowa maszyna odlewnicza z umieszczonym w kapieli metalu wewnatrz przesuwnego tygla pojemnikiem rozlewniczym i z pionowa rura wyposa- zona w ustnik z osadzona w nim dysza, oraz z dwoma agregatami napedowymi ustawionymi osiowo-równolegle do dyszy, które to agregaty sa polaczone z jednej strony z belka poprzeczna podstawy maszyny przyporzadkowanej do tygla z plynnym metalem a z drugiej strony ze stacjo- narna plyta montazowa jednostki zamykajacej, do której to plyty jest przymocowana polówka formy, której gniazdo wlewowe podczas procesu odlewania jest dociskane do konca dyszy, znamienna tym, ze agregaty napedowe (14) sa wykonane jako napedy liniowe napedzane elektrycznymi silownikami (17) o regulowanej predkosci posuwu. 10. Sposób prowadzenia eksploatacji goracokomorowej cisnieniowej maszyny odlewniczej znamienny tym, ze za pomoca silowników, na krótko przed zetknieciem sie z koncem dyszy (29a) redukuje sie predkosc dosuwania gniazda wlewowego (30) w stosunku do predkosci dojaz- dowej, a nastepnie jako sile nacisku dyszy wykorzystuje sie wyregulowane momenty obrotowe silnika. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest gorącokomorowa ciśnieniowa maszyna odlewnicza i sposób prowadzenia jej eksploatacji. Maszyna według wynalazku stosowana jest w metalurgii.

Znane i znajdujące się na rynku gorącokomorowe ciśnieniowe maszyny odlewnicze, jakie są na przykład wytwarzane i rozprowadzane przez zgłaszającego (Frech Druckgiessautomat DAW 805 Druckwermerk 06.94 KK), dla realizacji dosuwu i docisku gniazda wlewowego do końca dyszy posiadają napęd hydrauliczny w postaci dwóch położonych równolegle cylindrów hydraulicznych zaczepionych po obu stronach formy do stacjonarnej płyty do mocowania formy, które to cylindry od strony przeciwnej są połączone z belką poprzeczną podstawy maszyny mocującą piec i tygiel. Takie rozwiązanie jest zastosowane po to, by za pomocą hydrauliki umożliwić dosunięcie i docisk gniazda wlewowego formy do końca dyszy z kontrolowaną prędkością posuwu. Taki napęd zapewnia w prosty sposób uzyskanie wysokiej siły nacisku potrzebnej podczas procesu odlewania. Wadą rozwiązania jest to, że usytuowane z reguły poziomo ponad piecem cylindry hydrauliczne ogrzewają się, a wskutek zmiany lepkości oleju zostaje zakłócona zdolność do regulacji.

Znany jest już wprawdzie elektryczny napęd mechanizmu ze śrubą pociągową służący do zamykania form wtryskarek (AT-PS 292 222), ale w tym przypadku formy nie są umieszczane w bezpośrednim obszarze pieca i tygla z płynnym metalem jak w gorącokomorowych ciśnieniowych maszynach odlewniczych, gdzie napęd dosuwania i odsuwania gniazda wlewowego koniecznie musi być umieszczony bezpośrednio w obszarze gorącego płynnego metalu.

Przedmiotem wynalazku jest gorącokomorowa ciśnieniowa maszyna odlewnicza z umieszczonym w kąpieli metalu wewnątrz przesuwnego tygla pojemnikiem rozlewniczym i z pionową rurą wyposażoną w ustnik z osadzoną w nim dyszą oraz z dwoma agregatami napędowymi ustawionymi osiowo-równolegle do dyszy. Agregaty te są połączone z jednej strony z belką poprzeczną podstawy maszyny przyporządkowanej do tygla z płynnym metalem a z drugiej strony ze stacjonarną płytą montażową jednostki zamykającej, do której to płyty jest przymocowana połówka formy, której gniazdo wlewowe podczas procesu odlewania jest dociskane do końca dyszy.

Istota wynalazku polega na tym, że agregaty napędowe są wykonane jako napędy liniowe napędzane elektrycznymi siłownikami o regulowanej prędkości posuwu.

Korzystnie, oba agregaty napędowe mają regulację synchroniczną, przy czym jako napędy liniowe są zastosowane napędy śrubowe.

