Модернизация установки литья в вакуумируемые объемные формы

Язык труда и переводы:
УДК:
621.74
Дата публикации:
12 мая 2022, 12:04
Категория:
Кузнечно-штамповочное
Авторы
Явтушенко Павел Михайлович
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Леушин Игорь Олегович
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Грачев Александр Николаевич
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Романов Антон Сергеевич
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Леушина Любовь Игоревна
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Аннотация:
Рассмотрен авторский вариант модернизации установки литья в вакуумируемые объемные формы в соответствии с разработанным способом литья по выжигаемым аддитивным моделям. Объем ресивера предложен переменным при сохранении объема рабочей камеры, в которой находится литейная форма. Сделан вывод, что это позволит адаптировать вакуумную систему установки, обеспечивающую управляемость параметрами процесса во время заполнения металлом литейной формы, к технологическим особенностям конкретной отливки.
Ключевые слова:
литье в вакуумируемые объемные формы, литье по выжигаемым аддитивным моделям, вакуумная система, вакуумный ресивер
Основной текст труда

Установка литья в вакуумируемые объемные формы предназначена для практической реализации операции заливки металлического расплава в литейную форму в рамках разработанного авторами способа литья по выжигаемым аддитивным моделям, включающего изготовление моделей, сборку модельного блока, послойное нанесение на его поверхность огнеупорной суспензии, последовательную сушку каждого из слоев, помещение модельного блока в опоку, одновременные спекание керамической оболочки и выжигание модельного блока и последующую заливку формы металлическим расплавом в условиях ее вакуумирования, охлаждение отливок в форме, выбивку и другие финишные операции.

Важнейшей составляющей установки является вакуумная система, предназначенная для обеспечения управляемости параметрами технологического процесса во время заполнения металлом литейной формы (рис. 1) [1–2].

Рис. 1. Вакуумная система действующей установки литья в вакуумируемые формы:

1 — вакуумная камера; 2 — вакуумметр;   3 — вакуумный насос НВР-5Д; 4 — клапан проходной; 5 — ресивер (вакуумный аккумулятор)

 

Особое место в вакуумной системе занимает уравнительный вакуумный баллон, или вакуумный ресивер, который используется с вакуумными насосами различных типов для стабилизации уровня вакуума в системе, аккумулирования вакуума,  демпфирования пульсаций откачиваемой среды и отделения от нее фильтрата. Он обеспечивает защиту вакуумного насоса от неблагоприятных условий эксплуатации, выступая промежуточным буферным звеном. Ресивер охлаждает воздушный поток, конденсирует и удаляет капельную влагу, способствует осаждению взвешенных частиц в потоке откачиваемого воздуха, формирует недоступные насосу режимы работы вакуумной системы в части скорости откачки [3].

Обычно ресивер оборудуется тремя штуцерами: для приема и вывода откачиваемого воздушного потока, а также выпуска осажденного фильтрата. Первый штуцер устанавливается в верхней части ресивера, а второй несколько ниже на противоположной стороне. В верхней торцовой крышке ресивера с внутренней стороны устанавливается разделительная перегородка, равная по ширине внутреннему размеру ресивера, а по высоте не доходящая до его дна. Эта перегородка служит для увеличения пути движения воздушного потока от первого до второго штуцера и тем самым лучшего отделения фильтрата от воздуха. Третий штуцер для выпуска осажденного фильтрата располагается в днище ресивера. При этом в соответствии с действующими рекомендациями отношение объема ресивера к объему рабочей камеры установки составляет K= 6/8. 

На практике объем вакуумного ресивера выбирается из стандартного ряда, поэтому отношение K фиксируется и не может изменяться, даже если корректировка требуется с целью, например, регулирования быстроты (скорости) откачки. Это существенно ограничивает возможности адаптации вакуумной системы установки к технологическим особенностям конкретной отливки [4].

Суть предлагаемой авторами модернизации установки литья в вакуумируемые формы состоит в том, чтобы сделать объем ресивера переменным при сохранении объема рабочей камеры, в которой находится литейная форма (рис. 2).

Рис. 2. Модернизация установки литья в вакуумируемые формы посредством обеспечения вариативности объема воздухосборника ресивера вакуумной системы

 

Для этого часть ресивера заполняется водой, как известно, характеризующейся несжимаемостью как и все жидкости. При необходимости объем этой части может быть уменьшен или увеличен посредством подачи воды или наоборот, ее отвода. Для обеспечения реализации этой идеи ресивер необходимо дополнительно подключить к системе подачи воды. Водоотвод может осуществляться через штуцер выпуска осажденного фильтрата.

В настоящее время предлагаемое техническое решение проходит процедуру патентования.

Литература
  1. Фролов Е.С., Минайчев В.Е., Александрова А.Т. Вакуумная техника: справочник. Москва, Машиностроение, 1992, 480 с.
  2. Овсянников К.М. Основы расчета вакуумных систем, применяемых в литейном производстве. Москва, Ленинград, Машиностроение, 1971, 80 с.
  3. Иванов В.И. Вакуумная техника. Санкт-Петербург, Университет ИТМО, 2016, 129 c.
  4. Юрьева А.В. Расчет вакуумных систем. Томск, Изд-во ТПУ, 2012, 114 с.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.