Машина формовочная прессовая

Министерство образования РФ Хабаровский государственный технический университет Институт информационных технологий Кафедра «Литейное производство и технология металлов»

Специальность 100 400 — Литейное производство черных и цветных металлов Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Технологическое оборудование литейных цехов»

Машина формовочная прессовая Выполнил: студент

Твердохлеб Е.Н.

Хабаровск 2005

Реферат МАШИНА ФОРМОВОЧНАЯ, ПРЕССОВАНИЕ, МЕХАНИЗМ ПРЕССОВЫЙ, ЦИЛИНДР ПРЕССОВЫЙ, РАМКА НАПОЛНИТЕЛЬНАЯ, ДИАГРАММА ИНДИКАТОРНАЯ прессовый механизм формовочная машина Целью курсового проекта является проектирование прессового механизма формовочной машины.

Указанная цель достигается посредством расчета с применением формул, связывающих геометрические параметры важнейших частей данного механизма с физическими величинами, характеризующими процессы, протекающие при работе формовочной машины. В ходе вычислений рассчитывается площадь прессового поршня, удельное давление прессования в конце хода поршня, общая грузоподъемность прессового механизма, высота наполнительной рамки, строится индикаторная диаграмма, производится ее анализ, определяется индикаторный расход свободного воздуха на одно прессование, а также сечение впускного и выпускного окна в прессовом цилиндре.

Содержание Введение

1. Расчет основных конструктивных и технологических параметров прессовой машины

1.1 Формула для расчета площади прессового поршня

1.2 Определение удельного давления прессования в конце хода поршня

1.3 Определение общей грузоподъемности прессового механизма и силы трения, возникающей при перемещении прессового поршня

1.4 Расчет площади прессового поршня

1.5 Определение диаметра прессового поршня

1.6 Определение высоты наполнительной рамки

1.7 Построение индикаторной диаграммы прессового механизма

1.8 Нахождение промежуточных точек индикаторной диаграммы

1.9 Анализ индикаторной диаграммы

1.10 Определение индикаторного расхода свободного воздуха на одно прессование

1.11 Определение сечения впускного и выпускного окна в прессовом цилиндре

2 Требования безопасности к формовочным машинам Заключение Список использованных источников

Введение

Прессовые формовочные машины делятся на группы по следующим признакам:

а) по способу приложения прессующего воздействия или направления движения смеси относительно опоки — на машины с верхним прессованием, если прессование осуществляется со стороны контрлада формы, и машины с нижним прессованием, если прессование осуществляется со стороны лада формы;

б) по конструкции прессующего элемента на машины:

1) с жесткой прессовой плитой;

2) с профильной плитой;

3) с гибкой диафрагмой;

4) с многоплунжерной головкой;

5) с лопастным рабочим органом;

6) с роторной головкой;

в) по величине давления прессования на установки:

1) низкого давления с удельными давлениями прессования p? 0,3 Мпа (? 3 кгс/см²);

2) среднего давления с p = 0,3−0,7 Мпа (3−7 кгс/см²), получивших наиболее широкое распространение;

3) повышенного давления с p = 0,7 — 2 Мпа (7−20 кгс/см²);

4) высокого давления с p = 2−5 Мпа (20−50 кгс/см²);

5) сверхвысокого давления с p > 5 Мпа (> 50 кгс/см²).

Для получения повышенных и высоких давлений прессования (10−20) • 10⁵ Па (10−20 кгс/см²) при использовании сжатого воздуха прессовый поршень, а следовательно, и сама машина получается весьма больших размеров. В целях уменьшения габаритных размеров машины и получения при этом больших усилий прессования используют пневмогидравлические усилители или мультипликаторы.

г) по конструктивному выполнению на машины:

1) поршневые;

2) диафрагменные;

3) многоплунжерные;

4) рычажные;

5) катковые;

6) мундштучные;

д) по роду привода на машины:

1) пневматические;

2) гидравлические;

3) пневмогидравлические;

е) по комбинированности с другими методами уплотнения на машины:

1) вибропрессовые, когда для интенсификации процесса уплотнения прессовые машины снабжаются специальными вибраторами;

2) пескодувно-прессовые, когда для наполнения опоки используется пескодувный метод.

