автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Разработка технологического процесса и оборудования для повышения эффективности мелкосерийного многономенклатурного производства литья под давлением

' ¡4 •?.-?. 9'2 '

ШКШТАДЖКИ 1Ш'ДДРСТШШ13'ТЕХНШ2СКЙ:5 УНИВЕРСИТЕТ

Ка правах рукописи

СИБИРЦЕВ Сергей Николаевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОШЧЗСКОГО ПРОЦЕССА И ОГОРУлОВЛНИЯ

ДЛЯ ПЙ1ИЕШИ ОЙ^ТКЖССТИ ШКОСЕРЙПШГО

!ЛЮГ0::О;.!К!!К1.''ТУР1!ОГ'0 СРОКЗЖаСТЗА ЛИТЬЯ ВД'ДАВШИЕ:,«

Снёцаальность С5,1б»04 - ЛЕтаЗнро производство

Автореферат диссертации ьа соискакке ученой степени кандидата технических паук

Санкт-Петербург 1992

Работа выполнена з научно-исследовательском институте технологии маолиострорняя г ."С.Петербург.

Кзучвкй руководитель - доктор технических наук, профессор О.А.Кзрншкин

Офи/гкаловда оллонектц:

.- доктор .технических наук, профессор Н.П.Еелвусой - кандидат технических наук В.С.БэгуыеЕскн15

аедуиез предприятие - ШТШатпрэм •

Ьягзтв диссерадцви состоится " ■-■-ггл___1932 г.

___чао. на заседании специализированного сэЕета при Лепзн-

гго Госу дарствен но:.; технзческсм университете до адресу:

Сэчкт-Пзтсрбург, ул.Полятехвичоская, 29, тспод-сквй кс-п- >

С г;:ссс-рта:п15й могснэ ознакомиться в библиотек«? университета, ¿«игрейераг разослан " ^ " .Тг.'р-^ чя_____1992 г.

Зченкй секретарь спец^ализированного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРЖТ1ЖА РЛБОИ

' Актуальность работы. Одной из основных задач по соеераанстсоЕй-нва и расширению области применения литья под давлением (ЛПД) является ловигаение-эффективности мелкосерийного нногоиаленклятурного прояззодсгйа на базе создания кпмплексно-э1;тсмгтиэ::роЕан.чис бксгрс.— дареналакивавмкх систем оборудования с передовой технолог;;!!, обеспечивающих значительный.рвет производительности труда а качества литых з<*готосок. .

Созданные к настояпему времени комплекрно-механпзлровэнниэ цока а участки ЛПД яе удовлетворяв! требованиям бкетр эперзиялатзэс-.аг/. производств, т.к. осяоэаин на поточно-конвейерном принципе планировка оборудэваавя.

Кромэ того, проектвровапие цехов гак традиционным, так и глаголом СА11Р, заключается в енборв оборудования и его расположения пз годаиной плзвдди. Анализу Ев работы цеха, как правило, уделяется недостаточно внимания. Это может привести к аепрадсяденнкм последствиям о уже работавшем цехе.

В условиях комплексно-звтоматизировакнах производств ЛИД реако возрастает плияяио нэ качество' литья таких технологических фактороз, как наличие газовкх я неметаллических включений в расплаве .перед его подачей в .пресс-форму, 0 также соответствие комплекса свойств разде-литвлыпгх ст.'.ээпк, наносимых на пресс-форму, требованиям. аЕТОматкчр.с-ксго протекания.техполопетоского процесса'ЛИД.

■В последнее аремя значительное чяииекиэ уделяется око логическим' проблемам литейного производства..В области ЛПД ото связано с разработкой новых ЕИСокоэфЭректвнннх ма'лотзксачных технологий рзфанарова-ния расплавов, а таккэ с созданием экологически чистых смэзок и автоматических устройств для их нанесения на пресс-форму.

