матеріалів і приготування суміші
Тема лекції: 1.1. Обладнання складу формувальних матеріалів.
1.Схема маломеханізованого складу формувальних матеріалів
До формувальних матеріалів відносяться: формувальні піски і глини (бентоніти), вугілля, графіт, дерев’яні обпилювання, різні сполучні матеріали - рідке скло, сода, смоли, каталізатори, ін.
Маломеханізований склад для збереження сирого піску являє собою блок залізобетонних засіків чи металевих бункерів з тарілчастими живильниками. Для ливарних цехів з невеликим річним споживанням піску (до 20 тис.т/рік) схема розвантаження і збереження піску спрощена. Пісок з вагонів (мал.1.1) грейферним краном подається безпосередньо в прийомні залізобетонні засіки чи в яму, яка розташована під залізничною колією. Склад формувальних матеріалів з однобічною розвантажувальною ямою має ширину прольоту 24 м, кут нахилу стінки розвантажувальної ями до обрію складає 55-60°. Для зручності відкриття люків вагонів застосовують спеціальні візки. 1.1.ЗАКРОМА - залізобетонні відсіки, у які матеріал надходить і витрачається зверху, призначені для набору і збереження матеріалів із запасом на 30-45 доби.
1.2.ПРИЙМАЛЬНІ ЯМИ виконуються біля залізничних колій для розвантаження вагонів, бувають одне- і двосторонніми.
1.3.ГРЕЙФЕР - саморозвантажний ківш призначений для набору і транспортування дрібнокускових і сипучих матеріалів.
Грейфери бувають одноканатні (мал.1.2) і двоканатні (мал.1.3).
Принцип дії одноканатного грейфера: На піднімальному барабані закріплюють канат грейфера при обертанні барабана піднімають грейфер нагору. При наборі матеріалу розмотується канат, грейфер з відкритими щелепами опускається на матеріал, щелепи лягають на матеріал, а рухлива голівка продовжує опускатися до контакту з нижньою траверсою. Відбувається удар голівки об траверсу, засувки захоплюють голівку з'єднуючи її з траверсою. Включається механізм зворотного руху барабана, канат намотується, рухлива голівка з нижньою траверсою піднімається до верхньої траверси разом із щелепами, тяги при цьому закривають щелепи, набираючи матеріал. Грейфер піднімається і транспортується до місця розвантаження. Канат розмотується й опускає грейфер униз до удару про днище засіку. При ударі засувки від'єднуються від рухливої голівки, що піднімається до верхньої траверси. При цьому тяги теж піднімаються, відкриваючи щелепи, матеріал висипається.
ПЕРЕВАГИ:1-простота з'єднання з будь-яким підйомно-транспортним механізмом;
НЕДОЛІКИ:1-складність конструкції;
2-низька продуктивність через холостий хід при розвантаженні; 3-ненадійність у роботі, знос захоплень при ударах.
Принцип дії двоканатного грейфера (мал.1.3).: Для обслуговування двоканатного грейфера необхідно підйомно-транспортний пристрій із двома механізмами підйому. На один барабан закріплюють і намотують несучий канат, на другий - замикаючий. При наборі матеріалу включають приводи барабанів на розмотування канатів, грейфер опускається з відкритими челюстями на матеріал. При контакті з матеріалом барабани несучого і замикаючого канатів зупиняються і включається барабан для намотування замикаючого каната, поліспаст піднімається до верхньої траверси і тяги закривають челюсті, набираючи матеріал. Потім обидва канати синхронно намотуються на барабани, йде підйом грейфера і транспортування до місця розвантаження. Для розвантаження розмотується замикаючий канат, опускається поліспаст, тяги відкривають челюсті, матеріал висипається.
ПЕРЕВАГИ:1-простота конструкції; 2-висока продуктивність-немає холостого ходу; 3-надійність у роботі.
НЕДОЛІКИ:1-складність з'єднання з підйомно-транспортним механізмом;
2-для роботи необхідно підйомно-транспортний пристрій із двома механізмами підйому.