Наполнять опоки формовочной смесью можно с подвесного бункера при помощи затворов или дозаторов. В современных прессовых машинах смесь вдувается в опоки из резервуара. Такие машины получили название пескодувно-прессовых. При пескодувном наполнении опок отсутствуют потери смеси просыпанием, кроме того, сама смесь при наполнении предварительно уплотняется;

з) встряхивающе-прессовые, с использованием встряхивания и последующей допрессовки формы или встряхивания с одновременным прессованием;

ж) по количеству несущих колонн:

1) одноколонные консольные установки;

2) установки с двумя опорными колоннами;

3) четырехколонные формовочные прессы большой мощности.

Станины прессовых машин выполняются C-образными в виде одной колонны, к которой примыкает машинный стол и поворотная траверса, либо в виде двух или четырех колонн, между которыми закрепляется стол машины, а сверху к ним крепится траверса. Такая конструкция станины позволяет в значительной мере уменьшить массу машины.

и) по типу агрегатирования прессовые формовочные машины делают как однопозиционными, так и многопозиционными;

к) по использованию силы, развиваемой прессовым цилиндром, прессовые машины выполняют:

1) с простым прессовым цилиндром;

2) с мультипликатором;

3) с рычажным механизмом;

л) по конструкции траверсы машины изготавливают:

1) с поворотной траверсой;

2) с неподвижной траверсой;

3) с траверсой, откидывающейся назад;

4) с траверсой в виде тележки (каретки);

Неподвижные траверсы конструктивно наиболее просты и допускают минимальный зазор между прессовой колодкой и прессуемой формой. Они получили наибольшее распространение в современных прессовых автоматах проходного типа.

м) по расположению прессового цилиндра формовочные машины выполняют с нижним и верхним расположением.

Машины с расположением прессового цилиндра внизу, на станине являются наиболее распространенным типом прессовых формовочных машин и механизмов подпрессовки. Такие машины по характеру процесса прессования выполняют как с верхним, так и с нижним прессованием.

Несмотря на некоторые технологические преимущества нижнего прессования, на практике больше применяют верхнее прессование литейных форм вследствие свойственной ему большей простоты конструкции машины и более легкой переналадки технологической оснастки.

Машины с верхним расположением прессового цилиндра на траверсе делают реже. При значительных размерах опок прессовый цилиндр, в особенности пневматический, получается достаточно громоздким. Поэтому данная схема пригодна главным образом для машин с гидравлическим приводом.

Уплотнение поршня пневматического прессового цилиндра часто выполняют с помощью саморазжимающихся колец из маслостойкой резины. Поршни большого диаметра целесообразно делать плавающими, как показано на схеме, т. е. не имеющими жесткого соединения со штоком или стаканом прессового стола. Такая конструкция допускает уменьшение точности обработки цилиндра, не требуя строгой соосности зеркала цилиндра и направляющих поверхностей для скольжения стакана.

Формовочные машины состоят из следующих основных механизмов: прессовый механизм; узел протяжки полуформ; дозатор; устройство для нанесения разделительного покрытия на модель; механизм для подачи пустых и готовых полуформ; узел подъема и опускания наполнительной рамки.

Пневматический привод прессовой формовочной машины, так же как и пневматический привод любой машины, должен иметь на входе узел подготовки воздуха, в состав которого входит: влагоотделитель и маслораспылитель. Кроме того, пневматическая формовочная машина должна быть оборудована контрольно-регулирующей аппаратурой (регуляторы давления, реле давления и другие устройства, обеспечивающие необходимое давление в пневмосистеме и защиту пневмопривода от падения давления).

Регуляторы давления предназначены для регулирования и поддержания заданного давления в полости цилиндра машины. Реле давления контролирует величину давления сжатого воздуха в системе. В случае падения давления ниже заданной величины резко нарушается заданный режим работы формовочной машины, что может привести к браку в отливках.