Одним из евжянх резервов повышения зффгктиькости ЛПД- является более широкое освоение выпуска^ з т.ч. нз автоматических комплексах ЛГЩ, сложных отлиаок, конструкция, которкх разработана путем объединения нескольких, ранее отливаемых отдельно, дятнх затопок. Для этого необходимо создание падеянкх конструкций многоразьемяых пресс-форм, не требующих вмешательства опорагора-латейлшка при их эксилз'-атвции. •

Цель и задачи исследований. Целью работ-н явилось научное оСос-пованив технических и технологических решений, обвелочииаюпи* вовн-ше.чие эффективности мелкосерийного мпзгоноиенклэгурного производства ЛПД. • . ■ ,

Для дпстяке.чпя целп были поставлены в реианы слздушие задачи:

Г/ выбрана рациональная схеиа технологического процесса, состав 'л ме?,;а размещения оборудования для комплексно-автоматизированного незкгсерайаого многономсшклатураого производства ЯПД;

'.:) разработаны пнязнернне методы формирования структуры и оценке чздсг.нооти Еисо;:оавгомэтизироеанннх: систем ЛИЦ;,

3) яосзокоеойы и разработаны малото'ксичныб составы фвясоа с по-рзфмнлрушей способностью для плавки возврата собственного г.гомЕвдетви; • .

кссгея^ва'ча и разработана технология фчльтрационногг. рафиниро-пчнда елсмакаешс сплавов в двухкамерных ллавпльвс-раэда-т'/(ни:: пичзх; '

теслсдэванч и разработаны состав экологически чистой рззцели-уогч-л«1'% с..1йо1.'п и устройство для эе нанесения на лресс-формк звтомати--зировапк'-пс комплексов ЛЕД; •

6) ра»работены маогорагьеыныс пресс-фпрма.для получения сложных )'.'л;к;г.к стана::, олоктроцаигателей серии А И кз автоматизированном обо-руг.озапик ЛЩ;

• У) осук1л').тоЛЭЕо учедренчв результатов исследований и рассчитана '.ччъхая эффективность создания гибкой производственной е.: с; VI- (ГПС) ЛГЩ.

Кяучн?я .^ов/.зпа. Основуие положения, характеризующие научную но-' г'.чзн.у ргбсти, з&жлаютоя, в слсдутацом; ■ " .

1. руэргботэнн математические модели-функционирования г.нсокоав-1о:..::'1:1зирг)Ьзч!!Нх окст*» оборудования ЛПЦ.

2. Ра:'раЗй".ок состав экологически чистого беэсолевого оксидного ¿..¡¡оса для ррфичироеания переплаза возврата собственного производства! аь аммюнаових сплавов.

3. Уотваоиаспи зависимости полноты очистки злюииниевнх сплавов от ¡¡а/.пто^'ЧРзкнх ."г'Рачоний от состава и -размеров нисупмого корапаческо-:т> фильтра.

ро|_г.;|!!?лы1ь:1! состав и росмори фильтра в двухкамерной ала-;:1',:,-.!'.с-т>:;:<:сал,счной п-чк для уезавйЗ отго(ат из ированного произвсл-стсз 1::ьок к-л ком.ъ-езсг.т .'ЛЩ,

О:10Пи!1& ;>азлпчн.!Гл антяфрки'цййинкх дпбанук на комплоте

свсй.*:чт задютлульс/.оязоЗ раздомтояьиой сказка ды1 кросс-

Гг-пра^яга»: ¿.•лстад уиглгг'пчеекц «кетой сгмзочно-охзйздетг-.о'Л кэд-: ■, т.; Д2-" амед'лиз^г.оьанаых ¡^.¿илакси« Д1Д.