Według wynalazku, osie obrotu siłowników są połączone z napędem liniowym i są ustawione pionowo za pośrednictwem przekładni kątowej, która jest wyposażona w izolację cieplną. Izolację cieplną przekładni stanowią dobrze przewodzące ciepło blachy otaczające agregaty napędowe i przekładnie kątowe. Agregaty napędowe maszyny są wyposażone w zintegrowany płaszcz chłodzący. Napęd śrubowy jest wyposażony w śrubę pociągową albo w śrubę pociągową toczną przy czym gwint śruby pociągowej albo śruby pociągowej tocznej oraz współpracujący gwint nakrętki jest samohamowny.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób prowadzenia eksploatacji gorącokomorowej ciśnieniowej maszyny odlewniczej, zgodnie z którym, za pomocą siłowników, na krótko przed zetknięciem się z końcem dyszy redukuje się prędkość dosuwania gniazda wlewowego w stosunku do prędkości dojazdowej, a następnie jako siłę nacisku dyszy wykorzystuje się wyregulowane momenty obrotowe silnika.

Korzystnie, prędkość posuwu gniazda wlewowego, przy dosuwaniu i przy odsuwaniu reguluje się przy wykorzystaniu tak zwanego celowego hamowanie do punktu styku, który ustala się w biegu próbnym.

Punkt styku jest ustalony w biegu próbnym przekładni kątowych, które są ustawione pionowo. Dzięki temu siłowniki są oddalone najdalej jak to możliwe od pieca i przyjmują położenie, w którym przekrój poprzeczny wystawiony na strumień ciepła z pieca lub z tygla jest możliwie najmniejszy. Przekładnie kątowe leżące bliżej pieca stanowią przy tym pewną izolację cieplną i mogą być wyposażone dodatkowo w warstwę izolacyjną. Napęd liniowy jest wykonany jako napęd śrubowy i dodatkowo również może być otoczony ciągłym płaszczem chłodzącym. Jest również możliwe wyposażenie siłowników w ciągłe chłodzenie wodne. Jako napęd liniowy może być również zastosowany napęd zębatkowy, chociaż napęd śrubowy jest korzystniejszy.

Zwykła śruba pociągowa albo śruba pociągowa toczna (współpracująca z nakrętką z kulkami obiegowymi) mogą mieć tak dobrany skok, by zapewniał samohamowność, przez co unika się nie zamierzonego posuwu albo ruchu powrotnego napędu liniowego, a podczas procesu ciśnieniowego odlewania może być utrzymany konieczny docisk formy do dyszy. Naturalnie mogą być również zastosowaPL 193 532 B1 ne dodatkowo odpowiednie urządzenia blokujące. Dodatkowo, momenty obciążenia silnika są tak wyregulowane, że zagwarantowane jest pewne zamknięcie między gniazdem wlewowym a końcem dyszy.

Według wynalazku siłowniki mogą pracować z różnymi prędkościami, przy czym prędkość posuwu krótko przed zetknięciem się formy z końcem dyszy zostaje mocno zredukowana w stosunku do prędkości dojazdu. Dzięki temu zetknięcie jest delikatne, przez co unika się ścierania materiału w tym miejscu. Znane jest hartowanie końca dyszy oraz takie jego ukształtowanie, by obszar przylegania do gniazda wlewowego formy był bardzo mały. Przy zbyt twardym zetknięciu może wystąpić uszkodzenie końca dyszy, czego unika się w rozwiązaniu według wynalazku.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny widok z góry gorącokomorowej ciśnieniowej maszyny odlewniczej według wynalazku, fig. 2 - powiększenie, częściowego wyrwania obszaru przesuwnego pieca z agregatami napędowymi i stacjonarną płytą montażową, fig. 3 - przekrój przez urządzenie wzdłuż linii III-III z fig. 2, fig. 4 - widok urządzenia z fig. 2 w kierunku strzałki IV.

Na figurze 1 jest pokazana gorącokomorowa ciśnieniowa maszyna odlewnicza, w której na dolnej części korpusu 1 stanowiącego podstawę maszyny a powyżej cokołu maszyny 2, po lewej stronie jest umieszczona jednostka zamykająca 3 maszyny z prętami prowadzącymi 4 dla ruchomej płyty do formowania 5, z napędem przestawienia ze znanym dźwigniowo-kolanowym mechanizmem zamykającym 7 oraz ze stacjonarną płytą do mocowania formy 8. Stacjonarna płyta 8 jest związana za pomocą belki poprzecznej 12 z przesuwnym na szynach 9 (patrz fig. 4) piecem 10 z tyglem do topienia 11. Do belki poprzecznej 12 (patrz fig.2 i 3) są przymocowane dwa cylindryczne korpusy 13 ze wzajemnie równoległymi napędami śrubowymi 14. Z korpusami 13 są sztywno połączone przekładnie kątowe 15, które posiadają zwykłą lub toczną śrubę pociągową 16. Śruba pociągowa każdej z przekładni jest napędzana elektrycznym siłownikiem 17, którego, oś obrotu 18 ustawiona jest mniej więcej prostopadle do powierzchni 10a pieca 10 (fig. 4) a więc mniej więcej prostopadle do powierzchni ustawienia 19 gorącokomorowej ciśnieniowej maszyny odlewniczej. Przy tym oba siłowniki 17 są ze sobą zsynchronizowane, tak że płyta do mocowania formy 5 jest przesuwana dokładnie równolegle. Nierównomierny napęd poprzez oba mechanizmy śrubowe jest wykluczony.