Если в сети, вследствие аварии или разрыва трубы, резко снизится давление, то поднятый поршнем стол с модельно-опочной оснасткой и смесью начнет быстро опускаться, что может привести к травмам и поломкам машины. Поэтому на подводящем трубопроводе должны быть установлены обратные клапаны, которые свободно пропускают воздух в одном направлении и не пропускают в противоположном.

При проектировании приводов прессовых машин, а также в период их эксплуатации используют индикаторные диаграммы. Индикаторная диаграмма — это график изменения давления p_ц в полости цилиндра в зависимости от пути S поршня.

Площадь индикаторной диаграммы — это работа, совершенная механизмом, записанная в соответствующем масштабе. По площади индикаторной диаграммы и по ее форме судят не только о величине полезно затраченной работы, но и определяют характер неисправностей в данной машине.

Рис.1

1. Траверса. 2. Прессовая колодка. 3. Наполнительная рамка. 4. Опока. 5. Модельная плита. 6. Стол. 7. Прессовый поршень.

S₀ — высота вредного пространства прессового цилиндра под поршнем, м;

z — зазор между прессовой колодкой и верхней кромкой наполнительной рамки перед началом прессования, м;

h — высота наполнительной рамки, м;

H — высота опоки, м;

D_п — диаметр прессового поршня, м.

1. Расчет основных конструктивных и технологических параметров прессовой формовочной машины

1.1 Формула для расчета площади прессового поршня Расчет прессового механизма формовочной машины в основном сводится к расчету площади прессового поршня. Площадь прессового поршня определяется из уравнения [1, с. 124], [2, с. 63], [3, с. 96]

откуда

(1)

гдеполная сила прессования, Н;

— технологически необходимое удельное давление прессования в конце хода поршня, Па;

— площадь опоки в плане, м²;

— сила прессования, Н;

— общая грузоподъемность прессового механизма — вес поднимаемых при прессовании частей машины, включая и полезную нагрузку (поршень, стол, опока, формовочная смесь, модельная оснастка), Н;

— сила трения, возникающая при перемещении прессового поршня, Н;

— расчетное максимальное избыточное давление воздуха в прессовом цилиндре, равное (в конце хода прессования) давлению сжатого воздуха в магистральной сети, Па;

— площадь прессового поршня, м².

1.2 Определение удельного давления прессования в конце хода поршня Удельное давление прессования в конце хода поршня определяется по уравнению Н. П. Аксенова, справедливого для давлений прессования до 0,5…1,0 МПа (до 5…10 кгс/см²) [2, с. 38]

(2)

где д — средняя плотность литейной формы (средняя объемная массам формовочной смеси, которой оценивается степень уплотнения смеси). Для хорошо уплотненной формы технологически необходимая плотность смеси составляет д = 1,6… 1,8 г/см³, (Ч10³ кг/м³);

р — удельное давление прессования, в формуле (2) выражено в кгс/см²;

С — коэффициент уплотняемости смеси, его величина зависит от свойств смеси и размеров формы. Определяется согласно эмпирической зависимости [2, с. 38] и принимает значения С = 0,4…0,6; принимаем С = 0,5.

При увеличении высоты смеси смеси в опоке Н, см (до прессования) коэффициент уплотняемости уменьшается вследствие того, что в более высокой опоке более значительная доля работы прессования поглощается трением смеси о стенки опоки.

Из формулы (2) удельное давление прессования к концу процесса прессования, когда плотность формовочной смеси в опоке достигает заданной д, будет равно [2 с. 39]

Это давление соответствует деформации смеси в опоке на всю высоту наполнительной рамки.

