Қалып босату жүйесі механизмдерінің конструкциясын жобалау

   Кіріспе

 

    Машина жасау және металлургиялық зауыттардың құю цехтарында алғашқы құю материалдары мен құю бұйымдарын жылулық өңдеу мақсатында кептіргіш агрегаттарды қолданады. [1]

    Құю материалдарына құю қоспаларын жасау кезінде бұл материалдарды мөлшерлеуге қиындық келтіретін, әсіресе қысқы жағдайда ірі кесектердің түзілуіне әкелетін ылғал мөлшері үлкен болатын кеніштен алынатын балшық бен құмды жатқызады.

    Қалып өнімдеріне қалып және өзекше жатады. Машина бөлшектерін алуда қалыпқа металл құяды. Бөлшектерде қажетті қуыс пен өзекше түзу  үшін өзекшелерді пайдаланады.

    Қалыптар мен өзекшелер құю цехтарында тікелей құмнан, саздан пайдаланылған қаллыптық топырақ пен байланыстырушы заттармен суды қосатын басқада құраушылардан тұратын қалыптық қоспалардан өндіріледі.

    Қалып және өзекше дайындаған соң, қалып өнімдерінің беріксіз қылдыратын ылғал қалады.

    Кептіргіш процесін жүзеге асыру үшін жылу агрегатын қолданады, сондықтан оларды кептіргіш пештері мен құрылғылары деп атайды. Үздіксіз және периодтық әрекет үшін олар құйма өнімінің сипаттамасына тәуелді болуы мүмкін.

    Көптеген құю цехтары материалдары мен өнімдерді кептіру үшін жылу көзі ретінде көбінесе газ тәріздес отынды, ал кейде жиірек сұйық отынды қолданады.

    Жылулық кептіргіш сапасы мен қалып пен өзекше дайындау бөлімінің өнімділігі қажетті дәрежеде жылулық қондырғыларының конструкциясына тәуелді.[1]

    Жалпы құю өндірісі саласында құм мен балшықты кептіру арналған қондырғылар қажет. Сондықтан құмды кептіру үшін үш типті, өнімділігі әр түрлі болатын кептіргіш қондырғыларын қолданады:

1. барабанды кептіргіш 5-40т/сағ;
2. турба немесе пневмоағынды кептіргіш 3-25т/сағ;
3. жалған қайнағыш қабатты кептіргіш қондырғысы 6-25т/сағ.

    Барабанды және құбырлы кептіргіш қондырғылары қарапайым және сенімді. Бірақ көп аудан мен биіктікті қажет етеді. Мысалы, құбырлы кептіргіш қондырғысы үшін биіктігі 25м болатын аудан қажет. Осы барлық типті кептіргіш қондырғылары үшін өнімділігі бастапқы құм ылғалдылығы 10%, соңы – 0,5%, балшық үшін сәйкесінше 25 және 3-5% есептелінген.[4]

 

 

 

 

 

 

    1. Қалып босату жүйесі механизмдерінің конструкциясын жобалау

    1.1 Машинаның құрлысы мен жұмысын жалпы баяндау

    Құю өндірісінің автоматты  тізбектерінде қағымдау қондырғысы ретінде электромеханикалық қаққылау торы қолданылады.  Құйылған формадан құйманы босатудың басқа құралдары -  қағымдау барабандары, дірілдеуіш науа және тағы басқалары шектеулі түрде қолданылады.

    Қазіргі кезде автоматты тізбектің қағымдау торы  қоспа кесегін сығымдау механизімімен келтірілуі технологиялық тізбеше бойынша қағымдау торының алдында орналасады.  Қағымдау машинасының, астына құйылған қалыптар кезек-кезегімен келіп түсетін пневматикалық немесе гидравликалық пресс түрінде болады.

    Престің жұмыс жүрісінде  қалыптан тор бетінің қабылдау бөлігіне түсетін немесе арнайы тасмалдаушымен берілетін құйма қосапсынан құм кесегі сығымдалады. Бос қалыптар қалыптау қоспасының қалдықтарынан металл щеткамен тазаланылады және тасмалдаушы тізбек құралымен қалыптау бөлімшесіне беріледі.

    Қалыптан қоспа кесегі сығымдалғандағы қоспаның кедергі күшін келесі формула арқылы табамыз [4, 287 бет]:

                                                                     (3.1)

мұндағы, Рвыд – сығу қысымы;

                F – қалып қабырғасы мен қоспа кесігінің бүйір жазықтығындағы байланыс ауданы.

