Введение к работе
Актуальность темы. Необходимость кардинального повышения жизненного уровня советского народа ставит ответственные задачи перед машиностроением в области развития технического прогресса, освоения новых ресурсосберегающих конструкций и технологий, соответствующих мировому уровню.
Прогресс машиностроения во многом зависит от уровня развития литейно о производства, которое до сих пор остается основной заготовительной базой для многих отраслей промышленности. Это в полной мере относится к электромашиностроению и прежде всего к массовому производству асинхронных электродвигателей общепромышленного и специального назначения, годовой выпуск которых исчисляется миллионами штук.
При создании новых серий электродвигателей наметилась тенденция к усложнению конструкций отливок для данных изделий и снижению их массы с целью экономии материалов и улучшения параметров электродвигателя. Отливка станины является наиболее сложной литой заготовкой в произ-водстве указанных изделий. К ней предъявляются высокие требования по точности геометрических размеров и массе. Ее внешний вид практически определяет внешний вид готового изделия.
При изготовлении чугунных отливок электродвигателей процесс
литья в разовые песчаные формы остается преобладающим в настоя
щее время и сохранит эту роль в обозримом будущем. Наиболее
распространенный процесс изготовления форм на формовочных ма
шинах с традиционным методом уплотнения смеси (встряхивание с
подпрессовкой) перестал отвечать современным требованиям по
производительности и качеству получаемых отливок станин элек
тродвигателей. Получение литейных форм с требуемым уровнем па
раметров на указанных машинах достигается с большими затратами
времени и энергии.
Разработка отливок станин новых серий электродвигателей облегченных конструкций требует разработки принципиально новых технологических процессов и модельной оснастки для изготовления литейных форм. В связи с этим исследование и разработка высокоэффективных способов формообразования и оборудования для их реализации, обеспечивающих получение -высококачественных отливок станин электродвигателей новых" и существующих серий, является весьма актуальной задачей. .
Цель работы. Разработка нового технологического процесса и оборудования для изготовления безопочных песчаных форм.обее-.печивающих получение высококачественных отливок станин электродвигателей облегченной конструкции.
Основные задачи исследования;
I.Обоснование и разработка конструктивно-технологической схемы нового процесса, оборудования и оснастки для изготовления безопочных форм высококачественных отливок станин электродвигателей облегченной конструкции.
2.Разработка конструкции быстродействующего воздушного клапана низкого давления, обеспечивающего необходимую мощность импульса и исследование его рабочих параметров.
3.Экспериментальное исследование и выбор рациональных параметров процесса,оснастки и оборудования для уплотнения литейных форм отливок станин электродвигателей облегченной конструкции.
В ходе теоретических и экспериментальных исследований получены следующие научные результаты:
I.Установлены закономерности влияния режимов воздушно-импульсного уплотнения смеси, параметров оснастки и свойств формовочных смесей на качество литейной формы со сложной ребристой поверхностью.
2.Выполнен теоретический анализ процессов истечения воздуха и уточнен механизм импульсного уплотнения песчано-глинистых форм сжатым воздухом низкого давления. В частности, установлены способы увеличения мощности импульса, роль фильтрации рабочего воздуха на процесс уплотнения, влияние вент в оснастке, главные причины разуплотнения верхнего слоя при высокоскоростном нагружении (св. 200 МПа/с) и др.
3.Разработана принципиально новая конструктивно-технологическая схема изготовления и сборки безопочных форм для получения отливок станин электродвигателей облегченной конструкции.
Практическая значимость работы состоит в следующем:
I.Разработаны на уровне изобретений:
быстродействующие воздушно-импульсные клапаны низкого давления, обеспечивающие подъем давления над смесью за 0,002... 0,003 с со скоростью до 285 МПа/с;
модельная оснастка для изготовления безопочных форм отли-
вок станин электродвигателей облегченной конструкции;
- модели оригинальной конструкции о подвижными и неподвижными элементами, позволяющими производить вытяжку моделей с особосложным оребрением.
-
Созданы новый опытно-промышленный образец воздушно-импульсной установки оригинальной конструкции и оснастка, позволяющие моделировать процессы изготовления и сборки безопочных форм для отливок станин электродвигателей облегченной конструкции с применением различных методов уплотнения смесей (воздушно-импульсный низкого давления, импульсно-прессовый, пескодув--но-прессовьгі, ізескодувно-шпульсно-прессовий,. Сейагсу-процесс).
-
Разработаны и внедрены составы песчано-глиниотых смесей, пригодных для изготовления форм отливок станин существующими (встряхивание с подпрессовкой, последовательное прессование) и импульсными методами уплотнения, в т.ч. станин с горизонтально-вертикальным оребрением.
-
Согласно разработанным конструктивно-технологическим параметрам выдано техническое задание ХФ ВНИИЖИШП на проекти-" рование формовочного блока для-технического перевооружения лилейных цехов предприятий электромашиностроения. Разработанная ХФ ВНШЛЖМАШ конструкторская документация на формовочный блок передана заводу "Красная Пресня". Первый'промышленный образец изготавливается для ПО "Ярославский электромашиностроительный завод". ... -
Экономический эффект от внедрения результатов разработок только на П0"ЯЭМЗ" составит более 97 руб на I тонну годного литья. Появляется возможность автоматизировать труд обрубщиков. Экономия чугуна составит свыше 0,15 тонн на одну тонну годного литья за за счет изменения конструкции станин электродвигателей и повышения их размерной точности.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на: заседании секции "Технология литейного произвол-' ства" НТС Минэлектротехпрош в г.Ленинграде (1986 г.) и в Ярославле (1990 г.), научно-технических конференциях в городах Челябинске (1968 г.), Магнитогорска (1988, Г989 г.г.), Рыбинске, Красноярске, Одессе (1990 г.); семинаре главных металлургов и' начальников цехов в Ленинградском доме научно-технической пропаганды (1990 г.), заседании президиума Ярославского областного правлення ВЇЇТ0 машиностроителей (1990 г.),- научно-технической
- б -
конференции в г.Ленинграде (1991г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 статьи, получено одно авторское свидетельство и 4 положительных решения по заявкам на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и приложений. Изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит ІО таблиц, 79 рисунков, список литературы из 127 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.