Часовая производительность шнекового смесителя рассчитывается исходя из потребности в смеси на изготовение максимальной по размерам и объему полуформы с учетом малой живучести смеси.
Номинальные размеры полуформы определяются расположением литниковой системы, габаритами моделей, необходимыми минимальными толщинами слоя формовочной смеси между моделями и стенками жакетов, а также между моделями и контрладом полуформы. Эти толщины должны быть достаточными, что бы обеспечить сопротивление формы продавливанию и
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| БНТУ.1-36.02.01.ПЗ |
Размеры наибольшей полуформы с учетом минимальной толщины слоев формовочной смеси на различных участках для отливки максимальных размеров (отливка №1) 
. Жакет и модель могут изготавливаться из дерева или пластика. Объем смеси в полуформе при этом равен 2,48 м3, с учетом плотности (≈1600 кг/м3) её масса равна - 4 т.
С учетом живучести смеси полуформа должна быть изготовлена за 15-20 минут.
Т.о. производительность шнекового смесителя Псм рассчитывается по формуле:
.,
где 
– масса смеси в полуформе, т.
.
Коэффициент загрузки вибростола рассчитывается по формуле:
,
где 
– потребная масса смеси в форме, кг;
– производительность смесителя, кг.
.
Одним из ведущих производителей оборудования для изготовления форм из ХТС является компания «Omega», хорошо зарекомендовавшая себя на белоруских предприятиях. Для оснащения проектируемого участка воспользуемся оборудованием, предлагаемым указанной компанией [3].
Компания «Omega» выпускает широкий ряд смесителей производительностью 1-100 т/ч. Выбираем двурукавный смеситель производительностью 16 т/ч марки Spartan 320A, технические характеристики и габариты которого приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 Технические характеристики и габариты двурукавных смесителей
| Двурукавные смесители | Мощность и скорость | Габариты, мм | |||||||||
| Тип | Производи- тельность, т/ч | Мощность привода, кВт | Привод насоса, кВт | Н | К | L | M | N | P* | R | S |
| Spartan 310А | 5-12 | 0.43 | |||||||||
| Spartan 320А | 10-20 | 0.43 | |||||||||
| Spartan 335А | 20-35 | 18.5 | 0.43 | ||||||||
| Spartan 360А | 40-60 | 0.74 | |||||||||
| Spartan 3100А | 80-100 | 2.0 |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| БНТУ.1-36.02.01.ПЗ |
Рис. 3.1 Схема двурукавного смесителя
Во время заполнения жакета смесью происходит её уплотнение на вибростоле с необходимой грузоподъемностью. Грузоподъемность вибростола выбирается в зависимости от массы смеси в полуформе (Мсм) и массы модельно-опочной оснастки, состоящей из массы жакета, массы модели и подмодельной плиты.
Масса жакета изготовленного из пакетированного дерева рассчитывается (
по формуле:
,
где 
– объем жакета, м3;
– плотность материала из которого изготовлен жакет, кг/м3.
.
Масса модели изготовленной из того же материала, что и жакет рассчитываем по формуле:
,
где 
– объем модели, м3;
Габаритные размеры модели примерно равны габаритным размерам максимальной отливки (отливка №1) и составляют 
мм. Т.о. объем модели =0,034 м3.
Масса подмодел
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| БНТУ.1-36.02.01.ПЗ |
по ГОСТ 20131-80 рассчитывается по аналогичной формуле:
,
Где 
– объем подмодельной плиты, м3;
– плотность серого чугуна, кг/м3.
кг.
Т.о. максимальная нагрузка на вибростол составляет:
P=4000+190+495+22=4707 кг.
Габаритные размеры и грузоподъёмность вибростолов приведена в табл. 3.2.
Таблица 3.2. Габаритные размеры и грузоподъёмность вибростолов
| Модель | Размеры, мм | Максимальная нагрузка, кг | ||||||||||||
| А | В | С | D | Е | ||||||||||
| ААА | ||||||||||||||
| АА | ||||||||||||||
| А |
| |||||||||||||
| С | ||||||||||||||
| D | ||||||||||||||
| G | ||||||||||||||
| H | ||||||||||||||
| J | ||||||||||||||
| M | ||||||||||||||
| P | ||||||||||||||
| Q | ||||||||||||||
| R |
Выбираем вибростол компании «Omega» модели Р с грузоподъемностью 5000 кг.
Коэффициент загрузки вибростола рассчитывается по формуле:
,
где 
– расчетная максимальная нагрузка, кг;
– максимальная нагрузка выбранного вибростола, кг.