Śruba pociągowa 16 zazębia się z nakrętką 21 z gwintem przeciwnym, dopasowanym do śruby 16. Śruba 16 swoim gwintowanym czopem 22 przechodzi przez otwór 23 w bocznym elemencie kołnierzowym 24 stacjonarnej płyty do mocowania formy 8 i jest przymocowana do niej za pomocą nakrętki 25. Gdy śruba pociągowa 16 obraca się, wtedy następuje ruch względny między wyposażonym w belkę poprzeczną 12 piecem 10 z tyglem 11 a stacjonarną płytą do mocowania formy 8.

Jak widać na fig. 2, w tyglu 11 w znany sposób zanurza się pojemnik rozlewniczy 26, w który wchodzi z góry nie pokazany tłok uruchamiany przez napęd tłokowy 27 umieszczony na belce poprzecznej 12. Pojemnik odlewniczy 26 w obszarze wewnątrz ciekłego metalu, w tyglu 11 posiada wyprowadzaną z końca pojemnika do góry rurę pionową oraz osadzoną w ustniku pojemnika dyszę 29. Dysza 29 w położeniu maszyny odlewniczej według fig. 2 i 3 swoją końcówką 29a jest przystawiona do gniazda wlewowego, tylko schematycznie przedstawionej formy odlewniczej 31 i w tym położeniu jest utrzymywana tak długo, jak długo ciekły metal z pojemnika 26 przez pionową rurę oraz dyszę 29 jest wciskany do formy. Forma 31 odsuwana jest potem w lewo od dyszy 29 i dopiero dla nowego procesu odlewania znów zostaje doprowadzona do położenia według, fig. 2. W tym celu śruba 16 zostaje tak przekręcona przez siłownik 17, że nakrętka 21 wysuwana jest w kierunku w lewo z korpusu 13, tak że odległość między stygnącym gniazdem wlewowym 30 a nagrzaną końcówką 29a dyszy 29 staje się wystarczająco duża, by osiągnąć izolacyjny most powietrzny między obydwoma elementami konstrukcyjnymi. W ten sposób można wyregulować położenie strefy topnienia krzepnącego metalu. Przesuw i prędkość posuwu są tak dobrane, że nie prowadzi to do straty czasu w cyklu pracy.

Całkowite przesunięcie wzajemne dyszy i formy w ruchu odsuwania jest wykorzystane dla przygotowania i obsługi dyszy 29 z jej końcówką 29a, pojemnika odlewniczego 26 oraz innych zespołów niezbędnych dla prowadzenia procesu.

Jak pokazują figury, osie 18 siłowników 17 są usytuowane mniej więcej pionowo a siłowniki 17 są połączone ze śrubami pociągowymi 16 za pośrednictwem przekładni kątowych 15. Takie wykonanie sprawia, że elektryczne siłowniki 17 są umieszczone możliwie najdalej od powierzchni 10a pieca 10. Zmniejsza to w znacznym stopniu oddziaływanie ciepła z pieca na siłowniki co umożliwia zastosowanie siłowników, które dają się regulować bardzo precyzyjnie i w różnych zakresach prędkości dosuwania i odsuwania dyszy od formy. Dzięki wodnemu chłodzeniu siłowników 17, dodatkowym blachom 35 dobrze odprowadzającym ciepło oraz zintegrowanemu płaszczowi chłodzącemu 36 promieniowanie

PL 193 532 B1 cieplne pieca zostaje tak dalece zredukowane, że nie ma szkodliwego działania na funkcję napędu. Dodatkowo przekładnie kątowe 15 są izolowane cieplnie na przykład za pomocą położonej na zewnątrz izolacji cieplnej. Ponadto przekładnie kątowe 15 patrząc w kierunku przepływu ciepła leżą przed siłownikami 17 mogą więc służyć jako ochrona siłowników i ich elektrycznych przyłączy 32, które są umieszczone na najbardziej zewnętrznych górnych końcach siłowników 17, a więc są oddalone najdalej jak to możliwe od źródła ciepła.

