Autorzy:
Krzysztof Makohonenko
Damian Gorzkiewicz
Streszczenie
Niniejszy artykuł przedstawia nowe techniki formowania bezskrzynkowego, oferowane w latach 80-tych ubiegłego stulecia, przez już nie istniejące DOLNOŚLĄSKIE ZAKŁADY METALURGICZNE w Nowej Soli. Przybliża potencjalnym użytkownikom możliwości twórcze i wykonawcze ówczesnej, państwowej firmy DOZAMET w zakresie formowania bezskrzynkowego, które zostały zaprzepaszczone.
Artykuł jest również apelem i zaproszeniem do wspólnej realizacji i kontynuowania tematu formowania bezskrzynkowego.
Jest skierowany także do miłośników i specjalistów formowania w skrzynkach usuwalnych, którym zależy na rozwoju tej techniki formowania w Polsce.
Szanowni Państwo!
Przedstawiamy Państwu bardzo interesujący projekt techniczny bezskrzynkowej linii formierskiej typu BDT-2 do wykonywania form bezskrzynkowych o wymiarach pakietów 600x775x200-400mm, z pionowym podziałem formy.
Cechą charakterystyczną linii BDT-2 jest to, że wszystkie napędy linii, łącznie z napędami zespołów prasujących, realizowane są przez silniki elektryczne. W linii zastosowana jest zasada, że najprostszą i niezawodną konstrukcją napędową jest napęd elektryczny i tam gdzie tylko pozwala obecna technika, napęd elektryczny jest stosowany.
W BDT-2 stosowana jest też znana zasada, że najprościej i najtaniej prowadzi się instalację elektryczną, potem pneumatyczną, a na końcu instalację hydrauliczną. Zastosowanie powyższych reguł technicznych pozwoliło opracować oryginalną konstrukcję linii bezskrzynkowej, jaką jest linia BDT-2.
Opracowana linia BDT-2 jest całkowitą nowością techniczną w zakresie formowania bezskrzynkowego, zawiera wiele śmiałych i oryginalnych rozwiązań, które dotąd nie były stosowane.
Zapraszamy wszystkie instytucje naukowe, zakłady produkcyjne, sponsorów oraz wszelkie podmioty gospodarcze i osoby fizyczne, którym bliskie są problemy formowania bezskrzynkowego, do wspólnej realizacji tematu.
Istnieje bowiem szansa dopracowania linii BDT-2 uwzględniając ciągły postęp w dziedzinie technik napędowych, sterowania i wykonania linii w metalu.
Efekty ekonomiczne i techniczne z realizacji linii BDT-2 mogą uzyskać realizatorzy tego tematu oraz krajowy i światowy przemysł odlewniczy.
Założenia techniczne linii BDT-2 zostały opracowane wspólnie ze znanym na świecie konstruktorem maszyn i urządzeń odlewniczych panem Russelem Taccone z USA.
Zapraszamy do współpracy!
Opis techniczny linii BDT-2
1. Przeznaczenie
Bezskrzynkowa linia formierska jest przeznaczona do wykonywania form w oparciu o technologię formowania bezskrzynkowego z pionowym podziałem form.
Stosowanie tej technologii zagęszczania spełnia wymagania stawiane nowoczesnym technologiom formowania, takim jak: wysoka jakość produkowanych odlewów, niskie koszty produkcji, duża wydajność, możliwość szybkich i częstych zmian w asortymencie produkowanych odlewów.
Układ linii formierskiej BDT-2 stanowi prosty, w miarę krótki odcinek produkcji odlewów, łatwy do usytuowania w małych odlewniach.
Wykonanie pakietów formowych oraz ich transport przebiega wzdłuż linii prostej, bez operacji podnoszenia lub odwracania. Gwarantuje to uzyskanie dokładnej wnęki formy bez przesunięć płaszczyzny podziału.
Pionowa płaszczyzna podziału form warunkuje odmienność czynności towarzyszących przy rdzeniowaniu, które jest realizowane w większości przypadków automatycznie.
Linia BDT-2 jest wyposażona w nowoczesny system sterowania, diagnostyki i kontroli, które umożliwiają wyświetlanie informacji o jej pracy na monitorze oraz rejestracji danych / produkcja dzienna, usterki, zacięcia oraz inne stany awaryjne/.