1.3 Определение общей грузоподъемности прессового механизма и силы трения, возникающей при перемещении прессового поршня Общая грузоподъемность прессового механизма определяется по формуле

где — полезная нагрузка на машину от веса опоки, формовочной смеси и модельной оснастки (грузоподъемность машины), Н;

— вес поднимаемых при прессовании подвижных частей машины (поршень, стол), Н Для предварительных приближенных расчетов усилие (Q + R) принимается в пределах 0,1… 0,15 от силы прессования [1, с. 125], [2 с. 64], [3 с. 97]

Принимаем Q + R = 0,8•10⁵ Н.

Сила трения в уплотнениях прессового поршня при расчетах принимается равной [2, с. 64], [3 с. 97]

R? 0,25 • Q, Н.

Если сила трения R по рекомендациям принимается R = 0,25 • Q, то общая грузоподъемность Q определится из выражения Вес поднимаемых частей с нагрузкой в машинах с верхним прессованием и расположением прессового механизма внизу составляет обычно по эмпирическим данным [2, с. 64]

1.4 Расчет площади прессового поршня Подставим найденные значения,, и в формулу (1):

Определение диаметра прессового поршня Диаметр прессового поршня определяется по формуле

1.5 Определение высоты наполнительной рамки Высота наполнительной рамки определяется по формуле [1, с. 117], [2 с. 44]

м, где — объем модели, м³.

Для предварительных расчетов объем модели принимается в пределах 25% объема опоки д — плотность формовочной смеси после уплотнения (принимается в п. 2), г/см³, (Ч10³ кг/м³);

д₀ — плотность формовочной смеси до уплотнения, г/см³.

Для очень рыхлой засыпки формовочной смеси в опоку, например, через сито, начальная плотность д₀ составляет около 1,0 г/см³; для формовочной смеси, поступившей в опоку из бункера или дозатора д₀ = 1,15… 1,20 г/см³ /2, с. 38/.

1.6 Построение индикаторной диаграммы прессового механизма Для построения диаграммы рассмотрим рабочий процесс пневматического прессового цилиндра проектируемой формовочной машины с верхним прессованием и с обычным расположением механизма, а именно, с неподвижной во время прессования траверсой и прессовой колодкой и поднимающимся прессовым поршнем со столом, на котором расположены модельная плита, опока и наполнительная рамка. Перед началом прессования между прессовой колодкой и верхней кромкой наполнительной рамки имеется зазор z.

Индикаторная диаграмма прессового механизма строится в координатах, произведение которых отображает работу сжатого воздуха в цилиндре машины.

Где — давление в прессовом цилиндре, Па

— объем цилиндра со сжатым воздухом, м³.

Если процесс рассматривается относительно единицы площади поршня, индикаторная диаграмма строится в координатах

Точка 1 диаграммы соответствует началу подъема поршня. Давление воздуха на поршень, возрастая от атмосферного (точка «О» на диаграмме), должно быть достаточным, чтобы преодолеть силу тяжести поднимаемых частей машины с полезной нагрузкой Q и силу трения поршня о стенки цилиндра R. Пренебрегая силами инерции поднимаемых частей, условие равновесия поршня в точке 1 запишется в виде где — абсолютное давление воздуха в цилиндре в точке 1, ат;

— избыточное (рабочее) давление воздуха (сверх атмосферного), которое совершает работу в цилиндре механизма прессования в точке 1

Ордината точки 1 диаграммы равна приведенной высоте вредного пространства прессового цилиндра где — ордината точки 1 диаграммы, м;

— приведенная высота вредного пространства, м;

— объем вредного пространства, м³.

При конструировании прессового механизма вредное пространство прессового цилиндра следует стремиться делать возможно малым. Обычно принимают = 0,02… 0,06 м; выбираем = 0,03 м.

Когда давление станет чуть больше р₁, поршень пойдет вверх. На участке хода 1−2 выбирается зазор z между прессовой колодкой и поверхностью формовочной смеси в наполнительной рамке. Так как при этом допускается, что дополнительных сопротивлений, препятствующих движению поршня вверх, не возникает, то и давление воздуха в цилиндре должно остаться неизменным.

