UA47887A - Відцентрова ливарна машина - Google Patents

Abstract

Відцентрова ливарна машина з вертикальною віссю обертання містить виливницю, систему котків із вертикальною віссю обертання, опору з підшипниковим вузлом і приводом обертання, розташовану під виливницею. Котки розташовані на платформі з можливістю спільного симетричного переміщення. Платформа виконана з можливістю пружного переміщення в горизонтальній площині зі змінною, зростаючою жорсткістю пружних елементів. Підшипниковий вузол виконаний із можливістю відхилення осі обертання виливниці. Між платформою і фундаментом виконані блоки амортизаторів у вигляді корпусів, закріплених на фундаменті, і кронштейнів, закріплених на платформі. Між корпусом підшипникового вузла й опорою передбачено упорне кільце, а між підшипниковим вузлом і фундаментом є гумовий амортизатор. На платформі передбачено пристрій спільного симетричного переміщення котків. При цьому котки встановлені консольно на кожному поворотному важелі. Привід пристрою спільного симетричного переміщення котків виконано у вигляді пневмогідроциліндрів і устаткування, що включає мережу стиснутого повітря, пневморозподільник, гідрозатвори і пневмогідроакумулятор.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до області ливарного виробництва, зокрема до виробництва литих валків віддентровим 2 способом.

Відома віддентрова ливарна машина з вертикальною віссю обертання |1|), що містить виливницю, яка спирається на котки через опорні кільця, жорстко закріплені на опорних плитах, розташованих у двох рівнях і пружно з'єднаних із фундаментом.

У цій машині навантаження передається через опорні кільця на котки, розташовані по периферії форми. При 70 великій частоті обертання і великих діаметрах поверхонь катання лінійні швидкості в точках контакту досягають значних розмірів, що в сполученні з великими навантаженнями призводить до значних втрат на тертя і знос.

Крім того, при такій схемі передачі обертання від привода до виливниці, неточність посадки останньої в конуси опорних кілець і неточність виготовлення поверхонь, що сполучаються, і доріжок катання , додатково збільшує неврівноваженість частин машини, які обертаються, що збільшує вібрацію. З цієї причини частота 72 обертання виливниці обмежена, що у свою чергу обмежує технологічні можливості виробництва виливків.

Відома вертикальна відцентрова машина |2), що містить виливницю, опору з підшипниковим вузлом і приводом обертання, розташовану під виливницею, систему котків із вертикальною віссю обертання, що контактують із верхньою частиною виливниці.

При відцентровому литті одна з основних проблем складається в зменшенні вібраційного впливу на 20 фундамент і саму машину. Усунення вібрації шляхом балансування мас, що обертаються, при виготовленні і складанні великогабаритних ливарних форм прокатних валків практично неможливо. Крім того, у процесі заливання, виникає технологічна неврівноваженість, пов'язана з неоднорідністю металу, що заливається, і з його несиметричним розтіканням відносно осі обертання. Тому, для зменшення вібраційного впливу, необхідна розробка спеціальних конструктивних рішень. 25 Для ефективного використання котків із вертикальною віссю обертання , розвантажених від дії ваги « виливниці і виливка, але сприймаючих динамічне навантаження в горизонтальному напрямку, від дії неврівноважених сил, також необхідні спеціальні конструктивні рішення, які б забезпечили задані параметри, що стосуються як кінематики руху системи котків, так і їхньої силової взаємодії з виливницею. У відомому джерелі (2) конструктивні рішення вищенаведених задач не описані. в 30 В основу винаходу поставлена технічна задача у відцентровій ливарній машині, яка містить виливницю, с систему котків із вертикальною віссю обертання, опору з підшипниковим вузлом і приводом обертання, розташовану під виливницею, шляхом установки котків на платформі з можливістю їх спільного симетричного со переміщення, виконанню платформи з можливістю пружного переміщення в горизонтальній площині з ча перемінною, зростаючою жорсткістю пружних елементів, виконання підшипникового вузла з можливістю 325 відхилення осі обертання виливниці, забезпечити підвищення надійності й ефективності роботи машини, в зменшення вібраційного впливу на фундаменті машину, збільшення частоти обертання і на цій основі - підвищення якості валків, що відпиваються.