2. Charakterystyka techniczna
|
Dane
|
Jednostka miary
|
Wartość
|
|
|
wymiary pakietu formowego
|
wysokość
|
mm
|
600
|
|
szerokość
|
mm
|
775
|
|
|
grubość
|
mm
|
200 – 400
|
|
|
zdolność formowania
|
form/h
|
wg zakresu
|
|
|
maksymalny nacisk jednostkowy
|
MPa
|
1,4
|
|
|
moc zainstalowana
|
kW
|
160
|
|
|
ciśnienie robocze spręż. powietrza
|
MPa
|
0,6 – 0,7
|
|
|
objętość zbiornika spręż. powietrza
|
m3
|
1,5
|
|
|
ciśnienie wstrzeliwania masy
|
MPa
|
0,4-0,6
|
|
|
warunki zasilania elektrycznego
|
3×400 V – 50 Hz
|
||
|
skok płyty odchylnej
|
mm
|
800
|
|
|
skok stempla prasującego
|
mm
|
1500
|
|
3. Budowa (wg rys. nr 2)
Struktura linii BDT-2 obejmuje maszynę formierską, przenośnik skokowy, przenośnik dochładzający oraz urządzenie do automatycznego zakładania rdzeni.
Maszyna formierska zbudowana jest z następujących zespołów:
• komory formowej;
• dwóch zespołów prasujących;
• zespołu strzałowego.
Zespoły te wzajemnie powiązane stanowią spójną, zabudowaną całość, służącą do realizacji procesu technologicznego.
Maszyna formierska współpracuje z ciągiem transportowym, w skład którego wchodzą:
• przenośnik wspomagający skokowy;
• przenośnik dochładzający.
Przenośnik skokowy ma w większości stałą długość, natomiast przenośnik dochładzający ma długość uzależnioną od potrzeb technologicznych odlewni. Linia jest wyposażona w urządzenie do automatycznego zakładania rdzeni, które może być usytuowane z lewej lub z prawej strony maszyny formierskiej.
W linii BDT-2, w porównaniu do obecnie stosowanych tego typu maszyn zostały wyeliminowane napędy hydrauliczne. W linii BDT-2 wszystkie napędy, łącznie z napędami zespołów prasujących są realizowane przez silniki elektryczne, co wpływa na większą niezawodność pracy linii, jej prostszą konstrukcję oraz tańszą eksploatację.
4. Zasada działania (wg rys. nr 2)
Formy są wykonywane w maszynie formierskiej technologią wstrzeliwania i prasowania masy formierskiej. W tym celu komora formowa zamykana jest z dwóch stron: z jednej strony płytą odchylną, z drugiej strony stemplem prasującym. W tak przygotowaną komorę dokonuje się wstrzelenia masy formierskiej, która wypełnia komorę i wstępnie zostaje zagęszczona.
Wstrzeliwanie masy formierskiej odbywa się za pomocą zaworu strzałowo-odpowietrzającego realizującego szybkie połączenie zbiornika sprężonego powietrza z komorą strzałową. Rozprężające się powietrze gwałtownie wypełnia komorę strzałową i oddziaływując na masę formierską powoduje wstrzelenie masy do komory formowej.
Po wykonaniu operacji wstrzeliwania masy komora strzałowa zostaje odpowietrzona w momencie zamknięcia zaworu strzałowego.
W dalszej kolejności następuje operacja obustronnego prasowania za pomocą płyt modelowych, zamocowanych na czołowych powierzchniach płyty odchylnej i stempla prasującego. Prasowanie masy formierskiej jest realizowane za pomocą dwóch zespołów prasujących śrubowych.
Operacja prasowania trwa do momentu uzyskania założonej wartości nacisków jednostkowych oraz założonych wymiarów grubościowych pakietów.