2.Схема механізованого складу формувальних матеріалів
Для заводів, що мають декілька ливарних цехів, збереження і підготовку формувальних матеріалів організують у загальнозаводських базисних цехах (складах). Для заводів з одним ливарним цехом склад формувальних матеріалів проектують безпосередньо в ливарному цеху.
Для подачі сухого піску зі складу формувальних матеріалів у сумішоприготувальне відділення використовують систему стрічкових конвеєрів, для подачі порошкоподібних матеріалів -пневмотранспорт.
Сухі піски звичайно надходять на базисний склад у залізничних вагонах-цистернах і у вагонах-хоперах. Цистерни розвантажують пневмотранспортом. Пісок подається безпосередньо в силосні башти (мал.1.4), а якщо пісок висушується безпосередньо на складі, - в барабану сушарку, потім на елеватор. З елеватора пісок попадає на стрічковий конвеєр, змонтований над баштами-сховищами сухого піску. За допомогою плужків сухий пісок розподіляється по баштах. З башт сухий пісок видається дисковими живильниками на стрічковий конвеєр і в сумішоприготувальне відділення. Такі склади звичайно мають 1-3 грейферних крана вантажопідйомністю 5 т. Грейферами також розвантажують сиру формувальну глину з відкритих вагонів у прийомні ями, відтіля при необхідності її подають у бункер сушильних печей.
Вугілля, що надходить по залізній дорозі, з вагонів розвантажують через люки в прийомні ями, а з ям у засіки - грейфером. Порошкоподібні матеріали надходять у герметичних контейнерах. Бентоніт і деякі інші порошкоподібні матеріали надходять у паперових пакетах у закритих вагонах чи автофургонах.
Склади формувальних матеріалів рекомендується розташовувати в прольотах шириною 24 і 30 м і висотою від 12,6 до 18 м.
У відділеннях підготовки формувальних матеріалів виконують просіювання вологого піску через сито, сушіння його при температурі 200-600°С вологістю 0,5% і охолодження до 30°С, просіювання сухого піску через сито; здрібнювання глини в грудках на шматки до 70х70 мм, сушіння її при температурі до 400°С до вологості 3-5% і розмел часток до 1 мм.
3. Обладнання для обслуговування механізованого складу формувальних матеріалів
3.1.Затвори призначені для періодичного відкривання і закривання бункерів. Бувають секторні, шиберні і челюсні.
1) Загальний вид і конструкція ч елюсного затвора показані на мал.1.5.
РОБОТА: Включають пневмопривод челюстів затвора, який завдяки з'єднанню зубцюватими секторами, піднімаються нагору. Отвір бункера відкривається і матеріал 
висипається. По закінченні видачі матеріалу привод повертає челюсті у вихідне положення й отвір бункера закривається.
ПЕРЕВАГИ: 1-простота конструкції, 2-не займає місце по висоті, 3-матеріал висипається по центрі, без зсуву, просипі мінімальні, 4-хід штока пнемоциліндра в два рази менше, ніж у секторного.
НЕДОЛІКИ: 1-знос зубчастої передачі при забрудненні, що може привести до нещільного закривання щелеп.
2) Загальний вид і конструкція шиберного затвора показані на мал.1.6.
РОБОТА: Включають електромеханічний чи пневматичний привод плоскої заслінки, називаної шибером, що переміщається по роликах чи плоскої направляючої, отвір бункера відкривається і матеріал висипається. По закінченні видачі матеріалу привод повертає шибер у вихідне положення й отвір бункера закривається.
ПЕРЕВАГИ: простота конструкції.
НЕДОЛІКИ: 1- займає місце по довжині, 2- зсув матеріалу при відкриванні і закриванні бункера, що приводить до просипей сумішей, 3- знос і засмічення напрямних, що приводить до ненадійності у роботі.
3.2. Живильники призначені для періодичного чи безупинного транспортування матеріалів.