Przy wybranym rodzaju napędu możliwe jest najpierw szybkie doprowadzenie dyszy 29 do gniazda wlewowego formy 31 a następnie w drugim etapie przez odpowiednie zredukowanie prędkości posuwu powolne i delikatne doprowadzenie do styku końcówki 29a dyszy z gniazdem wlewowym 30, tak by uniknąć uszkodzenia dyszy lub formy. Może to być osiągnięte przez regulację obu napędów śrubowych z zastosowaniem kontrolowanego hamowania do punktu styku. Punkt styku jest przy tym ustalony w biegu próbnym. Siłę docisku ustala się przez regulację momentu obrotowego silników. Takie urządzenie pozwala dopasować siłę docisku dyszy do gniazda wlewowego do siły potrzebnej do wtłaczania roztopionego metalu do formy a to dopasowanie jest realizowane według formuły matematycznej.

Gwint śruby pociągowej 16 i przeciwny gwint 20 nakrętki 21 są tak dobrane, by zapewnić samohamowność układu. Po przyłożeniu końcówki 29a dyszy 29 do gniazda wlewowego 30 i po wyłączeniu napędu dysza może być utrzymana w swojej pozycji pracy w sposób sztywny i stabilny, przy czym naturalnie gwint napędowy jest dostosowany do wielkości siły spodziewanej przy ciśnieniowym odlewaniu. Dodatkowo momenty obciążające silnik są tak wyregulowane, by zagwarantować pewne zamknięcie między gniazdem wlewowym a końcem dyszy.

Claims (11)

1. Gorącokomorowa ciśnieniowa maszyna odlewnicza z umieszczonym w kąpieli metalu wewnątrz przesuwnego tygla pojemnikiem rozlewniczym i z pionową rurą wyposażoną w ustnik z osadzoną w nim dyszą, oraz z dwoma agregatami napędowymi ustawionymi osiowo-równolegle do dyszy, które to agregaty są połączone z jednej strony z belką poprzeczną podstawy maszyny przyporządkowanej do tygla z płynnym metalem a z drugiej strony ze stacjonarną płytą montażową jednostki zamykającej, do której to płyty jest przymocowana połówka formy, której gniazdo wlewowe podczas procesu odlewania jest dociskane do końca dyszy, znamienna tym, że agregaty napędowe (14) są wykonane jako napędy liniowe napędzane elektrycznymi siłownikami (17) o regulowanej prędkości posuwu.

2. Maszyna odlewnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że oba agregaty napędowe (14) mają regulację synchroniczną.

3. Maszyna odlewnicza według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako napędy liniowe są zastosowane napędy śrubowe.

4. Maszyna odlewnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że osie obrotu (18) siłowników (17) są połączone z napędem liniowym (16, 20) i są ustawione pionowo za pośrednictwem przekładni kątowej (15).

5. Maszyna odlewnicza według zastrz. 4, znamienna tym, że przekładnia kątowa (15) jest wyposażona w izolację cieplną.

6. Maszyna odlewnicza według zastrz. 5, znamienna tym, że izolację cieplną stanowią dobrze przewodzące ciepło blachy (35) otaczające agregaty napędowe (14) i przekładnie kątowe (15).

7. Maszyna odlewnicza według zastrz. 6, znamienna tym, że agregaty napędowe (14) są wyposażone w zintegrowany płaszcz chłodzący (36).

8. Maszyna odlewnicza według zastrz. 3, znamienna tym, że napęd śrubowy (14) jest wyposażony w śrubę pociągową (16) albo w śrubę pociągową toczną.

9. Maszyna odlewnicza według zastrz. 8, znamienna tym, że gwint śruby pociągowej (16) albo śruby pociągowej tocznej oraz współpracujący gwint nakrętki (20) jest samohamowny.

10. Sposób prowadzenia eksploatacji gorącokomorowej ciśnieniowej maszyny odlewniczej znamienny tym, że za pomocą siłowników, na krótko przed zetknięciem się z końcem dyszy (29a) redukuje się prędkość dosuwania gniazda wlewowego (30) w stosunku do prędkości dojazdowej, a następnie jako siłę nacisku dyszy wykorzystuje się wyregulowane momenty obrotowe silnika.

11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że prędkość posuwu gniazda wlewowego (30) przy dosuwaniu i przy odsuwaniu reguluje się przy wykorzystaniu tak zwanego celowego hamowanie do punktu styku, który ustala się w biegu próbnym.