Раструбный стержень для изложницы центробежной машины — SU 719798 (original) (raw)
ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 719798 Союз СоветскииСоциалистическикРеспублик(22) Заявлено 15.02,78 (21) 2581499/22-02 исоединением за удерстеенный комитет 23) Приоритет -СССР изобретений ткрытий 53) УДК 621.74.,80. Бюллетенья описания 15.03.80 убликовано 05.0та опубликован 72) Авторы изобретен С. Кургускин, В. реев, А. А. Тих и И. К. Гончаров 1) Заявител ЕРЖЕНЬ ДЛЯ ИЗЛОЖНОЛ МАШИНЫ СТРУБНЫЙ ЦЕНТР иному проованию для начено для ающих цен- многопозих с примеых стержвнутренней для закры- ентробежИзобретение относится к лит изводству, в частности к оборуд центробежного литья, и предназ использования на заводах, отлив тробежным способом трубы на ционных центробежных машина нением металлических раструб ней, служащих для образования поверхности раструба отливки и вания торца литейной формы цной машины.Известно устройство для изготовления труб с раструбом центробежным способом, состоящее из стержня, выполненного из листового материала, устанавливаемого на держатель, представляющий собой металлическое кольцо, наружный контур которого повторяет внутренние очертания стержняфПри заливке жидкий металл заполняет полость формы раструба трубы и свари- вается со стержнем, одинаковым по химическому составу с жидким металлом. Стержень после извлечения держателя остается в раструбной части отливки, образуя внутреннюю поверхность раструба трубы.Для устранения торможения усадки в устройстве выполняют держатель стержня из листового материала из нескольких подпружиненных сегментов Я.Недостаток этого устройства заключается в том, что стержень из листового материала предназначен для разового пользования, так как он снимается с поверхности держателя при извлечении последнего из формы и остается в раструбной части отливки трубы, являясь в сущности ее принадлежностью, что неприемлемо при высокой 1 Остепени механизации и автоматизации производства и высокой производительности центробежных машин. При каждой отливке трубы необходимо одевать стержень из листового материала на держатель и изготавливать стержни в большом количестве, обеспечивая производительность мйогопозиционной центробежной машины до 80 - 100 труб в ч. При этом затруднительно осуществление качественного сваривания стержня из листового материала с заливаемым жидким металлом путем неполного рас 2 о плавления тонкостенного листового стержня, так как в технологический процесс производства труб в этом случае кроме постоянной одинаковой температуры жидкого металла и одинакового химеостава стержняиз листового материала и жидкого металла, вводятся многие факторы; существенно влияющие на течение технологического процесса, например, одинаковая и постоянная температура поверхности литейной формы в раструбной части и держателя стержня и другие, достижение которых значительно усложняет процесс производства труб.При отливке чугунных труб центробежным способом изготовление тонкостенных чугунных стержней для одевания на держатель затруднительно из-за сложности технологического процесса отливки тонкостенного листового чугунного стержня.Кроме того, работоспособность держателя стержня, выполненного из нескольких подпружиненных сегментов, невысока, так как под влиянием высокой температуры заливаемого металла возможно снижение уп ругих свойств пружин и зажатие воздействием сил усадки металла держателя и стержня в раструбной части отливки. Известен также раструбный стерженьдля изложницы центробежной машины, состоящий из закрепленного на каретке вращаемого корпуса с вращаемым коническимштоком, запорного фланца, составного изнаружной и внутренней частей корпусастержня с центральной втулкой, подпружиненной относительно вращаемого корпуса,и клинового механизма с радиальными штифтами-кулачками, взаимодействующими противоположными плечами с фланцем и втулкой стержня при возвратном движении каретки 12,Недостатки стержня заключаются в том,что он не обеспечивает уменьшения торможения усадки, что снижает его работо-.способность, так как в нем корпус стержнявыполнен составным из наружной толстостенной, несжимаемой части, прикрепленной к внутренней части с зазором для теплоизоляции, а также в отсутствии предупреждения повышенного нагрева внутренних частей раструбного стержня и устройств, уменьшающих торможение усадки.Цель изобретения - уменьшение тормо,жения усадки и повышение работоспособности металлического раструбного стержня.