Po skończonej operacji prasowania następuje odsunięcie płyty odchylnej od komory formowej. W tym celu płyta odchylna zostaje przemieszczona do przodu, następnie układ dźwigniowy współpracujący z krzywką powoduje odchylenie płyty do górnego, poziomego położenia. Gdy płyta odchylna zajmie górne położenie, następuje wypychanie pakietu z komory formowej. W tym celu stempel prasujący wypycha gotowy pakiet z maszyny formierskiej w kierunku uprzednio wykonanego stosu formowego.
Po zetknięciu się pakietów cały stos formowy zostaje przesunięty o jedną grubość pakietu. Ruch ten jest realizowany jednocześnie przez przenośnik skokowy, przenośnik dochładzający oraz stempel prasujący. Ruchy te są zsynchronizowane.
Po przesunięciu stosu formowego następuje wycofanie stempla prasującego do wyjściowego położenia.
W dalszej części cyklu pracy płyta odchylna, z górnego poziomego położenia zostaje przemieszczona do położenia dolnego /pionowego/, zamykając jednocześnie komorę formową. W tak przygotowaną komorę następuje ponowne wstrzeliwanie masy formierskiej i powtórzenie całego cyklu pracy maszyny formierskiej. Wykonane formy tworzą stos formowy, który przemieszczany jest w kierunku stanowiska zalewania form ciekłym metalem i dalej w kierunku stanowiska wybijania form i odbioru gotowego odlewu.
Transport stosu formowego dokonuje się za pomocą przenośnika skokowego oraz przenośnika dochładzającego.
5. Zdolność formowania linii BDT-2
Zdolność formowania, jako wydajność produkcyjna odlewów, jest uzależniona od stopnia trudności wykonania odlewów oraz od tego, czy produkcja odlewów wymaga operacji rdzeniowania, czy rdzeniowanie jest zbędne. Zdolność formowania linii BDT-2 przedstawia rys. nr 1.
Rys. nr 1. Zdolność formowania.
Rys. nr 2. Automatyczna linia bezskrzynkowa BDT-2.
6. Operacje formowania na linii BDT-2
W procesie produkcji odlewów na linii bezskrzynkowej BDT-2 rozróżnia się sześć podstawowych operacji formowania. Są to:
• OPERACJA I – napełnianie komory formowej masą formierską i jej wstępne zagęszczenie poprzez wstrzeliwanie;
• OPERACJA II – prasowanie pakietu formowego poprzez nacisk płyty odchylnej i stempla prasującego;
• OPERACJA III – otwieranie przedniej strony komory formowej poprzez uniesienie płyty odchylnej w górne położenie oraz jednoczesne napełnianie komory strzałowej masą formierską;
• OPERACJA IV – wypychanie pakietu formowego za pomocą stempla prasującego oraz dalsze dozowanie masy do komory strzałowej;
• OPERACJA V – wycofanie stempla prasującego, koniec dozowania masy;
• OPERACJA VI – zamknięcie komory formowej od przodu płytą odchylną, pozycja wyjściowa do formowania nowego pakietu.
Wszystkie te operacje zostały przedstawione na rys. nr 3 i 4.
Rys. nr 3. Operacje formowania bezskrzynkowego I-III.
Rys. nr 4. Operacje formowania bezskrzynkowego IV-VI.
7. Uwagi końcowe
Niniejszy artykuł ma na celu ocalić od zapomnienia oryginalne i interesujące prace konstrukcyjne w dziedzinie formowania bezskrzynkowego prowadzone w latach 80-tych ubiegłego wieku, które z uwagi na uwarunkowania ekonomiczne nie zostały zrealizowane. Na owe czasy były to projekty techniczne śmiałe, wybiegające daleko poza ówczesną rzeczywistość.
Dziś, po tylu latach, ówczesna kadra techniczna realizująca te projekty została zredukowana do minimum głównie przez mijający czas. Wielu inżynierów już nie ma, wielu odeszło od zawodu, wielu na emerytury i są nieaktywni.
Niezrealizowane propozycje techniczne w zakresie formowania bezskrzynkowego to stracone nadzieje na szybki rozwój tej metody formowania i produkcji odlewów.
Nadzieja umiera ostatnia, więc może znajdzie się taka siła ekonomiczno-techniczna w kraju lub zagranicą, która podjęła by się realizacji i rozwinięcia tego tematu. W tym też celu został opracowany ten artykuł.