2858.Оборудование литейных цехов учебное пособие

Рис. 18.4. Принципиальная схема работы дробеметного аппарата

Рис. 18.5. Движение дроби в аппарате

Срок службы лопаток, применяемых на большинстве отечественных заводов, составляет не более 30 ч. Низкая эксплуатационная стойкость лопаток вызывает значительные простои оборудования из-за частой замены изношенных лопаток, а также

341

большие расходы по их изготовлению. Однако срок службы лопаток за рубежом доходит до 2000 ч [16].

Крайне вредно на стойкость лопаток и других частей очистных установок влияет кварцевый песок, попадающий в дробь. Если в дробь попадает 2 % песка, износ лопаток увеличивается в 15 раз.

Производительность дробеметной очистки так же, как и дробеструйной, пропорциональна количеству дроби, выбрасываемой аппаратом в минуту. Производительность отечественных добеметных аппаратов составляет до 630 кг дроби в минуту.

Несмотря на низкую стойкость лопаток, дробеметный способ очистки по сравнению с другими способами имеет следующие преимущества:

1)производительность его в 10 раз выше, чем при дробеструйной очистке;

2)расход энергии в 10 раз меньше, чем при дробеструйной очистке;

3)имеется возможность регулировать скорость вылета абразивного материала из дробеметного аппарата путем изменения числа оборотов рабочего колеса;

4)меньшая, чем при дробеструйной очистке, запыленность рабочего места.

Недостатком дробеметной очистки следует считать затрудненность очистки отливок сложной конфигурации.

18.3. Основы расчета импеллерных дробеметных аппаратов

В соответствии с разработанной методикой расчета рабочего процесса [3] движение дробинки в дробеметном колесе с распределителем можно условно разделить на три этапа; 1) движение по лопатке распределительного колеса; 2) свободный полет до встречи с лопаткой основного колеса; 3) движение по лопатке основного колеса и сход с нее.

342

При расчете рабочего процесса дробеметного лопаточного колеса могут быть использованы те же элементы теории, что и для метательной головки пескомета.

На первом этапе дробинка, двигаясь под действием центробежных сил по радиальной лопатке распределительного колеса от радиуса ρm до радиуса ρ0, приобретает выходную радиальную скорость (рис. 18.6, а) (м/с)

w0 = ω2 (ρ02 − ρ2m )+ w12 ,

где ω – угловая скорость вращения распределительного колеса, рад/с; w1 – начальная скорость движения пакета дроби по лопатке распределительного колеса, м/с; и окружную скорость u0 =

= ωρ0.

Геометрическая сумма этих двух скоростей – относительной w0 и переносной u0 – и будет являться абсолютной скоростью схода дробинки с лопатки распределительного колеса:

v0 = w02 + u02 .

Направление этой скорости будет определяться углом

α0 = arctg w0 . u0

На втором этапе дробинка, оторвавшись от лопатки распределительного колеса, совершает свободный полет до встречи с рабочей лопаткой основного колеса. Положение ее в пространстве в каждый данный момент времени может быть определено в полярных координатах: а) текущим значением радиуса ρx (рис. 18.6, б); б) углом поворота дробинки относительно центра вращения φx:

ρx = (u0t)2 + (ρ0 + w0t)2 ,

343

в

Рис. 18.6. К расчету скорости вылета дробинки

Так как за время полета дробинки t колесо повернется на угол ωt, то положение ее относительно колеса будет определяться углом φ'x = φx − ωt. Вычисляя значения ρx и φ'x для раз-

личных промежутков времени, можно построить траекторию движения дробинки в полете относительно колеса и определить положение точки встречи с ним.

Радиальная скорость дробинки при встрече с лопаткой основного колеса

wrx = v0 sin(φx + α0 ).

Относительная скорость при этом

wx = coswrxψ,

где ψ – угол (см. рис. 18.6, б):

344

ψ= arctg ux − v0 cos( (φx + α) 0 ). v0 sin φx + α0

Окружная скорость дробинки

ux = ωρx.

На третьем этапе движения дробинка, двигаясь по рабочей лопатке колеса, выбрасывается на отливку. Радиальная скорость вылета дробинки (рис. 18.6, в)

Абсолютная скорость вылета дроби с рабочей лопатки

Пакет дроби не представляет собой целого тела, и при перемещении его по лопатке отдельные дробинки будут двигаться самостоятельно, разбрасываясь на выходе в виде веера. Рассеиванию дроби способствует также неровность поверхности лопаток и неправильная форма самих дробинок.