Практическая данность к реализация разультатов работк:

1) разработан и реализован проект гибкой -сгс-теми ЛИД (дерццй уровень авгомати'Вацш!);

2) создан комплекс устройств и оборудования, львц^спг.ггх к а*-: ее."-ео алюминиевых отлиеок при ДПД;

3) внедрена экологически чистая технология ра^.иварсззнпя ът.сг..'-виезцх с планов о условиях автоматизированного ярелзР'.гг^тпа ЛШ1;

4) внедрена экологически чистая са'агка для проос-г эх« ЛЦЦ;

5) разработана к внедрена технология и оснастка гля чроязкодст-Еа тонкостенных отливок в иногоразъемннх пресс-корт/с'л'.

Экономический эффект от внедрения результатов настоящей уобо-."!: составил 477,25 тыс.р.

Результаты исследований положены а основу рабочего цресета рс"~ конструкции цеха ЛПд на полтавском заводе "Эгектро^эюр".

Апробация ваботк. Основные разделы диссертации били дологгонк па трех-зсесоюзнкх конференциях-и семинарах, на отраслее--':-: нэумчо-тичы1.-ческих совеианиях и конференциях.

Публикация. По материалам диссертация опубликовано 9 работ, но-лучено-5 авторских свидетельств и 4 пспожатолы;кх'реи.е";;л г.э заявка.:.

Структура и-объем работа. Работа состоит ¡;з воодса::я, 5 гдзг, закжзченяя, списка использованных источников из 92 пап.'.геногак;::?,

2 приложений.

Работа изложена на 131 странице иашгнописиогс текста, еодар^т II таблиц и 36 рисунков.

содшапш РАБОТЫ.

Во введении дана характеристика современного уровня р^зик'./пя технологии и оборудования ЛПД, подчеркнута актуальность лигн^елшя о<]>-фективности мелкосерийного многоно.чеккяатурного производства Л11Д, приведены основное 'научные и практические результат рэботн.

Состояние вопроса. Дан анализ основных' яалрэвлоч/.Л работ по ко-.'л-гексноЗ автоматизации молкосерлЕного многопоменклятуризгд производства на современном этапе развития ЛИЦ, рассмотрено вльякяо тохиплогических факторов на качество отливок при ЛПД уз алгмпнпепкг. с.таьов, :;^цчсркнутэ актуальность'разработка экологически чистик тохнолгя'".": ратинирования сплавов и емззка пресс-форм и требований к ч условиях автоматизированного производства ЛИД.

Сфпрмулированн цель исследований и задачи работа,

Разработка гибкой производственной оистемк Ш1Л для мелкосерийного многононанкпа?уиного производства отливок. Приведены основные

ртадц разработки 1113 ЛЛД для завода "Электромотор", г.Полтава, на ..уровне'гибкого ввтсматгзированвого участка, включающие иреднроектнке ШГ-и ОКР, разработку технических требований к оборудова?.2п к системе.I упр&плечия ГПСД1Д,- разработку технологичеокой и транспортной частей проекта, научно-техническое обоснование принятых технических решений, '.'.'"';*''..'-'■'.■ ;

Не основании с£чр.мул ир о ез н ных требований предложена еяедошая ехала.технологического ирсдебса ее ГАУ ЛЦД: .•

1) накопление исходных шихтовне материалов (чушек и возврата собственного производства) производят на автоматизированном складе С'»олла:.У!огг, типа по маркгал сплава в отдельной таре;

2) лйреплаа возврзта собственного производства осуществляют а плавильни?: печах по маркам сплава с глубоким рафивированяач, посведу-элаЯ р-эзхиако'л е чушки и передачей в специальной таре на оклад;

3) лдавку металла производят в двухкамерных плавиньно-раздатоп-нкх печах (у комплексов ЛОД) с фильтра ционнш рафинированием к автоматической загрузкой чушек; ; .