Для пружного з'єднання платформи з фундаментом із змінною, зростаючою жорсткістю пружних елементів « між платформою і фундаментом виконані блоки амортизаторів у виді корпусів, закріплених на фундаменті і З 50 кронштейнів, закріплених на платформі. Кронштейни з'єднані з корпусом через пружні елементи з загальною с жорсткістю С; і додатково мають можливість взаємодіяти з пружними елементами, закріпленими в корпусах, при з» ході кронштейнів на відстань, що перевищує максимально припустиму амплітуду переміщення платформи.

Сумарна жорсткість усіх пружних елементів дорівнює С., а співвідношення цих жорсткостей дорівнює Со/С4 - - 20.

Підшипниковий вузол опори виконаний у виді пристрою, що включає сферичні упорний і радіальний шк підшипники, закріплені в корпусі вузла із суміщенням центрів сфер. Між корпусом підшипникового вузла й -І опорою виконане упорне кільце, закріплена на корпусі з мінімальним зазором до опори, що забезпечує Її бесконтактное обертання. Між підшипниковим вузлом і фундаментом виконано гумовий амортизатор. бо На платформі виконано пристрій спільного симетричного переміщення котків у вигляді комплекту з набору о 20 поворотних важелів із вертикальною віссю обертання, закріплених на платформі. Поворотні важелі, з'єднані один з одним послідовно шарнірними важелями за принципом паралелограма, при цьому котки встановлені т консольно на кожному поворотному важелі.

Привод пристрою переміщення котків виконано у виді пневмогідроциліндрів і устаткування, що включає мережу стиснутого повітря, пневморозподілювач, гідрозапори і пневмогідроакумулятор. Пневмогідроциліндри 29 закріплені на платформі і з'єднані штоками із поворотними важелями. Штокові порожнини пневмогідроциліндрів і в. газова порожнина пневмогідроакумулятора, через пневморозподілювач, з'єднані з мережею стиснутого повітря, а поршневі, через гідрозапори - із рідинною порожниною пневмогідроакумулятора.

При обертанні виливниці виникає відцентрова сила, що обертається від дії неврівноважених мас через котки, яка передається на фундамент. Обладнання машини платформою, пружно з'єднаною з фундаментом і 60 установка на ній котків, що контактують із виливницею, зменшує в декілька разів динамічне навантаження на фундамент і на елементи самої машини, що сприймають це навантаження. Платформа здійснює при цьому кругові рухи з деякою амплітудою, що залежить від розміру дисбалансу частин машини, що обертаються, їхньої маси, частоти обертання і сумарної жорсткості пружних елементів, що сприймають вібраційне навантаження.

Виконання платформи з можливістю пружного переміщення з перемінною, зростаючою жорсткістю пружних бо елементів дозволяє ефективно гасити динамічне навантаження як у зоні робочих частот обертання виливниці,

так і при проходженні резонансних зон шляхом обмеження амплітуди коливань платформи за рахунок зростаючої жорсткості пружних елементів.

Розміщення котків на платформі з можливістю спільного симетричного переміщення підвищує ефективність роботи машини, розширює її технологічні можливості, тому що дозволяє робити позиціонування виливниць різноманітних типорозмірів із різними діаметрами поверхонь кочення, що контактують із котками, скоротити час на допоміжні операції, пов'язані з розведенням і зведенням котків під час перестановки виливниці.

Виконання підшипникового вузла опори з можливістю відхилення осі обертання виливниці дозволяє останній здійснювати коливання у вигляді прецесійного руху відносно вертикалі. 70 З'єднання платформи з фундаментом через блоки амортизаторів із сумарною жорсткістю пружних елементів рівної Сі забезпечує найкращий режим гасіння динамічного навантаження при роботі машини в зоні робочих частот обертання. Виконання блоків амортизаторів із додатковою жорсткістю пружних елементів, що включаються в роботу пружної системи при ході платформи на відстань, що перевищує максимально припустиму робочу амплітуду, забезпечує ефективне її обмеження при проходженні зони резонансних частот обертання виливниці. Сумарна жорсткість пружної системи при цьому буде дорівнювати С», а співвідношення жорсткостей Со/Сі1 - 10 - 20. Виконання блока амортизаторів у вигляді корпуса, закріпленого на фундаменті і кронштейну, закріпленого на платформі, з'єднаного з корпусом через пружні елементи, забезпечує компактність блока, його високу ремонтоздатність, можливість при необхідності змінювати сумарну жорсткісну характеристику шляхом приєднання до платформи додаткових блоків або заміною їх на інші, із потрібною жорсткістю пружних 2о елементів, що у свою чергу розширює технологічні можливості машини.