Бувають стрічкові, пластинчасті, шнекові, лоткові, тарілчасті і лопатеві, котрі показані на малюнку 1.7
1)Стрічковий живильник (мал.1.7.- 1) складається зі стрічки шириною 1000-1200 мм, приводного і натяжного барабанів, підтримувальних роликів. Простий і надійний в експлуатації. Кількість матеріалу регулюється заслінкою (мал.1.7.- 2) у передній стінці бункера.
2)Пластинчастий живильник (мал.1.7.- 3) являє собою полотнину, що складається з металевих пластин. Зазори між пластинами перекриваються, щоб запобігти просипанню матеріалу. Полотнина з пластинами прикріплюється до двох тягових ланцюгів. На осі ланцюгів насаджені ролики. Ширина полотнини 300-1000 мм, швидкість руху полотнини живильників 0,1-0,2 м/с. Кількість видаваного матеріалу регулюється заслінкою.
3)Шнековий живильник (мал.1.7.- 4) складається з жолоба і двох, трьох і більш горизонтально розташованих гвинтів. У результаті такої конструкції матеріал переміщається по усьому великому перетині дна бункера, що виключає зависання матеріалу. Кількість видаваного матеріалу регулюється частотою обертання гвинта. Шнековий дозатор менш надійний у роботі, чим, наприклад, стрічковий, так як гвинт і жолоб швидко зношуються.
4)Лотковий живильник (мал.1.7.- 5) складається з лотка, пластин, що пружинять. Лоток робить зворотно-поступальні коливання з частотою 50 Гц і амплітудою 2 мм за допомогою електромагнітного вібратора. Під час ходу вперед лоток на пружинах піднімається. Унаслідок цього матеріал, що знаходиться на лотку, притискається до дна лотка і переміщається разом з ним. При ході назад матеріал по інерції прослизає в лотку в напрямку транспортування. Кількість видаваного матеріалу регулюється зміною амплітуди коливань і заслінкою.
5)Тарілчатий живильник (мал.1.7.- 6) являє собою диск, що обертається навколо вертикальної осі. З бункера матеріал надходить на цей диск і знімається з його скребком (мал.1.7.- 7). Для запобігання просипання матеріалу з диска служить металеве кільце з прогумованою ущільнювальною манжетою, Видача матеріалу регулюється шляхом подачі шкребка уздовж його подовжньої осі, а також зміною зазору між кільцем і диском.
6)Лопатевий живильник (мал.1.7.- 8) являє собою корпус, усередині якого навколо горизонтальної осі обертається ротор з убудованими лопатками. Зміною частоти обертання ротора можна регулювати кількість видаваного з бункера матеріалу.
3.3.Дозатори - це пристрої, що служать для точного дозування заданої кількості компонентів сухих і рідких формувальних матеріалів і сумішей. Розрізняють дозатори об'ємні і вагові. У об’ємних дозаторів кількість сухого компонента визначається їх місткістю. До об'ємних дозаторів (Мал.1.8) відносяться:
1)Бункерний дозатор складається з проміжної ємності (бункер малої місткості) із челюсним затвором і пневматичним циліндром. При відкриванні челюсного затвора основного бункера матеріал пересипається в малий бункер. Потім затвор основного бункера закривається і відкривається затвор бункера-дозатора. Доза визначається об’ємом бункера дозатора.
2)Коробчастий дозатор являє собою коробку, розташовану під бункером і переміщається від його пневмоциліндром до місця розвантаження. Дном коробки є нерухома плита. Доза регулюється перестановкою задньої стінки коробки.
3)Поворотний дозатор складається з поворотного короба і пневмоциліндра. Дозатором легко керувати, забезпечуючи точне дозування. Доза визначається об’ємом короба.
