58/21 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rok 2006, Rocznik 6, Nr 21(2/2) ARCHIVES OF FOUNDARY Year 2006, Volume 6, Nº 21 (2/2) PAN Katowice PL ISSN 1642-5308 LINIE WYTWARZANIA ODLEWÓW W SKRZYNKACH Z KRAJOWYMI URZĄDZENIAMI FORMIERSKIMI A. FEDORYSZYN 1 Wydział Odlewnictwa AGH, Kraków STRESZCZENIE W referacie omówiono strukturę linii wytwarzania odlewów w skrzynkach. Podano charakterystykę krajowych urządzeń formierskich stanowiących wyposażenie linii. Key words: flack casting lines, moulding devices. 1. WPROWADZENIE Linie odlewnicze skrzynkowe są stosowane przy produkcji odlewów średnich i dużych. Linie te, oprócz zalet technicznych umożliwiają uzyskanie korzystnych efektów ekonomicznych, dzięki prostocie konstrukcji urządzeń i wysokiej sprawności eksploatacyjnej. Sprawność eksploatacyjna między innymi wynika z zastosowania niezawodnych napędów hydraulicznych i sterowania. W ostatnich latach obserwuje się zmiany w budowie i wyposażeniu linii wytwarzania odlewów. Preferowane są struktury z polami odstawczymi zamiast zamkniętej pętli przenośnika wózkowego, co uelastycznia powiązania odcinka formowania z odcinkami zalewania i chłodzenia. Stosowane w liniach urządzenia formierskie, skrzynkowe, jedno- i wielopozycyjne charakteryzują się wysokim stopniem mechanizacji i automatyzacji. Dominujące techniki formowania to połączenie metod dmuchowych, impulsowych i strumieniowych z doprasowaniem. 1 dr hab. inż, prof. nadzw., alfa@uci.agh.edu.pl
2. STRUKTURA LINII ODLEWNICZYCH Linie wytwarzania odlewów wcześniej tworzyły zestawy urządzeń i stanowisk połączonych przenośnikiem współpracującym z przenośnikiem wózkowym o zamkniętej trasie. Aktualnie oferowane linie odlewnicze charakteryzują się występowaniem układów przenośników, tworzących tzw. pola odstawcze, równoległe lub prostopadłe w stosunku do przenośnika głównego, przy użyciu którego są doprowadzane do formierki skrzynki i odbierane półformy. Przykładowy schemat aktualnie eksploatowanej linii wytwarzania odlewów w formach skrzynkowych przedstawiono na rysunku 1. Prezentowana linia odlewnicza została opracowana i wykonana w P.P.P TECHNICAL [5 7]. Przeznaczona jest do wytwarzania odlewów w skrzynkach o wymiarach 630 500 150/150. Półformy dolne i górne są wykonywane na przemian z użyciem formierki impulsowo-prasującej typu FT 65. Układ transportowy pól odstawczych tworzą przenośniki odlewnicze, w skład których wchodzi torowisko, wózki podformowe oraz przesuwnice. Przenośnik odlewniczy może pracować w cyklu automatycznym. Napędy wózków są realizowane przy użyciu siłowników hydraulicznych. Napęd przesuwnic stanowią silniki hydrauliczne, obrotowe. Niezbędne sprzężenia w celu realizacji cyklu automatycznego ruchu przenośnika realizuje układ sterowania wyposażony w sterownik PLC. Rys.1. Schemat linii wytwarzania odlewów w skrzynkach. Fig. 1. Schematic representation of a flask moulding line. Preferowane obecnie struktury linii i ich wyposażenia stwarzają warunki spełnienia wymaganych wartości kryteriów technicznej oceny linii, takich jak: wydajność, jakość zagęszczenia, niezawodność, funkcjonalność linii, stopień automatyzacji., zwartość - stopień rozbudowania linii. Układ z polami odstawczymi umożliwia uzyskanie szerokiego zakresu czasu chłodzenia [1]. 3. URZĄDZENIA FORMIERSKIE Podstawowym wyposażeniem linii wytwarzania odlewów są urządzenia formierskie. Urządzenia te realizują dwustopniowe zagęszczanie masy syntetycznej 26
z bentonitem. W liniach odlewniczych najczęściej występują urządzenia impulsowoprasujące, strumieniowo-prasujące i dmuchowo-prasujące. Wskaźniki technicznej oceny, w tym i wydajność linii odlewniczej, wynikają z czasu cyklu wytwarzania, przede wszystkim urządzenia formierskiego, na który składają się, sekwencyjnie przebiegające, operacje. Przebieg ich realizacji wynika z rozwiązań zespołów oraz struktury, określającej rozmieszczenie elementów składowych oraz występujące relacje między nimi, charakterystyczne dla danego urządzenia. Oferta krajowych urządzeń formierskich to automaty dmuchowo-prasujące typu F-2 [4], impulsowo-prasujące typu FI-65 i FIP-108 oraz typu FT- 65, FT-86, FT-108, FT-1210 i FT-1412 [9]. Schemat formierki dwustanowiskowej typu FT-65 przedstawiono na rysunku 2. Rys.2. Schemat formierki typu FT-65 [9]. Fig. 2. Schematic representation of a FT-65 type moulding machine. Urządzenia formierskie są klasyfikowane ze względu na ilość stanowisk roboczych oraz sposób realizacji współpracy organów roboczych. Wyróżniono 4 klasy urządzeń: jednopozycyjne (I), wielopozycyjne z liniowym, czółenkowym przemieszczaniem zestawu płyta modelowa, skrzynka i nadstawka (II) oraz obrotowym przemieszczaniem wymienionego zestawu (III) [2,3]. Przykładem rozwiązań klasy I, grupy 4b, jest formierka dmuchowo-prasująca F-2. Rozwiązania zaliczane do klasy II i III to urządzenia impulsowo-prasujące FIP-108 i FT-108, których widok i schemat struktury zamieszczono na rysunku 3 [9]. 27