Точка 2 соответствует началу прессования смеси в опоке При этом Начиная с точки 2 и до конца вверх, происходит прессование формы, и давление под прессовым поршнем растет с увеличением сопротивления формы уплотнению. Зазор между прессовой колодкой и верхней кромкой наполнительной рамки перед началом прессования, для уменьшения расхода воздуха и повышения производительности прессовой машины, стремятся сделать минимальным z = 3… 5 мм. Хотя он и может доходить до величин z = 15… 20 мм.

Если бы начальная плотность смеси в опоке была д₀ = 1 г/см³, то согласно уравнению д = 1 + С • р^0,25 сопротивление формы уплотнению в начальный момент прессования равнялось бы нулю р₀ = 0. Линия прессования индикаторной диаграммы показала бы плавное нарастание давления от точки 2. Если же, как это обычно бывает на практике, начальная плотность смеси д₀ > 1 г/см³, то сопротивление формы уплотнению в начальный момент прессования не равно нулю и на основании уравнения прессования (2) составляет Некоторое время колодка не будет двигаться вверх, но давление будет нарастать. В этом случае в момент начала прессования на индикаторной диаграмме получится скачок давления в цилиндре. Величина скачка (Па) пропорциональна разности д₀ — 1. Как только давление станет выше величины сопротивления смеси прессовая колодка начнет двигаться.

Точка 2 а соответствует началу внедрения прессовой колодки в объем наполнительной рамки. Повышение давления воздуха в цилиндре в этой точке [1, с. 125]

Ордината точки 2а На участке 2А… 3 (величина хода h) давление по ходу поршня будет все время нарастать до величины р₃ по некоторому нелинейному закону.

Точка 3 диаграммы соответствует концу процесса прессования, т. е. тому моменту, когда прессовая колодка, переместившись на всю высоту наполнительной рамки h, запрессовала в опоку весь объем смеси, находившийся в ней. В этот период плотность формовочной смеси в опоке достигает заданной д, и давление воздуха на прессовый поршень составит [1, с. 125]

где д — заданная технологически необходимая плотность смеси (принимается в п. 2), г/см³.

Это давление не должно превышать расчетного давления сжатого воздуха в сети.

Ордината точки 3

где — высота наполнительной рамки, м.

В точке 3 прессовый цилиндр переключается на выхлоп. На участке 3… 4 давление воздуха в цилиндре резко падает вследствие открытия выхлопного клапана.

Точка 4 диаграммы соответствует моменту, когда происходит снижение избыточного давления в прессовом цилиндре до некоторого конечного давления

[2, с. 63].

Прессовый поршень начинает опускаться. Движущей силой при этом будет сила тяжести подвижных частей о свои направляющие.

В точке 4 давление воздуха на поршень Ордината точки 4

Точка 5 диаграммы соответствует концу опускания поршня в цилиндре в исходное положение. При этом некоторое избыточное давление р₄ сохраняется до полного перемещения поршня вниз (до точки 5). Поэтому в точке 5 давление воздуха на поршень Ордината точки 5

На участке 5…1 цилиндр наполняется воздухом, и весь цикл прессования повторяется. При установившейся работе машины диаграмма замкнется в исходной точке 1, и следующий цикл будет являться повторением рассмотренного.

1.7 Нахождение промежуточных точек индикаторной диаграммы При построении индикаторной диаграммы промежуточные точки на участке прессования могут быть найдены аналитически.

Промежуточные точки n₁, n₂, n₃ диаграммы определяют характер кривой линии на участке 2А — 3, соответствующей изменению давления воздуха на единицу площади поршня при его движении вверх. При движении поршня на участке 2А — 3 прессовая колодка внедряется на глубину, равную высоте наполнительной рамки h, и смесь в опоке уплотняется до заданного значения д. В промежуточных положениях прессовой колодки h_n1, h_n2, h_n3 степень уплотнения д_n1, д_n2, д_n3 смеси в опоке будет меньше заданной.