4)Шиберний дозатор являє собою трубу прямокутної перетини чи м'який рукав і два шибери, що переміщаються пневмоциліндрами. Доза визначається об’ємом труби, укладеної між шиберами. Серйозним недоліком таких дозаторів є те, що в них майже неможливо змінювати дозу, принаймні без зупинки агрегату. Тому такі дозатори застосовують рідко. Вагові дозатори використовують для дрібнокускових матеріалів.
Сирі піски надходять на склад у саморозвантажних вагонах вантажопідйомністю 60, 90, 125 т.(мал.1.9)
З пульта керування включають пристрої руху вагонів та відкриття люків. Пісок з вагонів надходить у бункери, а потім подається на стрічкові конвеєри. Вібророзпушувальна машина розпушує мерзлий пісок, який також висипається у бункер. Віброзачисна плита очищає стінки вагонів. Люкопідйомники закривають люки вагонів, состав виходить зі складу. Продуктивність установки по розвантаженню мерзлого піску складає 160-180 т/г. Розвантажувальну установку звичайно розміщають в окремому будинку поруч зі складом.
Заключний етап
а) завдання для самопідготовки студентів: Матвеенко И.В., Тарский В.Л.
Оборудование литейных цехов. М.: Машиностроение. 1985. 400 c.:
Л1 с. 7-11, 26-31
б) питання:
1. Грейфери: призначення, види, характеристика.
2. Поняття закромів, бункерів, приймальних ям.
3. Призначення, види та характеристика затворів, живильників, дозаторів.
4. Схема роботи високомеханізованого складу.
Тема лекції: 1.2. Обладнання для підготовки формувальних матеріалів
1.Обладнання для сушіння піску і глини
Для сушіння піску використовують сушила трьох типів різної продуктивності: барабанні 5-40 т/г; трубні сушила (в пневмопотоці) 3-25 т/г; сушила псевдокиплячого шару 6-25 т/г. Барабанні і трубні сушила проста і надійні, але для їх установки вимагаються значні площі і висоти. Наприклад, для трубного сушила необхідна приміщення висотою до 25м.
1) Одноходова горизонтальна барабанна сушарка застосовується для сушіння піску з початковою вологістю 10%, кінцевої-0,5%, та глини відповідно 25 і 3-5%
Конструкція і загальний вид показані на малюнку 1.10.
ПРИНЦИП РОБОТИ: Включають привод обертання барабана, через завантажувальне вікно подають матеріал, з топки в барабан попадають гарячі гази (з температурою 650-700оС), які контактують із сирим матеріалом і висушують його. При цьому лопатки барабана при обертанні захоплюють матеріал, піднімають його на деяку висоту і розділяють його на струмки, що сприяє якісному просушуванню. Барабан установлений під кутом у 30° до обрію, що сприяє просуванню матеріалу від завантажувального вікна до розвантажувального. Гази і матеріал рухаються в одному напрямку, що дозволяє сушити жирні піски і глини, не пересушуючи їх. Висушений матеріал через розвантажувальне вікно висипається на стрічковий конвеєр. Продукти горіння після використання віддаляються в патрубок витяжної вентиляції.
ПЕРЕВАГИ:1-висока якість сушіння,2-висока продуктивність, 3-робота безупинна, 4-можна вмонтувати в автоматичну лінію, 5-не забруднює атмосферу цеху.
НЕДОЛІКИ:1-великі габарити,2-ненадійність при роботі зубчастої передачі привода.
2)Сушарка барабанна триходова призначена для сушіння піску і глини. Конструкція і загальний вид показані на малюнку 1.11.
Відрізняється від одноходового сушила конструкцією барабана, який складається з трьох усічених конусів, встановлених друг у друга. При цьому шлях переміщення матеріалу при сушінні в барабані втроє більше його довжині, але дає таку ж продуктивність при менших габаритах сушила.
ПЕРЕВАГИ: Менше габарити, якість висока але ускладнюється конструкція сушарки
3)Установка для сушіння піску в киплячому шарі безупинної дії. Конструкція і загальний вид показані на малюнку 1.12.