Formierki typu FT są zaliczane do grupy 2 klasy III. Formierka typu FIP-108 zalicza się do urządzeń czółenkowych grupy 2, gdzie cykl t c(pf) wykonywania półformy określają czasy t wyk operacji technologicznych i pomocniczych, czas t s-pf ustawienia skrzynki oraz wyprowadzania gotowej półformy oraz czas t m przemieszczania zestawu między stanowiskami roboczymi. Występujący we wzorze człon (Σt 2 Σt 1 ) uwzględnia możliwe zróżnicowanie czasu trwania operacji na stanowiskach; przy jednakowym czasie trwania operacji człon ten ma wartość 0, a czas cyklu jest jednakowy dla prezentowanych urządzeń klasy II i III. a) t c( pf ) twyk + ts _ pf + t2 t1 + 2 t = 2 m b) twyk + ts pf t c pf = _ ( ) + t 2 m Rys. 3. Widok i schemat operacji automatycznych formierek skrzynkowych: a) typu FIP-108 produkcji DOZAMET, b) typu FT-108 produkcji TECHNICAL Fig. 3. A general view and schematic representation of operation of automatic flask moulding machines: a) FIP-108 type, made by DOZAMET, b) FT-108 type, made by TECHNICAL 28
Urządzenia trójstanowiskowe o czółenkowym przemieszczaniu zestawu: płyta modelowa, skrzynka i nadstawka były, wcześniej [9], budowane w ten sposób, że na środkowym stanowisku wykonywano operacje: ustawiania skrzynki, dozowania masy, oddzielania modelu i transportu półformy, a na skrajnych stanowiskach realizowano zagęszczanie masy wstrząsaniem z doprasowaniem. Powodem tego był stosunkowo długi czas operacji zagęszczania. Obecnie, kiedy czasy operacji zagęszczania masy są porównywalne z operacjami zapełniania skrzynki masą, rozmieszczenie zespołów jest odmienne. Stanowisko zagęszczania masy jest umieszczane jako środkowe i przelotowe dla ciągu podawanych skrzynek dolnej i górnej półformy. Wydajność katalogowa prezentowanych urządzeń typu FIP-108 i FT-108 wynosi średnio 40 form/godz, a czas cyklu wykonywania półformy t c(pf) wynosi 42,5 45 s. 4. PODSUMOWANIE Linie wytwarzania odlewów wyróżniają się aktualnie istnieniem pól odstawczych, w postaci układu o prostoliniowych torowiskach, gdzie magazynuje się na płytach wózków odlewniczych zalane formy. Struktura ta daje możliwość elastycznej pracy linii. Oferowane rozwiązania urządzeń formierskich charakteryzują się dużą wydajnością. Krajowe rozwiązania bazują na technice impulsowo-prasującego zagęszczania masy syntetycznej z bentonitem. Realizowany przebieg pracy urządzeń formierskich i linii to wykonywanie na przemian dolnych i górnych półform w urządzeniach wielopozycyjnych. Zestawy płyty modelowej, skrzynki i nadstawki przemieszczają się liniowo w czółenkowych urządzeniach trój-stanowiskowych lub obrotowo, przy użyciu stołu obrotowego dwustanowiskowych automatów. Przyjęte rozwiązania urządzeń produkcji krajowej odpowiadają tendencjom i rozwiązaniom światowym. Opracowano w ramach pracy naukowo badawczej AGH nr 10.10.170.138. LITERATURA [1] J. Dańko, L. Bodzoń, K. Smyksy, A. Fedoryszyn: Podstawowe czynniki oceny technologicznej linii odlewniczych. Krzepnięcie Metali i Stopów, nr 41, rocznik 1, Wydawnictwo Komisji Odlewnictwa PAN O/Katowice. Katowice, Bielsko- Biała, Częstochowa, Opole, 1999, s. 42. [2] A. Fedoryszyn: Kryteria klasyfikacji i oceny rozwiązań urządzeń formierskich. Archiwum Odlewnictwa. Polska Akademia Nauk O/Katowice Komisja Odlewnictwa. Katowice, nr.3, 2002, 475. [3] A. Fedoryszyn: Urządzenia formierskie linii wytwarzania odlewów. Materiały XXIX Konferencji naukowej z okazji Święta Odlewnika 2005. AGH, Kraków, 2005, s. 13. [4] J. Kopeć, R. Krystkowiak: Nowa formierka do produkcji korpusów silników elektrycznych. Przegląd Odlewnictwa nr. 5, 1998, s. 171. 29
[5] C. Rudy, K. Makohonenko, Wrona S.: Tendencje rozwojowe maszyn, urządzeń i linii formierskich. Materiały III Konferencji Odlewniczej. Nowa Sól, 2000, s. 35. [6] C. Rudy, W. Soliński: Mechanizacja procesu formowania w odlewni. Materiały III Konferencji Odlewniczej. Nowa Sól, 2000, s. 55. [7] C. Rudy: 10 lat produkcji maszyn i urządzeń odlewniczych w TECHNICAL. Materiały IV Konferencji Odlewniczej. Nowa Sól, 2001, s. 9. [8] Z. Samsonowicz: Automatyzacja procesów odlewniczych. WN-T. Warszawa, 1985. [9] www.technical.com.pl, www.dozamet.com.pl SUMMARY FLASK CASTING LINES WITH HOME-PRODUCED MOULDING DEVICES In the paper the structure of currently used flask moulding lines has been discussed. The characteristic of home-made moulding devices in these lines been described.. Recenzował: prof. Józef Dańko. 30