Суміщення центрів сфер упорного і радіального підшипників забезпечує можливість відхилення осі обертання опори від вертикалі, а обладнання машини упорним кільцем, закріпленим із зазором під опорою, обмежує кут цього повороту. Таке рішення дозволяє виливниці здіснити коливальні рухи при обертанні і стійко спиратися на опору під час її монтажу і демонтажу при розведених котках. Виконання мінімального зазора, між об опорним кільцем й опорою, достатньо для безконтактного обертання останньої, забезпечує максимальну стійкість виливниці на опорі при розведених котках, тому що відхилення її від вертикалі при цьому буде « мінімальним. Виконання гумового амортизатора між підшипниковим вузлом і фундаментом забезпечує зниження вертикального і горизонтального складових динамічного навантаження на фундамент і елементи машини.

Виконання пристрою спільного симетричного переміщення котків у виді комплекту з набору поворотних ї- зо важелів із вертикальною віссю обертання, закріплених на платформі і послідовному з'єднанні їх шарнірними тягами, за принципом паралелограма, забезпечує високу функціональну можливість такого пристрою. При со порівняно невеликих габаритах на ньому можливо реалізувати великий хід котків, встановлених консольно на / ду поворотних важелях, що розширює технологічні можливості машини. Простота схеми пристрою, наявність у ній тільки пар обертання, що добре працюють у будь-яких умовах, забезпечують високу надійність і точність при - позиціонуванні виливниць у всьому діапазоні ходу котків. «Е

Використання в якості приводу пристрою спільного симетричного переміщення котків пневмогідроциліндрів, вирішує задачу притиснення котків до виливниці з невеликим зусиллям, достатнім тільки для її позиціонування, і сприйняття вібронавантаження, що в десятки і сотні разів перевищує зусилля притиснення. Це забезпечується приєднанням штокових порожнин пневмогідроциліндрів і газової порожнини пневмогідроакумулятора через « пневморозподілювач до мережі стиснутого повітря, а поршневих, через гідзапори, до рідинної порожнини з с пневмогідроакумулятора. Таке рішення дозволяє зменшити тертя і знос котків в умовах великої динамічної наватнаженості, підвищити надійність роботи пристрою. з Таким чином, всі істотні відмітні ознаки запропонованої відцентрової ливарної машини, необхідні і достатні для рішення поставленої технічної задачі.

Запропонована відцентрова машина подана схематично на кресленнях, де на фіг. 1 показаний загальний вид їх машини; на фіг. 2 - вид А на фіг. 1; на фіг. З - виносний вид В на фіг. 2; на фіг. 4 - пневмогідравлічна схема приводу пристрою для переміщення котків, а на фіг. 5 - виносний вид Б на фіг. 1. ш- Відцдентрова ливарна машина з вертикальною віссю обертання містить виливницю 1, встановлену на опору 2,

Го! підшипниковий вузол 3, що через амортизатор 4 спирається на фундамент машини 5. Привод 6 обертання опори 5о 2 з'єднаний з останньою через карданний вал 7 і закріплений на фундаменті 5. З верхньою частиною виливниці 1 со контактують чотири котки 8 із вертикальною віссю обертання. Котки 8 встановлені на платформу 9 за допомогою "М пристрою 10 їх спільного симетричного переміщення. Платформа 9 з'єднана з фундаментом 5 за допомогою чотирьох блоків амортизаторів 11.

Пристрій 10 спільного симетричного переміщення котків 8 (див. фіг. 2) включає чотири поворотних важелі 12 дв із вертикальною віссю обертання, закріплених на платформі 9. Поворотні важелі 12 з'єднані між собою послідовно шарнірними тягами 13 за принципом паралелограма. На кожному поворотному важелі 12 консольно

Р встановлено по котку 8. Приводом для кожного поворотного важеля 12 є пневмогідроциліндр 14 корпус і шток якого шарнірне з'єднані з платформою 9 і поворотним важелем 12 відповідно.