    Ылғалдығы 7% - ке дейін  тығыздалған ылғалды қоспа үшін    сығу қысымы тәжрибе түрінде анықталған және

    Сығу қысымының көлемі жаншу қысымымен байланысты емес және 1,3-1,8 Н/см2 арасында қабылдауға болады,

    Автоматты тізбектегі  қағымдау торының тағайындалуы  - тор беттігінің қабылдыу бөлігіне  түсетін қоспа кесегін бұзу, тор  беттігінің саңылауларынан өтетеін қалыптау қоспасынан құймаларды босату және құйманы  бір мезгілде автоматты түрде тасмалдау.

    Автоматты тізбекті қағымдау  торы кәдімгі қағымдау торынан  функционалдық тағайындалуымен  ерекшеленеді. Жекеше өндірісте  қолданылатын торлардың технологиялық процестері келесі бейне бойынша жүреді. Құйылған құю үлгісі қағымдау торының үздіксіз жұмыс істейтін беттігіне немесе қалып орналастырғаннан кейін қосылатын  жазықтығына беріледі.

    Дірілдеуіш тор беттігімен қалып соқтығасқанда үлгінің нығыздалу бұзылады, құйманың қоспа кесегі тор беттігіне түседі және құйма қоспадан босатылады.  Қағымдау процесі аяқталған соң босталыған құймалар мен бос қалып торда қалады, содан кейін аранйы иетргіштермен түсіріледі. Сонымен, кәдімгі қағымдау торлары үлгі нығыздалуын бұзу және құйманы қоспадан босату функциясын ғана атқарады, яғни тор беттігі бойынша бостаылған құйманы автоматты түрде тасмалдаусыз.

    Автоматты тізбектерде  қолданылатын қағымдау торы тағайындалуына  байланысты қағымдау функциясын атқарғанмен бірге босатылған қалыптарды әрі қарай технолгоиялық тізбеше бойымен автоматты тасмалдаушыға тор беттігімен беріліеді.

    Тасмалдаусыз кәдімгі  қағымдау торы эксцентірлік және  инерциялық болып екіге бөлінеді (3.1-сурет). Ол тор тұрқысының ауытқуымен ерекшеленеді.

    Эксцентірлік тордың электроқозғағышы мен тұрқысы арасында қатаң кинематикалық байлыныс бар, ал тұрқының ауытқуы эксцентірлі вал көмегімен жүзеге асады.

    Инерциялық тордың тұрқысына бекітілген механикалық  виброқоздырғышты электроқозғағыш айналымға келтіреді, ал тұрқы ауытқуы виброқоздырғыштың инерциялық күштер әсерімен шақырылады.

 

1-сурет – Қағымдау торының  жіктемесі

 

    Тасмалдаушы қағымдау торы қызметін инерциялық тор атқарады. Оларда айналмалы және бағыттаушы әрекетті виброқоздырғыштарды қоладанылады.

 

 

 

 

 

 

 

        

    2 Құрылғының негізгі көрсеткіштерін есептеу үшін қажетті дерек

    Қағымдау торының техникалық көрсеткіштері

1.Опока өлшемі
- ұзындығы..................................................................................................	1000
- ені..............................................................................................................	800
- биіктігі......................................................................................................	400

 

    2.1 Инерциялық тор есебі мен баяндамасы

1) Қағымдау торының автоматты тізбегінде құйманы қоспадан бостау үшін тәжірибе жүзіндегі соққының меншікті энергиясын тұрақты деп аламыз [4, 300 бет]

е0 = 25 мм;

2) Виброқоздырғыш біліктің бұрыштық жылдамдығын табамыз [4, 300 бет]

                                     (2.1)

мұндағы е0 – соққының меншікті энергиясы, м

Айналу жилігін n табамыз [4, 300 бет] 

 

                                                                       (2.2)

мұндағы - виброқоздырғыштың бұрыштық жылдамдығы, рад/с

3) Пайдалы жүктеу коэффициетін тәжрибеден арасында алуға болады. =0,5 деп алдым. Ал жылдамдықтың қалпына келу коэффициенті R болат құймаларды қағымдау үшін R=0.20 0.30 арасында алуға болады. R=0,2. Осы мәндермен тордың соқтығысқанға дейінгі және соқтығысқаннан кейінгі жылдамдықтарын табамыз

                    (2.3)

