В результате практической работы возникла необходимость пересмотреть все узлы опытной литейной установки с учетом их положительных и отрицательных свойств, выявленных как в период ее освоения, так и в условиях эксплуатации.
Пересмотру подверглась также и система автоматики, несмотря на простоту ее первоначальной конструкции. Новые, более жесткие требования, заставили внести существенные коррективы как в схему, так и в ее конструктивное оформление.
В основном эти требования сводятся к следующим.
1. Как видно из схем фиг. 99 и 100, линейная скорость сплава в металлопроводящей системе определяется величиной скоростного напора и дросселирующим сечением золотникового крана. Имея на золотнике крана калиброванную канавку, мы лишены возможности изменять ее сечение и тем самым изменять линейную скорость сплава в металлопроводе.
Точно так же линейная скорость сплава в полости формы в рассматриваемой схеме зависит от сечения срезанной части золотника и от скорости его перемещения в корпусе. В то же время отливаемые детали могут иметь высоту от 150 мм до 1 м и даже больше. Естественно, что чем выше отливаемая деталь и чем тоньше ее стенки, тем большее сопротивление будет на пути сплава и тем больше должна быть скорость его перемещения в форме.
Регулирование скорости сплава в этих условиях было затруднено и осуществлялось опережением сдвига золотника в ту или другую сторону относительно выходного отверстия в корпусе крана. Изменять линейную скорость сплава путем настройки ресивера на большую или меньшую величину давления не целесообразно, так как это мероприятие в равной степени отразится на пропускной способности калиброванной канавки и среза золотника.
В то же время по технологическим условиям требуется изменение пропускной способности каждого из этих элементов в отдельности.
Вывод. Схема должна предусматривать надежную и независимую регулировку линейной скорости сплава в металлопроводе до уровня коллектора и дальше, в полости линейной формы.
2. Как видно из схемы фиг. 100, перекрывание давления в тигле, а следовательно, и прекращение восходящего движения сплава в полости формы произойдет в тот момент, когда опускающийся уровень ртути в манометре разорвет электрическую цепь питающего клапана.
Практически трудно установить с достаточной точностью величину давления, необходимого для подъема сплава до высшей точки полости формы. Также трудно установить и величину необходимого гидростатического давления в конечный момент заполнения полости формы. Эти величины зависят от переменного расстояния высшей точки полости формы над уровнем сплава в тигле, от конфигурации и размеров отливки, определяющих сумму местных сопротивлений, от величины скоростного напора, от расширения воздуха в тигле, от наличия инерционных сил в металлическом потоке и т. д.
Практически можно «нащупать» эти величины, но для этого придется затратить время и испортить несколько отливок. Сложность усугубляется тем, что уровень сплава в тигле с каждой отливкой понижается и для подъема его на постоянную высоту требуется все большее давление. Как и в предыдущем примере, нужно учитывать, что отливаемые детали имеют большой размерный диапазон по высоте. Такое положение часто вызывает либо выплеск металла из формы при избыточном давлении, либо недолив формы, если давление недостаточно.
В этих условиях очевидно, что управлять процессом сможет только опытный оператор, а сама система управления только условно называется автоматической.
Вывод. Схема должна предусматривать отключение рабочего давления только тогда, когда полость формы будет заполнена сплавом.
3. В экспериментальной схеме автоматики величина рабочего давления и давления при кристаллизации сплава имеют одно значение, зависимое от включения того или иного контакта ртутного манометра (см. фиг. 100).
Практика показала, что давление в сплаве три кристаллизации может быть меньше давления при заполнении формы, т. е. рабочего.
Вывод. Схема должна предусматривать раздельные величины давления газовой среды и независимую их регулировку.
4. В экспериментальной схеме плавность перехода скоростей металлического потока как самостоятельный фактор не регулируется, а зависит от скорости перемещения золотника дифференциального крана и от угла среза его рабочей части. Как показала практика, этот параметр имеет очень существенное значение. Даже незначительное, в пределах 20—30 мм рт. ст., скачкообразное нарастание давления, особенно в момент заполнения коллектора, создает условия для проникновения газа из тигля в полость формы. Наибольшая опасность возникновения толчков может быть в тот момент, когда увеличивается скорость нарастания давления, т. е. когда сплав из коллектора начинает поступать в полость формы.
Вывод. Схема должна предусматривать возможность независимости регулирования плавности перехода скоростей сплава в металлопроводящей системе.
5. Существенное значение для безотказной работы схемы имеет конструкция электрических контактов — датчиков, один из которых входит в полость коллектора литейной формы, а другой — в верхнюю часть полости промывника. Контакты предназначены для замыкания электрической цепи соответствующих приборов поднимающимся уровнем сплава. Конструкция контакта, состоящая из металлического (латунного) штифта, заключенного в фарфоровую трубку диаметром 10 мм, практически себя не оправдала. Фарфоровая трубка при соприкосновении со сплавом трескалась, выкрашивалась и в образовавшийся зазор проникал сплав и оставался в нем, замыкая контакт на массу металлической матрицы даже после удаления отливки.
Более рациональная конструкция контакта, лишенная указанных недостатков, показана на фиг. 102. Изоляцией контакта А является асбестоцементная втулка Б, торец которой во время работы покрывается слоем теплоизоляционной кокильной краски, предохраняющей ее от непосредственного соприкосновения с жидким сплавом.
Сферическая рабочая часть контакта очищается от краски наждачной бумагой.
Контакт устанавливается в предназначенное для него отверстие в металлической матрице и надежно закрепляется фланцем В.
6. Существенной деталью является запирающий конус электромагнитного клапана. Как показала практика, металлический притираемый конус не всегда обеспечивает нужную степень герметичности.
Конденсируемая, хотя и в очень незначительном количестве, влага вызывает местную коррозию притираемых поверхностей, что, естественно, нарушает герметичность и требует периодической очистки и притирки. Лучшим решением будет применение резинового прессованного конуса из резины средней упругости, например марки В-14, как это показано па фиг. 103.
7. В экспериментальной схеме применен щитовой монтаж от дельных приборов, соединяемых между собой резиновыми и дюритовыми трубками. Естественно, что при наличии утечки обнаружить ее при такой системе монтажа затруднительно, особенно если часть соединений расположена в труднодоступных местах.
Утечки часто возникают при осадке прокладок, ослаблении резьбы, при вибрации приборов (от работы электромагнитных клапанов), при частичном демонтаже и пр.