Для достижения цели корпус стержнявыполнен многослойным, снабжен жесткозакрепленной к основанию наружной частикорпуса упруго-деформируемой тонкостенной оболочкой в виде стакана с кольцевымвыступом в дне, отстоящей относительнокорпуса стержня в местах контакта поверхности оболочки с жидким металлом и образующей заполненную сжимаемой средойпрослойку между внутренней поверхностьюоболочки и наружной поверхностью внешней части корпуса стержня, причем оболоч ка выполнена из материала, коэффициентлинейного расширения которого больше, чему материала отливки трубы. На чертеже схематически изображен предлагаемый раструбный стержень, общий вид.Раструбный стержень состоит из закрепленного к каретке 1 вращаемого корпуса 2с штоком 3, запорного фланца 4 с центральным отверстием 5 и составного из соединенных между собой с зазором 6 наружной 7 и внутренней 8 частей корпуса стержня, снабженного жестко закреплейной к основанию наружной части путем завальцовки в кольцевой паз 9 тонкостенной оболочкой 10 в 10 виде стакана с кольцевым выступом 11 вдне, Оболочка отстоит относительно корпуса стержня в местах контакта поверхности оболочки с жидким металлом раструбной части 12 отливки и образует заполненную сжимаемой средой прослойку 13 между внуто юренней поверхностью оболочки и наружнои поверхностью внешней части корпуса стержня.Внутренняя часть корпуса стержня закреплена к центральной втулке 14 с кони- аО ческим гнездом 15, в котором установленвращаемый шток с коническим хвостовиком 16. Центральная втулка ограниченно подвижна на болтах 17 по горизонтальной оси запорного фланца и поджата пружиной 18, опирающейся на шайбу 19, относительно вращаемого корпуса. закрепленного на подвижной в направлении оси вращения изложницы 20 каретке.Стержень снабжен рычажно-клиновыммеханизмом, выполненным в виде штифгов кулачков 21, взаимодействующих противоположными плечами с фланцем и втулкой стержня при возвратном движении каретки.Теплопроводность сжимаемой среды, заполняющей промежуток между внутренней поверхностью тонкостенной оболочки и наружной поверхностью наружной части корпуса стержня, подбирают так, что обеспечивается теплоотдача от тонкостенной оболочки к наружной части корпуса стержня 0 со смягчением термического удара исключением повышенного перегрева и преждевременного выхода из строя оболочки, выполненной из материала, например СТ 08 кп, по ГОСТ 9045-70, коэффициент линейного расширения которого больше, чем у матефф риала отливки трубы, например СЧ 12-28.Устройство работает следующим образом.Раструбный стержень при помощи каретки 1 установлен в раструбной части 12 щ изложницы 20, многослойный, корпус стержня с тонкостенной оболочкой 10 и центральная втулка 14 при помощи пружины 18 максимально выдвинуты вперед в отверстии 5 относительно запорного фланца 4 в направлении литейной формы, а штифты-кулачки 21 клинового механизма отклонены влево от вертикальной оси.Корпус 2 и составной раструбный стержень с клиновым механизмом вращаются5вместе с изложницей 20 при заливке металла, тонкостенная оболочка 10 корпуса стержня разогревается жидким металлом и увеличивается в объеме, делая большим зазор 13 между внутренйей поверхностью оболочки и наруЖной поверхностью внешней части 7 корпуса стержня. 1 О После образования корки металла на внутренней поверхности раструбной части отливки трубы начинается силовое воздействие затвердевшего металла на поверхность тонкостенной оболочки 10, которая изгибается в местах начала контакта отверстия 5 запорного фланца 4 с оболочкой и в местах кольцевого выступа 11, уменьшаясь в диаметре, сжимая среду прослойки 13 и уменьшая торможение усадки ме талла отливки. Одновременно тонкостенная оболочка 10 уменьшается в объеме за счет собственного остывания. Это уменьшение идет быстрее по сравнению с металлом отливки уже после выравнивания температуроболочки 10 и отливки трубы за счет величины большего коэффициента линейного расширения материала оболочки, т. е. оболочка 10 быстрее увеличивается при нагреве и на большую величину, но,и при остывании уменьшается быстрее и на большую и величину, чем материал отливки, что также способствует уменьшению торможения усадки. Не прекращая вращения изложницы 20 и заливки цилиндрической части трубы, возвратным движением каретки 1 раструб ный стержень извлекается из отливки раструба по истечении определенного отрезка времени, которое контролируется электронным реле времени и зависит от вышеуказанных факторов, способствующих уменьшению торможения усадки, температуры за- Ю ливаемого металла и его жидкотекучести.