Одан кейін ауытқу амплитудасын табамыз

                                                                (2.4)

мұндағы 1 - соқтығысқанға дейінгі тордың тік жылдамдығын; м/с

                - соқтығысу фазасы; тордың тұрақты жұмыс режимінде

4) Пайдалы жүктеу салмағын табамыз

                    (2.5)

мұндағы Gк – құйманың қоспа кесегімен бірге салмағы;

               Gотл – қалыптың металсыйымдылығы [6-кесте Қалыптау қоспаларының   қажеттілігі];

               Gсм – қоспа кесегінің салмағы;

                i – қалыптағы құйма саны;

                қалдық қоспаның салмағы;

 

5) Тордың жылжымалы бөліктерінің салмағы мен массасын анықтау

                                                                                               (2.6)

= 3000/0,8 = 3750 Н

= 3750/9,8 = 382,65 кг

6) Ауытқу жилігін      = 2 5 қатынасынан табамыз және

                                                                                      (2.7)

С=17,582*382,65=1182,604

7) Тасмалдаудын минимальды технологиялық жылдамдығын анықтау

                                                        (2.8)

мұндағы, tц – торға қоспа кесегінің берлу циклы;  tц = 60/Пц , мин

                 Пц – тізбектің циклдік өнімділігі, - тәжрибелік коэффициент, сағ.

 

 

8) Тор беттігі бойынша құйманың тасмалдау жылдамдығы анықтаймыз

                      (2.9)

мұндағы, А – тордың ауытқу амплитудасы;

                 - тор ауытқуының бұрыштық жылдамдығы;

               fм – тор беттігімен құйманың үйкелісу коэффициенті, fм = 0,4-0,5;

               Г, G – параметрлер;

 

                                                    (2.10)

                                                    (2.11)

мұндағы, g – еркін түсу үдеуі;

                - тор беттігінің бұрылу бұрышы, 0-50 арасында алады - 50 ;

                АВ – тордың көлденең және тік ауытқу амплитудасы.

 

Г=8,82/36,33=0,242

G=0,784/36,33=0,02

 

9) Дебаланс виброқоздырғышының мәнін анықтау

                                             (2.12)

мұндағы mp – тордың жылжымалы бөлігінің салмағы, кг

               - тордың ауытқу жилігі;

D=4,7*382,65(1-0,0232)=1797,37 мм=1,79 м

 

10) Виброқоздырғыш күшінің тігінен максималды мағынасы

 

 

                                              (2.13)

мұндағы D – виброқоздырғыштың дебалансы;

                - тор ауытқуының бұрыштық жылдамдығы;

                -  соқтығысу кезіндегі дебалансытың бастапқы фазасы.

 

=1,79*87,922*0,7=9685,59Н

 

3.2 – сурет – Инерциялық қағымдау торының есептік сұлбасы

 

Виброқоздырғыштың жігері (усилие)

                                                      (2.14)

=9685,59/3750=2,58

 

11) Электроқозғағыштың қуаты – 3кВТ – А052-6

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

    3 Итергіш есебі мен баяндамасы

   

    Тордың ауытқу амплитудасы  А виброқоздырғыштың дебалансымен D, тордың салмағымен mp, серпімді тіреудің қатаңдығымен с және т.б. байланысты. Сондықтан А амплитуданы айтылған парметрлерді өзгерту арқылы реттеуге болады. Бірақ, айтылған парметрлерді өзгерту тордың бөлек бөлшектерін аусытрумен байланысты болатынын есте сақтау керек.

    Тордың ауытқу амплитудасын  реттеудің тағы бір түрі, оның  түйіндерін өзгетрпей-ақ, бір білік  дебалансын басқа білік дебалансыны  қатысты бұру.

Виброқоздырғыш білігінің  бағытталғын әрекеті 3.3 – сұлбада көрсетілген.

3.3 – сурет -  Виброқоздырғыш білігінің бағытталған әрекеті

 

    Р1 және  Р2 векторлары дебаланс білігінің даму күштерін көрсетеді.

 

                                   (2.15)

 

мұндағы, D1 және D2 – 1 және 2 дебаланс бірлігінің виброқоздырғышы. Әдетте           D1= D2, онда Р1=Р2=Р’.

                                                   Р1 = Р2=1,79*87,922=13836,57Н

    Виброқоздырғыштарды дамытатын  Р күш пен М моментті анықтаймыз.

    Р күштін  және остеріне проекциясы