Определим плотность смеси (г/см³) в промежуточных точках n₁, n₂, n₃ пользуясь выражением (п.6) для высоты наполнительной рамки:

д_n1 = д₀ • ;

д_n2 = д₀ • ;

Зная величины д_n1, д_n2 и д_n3, находим удельное давление прессования из уравнения Н. П. Аксенова (2):

р_n1 =, Па;

р_n2 =, Па;

р_n3 =, Па.

Получаем р_n1 = Па;

р_n2 = Па;

р_n3 = Па.

Определив р_n1, р_n2 и р_n3 найдем давление воздуха в прессовом цилиндре в точках n₁ и n₂:

р_ц.n1 = р₂ +, Па;

р_ц.n2 = р₂ +, Па;

р_ц.n3 = р₂ +, Па.

Получаем р_ц.n1 = 130 000 + Па;

р_ц.n2 = 130 000 + Па;

р_ц.n3 = 130 000 + Па.

Ординаты точек n₁, n₂ и n₃ будут соответственно равны:

S_n1 = S₀ + z + h_n1, м;

S_n2 = S₀ + z + h_n2, м;

S_n3 = S₀ + z + h_n3, м.

Получаем

S_n1 = 0,04 + 0,01 + 0,0275= 0,0757 м;

S_n2 = 0,04 + 0,01 + 0,055 = 0,105 м;

S_n3 = 0,04 + 0,01 + 0,0825 = 0,1325 м.

1.8 Анализ индикаторной диаграммы Основным показателем экономичности работы прессового механизма является отношение работы сжатого воздуха, затраченного на чистое прессование, к работе сил трения, возникающих в процессе прессования. Определить это отношение удобнее всего по индикаторной диаграмме.

Анализ индикаторной диаграммы производится в следующем порядке:

а) определяется площадь индикаторной диаграммы 1−2-2А-3−4-5−1, равная работе сжатого воздуха в Дж, отнесенной к 1 м² площади поршня.

Работа на единицу площади представляет удельную работу, А = р_ц • S, [Па] • [м] = [Н/м²] • [м] = [Дж/м²].

S = 0,12 м.

А = 2,926 • 10⁵ • 0,12 = 35 112 Дж.

Вся эта работа расходуется на прессование и преодоление трения при ходе поршня вверх и вниз;

б) определяется площадь, соответствующая только работе прессования. Работа прессования выражается на диаграмме площадью f_пр (2−2А-3−3А-2).

Вычисляя ее графически, получаем f_пр = 8950 Н • м/ м²;

в) определяется площадь, соответствующая работе сил трения. Работа трения выражается на диаграмме площадью прямоугольника f_тр (1−3А-4−5-1),

f_тр =, Н • м/ м² ,

где S = h + z — ход поршня, м.

f_тр = Н • м/ м².

Вычисляя графически, получаем f_тр =3150 Н • м/ м²

г) определяется рациональность конструкции прессового механизма.

Построив в определенном масштабе индикаторную диаграмму и найдя площади f_тр и f_пр, находим отношение f_тр: f_пр. По отношению f_тр: f_пр, которое должно находиться в пределах 0,1… 0,15, можно судить о совершенстве конструкции прессового поршневого механизма [1, с. 127].

= 0,1… 0,15.

= 3150/8950=0,35

Данное число превышает заданный интервал, значит, механизм не совершенен.

1.10 Определение индикаторного расхода свободного воздуха на одно прессование Определяется индикаторный расход свободного воздуха на одно прессование (м³). С некоторыми допущениями он находится, если из количества воздуха в объеме цилиндра в конце хода прессования в точке 3 диаграммы, пересчитанного на атмосферное давление, вычесть количество воздуха, оставшееся во вредном пространстве после выхлопа (в точке 5 диаграммы)

V_в = (V + V₀) • р₃ — V₀ • р_а,

где V_в — расход воздуха на одно прессование, м³ (расход и количество воздуха в объеме равно произведению данного объема на давление находящегося в нем газа);