.
Схема вибростола приведена на рис. 3.2.
Рис. 3.2. схема вибростола
Перемещение готовых полуформ на покраску и сушки окрашенного слоя осуществляется приводным рольгангом. Ширина рольганга соответствует ширине подмодельной плиты, а длинна между приводными роликами – длине подмодельной плиты. Мощность привода Qпр равна 0,55 кВт.
Перемещение полуформ после окраски на сборку, заливку, а также на выбивку после охлаждения осуществляется манипулятором. Грузоподъемность манипулятора должна обеспечивать перемещение залитой формы. Т.о. грузоподъемность манипулятора равна сум
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| БНТУ.1-36.02.01.ПЗ |
Q= 
,
где 
– масса отливки, кг;
– масса литниково-питающей системы, кг;
– масса смеси в форме, кг;
– масса стержней в форме.
Масса литниково-питающей системы примерно составляет 30% от массы отливки, т.о. масса литниково-питающей системы составляет 1360 кг.
Q= 
кг.
Компания "Omega" выпускает широкий спектр манипуляторов с максимальной грузоподъёмностью до 15 тонн (табл. 3.3).
табл.3.3. Технические характеристики манипуляторов
| Модель | Максимальная нагрузка, кг | Максимальное раскрытие, мм | Минимальное раскрытие, мм | Максимальный радиус поворота, мм | Высота манипулятора, мм |
| Электрическая А-рама | |||||
| Е350 | |||||
| Е900-750 | |||||
| Е1000 | |||||
| Е1250 | |||||
| Гидравлическая А-рама | |||||
| Н1000 | |||||
| Н2000 | |||||
| Н3000 | |||||
| Н4000 | |||||
| Гидравлическая балка | |||||
| В1500 | |||||
| В3000 | |||||
| В5000 | |||||
| В7500 | |||||
| В10000 | |||||
| В15000 |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| БНТУ.1-36.02.01.ПЗ |
Коэффициент загрузки манипулятора рассчитывается по формуле:
,
где 
– расчетная грузоподъемность манипулятора, кг;
–грузоподъемность выбранного манипулятора, кг.
.
Манипулятор подвешивается на мостовой кран, грузоподъемность которого должна обеспечивать подъем манипулятора с максимальным грузом, т.е. равна грузоподъемности манипулятора и массе самого манипулятора (
т). Таким образом выбираем мостовой кран грузоподъемностью 20 т с режимом работы А5, определяемым по ГОСТ 25835-83. (кз=0,8) [5].
Протяжка модели осуществляется при помощи манипулятора. манипулятор устанавливает плиту таких же размеров, как и подмодельная плита. После чего они скрепляются струбцинами, затем при помощи манипулятора производится кантовка полуформы. После кантовки струбцины снимаются, а закреплённая подмодельная плита вместе с оснасткой при помощи манипулятора поднимается, готовая полуформа по рольгангу движется на последующие операции.
После извлечения модели из формы необходимо нанести на полученный отпечаток противопригарное покрытие. Применяют огнеупорные покрытия (краски) как на водной, так и на спиртовой основе. Для окрашивания форм в основном используется три метода: облив, распыление и ручная окраска кистью. Наиболее качественное окрашивание достигается методом облива. Установка устанавливается отдельно. Форма, поступившая по рольгангу, при помощи поворотного стола устанавливается над ванной с краской, после чего оператор производит облив поверхности полуформы.
Для окрашенных полуформ краской на водной основе, необходимо подсушивание в специальных су
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| БНТУ.1-36.02.01.ПЗ |
Масса жидкой стали с учетом литниково-питающей системы для максимальной формы составляет 5890 кг. По стандартному ряду выбираем стопорный ковш ёмкостью 6 т компании "Восток-Энерго". Масса самого ковша с учетом футеровки как правило равна половине его емкости. Характеристики ковшей приведены в таблице 3.4.
Таблица 3.4. характеристики стопорных ковшей
| Модель | Ёмкость, тонн | D, мм | H, мм | L, мм | d, мм | H1, мм |
| GB-1 | ||||||
| GB-2 | ||||||
| GB-3 | ||||||
| GB-4 | ||||||
| GB-5 | ||||||
| GB-6 | ||||||
| GB-7 | ||||||
| GB-8 | ||||||
| GB-10 |
Ковш подвешивается на мостовой кран, при помощи которого ковш перемещается по участку заливки. Грузоподъемность мостового крана должна быть достаточной, для перемещения полного ковша с учетом его массы, т.о. выбираем
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| БНТУ.1-36.02.01.ПЗ |
Выбивная решетка выбирается в зависимости от массы выбиваемой формы.