Поэтому действительная скорость вылета дробинок с лопатки колеса на 10–15 % меньше теоретической. Чтобы учесть сопротивление трения дробинки о поверхность лопатки, рассмотрим силы, действующие на дробинку массой m, двигающуюся вдоль лопатки, которая вращается с постоянной угловой скоростью w. Положение дробинки на лопатке определяется переменным значением радиуса х за время t (рис. 18.7). На частицу действуют следующие силы:

– центробежная сила, Н

Pц = mω2x;

345

Из уравнений (18.1)–(18.3) можно определить относительную переносную, а следовательно, и абсолютную скорость схода дроби с лопатки колеса. Зная абсолютную скорость выхода дроби с учетом потерь на трение, легко определить энергию в Дж, сообщаемую выходящей дроби за 1 с:

где m – масса одновременно движущихся по лопатке дробинок, кг; v – абсолютная скорость выхода дроби, м/с; n – частота вращения колеса, с–1; i – число лопаток в колесе.

346

18.4. Дробеметные установки

Все серийно выпускаемое оборудование для дробеметной очистки отливок по конструктивно-технологическим признакам может быть разбито на следующие группы:

1)дробеметные барабаны периодического действия;

2)дробеметные барабаны непрерывного действия;

3)дробеметные очистные столы;

4)дробеметные камеры периодического действия;

5)дробеметные камеры непрерывного действия.

Рис. 18.8. Дробеметный барабан периодического действия мод. 323

Дробеметные барабаны периодического действия предна-

значены для очистки мелких и средних отливок. Заводом «Амурлитмаш» выпускаются барабаны моделей 323, 324 и 326М, которые аналогичны по конструкции, но отличаются размерами и предназначены для очистки отливок различных весовых групп.

347

Барабан модели 323 (рис. 18.8) состоит из дробеметного аппарата 3, корпуса барабана 4 и 5, пластинчатого конвейера 1, шнекового конвейера 2, рамы скипового подъемника, направляющих 6, привода 7 скипового подъемника и короба-скипа 9. Кроме того, установка содержит ряд узлов, обеспечивающих улавливание, возврат и сепарацию дроби.

Установка работает следующим образом. Дробеметный аппарат 3 (рис. 18.9) выбрасывает поток дроби 12 на обрабатываемые отливки 14, которые последовательно оказываются под действием потока. Выброшенная дробеметными аппаратами дробь вместе с отходами очистки и расколовшимися дробинками из полости 13 проваливается через решетчатый пол и собирается в бункере 15. На дне бункера установлен шнек 16, заканчивающийся барабанным ситом 1. Шнек через барабанное сито подает дробь и отходы очистки в приемную воронку элеватора 2. При просеивании через барабанное сито крупные включения отсеиваются от дроби, и в воронку элеватора попадает только годная дробь и мелкие включения. Ковшевой элеватор поднимает дробь, которая попадает в приемную часть воздушного сепаратора 5, где происходит отделение мелких включений от дроби. Дробь попадает в рукав 7, а пылевидные отходы – в рукав 4. Годная для повторного использования дробь через затвор 8 попадает в приемную воронку 9, из которой попадает в дробеметный аппарат. Запыленный воздух из барабана отводится к пылесборнику по трубе 10, в которой установлен отделитель 11 крупных частиц (годных дробинок). В вентиляционную систему отводится также труба 6 из воздушного сепаратора.

Отечественной промышленностью выпускаются барабаны для массы загрузки 500–3000 кг отливок. Для очистки отливок, подверженных бою, выпускаются барабаны, в которых металлический пластинчатый конвейер заменен резиновой лентой.

Дробеметные барабаны моделей 323, 324 и 326М имеют полуавтоматическую систему управления процессом очистки. Кроме того, к положительным элементам конструкции следует

348

отнести наличие пластинчатого конвейера, обеспечивающего автоматическое кантование и выгрузку отливок, а также возможность встраивания барабанов впоточные линииочистки отливок.

Рис. 18.9. Схема работы дробеметного барабана

Барабаны периодического действия имеют наиболее высокий коэффициент эффективного потока дроби, так как в них отливки постоянно находятся в зоне наиболее интенсивного потока дроби. Барабаны допускают регулирование продолжительности очистки в зависимости от вида отливок и требований к качеству обработки. Благодаря отмеченным преимуществам они получили наибольшее распространение по сравнению с другими очистными машинами при различном характере производства.

349

Дробеметные барабаны непрерывного действия предна-

значены для очистки мелких и средних отливок на потоке. В промышленности используется очистной барабан непрерывного действия модели 317М, который выпускается заводом «Амурлитмаш».

На рис. 18.10 изображен дробеметный барабан непрерывного действия, работающий на заводе «Ростсельмаш». Барабан имеет четыре дробеметных аппарата 1, два элеватора 2, очистной барабан 3, сепаратор дроби 4 и барабан для удаления дроби из отливок 5. Производительность барабана достигает 10 т/ч.

Рис. 18.10. Дробеметный барабан непрерывного действия

Высокая производительность очистки литья массой до 20 кг достигается при установке дробеметных барабанов непрерывного действия, имею индексацию 42322 и 42313 (рис. 18.11). Отливки загружаются через воронку 4, а выдаются с противоположного торца барабана по желобу 6. Для перемещения отливок вдоль барабана к его подвижной ленте прикреплены наклонные лопатки 9. Внутрикожухарасположены два дробеметных аппарата5.

350