РАЗДЕЛ 2
Теоретические основы синтеза конструктивных
параметров выбивной транспортирующей машины на основе
расчетно-экспериментального моделирования рабочих процессов
При проектировании новых и при модернизации разработанных установок для выбивки
литья (УВЛ) в условиях автоматических формовочных линий необходимо учитывать
все технологические особенности процесса, что будет способствовать
эффективности, надежности и долговечности работы оборудования. Всесторонний
анализ конструкций установок для выбивки литья, условий их эксплуатации
позволяет перейти к следующему этапу – созданию инструмента для научно
обоснованного выбора конструктивных схем и параметров УВЛ. В силу сложности
моделей, создаваемых только на основе математического и численного
моделирования, а также, учитывая необходимость корректировки параметров
динамических моделей на основе экспериментальных исследований, необходимо
разработать технологию расчетно-экспериментальных исследований ВТМ.
Кроме того, для обеспечения сквозной параметричности необходимо разработать
единый способ описания всех моделей, создаваемых в процессе исследований, а
также само множество этих моделей. В завершение требуется разработка структуры
единого программно-модельного комплекса для решения поставленной задачи анализа
динамических процессов и обоснованного выбора основных параметров ВТМ.
Ниже описаны этапы создания современного эффективного инструмента исследований
для последующего совершенствования структуры и параметров выбивной
транспортирующей машины в составе автоматизированного линии крупного вагонного
литья.
2.1. выбивная транспортирующая машина в составе автоматизированной линии:
анализ условий эксплуатации, требований к техническим характеристикам и
критериев проектирования
Как известно [158-160], наиболее распространенным способом выбивки литейных
форм в современных условиях продолжает оставаться выбивка на выбивных машинах.
Колебания машины передаются залитой форме. Сочетание масс решетки выбиваемой
формы, режим колебаний рассчитываются и подбираются таким образом, чтобы форма
подбрасывалась вверх на некоторую высоту, а при падении соударялась с выбивной
машиной. Возникающие при этом ударные и инерционные импульсы вначале
раскачивают и нарушают связи между отливкой, смесью и стержнями, а затем в
разделенных элементах создаются различные ускорения, появляется и увеличивается
число соударений между ними. В этих условиях уплотненная смесь и стержни,
имеющие меньшую прочность, чем металл, интенсивно разрушаются. Комья
измельчаются как от соударений с машиной и отливкой, так и от соударений друг с
другом.
В связи с важностью вопроса научно обоснованного выбора конструктивных решений,
конструктивных, технологических и эксплуатационных параметров ВТМ актуальной
задачей является разработка структурной схемы организации исследований этих
конструкций для повышения эффективности численных и экспериментальных
исследований рабочего процесса, качества выбивки, прочности, долговечности и
решения на основе этих критериев сформулированных задач синтеза.
Для использования в комплексных автоматических литейных линиях созданы выбивные
транспортирующие машины. Транспортирование осуществляется за счет направленных
колебаний, имеющих кроме вертикальной направленности еще некоторую
горизонтальную составляющую, от величины которой зависит скорость
транспортирования [158]. Одновременно с отделением смеси и выбивкой стержней
осуществляется направленное транспортирование отливок к разгрузочному торцу.
Характерной особенностью этих ВТМ является увеличенная длина, в несколько раз
превышающая ширину.
Выбивные машины с транспортированием выполняют инерционными. В них применяют
вибровозбудители как кругового, так и направленного действия. В этих решетках
вибровозбудитель расположен несимметрично относительно опор, благодаря чему
создаваемое им возмущающее усилие направленно под углом к полотну машины, чем и
достигается эффект транспортирования [30, 159, 160].
После заливки формы и определенной выдержки вокруг затвердевшего металла
образуется прочный слой, он имеется по всей плоскости разъема опок и на верхней
плоскости верхней опоки. Нижняя плоскость нижней опоки не имеет прочного слоя.
Все остальное пространство в форме занято зоной конденсации влаги. Наибольшая
влажность в нижней опоке, так как нижняя опока более холодная. Наполнительная
смесь в зоне конденсации влаги не имеет прочности, так как переувлажнена.
Общая прочность формы, залитой металлом, ниже, чем незалитой формы. В залитой
форме могут появляться сверхпрочные куски смеси, образовавшиеся за счет
спекания стержней и облицовочной смеси. Их присутствие влияет на процесс
выбивки отливок, особенно на вторую операцию процесса – дробление смеси.
Таким образом, необходимо рассмотреть все этапы выбивки, определить значимые
факторы и проблемные вопросы, свойства земляной смеси, а также характеристики
рабочего процесса выбивки.
При проектировании ВТМ для оснащения автоматизированных линий по производству
крупногабаритных отливок возникают специфические проблемные вопросы,
обусловленные условиями работы этих машин, требованиями, к ним предъявляемыми,
а также как следствие, формирование особых критериев для научно обоснованного
выбора конструктивных параметров создаваемых машин. Так, при создании
уникальной линии крупного вагонного литья для ЗАО „АзовЭлектроСталь” возникла
актуальная и важная задача выбора рациональной структуры и параметров
конструкции выбивной транспортирующей машины (выбивной решетки), являющейся
завершающим звеном в технологической сист
- Київ+380960830922