Блок амортизаторів 11 (див. фіг. 3) включає кронштейн 15, жорстко закріплений на платформі 9 і корпус 16, бо жорстко закріплений на фундаменті 5. Кронштейн 15 з'єднаний із корпусом 16 через пружні елементи 17, виконані у вигляді гумовометалічних блоків. На корпусі 16 додатково закріплені пружні елементи 18 із зазором й до кронштейну 15. Розмір зазора п визначається розміром гранично припустимої робочої амплітуди платформи 5. Сумарна жорсткість усіх пружних елементів 17 дорівнює Сі. , а пружних елементів 17 і 18 дорівнює Сз, при цьому співвідношення цих жорсткостей дорівнює Со/С. - 10 - 20. 65 Устаткування, що забезпечує роботу приводу пристрою 10 переміщення котків 8 включає (див. фіг. 4) пневмогідроакумулятор 19, пневморозподілювач 20 з електромагнітним управлінням і чотири гідрозапори 21 з пневмокеруванням. Штокові порожнини пневмогідроциліндрів 14, керуючі порожнини гідрозапорів 21 та газова порожнина пневмогідроакумулятора 19, через пневморозподілювач 20, з'єднані з мережею стиснутого повітря, а поршневі порожнини пневмогідроцилиндрів 14, через гсгідрозапори, з'єднані з рідинною порожниною пневмогідроакумулятора 19.

Підшипниковий вузол З виконано (див. фіг. 5) у вигляді пристрою, що включає сферичні підшипники: упорний 22 та радіальний 23, з радіусами сфер К. і Ко відповідно. Підшипники 22 і 23 закріплені в корпусі 24 вузла З із суміщенням центрів сфер у точці Ц. На корпусі 24 закріплене упорне кільце 25 із зазором Н до опори 2.

Зазор Н виставляється мінімальним з умови забезпечення безконтактного обертання опори 2 після 7/0 позиціонування котками 8 виливниці 1.

Приклад роботи машини.

У вихідному положенні котки 8 знаходяться в розведеному положенні. Виливницю 1 встановлюють краном на опору 2. При цьому, опора 2 повертається навколо центру Ц, вибирає зазор Н і спирається на опорне кільце 25.

Після встановлення виливниці 1, остання центрується котками 8. Для цього, з пульта керування подається 7/5 Команда на переключення золотника пневморозподілювача 20. Газова порожнина пневмогідроакумулятора 19 з'єднується з мережею стиснутого повітря, а штокові порожнини пневмогідроциліндрів 14 і керуючі порожнини гидрозапорів 21 з'єднуються з атмосферою. Робоча рідина з пневмогідроакумулятора 19 видавлюється через гідрозапори 21 у поршневі порожнини пневмогідроциліндрів 14. Штоки рухаються та повертають поворотні важелі 12, а разом з ними і приєднані до них котки 8. Спільне симетричне переміщення котків 8 забезпечується послідовним з'єднанням між собою поворотних важелів 12 шарнірними тягами 13 за принципом паралелограма.

Котки 8 центрують виливницю 1 у вертикальному положенні, при цьому відновлюється зазор Н між опорою 2 та упорним кільцем 25, чим забезпечується безконтактне обертання опори 2. За допомогою приводу обертання 6, через карданний вал 7 та підшипниковий вузол З, опора 2, а разом з нею і виливниця 1, приводяться до обертання. При обертанні виливниці, через розбіжність осі обертання останньої з її головною центральною віссю ов інерції, на виливницю діє сумарна сила інерції, що обертається, яка не проходить через центр мас виливниці.

Під дією цієї сили виливниця 1 починає коливатися з деякою амплітудою А при цьому А «Пп (див. фіг. 3). Разом « із виливницею 71 коливається кінематичне з нею пов'язана платформа 9. Силу від дії неурівноважених мас сприймають пружні елементи 17, що передають їх на фундамент 5 через корпуса 16. При проходженні зони резонансних частот, амплітуда коливань платформи 9 починає різко зростати. При А»пП жорсткість пружних р. зо елементів платформи збільшується в 10 - 20 разів, через підключення в роботу пружної системи жорсткостей 18.

