Меры безопасности при литье под низким давлением и с противодавлением

Характеристика оборудования и технологического процесса

Состав оборудования на участке и характеристика машин ЛПНД

В состав основного оборудования, которое надо расположить на литейном участке при реализации технологии литья под низким давлением (ЛПНД), входят: сама машина ЛПНД; пульт управления; печь с машинным или ламповым генератором. В зависимости от типа литейной машины надо предусмотреть на участке транспортную тележку с тиглем для перевозки металла от печи к машине или осуществлять заливку металла непосредственно в камеру машины.

Выпускают два типа машин ЛПНД.

Первый тип — это машины с вертикальным разъемом. На таких машинах делают отливки средних габаритов, приблизительно до 50 кг, так как открытие формы ограничено подъемом верхней траверсы. Пример схемы поперечного сечения такой машины (принципиальная схема установки) показан в ч. I на рис. 2.14. На этом рисунке показана схема только самой установки. Но для реализации технологического процесса реально требуется гораздо больше оборудования и значительный по площади участок.

В полный состав установки входят: 1 — приборный щит с приборами, показывающими: температуру металла и металлопровода, давление воздуха и количество металла в тигле, а также другие контролируемые параметры; 2 — пневмоцилиндр для вертикального опускания и подъема траверсы с крышкой формы; 3 — четыре направляющие колонны, по которым движется траверса; 4 — тигель для загрузки и плавки металла; 5 — выкатная (по рельсам) камера с тиглем; 6 — колодец глубиной примерно 1,2 м, в котором находится выкатная камера с металлом. Расплавленный металл привозят на участок и заливают в тигель для загрузки и плавки металла. А в саму машину, показанную на рис. 2.14, расплавленный металл попадает так: он из тигля загрузки и плавки заливается в герметичный обогреваемый тигель 4, который выкатывается по рельсам, а затем этот выдвижной герметичный тигель снова становится на место. Таким образом, в этом тигле не плавят. В него переливают готовый металл и поддерживают температуру, необходимую для заливки. Температуру поддерживают с помощью электронагревателей 5.

Четыре направляющие колонны, по которым движется траверса, и пульт управления машиной на рис. 2.14 не показаны.

Второй тип — это машины с горизонтальным раскрытием кокиля (формы). Такие машины предназначены для крупных отливок диаметром до 900 мм и высотой до 1200 мм. Наибольший вес отливки из алюминиевого сплава — 300 кг. Несущей конструкцией машины второго типа служит чугунная литая станина, на которой установлены кронштейны с шарнирно укрепленными гидравлическими цилиндрами. Штоки цилиндров соединены с формодержателями, которые поворачиваются вокруг вертикальных колонн, закрепленных в станине. Предусмотрена важная мера безопасности: конструкция шарнирного соединения обеспечивает необходимую степень свободы в направлении продольной оси машины для компенсации разницы в тепловом расширении сопрягаемых деталей. При плановой проверке состояния машины работники службы главного механика должны проверять надежность прикрепления к формодержателям, чтобы секторные матрицы кокиля были надежно к ним прикреплены и при движении легко скользили бы по направляющим опорам. Камера металлоприемника состоит из корпуса и крышки, отлитых из стали, например 35Л. Для обеспечения герметичности соединения используется специальное кольцо из резины, которое помещается между двумя водоохлаждаемыми фланцами. Крышка надежно прижимается четырьмя гидравлическими прихватами, приводимыми в движение цилиндрами. Проверка надежности такого крепления должна быть включена в план анализа текущего состояния оборудования. Поворот крышки на 90° производится вертикальным гидравлическим цилиндром (усилие может достигать 6 т). Крышка при помощи плавающего шарнира самоустанавливается на фиксаторы станины. Через крышку проходит металлопровод, который опускается в тигель с металлом. Необходимо регулярно контролировать состояние герметичности мест соединения. Плита кокиля монтируется на поворотной крышке, причем матрицы кокиля в раскрытом виде не должны препятствовать ее повороту.

Есть общая машина первого типа (с вертикальным разъемом), на которой методом переброски клапанов можно получить и противодавление, и низкое давление и газовое всасывание с помощью необходимого переключения клапанов А, Б, В. Схема такой машины приведена на рис. 29.1. Управление машиной производится с пульта управления. В верхней части металлопровода расположены электронагреватель и соединительные шины. На крышке находится плита постоянной формы определенного диаметра с цапфами для транспортировки. Секторы формодержателей соединены шарнирно (см. рис. 29.1).

Рис. 29.1. Литейная машина с противодавлением, способная работать как машина литья под низким давлением:

а — машина в рабочем состоянии; б — машина в состоянии, подготовленном под заливку камеры; 1 — горизонтальный гидроцилиндр, выдвигающий камеру;

• 2 — рельсы; 3 — трубопровод для подачи сжатого воздуха или инертного газа;
• 4 — камера; 5 — тигель; 6 — сварная рама; 7 — металлопровод;
• 8 — обогревающее устройство; 9 — опорная плита; 10 — лоток; 11 — траверса; 12 — пневмоцилиндр траверсы; 13 — поворотные кулачки для закрепления траверсы при замене литейной формы; 14 — сварная конструкция для укрепления направляющих колонн; 15 — упоры для сброса отливки; 16 — пневмоцилиндр крышки, закрывающей камеру; 17 — герметическая крышка камеры;
• 18 — направляющие колонки (4 шт.)

Машину с противодавлением можно использовать (при необходимости) в качестве просто машины ЛПНД. Это тоже пояснено на рис. 29.1. Из приведенных сведений следует, что меры по безопасности и охране труда, которые надо предусмотреть при эксплуатации всех типов литейных машин, примерно одинаковые. Но надо учесть, что при работе оборудования с противодавлением меры по защите от возможного внезапного повышения или понижения давления воздуха или инертного газа в пневмои гидросистемах должны быть более сложными и дорогими, требующими большего внимания, так как при такой схеме давление в машине выше — до 2 МПа (обычно 1,6 МПа).

Индукционная печь представляет собой воздушный трансформатор, первичной обмоткой которого является водоохлаждаемый индуктор, зоз, а вторичной — стальная камера с тиглем. Между камерой и индуктором выполнена теплоизоляция из молотого диатомита. Мощность нагревателя, в зависимости от типа печи, может достигать 60 кВт. Регулируется мощность переключением выводов индуктора. Герметичная камера сообщается с пневматической системой посредством трубы необходимого диаметра. Рядом с машиной находятся пульт управления с пневмосистемой, насосная станция гидропривода, шкаф с приборами теплового контроля, шкаф силового электрооборудования с конденсаторной батареей. Такая батарея включает необходимое количество конденсаторов и силовой трансформатор с колонкой для охлаждения воды. В печи предусмотрена система водоохлаждения для витков индуктора, масла в системе гидропривода и фланца герметизации. Важно контролировать, чтобы температура жидкости и воды (на выходе из индуктора) не превышала допустимого значения (подробно это рассмотрено в гл. 17).

В случае превышения допустимого значения температуры воды на выходе из индуктора должно сработать устройство световой и звуковой сигнализации; работу следует приостановить, выяснить причину неисправности (возможно, придется извлечь и заменить рабочий тигель). В системе управления имеется реле давления, с помощью которого отключаются индуктор и нагреватели металлической при падении давления воды в системе ниже нормального. Все штоки гидроцилиндров предохранены от загрязнения телескопическим кожухом.