V + V₀ — объем цилиндра в конце хода прессования совместно с объемом вредного пространства, находящихся под абсолютным давлением воздуха в цилиндре в точке 3

V + V₀ = F_п • S + F_п • S₀ = F_п • (S + S₀),

р₃ — абсолютное давление воздуха в цилиндре в точке 3

р₃ = р_{3 изб.} + р_а = р₀ + 1,

р_{3 изб.} — избыточное давление воздуха (сверх атмосферного) в точке 3, равное давлению сжатого воздуха в магистральной сети р_{3 изб.} = р₀;

р_а — атмосферное давление, р_а = 1ат;

V₀ • р_а — количество воздуха, оставшееся во вредном пространстве после выхлопа при давлении в 1 ат (остаток воздуха во вредном пространстве).

Окончательно расход свободного воздуха на одно прессование находится по формуле

V_в = (F_п • S + V₀) • (р₀ + 1) — V₀ = F_п • (S + S₀) • (р₀ + 1) — F_п • S₀.

V_в = (2,42 • 0,12 + 0,04) • (0,0081 + 1) — 2,42 • 0,04 = 0,236 м³.

В формуле допущено, что давление воздуха в конце прессования в точке 3 равно давлению воздуха в сети р₀ и что температура воздуха в процессе прессования не изменяется.

В практических расчетах при определении расхода воздуха на одно прессование необходимо также учитывать и протечку его через уплотнительные соединения поршневого механизма.

1.11 Определение сечения впускного и выпускного окна в прессовом цилиндре Определяется сечение впускного и выпускного окна в прессовом цилиндре f_вп и f_вып.

Их можно найти из уравнения сплошности потока воздуха [1, с. 127]:

f_вп • х_вп = F_п • х_п,

откуда f_вп = f_вып =, м²,

где х_вп — скорость воздуха в магистральной сети при входе в цилиндр, м/с²;

х_п — средняя скорость подъема поршня при прессовании, м/с. Принимается по практическим данным [1, с. 127]

f_вп = f_вып = м³

t_вп — время впуска, с. Принимается по практическим данным.

t_вп = 3… 5 с; принимаем t_вп = 4 с.

Тогда диаметр впускного отверстия

d_вп =, м.

d_вп = м.

2. Требования безопасности к формовочным машинам В конструкциях формовочных машин необходимо предусматривать блокировки, обеспечивающие невозможность срабатывания механизмов машины, пока не будет достигнуто фиксированное положение соответствующих элементов.

Встряхивающие, встряхивающе-прессовые, вибропрессовые машины, а также другие устройства, создающие вибрацию, должны устанавливаться на виброизолирующих фундаментах.

Во всех машинах, где неизбежно просыпание смеси, следует предусматривать механизированную ее уборку.

У машин с поворотной плитой и тележкой для приема заформованых опок необходимо механизировать выкатку тележки из-под машины.

Конструкции машин с поворотными и опрокидывающимися столами должны предусматривать крепление подмодельных плит и опок к столам надежными устройствами.

Кантующие устройства следует надежно оградить, все формовочные машины оснастить механизмом для установки опок и съема полуформ. Во встряхивающих машинах должна быть предусмотрена механизированная засыпка формовочной смеси в опоки и разравнивание смеси перед уплотнением. С внедрением автоматизированных линий формовки — сборки — выбивки особое внимание должно быть обращено на безопасное проведение наладки, обслуживания и ремонта этих линий. С этой целью рекомендуется надежно ограждать опасные зоны, предусматривать блокировки для предотвращения несчастных случаев.

Травмы (ушибы, ожоги, ранения рук и других частей тела) могут быть нанесены рабочим формовочных отделений в случае неисправности зажимных приспособлений, самопроизвольного включения механизмов и др.