Зміна жорсткостної характеристики виводить систему з резонансу й амплітуда відновлюється в межах со припустимої робочої. Після зупинки машини котки 8 розводяться і виливниця 1 краном витягається в відстійний со кесон.

Виконання пружних зв'язків платформи з сумарною жорсткістю С 4 забезпечують амплітуду коливань ї- платформи в діапазоні припустимої робочої і забезпечення виробництва технологічних операцій по заливці «Е металу в зарезонанснім режимі. Підключення пружних зв'язків платформи з жорсткістю Со, при ході платформи на відстань, що перевищує максимально припустиму робочу амплітуду, різко змінює жорсткість пружної системи, що призводить до переміщення резонансної зони і забезпечує вихід системи із резонансного режиму, отже й обмеження амплітуди в межах робочої. «

Виконання додаткових пружних зв'язків із співвідношенням жорсткостей менших, чим С о25/С4 - 10-20 п-) с виводить пружну систему машини з резонансу неефективно. При співвідношенні жорсткостей, яка більша, ніж

Со/С. - 10 - 20, різко збільшується навантаження на фундамент та елементи машини при проходженні ;» резонансних частот.

По технічному рішенню, що заявляється, виготовлена діюча модель. Проведені випробування підтвердили ефективність технічних рішень, що заявляються. їх Джерела інформації. 1. Патент Росії КО Мо 2124414 В220 13/04. - 2. 175 Меаге Сопіегтапп-Реїірегз Стр, Рибіїс КеїІайопв, Зеїдеп, 2000, р. 15. (ее) бо о

Claims (5)

Формула винаходу що

1. Відцентрова ливарна машина з вертикальною віссю обертання, що містить виливницю, систему котків із вертикальною віссю обертання, опору з підшипниковим вузлом і приводом обертання, розташовану під ВИилИВНИЦею, яка відрізняється тим, що котки розташовані на платформі з можливістю спільного симетричного переміщення, платформа виконана з можливістю пружного переміщення в горизонтальній площині зі змінною, » зростаючою жорсткістю пружних елементів, підшипниковий вузол виконаний із можливістю відхилення осі обертання виливниці.

2. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що між платформою і фундаментом виконані блоки амортизаторів у во вигляді корпусів, закріплених на фундаменті, і кронштейнів, закріплених на платформі, кронштейни з'єднані з корпусами через пружні елементи з загальною жорсткістю Сі і додатково мають можливість взаємодіяти з пружними елементами, закріпленими в корпусах з кроком кронштейнів на відстань, що перевищує максимально припустиму робочу амплітуду переміщення платформи, при цьому сумарна жорсткість усіх пружних елементів дорівнює С», а співвідношення цих жорсткостей дорівнює б5

Со - 28510 -20П Сі

3. Машина за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що підшипниковий вузол опори виконаний у вигляді пристрою, що включає сферичні упорний і радіальний підшипники, закріплені в корпусі вузла із суміщенням центрів сфер, між корпусом підшипникового вузла й опорою виконане упорне кільце, закріплене на корпусі з мінімальним зазором до опори, що забезпечує її безконтактне обертання, а між підшипниковим вузлом і фундаментом виконаний гумовий амортизатор.

4. Машина за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що на платформі виконаний пристрій спільного симетричного переміщення котків у вигляді комплекту з набору поворотних важелів із вертикальною віссю обертання, закріплених на платформі і з'єднаних один з одним послідовно шарнірними тягами за принципом паралелограма, при цьому котки встановлені консольно на кожному поворотному важелі.

5. Машина за п. 4, яка відрізняється тим, що привід пристрою спільного симетричного переміщення котків 72 виконано у вигляді пневмогідроциліндрів і устаткування, що включає мережу стиснутого повітря, пневморозподільник, гідрозатвори, пневмогідроакумулятор, при цьому пневмогідроциліндри закріплені на платформі і з'єднані штоками з поворотними важелями, причому штокові порожнини пневмогідроциліндрів і газова порожнина пневмогідроакумулятора через пневморозподільник сполучені із мережею стиснутого повітря, а поршневі через гідрозатвори - із рідинною порожниною пневмогідроакумулятора. « у Зо со (ее) у «

- . и? щ» -і (ее) (ее) що 60 б5