4) обесценение двухкамерных дязБИЛьво-раздатпчннх печей взястоЯ (сл.ешюльнш образом я е заданной последовательности уложевнкма в тару чускани) осуществляет трзпелортязя система с роботами со склада шхташх материалов;

Ь) транспортирование отливок з таре от комплексов Д1Щ ва склад отеллакного типа участка обрубки и зачистки литья осуществляет трзнс-пг^аая системе с работами;

в) обрубку и зачистку литья осуществляют на механизированных рабочих квотах, оснащенных автоматизированными прессами и средствами зэчр.стки литья;

7) зоьпрат собственного производства в специальной таре по маркам сплава ¡11 част трэчепортная. система со склада участка обрубки и •зачистки на склад шахтовых материалов;

Б) контроль и управление за работой оборудования и состояния технологии осуычсгвляотся с' лмгоиьр УЖ на базе ЭВМ, шлолншявго .даочеэторско-удрзвлончвояао Худают,' ,

Дано списании технологического процосра и технических хмрааго-;-.;:сгчк анЛрэнтго. серийного и специально разработанного пестандартио-гс Ьбсчуп^аингя и систем управления для проакта Юлпсренпорукучия цо-х;-,р1Д у&ьода "О^е^.тромстср''. г.Цсдуавз.

Разработка инженерных методов формирования структуры и оцеьки надобности высокоавтоматизированных систем ЛПД. Формирование структуры и анализ эффективности функционирования ГАУ .ШД .осуществлялось на основа принципа композиции путем решения небора оптимизационных задач, с каящой из которых может бтъ сопоставлен наилучший метод построения и анализа соответствующей математической модели. Использовались методы теории графов, теории расписаний, теорий массового обслуживания (очередей) с вероятностной аксиоматикой.

Для анализа надежности работы ГАУ ЛПД был построен полный граф рабочих элементов, в котором были выделены три подсистема: складские операции; непосредственное изготовление отливок; транспортике операции. При исследовании надежности систем« рассчитывали вероятности связности соответствующих графов, что равноценно надежности системы. Граничные оценки для вероятности связности определяли методом Эзари-Прошана в соответствии с выражением:

-/?{/- П9,с) £ А'9~ух) ± /- /7//- /7гг) - А ^

где А ¿л; А)/; - нижняя и верхняя оценка надежности Эзарп-Прочана соответственно;

■ - вероятности отказа и работоспособности -того элемента сисгокн соответственно;.

МФ(Х) - математическое окидание структурной функции.

В результате анализа надежности' было установлено, что вероятность бесперебойного получения отливок из комплексах ЛПД равна O.G.' Для дальнейшего повышения надежности Необходимо повышение вероятности безотказной работы'элементов системы. Для управления складскими операциями были составлен!) расписание заполнения ячеек склада, программа обслукввания; перечень необходимых технологических операций. Последовательность операций варьировали таким образом, чтобы минимизировать возможный простой оборудования. В результата был лолучзн оптимальный вариант расписания, при котором не возникает ситуаций ожидания сгенерированной заявки, приводящих к возникновения очередей.

Для построения имитационной мидели системы использовали ап.тарзт временных сетей Потри. Сеть Петри формально описывается набором гада А/- СР, // Mt) , где Р - непустое конечное множество позиций; .

/ - непустое конечное множество переходов; £'^ {РхТ)и(ТхР) -отношение инцедонтпости позиций и переходов; /Vo - начальная маркировка .//.' 'р — Л'; /А{О; /; 2...} . Графически сеть Цэтрп представляется двудольным графом с'вершинами двух типов: позиции и переходи. Дуги графа могут быть направлены только от ьззяций к перв-5

кодам ыи наоборот. Динамика, сетей Петри связана с механизмом изменения маркировок позиций и соглашениями о правилах срабатывания переходов. Б рамках обычных сетей Петри наиболее целесообразным направлением формального анализа является исследование по частям. Исходную сеть разбивали на технологические фрагменты, каждый из которых исследуется как сепаратная сеть. При этом ставили наиболее сложную задачу сетевого анализа - проверку сетей- на достижимость. Била построена и реализована программа моделирования, оценивающая длительность основного и вспомогательного циклов. В результате моделирования было сокращено время пребывания единиц, материальных' потоков в производственном цикле за счет устранения непредусмотренных задержек и уменьшения потерь на синхронизацию.