Травмы могут быть вызваны также невнимательностью рабочих и нарушением ими правил техники безопасности. Например, рабочий должен следить, чтобы его рука или нога не оказалась в опасной зоне работающих машин: между полуформой и прессовой колодкой и другими частями машины. Рабочий должен строго соблюдать очередность выполнения действий по управлению машиной, так как, например, при включении прессового механизма до установки в рабочее положение траверсы (на машинах 226, 226М — 268) рабочий может получить травму выброшенным из цилиндра поршнем. В практике работы формовочных отделений также встречаются тяжелые травмы рабочих, вызванные нарушением правил пользования сжатым воздухом, например, случайно направленная в лицо человека струя воздуха может привести к потере зрения и слуха.

Для обеспечения безопасности труда конструкции формовочных машин должны отвечать указанным ниже требованиям.

В пневматических формовочных машинах должна предусматриваться система электрической блокировки механизмов; пусковое устройство для включения движущихся частей машины должно приводиться в действие обеими руками, чтобы одна из рук не смогла оказаться в опасной зоне соединения приводных деталей; пусковое устройство может быть размещено также на некотором расстоянии от машины, с тем, чтобы отдалить рабочего от ее движущихся частей во избежание случайного включения механизма машины, пусковые рукоятки должны ограждаться предохранительной дугой или иметь специальные предохранительные штифты, входящие в одно из отверстий неподвижной части корпуса воздухораспределителя; во избежание падения рабочих-формовщиков в полу у основания формовочных машин должны предусматриваться решетки, через которые ссыпающаяся из опок смесь попадает на расположенный ниже уровня цеха ленточный уборочный конвейер, смонтированный в туннеле.

Для обеспечения безопасности труда рабочие формовочных отделений должны соблюдать основные требования:

— каждый рабочий должен твердо знать содержание производимых им операций и строго соблюдать установленную последовательность их выполнения;

? нельзя использовать модельные плиты с изогнутыми направляющими штырями, без наличия исправных цапф или других элементов, обеспечивающих надежность зацепления плит чалочными средствами;

? нельзя производить чистку формовочных машин во время их работы;

? опоки необходимо складывать в штабеля высотой не более 1,5 м, при этом площадь пола должна быть горизонтальной, ровной и утрамбованной, а ширина проходов между штабелями должна быть не менее 1,6 м.

Заключение

В результате проектирования был разработан проект прессового механизма формовочной машины, определены его размеры и основные характеристики. Данный механизм отвечает предъявляемым к нему техническим требованиям, он надежен и пригоден к длительной производственной эксплуатации. На сборочном чертеже, прилагаемом к проекту, показан общий вид механизма, обозначены составляющие его детали и способ монтажа в схеме прессовой формовочной машины.

Список использованных источников

1 Зайгеров И. Б. Оборудование литейных цехов. — Минск: Вышейная школа, 1980. — 368 с.

2 Аксенов П. Н. Оборудование литейных цехов. — М: Машиностроение, 1977. — 509 с.

3 Матвеенко И. В., Тарский В. Л. Оборудование литейных цехов. — М.: Машиностроение, 1985. — 440 с.

4 Зайгеров И. Б. Машины и автоматизация литейного производства. — Минск: Вышейная школа, 1969. — 496 с.

5 Орлов Г. М. Автоматизация и механизация процесса изготовления литеных форм. — М.: Машиностроение, 1988. — 264 с.

6 Сафронов В. Я. Справочник по литейному оборудованию. — М: Машиностроении, 1985. — 320 с.

7 Горский А. И., Геллер Р. Л., Лиокумович Л. Ф. Расчеты машин литейного производства. — М.: Машиностроение, 1966. — 403 с.

8 Горский А. И. Расчет машин и механизмов автоматических линий литейного производства. — М.: Машиностроение, 1977. — 551 с.

9 Аксенов П. Н., Орлов Г. М., Благонравов Б. П. Машины литейного производства. Атлас конструкций. — М.: Машиностроение, 1972. — 211 с.

10 ГОСТ 10 580– — 74. Машины литейные. Общие технические требования. — М.: Издательство стандартов, 1978. — 17 с.

11 Файн А. И., Виноградова О. Д. Безопасность труда формовщика. — М.: Машиностроение, 1987. — 64 с.