Производительность выбивной решетки Пв.р. определяется часовой потребностью в смеси формовочного участка умноженное на коэффициент неравномерности кн (кн=1,2) и деленное на коэффициент запаса кз (0,7-0,8). Часовая потребность в смеси определяется по формуле:
,
где 
количество форм, шт;
– коэффициент брака форм (1+0,1);
- коэффициент брака отливок (1+0,07);
– масса смеси в форме, т;
– коэффициент потерь формовочной смеси (транспортировка, срезание излишков и т.д.) равный 1,05-1,1;
т/ч.
– годовой фонд времени, ч.
Пв.р= 
т/ч.
Принимаем поизводительность выбивной решетки 15 т/ч.
Выбираем выбивную решетку серии XNS 39 модели XNS3915A с характеристиками, приведенными в таблице 3.5 [4].
Табл. 3.5. характеристика выбивной решетки
| Модель | Производительность, т/ч | Размеры (мм) | Установленная мощность (кВт) | Скорость (об./мин.) | Центробежная сила (кН) |
| XNS3915A | 3420*2140*2445 | 75*2 |
Коэффициент загрузки манипулятора рассчитывается по формуле:
,
где – расчетная грузоподъемность вибростола, кг;
–грузоподъемность выбранного вибростола, кг.
.
Выбивная решетка совмещена с системой регенерации «Gamma» серии HL. После выбивки смесь поступает в систему регенерации. Установка оттирки Gamma HL предназначена для регенерации ранее выбитой формовочной смеси.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| БНТУ.1-36.02.01.ПЗ |
Таблица 3.6. технические характеристики Gamma HL
| Модель | X | Y | Z | Пропускная способность, т/ч | Вытяжка, м3/ч | Загрузка, кг | Мощ-ность, кВт |
| 6 HL | 4,53 | ||||||
| 12 HL | 6,63 | ||||||
| 15HL | 10,82 |
После установки регенерации смесь поступает в охладитель-классификатор. Технические характеристики охладителей-классификаторов приведены в табл. 3.7.
Таблица 3.7. Технические характеристики охладителей-классификаторов
| Модель | Вода, л/мин | Пылеудаление, м3/ч | Длина, мм | Высота, мм | Ширина, мм |
| G1 | |||||
| G3 | |||||
| G6 | |||||
| G9 | |||||
| G12 | |||||
| G15 | |||||
| G20 | |||||
| G24 | |||||
| G30 |
Выбираем охладитель-классификатор модели
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| БНТУ.1-36.02.01.ПЗ |
Для транспортировки регенерированного песка в бункер для регенерата применяется пневмотранспорт. Выбираем пневмопушку с производительностью 15 т/ч характеристики которой приведены в талице 3.7.
| Модель | Внутренний диаметр трубы, мм | Производительность, т/ч | Потребление сжатого воздуха, Нм3/мин | ||||
| 30 м | 50м | 75 м | 100 м | 150 м | |||
| PV3 | 1,27 | 1,66 | 2,14 | 2,31 | 2,5 | ||
| PV6 | 1,67 | 2,25 | 3,08 | 3,38 | 4,27 | ||
| PV9 | 2,71 | 3,62 | 4,95 | 5,44 | 6,77 | ||
| PV12 | 3,85 | 5,16 | 7,11 | 7,75 | 9,79 | ||
| PV15 | 4,06 | 5,14 | 7,34 | 8,06 | 9,99 | ||
| PV20 | 4,23 | 5,6 | 7,55 | 8,26 | 10,22 | ||
| PV30 | 11,26 | 12,68 | 13,79 | 14,07 | 14,78 |
Схема регенерации приведен
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| БНТУ.1-36.02.01.ПЗ |
Рис.3.3 схема регенерации
Регенерированная смесь при помощи пневмопушки поступает в бункер для регенерата. Бункер должен обеспечивать двухчасовую производительность шнекового смесителя. В соответствии с требуемым запасом и плотностью регенерата 1550 кг/м3. Форма бункера пирамидальная с размерами верхнего основания 2,35 
2,35 м, а нижнего 1,87 1,87 м и высотой 4,5 м.
В состав ХТС вводится около 5% свежего песка. Свежие компоненты поступают в бункер для свежего песка. Форма бункера пирамидальная с размерами верхнего основания 1,4 
1,4 м, нижнего 0,7 0,7 м и высотой 1 м.