Разработка технологических методов повышения качества отливок в условиях в'.'елкоавтоматкзипоеан.чпго производствп ЛПЛ. Осуществлена разработка комплекса новых технологических решений, обеспечивающих • необходимы;'! уровень качества отливок,, для всех вамейших операций автоматизированного производственного цикла (плавка металла, смазка пресс-форм и т.д.).

При исследовании и разработке флюса с повышенной рафинирующей способность» для вторичных сплавов были учтены амфотерные свойства Лиг Оз . которые заключаются в его способности образовывать легкоплавкие- эвтектики с основными и кислотньии оксидами. Это дало основание предположить, что на базе оксидных систем возможно создание экологически чистого безеолевого флюса.

Лнзлиз диаграмм, состояния окисных систем показал, что температуру плавления, близкую к температуре обработки алюминиевых сплавов, имнат эвтектические составы //<£ ¿/-¿¿¿/г <783°С), ¿?г (742°С),

/кгО-веОЪ 40 и , А'г Д ¿? , 770 И 752°С), тройной

;Т.л»ю А'^О'ЗгО^ Таким образом, чем сложнее система,

составленная из тех ;/е компонентов, тем ниже температура еа плавления, тем меньше энергетические затраты на получение жидкого флюса.

Плотность указанных систем окислов ншко'пчотности алюминиевого сплава и пгни;;:зотся с увеличением содержания £>х О? .

Оптимизация состава флюса проводилась путем поиска методом последовательного отражения при симплекс-планировании.

В исходную композицию при поиске рафинирующего флюса для плавки а^гаретних отходов сплава АКМ2 входили: борный ангздрид, эккслы натрия, калия, кальция, титана кремния.

Для яыборо оптимального слстава был издт флис, содержали;'

С

35$ Л'а>2&, 25, 40% : Исследовалось влияние концент-

рации окиси кремния, окиси титана, окиси кальция. Основной уровень симплекса содержал 20% & О г , 4 iTiOz. . 3% ¿is ¿7 , а интервала варьирования составляли 5, 2, 2% соответственно. В результате последовательного отражения и поиска оптимального состава флюса било установлено, что наилучшими свойствами обладают сплавы, обработанное флюсом следующего состава: 2Ь% Л^Ь О , \Ч% £¿¿7 , 28^ Ss^i , 24,1% ¿¿Di , 2,65 Ti 17г , 1,9 ¿'а¿7 , который обеспечивал получение значений временного сопротивления разрыву 22,3 кгс/mm", относительного удлинения 4,5$.

Исследование влияния флюса на содержание окиси алюминия в сплава показало, что при использовании флюса оно мохет быть снижено до 0,005-0,0033 по массе.

С псмоиью фильтрации рзсплава в двухкамерной плавильно-раздаточ-ной печи необходимо снизить содержание крупных включений п

сплаве с 0,05? (усредненное содеркание при расплавления чушек) до уровня 0,01-0,015^, который является допуст юлка проделом содержания • окиси алюминия в отливках, удовлетворяющим требованиям механообработки на автоматических линиях.

При этом существенном ограничением является необходимость подбора фильтра, способного обеспечить процесс рафинирования в течение 1,5-2,0 месяцев работы лечи, т:в. в пояннЯ межремонтный цикл," боз промежуточной замены. '

В качестве материала фильтра были опробованы углерод (графит),' OdО, A/cSjJPPFg ¿¿//^ Aljtyf/i', ffjz размерами кусков насыпного фильтра 5-10, 20,0 и 30-35 мм. Высота насыпки фильтра во время испытаний ноддорхзвалась постоянной и составляла около 100 км над нкнним краем перегородки печи и столько ке до дна тигля. Фильтр насыпался равномерным слоем по обе стороны перегородки. Таким образом, фильтрация происходила в плавильной камере в нисходящем потоке, а в раздаточной каиере - в восходящем потоке расплава.

