Устройство для изготовления отливок

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Стеценко Владимир Юзефович Певнев Александр Михайлович Коновалов Роман Владимирович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для изготовления отливок, включающее корпус с верхним и нижним основаниями, изложницу, соединенную с верхним основанием, на которую установлена прибыльная надставка, цилиндр с отверстиями, выполненными диаметром от 2 до 20 мм и шагом по высоте и периметру от 2 до 4 диаметров отверстия, подводящий патрубок и отводящий патрубок, соединенный с нижним основанием, отличающееся тем, что на наружной поверхности изложницы соосно отверстиям выполнены круглые с трапецеидальным сечением углубления глубиной до 0,8 толщины изложницы, а цилиндр установлен от нее на расстоянии от 3 до 30 мм. 67412010.10.30 Полезная модель относится к литейному производству, в частности к устройствам для получения отливок мерной длины из металлов и сплавов. Известно устройство для изготовления слитков из различных металлов и сплавов,включающее корпус с верхним и нижним основаниями, изложницу, соединенную с верхним основанием, на которую установлена прибыльная надставка, цилиндр с отверстиями,патрубки для подвода и отвода охладителя 1. Охлаждение отливки происходит за счет поступления охладителя из подводящего патрубка в виде струи под дно изложницы и далее в полость между изложницей и цилиндром, в нижней части которого выполнены отверстия. Основным недостатком такой конструкции является относительно невысокая интенсивность и неравномерность охлаждения изложницы, вследствие того что поток охладителя интенсивнее всего охлаждает ее дно. Оно тормозит и замедляет движение охладителя вдоль изложницы, что уменьшает скорость ее охлаждения. Это снижает производительность и стабильность процесса получения отливок. Наиболее близким по технической сущности является устройство для изготовления слитков, включающее корпус с верхним и нижним основаниями, изложницу, соединенную с верхним основанием, на которую установлена прибыльная надставка, цилиндр с отверстиями, выполненными диаметром от 2 до 20 мм с шагом по высоте и образующей от 2 до 4 диаметров отверстия, подводящий и отводящий патрубок, соединенный с нижним основанием 2. Охлаждение изложницы осуществляется концентрированными затопленными струями охладителя из отверстий в цилиндре перпендикулярно охлаждаемой поверхности. Главным недостатком такой конструкции является недостаточная интенсивность охлаждения изложницы вследствие постоянства площади ее наружной поверхности. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является увеличение интенсивности охлаждения изложницы. Технический результат заключается в повышении производительности процесса изготовления отливок. Поставленная задача достигается тем, что в заявленном устройстве для изготовления отливок, включающем корпус с верхним и нижним основаниями, изложницу, соединенную с верхним основанием, на которую установлена прибыльная надставка, цилиндр с отверстиями диаметром от 2 до 20 мм и шагом по высоте и периметру от 2 до 4 диаметров отверстия, подводящий и отводящий патрубок, соединенный с нижним основанием, на наружной поверхности изложницы соосно отверстиям выполнены круглые с трапецеидальным сечением углубления глубиной до 0,8 толщины изложницы, а цилиндр установлен от нее на расстоянии от 3 до 30 мм. Выполнение круглых с трапецеидальным сечением углублений глубиной до 0,8 толщины изложницы значительно увеличивает площадь ее охлаждаемой поверхности, что увеличивает интенсивность охлаждения изложницы. Соосность отверстий и углублений повышает эффективность теплосъема с поверхностей углублений. При удалении цилиндра на расстояние от 3 до 30 мм от изложницы максимально используется ударноструйное действие охладителя, что минимизирует толщины гидродинамического и теплового пограничных слоев вблизи охлаждаемой изложницы и повышает интенсивность охлаждения изложницы. Выполнение углублений глубиной до 0,8 толщины изложницы уменьшает ее прочность и увеличивает величину термических напряжений, что в совокупности приводит к короблению изложницы. При установке цилиндра на расстоянии менее 3 мм от изложницы снижается интенсивность ее охлаждения из-за тормозящего действия струй, отраженных от поверхности изложницы, и вследствие увеличения гидравлического сопротивления потока охладителя. Удаление цилиндра на расстояние более 30 мм от изложницы приводит к снижению скорости ее охлаждения из-за торможения струи толщиной слоя охладителя. Это также уменьшает интенсивность охлаждения изложницы. 2 67412010.10.30 На фигуре представлен продольный разрез предлагаемого устройства для изготовления отливок. Оно включает корпус 1 с подводящим патрубком 2, нижнее основание 3 с отводящим патрубком 4, изложницу 5, соединенную с верхним основанием 6, на которую установлена прибыльная надставка 7, цилиндр 8 с отверстиями 9, соединенный с верхним и нижним основаниями. На наружной поверхности изложницы 5 соосно отверстиям 9 выполнены круглые с трапецеидальным сечением углубления 10 глубиной до 0,8 толщины изложницы. Цилиндр 8 установлен от нее на расстоянии от 3 до 30 мм. Устройство для изготовления отливок работает следующим образом. При помощи заливочного устройства 11 расплавом 12 заполняют изложницу и прибыльную надставку до заданного уровня. Охлаждение изложницы и заготовки 13 осуществляется следующим образом. Охладитель из подводящего патрубка тангенциально поступает в полость между корпусом, основаниями и цилиндром. Далее охладитель продавливается в виде затопленных струй через отверстия в цилиндре. Увеличенная с помощью углублений охлаждаемая поверхность изложницы, соосность отверстий и углублений позволяют повысить эффективность теплосъема. Все это увеличивает интенсивность охлаждения изложницы и повышает производительность процесса изготовления отливок. Пример. Было изготовлено устройство для получения отливок диаметром 70 мм, включающее силуминовую изложницу толщиной 12 мм, стальной цилиндр, в котором были выполнены отверстия диаметром 4 мм с шагом по высоте и периметру 3 диаметра отверстия. Цилиндр был расположен на расстоянии 4 мм от охлаждаемой непрофилированной поверхности изложницы. На ее наружной поверхности соосно отверстиям были выполнены круглые с трапецеидальным сечением углубления глубиной 8 мм. Это позволило, по сравнению с непрофилированной изложницей, при прочих равных условиях, увеличить производительность процесса изготовления отливок из силуминов АК 12 в среднем в 1,6 раза. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3