VI.1. Экспериментальная схема системы автоматики
VI.2 Недостатки экспериментальной схемы
VI.3. Величины регулируемых параметров
VI.4. Схема автоматики промышленного типа
VI.5. Автоматическое удаление металлических стержней
VI.6. Пути усовершенствования системы автоматики
Новые технологические процессы, а также новые совершенные станки и механизмы проектируются с учетом замены ручного труда механическим. Быстро чередующиеся операции производственного цикла, жесткие допуски технологических пара метров, а главное, требование стабильности однотипных oпeраций уже на сегодня зачастую исключают ручной труд. Появляются принципиально новые процессы и машины, воплощающие в себе последние достижения науки и техники, сочетающие электронику с механикой и физику с основами станкостроения
В литейном производстве роль автоматики еще незначительна, а на отдельных технологически ответственных переходах как, например, заполнении формы сплавом, она вообще отсутствует, а эта операция во многом предрешает качество литья Такие технологические процессы, как литье под высоким и низким давлением, где время заполнения формы сплавом исчисляется секундами и даже долями секунд и где гидродинамика потока должна подчиняться заданным технологическим параметрам, не мыслятся без автоматически действующих регулирующих устройств.
При литье под низким давлением, особенно тонкостенных де талей, изменение линейной скорости сплава в пределах 0,2—0,3 м/сек может быть причиной брака. Вполне очевидно, что ручная ковшовая заливка уже не обеспечит предъявляемых требований. С применением автоматики стабилизируется технологический процесс и становится возможным программное управление, при котором величины начального и последующего давлений в тигле и зависимая от них линейная скорость сплава выдерживаются автоматически в соответствии с указаниями технологической карты. Наряду с этим обеспечивается возможность получения отливок с высокой плотностью структуры, за висящей от скорости кристаллизации и от величины статического давления в сплаве, которые создают условия для компенсации усадочных образований в кристаллизующемся слое.
Заполнение формы сплавом при автоматическом управлении уже не будет зависеть от квалификации и внимания рабочего, что несомненно повысит выход годного литья. Облегчается так же тяжелый труд заливщиков и повышается общая культура производства.
На фиг. 98 схематически показаны величины рабочего давления газовой среды и оптимальные скорости заполнения сплавом полости литейной формы в зависимости от высоты отливаемых деталей Эти данные получены экспериментальным путем при отливке тонкостенных деталей, имеющих высоту 200, 300, 500 и 600 мм со стенкой толщиной 2,5—3,0 мм. Отливка деталей производилась из алюминиево-кремниевых сплавов в полуметаллические литейные формы.
В левой части схемы по оси ординат отложены высоты отливок, а по оси абсцисс — величины необходимого давления в тигле. Практически полученные значения давлений для указанных отливок находятся при пересечении горизонтальных линий, соответствующих высотам отливок с наклонной прямой откуда опускается перпендикуляр на ось абсцисс. Продолжив горизонтальные линии до пересечения с кривой А—В—С и так же опустив перпендикуляр из точки пересечения, получим время в секундах, в течение которого происходит заполнение сплавом полости формы. Существенное значение имеет также характер повышения давления в тигле, схематично показанный в виде кривой А—В—С. На участке А—В, т е. при подъеме сплава до уровня литникового коллектора, в котором установлен нижний электрический датчик, давление в тигле повышается (в рассматриваемом примере) до 100 мм рт. ст. в течение примерно 10 сек. После заполнения коллектора скорость нарастания давления в тигле увеличивается, а следовательно, возрастает и скорость сплава в полости формы.
На схеме повышение давления, а отсюда и скорости заполнения формы показано участком кривой В—С. Практически полученные значения скорости заполнения формы для указанных отливок были равны 1,5; 2; 3 и 3,5 сек. В конце заполнения, после того как поднимающимся сплавом будет замкнут верхний электрический датчик, отключающий механизм подачи в тигель сжатого воздуха, происходит плавное торможение металлического потока с одновременным повышением в нем гидростатического давления. Торможение осуществляется лабиринтным устройством, являющимся продолжением полости формы. Практика подтвердила, что линейная скорость сплава в полости полуметаллической формы для получения из алюминиевого сплава цилиндрических отливок высотой 500—600 мм и со стенкой толщиной 3 мм может колебаться в пределах от 0,8 до 0,6 м/сек. Отклонения в ту или другую сторону могут послужить причиной брака.
Из сказанного выше очевидно, что соблюдение технологического режима в узком количественном диапазоне при ковшовой заливке вручную очень затруднительно. Система же автоматического управления с применением элементарной аппаратуры позволяет качественно решить поставленные задачи.