При этом торец конусного хвостовика 16 штока 3 вступает в контакт с штифтами- кулачками 21 и, отклоняя их вправо до посадк 1, когусного хвостовика 16 в гнезде 1540 центральной втулки 14, взаимодействует противоположными плечами штифтов 21 с фланцем и втулкой стержня и подрывает многослойный корпус стержня из отливки со снижением начального усилия подрыва за счет уменьшения торможения усадки. 45По окончании подрыва корпуса стержня каретка 1, продолжая движение назад, выводит при помощи штока 3 составной с фланцем 4 многослойный корпус стержня с тонкостенной оболочкой 10 из отливки. Фланец 4 увлекается болтами 17, концы которых вхо 0 дят в радиальные отверстия центральной втулки 14, пружина 18 разжимается, конусный хвостовик 16 штока 3 остается посаженным в конусном гнезде 15 втулки.Извлеченный из изложницы раструбныйстержень охлаждают, и на тонкостенную оболочку 10 корпуса наносится покрытие. Отливка трубы остается в форме. ьПовторение цикла начинают с установкираструбного стержня поступательным движением каретки 1 в раструбную часть литейной формы, При этом штифт-кулачки клинового механизма отклоняются влево от вертикали, корпус стержня и центральная втулка выдвигаются вперед и при заливке жидкого металла тонкостенная оболочка 10вновь разогревается и увеличивается в объеме, увеличивая зазор 13 между внутренней.:.:.-поверхностью оболочки и наружной поверхностью внешней части корпуса стержня.При выходе из строя тонкостенной оболочки 10, из-за появления сетки разгарана ее поверхности после многократной отливки труб, снимается оболочка и заменяется новой, которая устанавливается на наружную часть корпуса стержня и завальцовывается в кольцевой паз 9. Вышедшую изстроя оболочку снимают при помощи рычажного инструмента в виде клещей, который вводится захватами в прорези, выполненные в торцовых стенках наружнойчасти корпуса стержня (на чертеже не показаны) и разрывает оболочку в местах еезавальцовки, после чего оболочка снимается с наружной части корпуса.Выполнение раструбного стержня с жестко заКрепленной к корпусу тонкостеннойоболочкой многократного использования,отстоящей относительно корпуса стержняи образующей заполненную сжимаемой средой прослойку, позволяет уменьшить торможение усадки при отливке раструба трубыс помощью металлического раструбногостержня, уменьшить габаритные размерыпневмопривода каретки и усилие, необходимое для подрыва корпуса стержня с сокращением расхода сжатого воздуха, затрати материалов на изготовление сменной наружной части корпуса стержня, не защищенной оболочкой и выходящей из строяиз-за появления сетки разгара на ее поверхности,Кроме того, применение раструбногостержня, корпус которого снабжен тонкостенной оболочкой при отливке труб центробежным способом позволяет повысить качество внутренней поверхности раструбнойчасти труб за счет уменьшения торможенияусадки и полной ликвидации брака по трешинам раструбной части.Формула изобретения.Раструбный стержень для изложницы центробежной машины, содержащий закрепленный к каретке с возможностью вращения корпус с коническим штоком, запорный фланец с центральным отверстием, составной корпус стержня с центральной втулкой, подпружиненной относительно вращаемого корпуса, и клиновой механизм с радиальными штифтами-кулачками, взаимодействующими противоположными плечамиР71979 с фланцем и втулкой стержня при возвратном движении каретки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения торможения усадки и повышения работоспособности, корпус стержня выполнен многослойным, снабжен жестко закрепленной к основанию наружной части корпуса упруго-деформируемой тонкостенной оболочкой в виде стакана с кольцевым выступом в дне, размещенной с зазором относительно корпуса стержня и образующей заполненную сжимаемой средой прослойку между внутренней поверх 88ностью оболочки и наружной поверхностью внешней части корпуса стержня, причем оболочка выполнена из материала, коэффициент линейного расширения которого больше, чем у материала отливки трубы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Австрии276651,кл. В 22 Р 13/10, 1969.2. Авторское свидетельство СССР517391, кл. В 22 Р 13/10, 1976. 20 11 6 7 13 10 Х Ф Л 17 Рг Составитель А. Минаев Редактор А, Паук Техред К. Шуфрнч Корректор В. Синицкая Заказ 272/7 Тираж 880 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений иоткрытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4