РОБОТА: У камері спалюється паливо, що дає температуру топкових газів 1100-1200˚C, які попадають у камеру змішування, де змішуються з холодним повітрям до температури 600-800ºC, який подається вентилятором. У завантажувальне вікно безупинно подається пісок, який падає на ґрати, продувається гарячими газами, у наслідку чого утвориться “киплячий” шар піску – хаотичний рух піщин. Сухі зерна піску піднімаються вгору і падають через заслінку в розвантажувальне вікно з температурою 100-110ºC, а сирі частинки опускаються на гарячі ґрати до більш гарячих газів. Дрібні камені, глина рухаються по похилим ґратам і випадають при піднятій заслінці з корпуса. Гази видаються через патрубок витяжної вентиляції на очищення. Корпус установки виготовляють з товстолистової стали, а ґрати – з жаростійкої сталі з отворами діаметром 2,5-3 мм. Для охолодження піску до температури 20-25º монтують підряд установку з продувкою піску холодним повітрям.
ПЕРЕВАГИ: 1-висока продуктивність, 2-може працювати в автоматичній лінії, 3-незабруднює атмосферу цеху, 4-надійність у роботі з гарячими газами, 5-невеликі габарити, 6-висока якість.
НЕДОЛІКИ: 1-використовується установка тільки для сушіння піску, 2-необхідна додаткова охолоджувальна установка, 3-необхідний пристрій для очищення повітря.
4) Установка для сушіння піску в пневмопотоці безупинної дії (трубні сушила). Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.13
РОБОТА: Вентилятор нагнітає в трубопровід повітря, яке рухається зі швидкістю 25-30м/с. З топки подаються в трубопровід гази з температурою 900-1000º С (продукти згоряння природного газу), які змішуються з повітрям, а через завантажувальне вікно з дозатора подається порція піску. Сирий пісок підхоплюється газами і рухається по трубопроводу. При русі в потоці гарячих газів пісок висушується й осаджується в бункері циклона. Відпрацьовані гази очищаються у фільтрі і викидаються вентилятором в атмосферу.
ПЕРЕВАГИ: 1- установка компактна, 2- висока якість сушіння, 3- може працювати в безупинному потоці, 4- не забруднює атмосферу цеху, 5- сполучаються операції сушіння, транспортування й очищення піску від пилу.
НЕДОЛІКИ: 1- невисока продуктивність, 2- використовується установка тільки для сушіння піску, 3- необхідний пристрій для очищення повітря, 4- знос колін трубопроводу.
5)Вихрові апарати безупинної дії призначені для сушіння й охолодження піску. Загальний вид і конструкція показані на малюнку 1.14. РОБОТА: У патрубок, який з'єднаний з корпусом камери по дотичної, вдувається гарячі гази із сирим піском. У камері створюється вихровий потік, виникають відцентрові сили, які притискають пісок до стінок камери і піднімають його нагору, де при ударі об діафрагму сухий пісок падає вниз у розвантажувальне вікно. Камера зроблена з розширенням у верхній частині, що сприяє зменшенню швидкості і втраті інерції руху часток. При влученні газів з піском у верхню частину камери, пісок втрачає інерцію руху і падає вниз. У нижній зоні камери швидкість газу підвищується, і тому частина матеріалу знову піднімається у верхню зону, тобто матеріал циркулює, що сприяє його рівномірному сушінню. Охолоджені гази по патрубку подаються на очищення у витяжну вентиляційну систему. Для охолодження перегрітого піску послідовно з сушильною камерою вбудовують вихрову охолоджувальну камеру аналогічної конструкції.
ПЕРЕВАГИ: 1-невеликі габарити, 2-висока якість, 3-може працювати в потоковій лінії, 4-не забруднює атмосферу цеху.
НЕДОЛІКИ: 1-невисока продуктивність, 2-використовується тільки для сушіння піску, 3-необхідний пристрій для очищення повітря.
2.Обладнання для дроблення формувальних матеріалів