Расход расплава составлял 140-150 кг/час, что соответствует лакекмальной потребности в алюминиевом сплдвв при изготовлении отливок на комплексе ЛПД.

Отбор проб на определение содержания Jft^ Л производили ц.з зерхнсЯ части раздаточной камеры три раза в смену.

3 первой серии плавок испытивалиеь фильтры с размером кусков 3-10 мм. Через 2-3 недели работы (дольше всех проработал фильтр из графита) пропускная способность фильтров стала пике допустимой, что 7

привело к опасности перелива металла через борт плавильной камеры при очередной аагрузке чушки.

В следующей серил плавок испытаниям подверглись такие ке мате-рла;;ы с размером кусков 30-35 мм.

Для всех материалов уровень очистки расплава от был

вазе допустимого. Несколько лучше результаты были получены на гранулах Л£¿0.3 .

' В заключительной серии плавок в качестве материалов фильтров бкли испытаны Мд¿7 и Jtz Ол с размером кусков около 20 од. Из этих двух оксидов (бой магнезитового кирпича) является наиболее до-

ступном и дсшевш материалом..

'¿ильтри из с размером кусков около 20,0 мл удовлетворяют

требованиям очистки вторичных алюминиевых сплавов в двухкамерной плйЕЛгьнэ-раздаточной печи при принятых в данной работе условиях ра-а:'.пироЕзния и были приняты к внедрению.

Определено распределение' концентрации окиси алюминия по высоте в ррэ'оточной каморе печи, т.е. от зоны забора металла дозатором комплекса .ШД до верхней гран/ды фильтра из ¿/ . Установлено, что при. фильтровании алюминиевого расплава через относительно, крупнозернистый фильтр (~20 мл) в нем происходит удержание больших плен и включений Д£г /Jj . Тонкодисперсние включения выносятся потоком расплава из фильтра только на определенную высоту над фильтром (в иа-случае 100-150 юл), ке попадая в зону забора металла из печи автоматическим дозатором, разработана система клакоулавдивания в каморе прессования машин ЛГЩ, работавшая следующим образом.

После заливки порции металла в камеру прессования машины ЛПД начинается дцда.ение прессующего поршня. В это время подвижный г.лун-нер, расположенный сооено с камерой прессования в подвижной полуформе и лодкатнй прутяной плиты толкателя ' , обеспочивает перекрытие кругового литника ' . Шлаковые и газоано включения сосредотачиваются з верхней части камеры прессования,, [¡осле достинения усилия на поршне, провьтиавцего жесткость пружины, подпигшпй плунжер перемешается рлспо и открывает с ни «ней части камеры прессования капал, соедин.чю-п;ий сп с круговым литником. Металл из пикней части каморы нресоова-ная, незагрязненный глзоешш и шлаков ют вкдач еттла, под действием дресс-пориня поступает в рабочую полость пресс-фирык, а основная г.!гсеэ шляксвых включений л плен остается р пресс-остатке.

Эффективность рйооты системы Еиокоулвьлива.чяя оценивали при /■слыгании на отляшах Гк:.рпус гидронасоса" на партии я 1000 ыт.

е

Первоначальный брак отливок на герметичность составляя 15-30,"'. После внедрения специальной литниковой системы з;.лк тех ко отливок при испытании на герметичность составил

На основании анализа требований к свойствам разделительных смазок в качества базового состава для разработки ЕксоксэффектпзчоЗ экологически чистой разделительной смазки для пресс-форм принята смазочно-охлаадзшая жидкость (СОЮ Элитол Э13М7. Основным компонентом данной СОК является пасло цилиндровое 52, эмульсированное в вода по специальной технологии.

На чотырехшарнковой машине трения по ГОСТ 9490-75 било исследовано влияние различных добавок и их кгалбянаций кз смэзк'Еашно се.\";ст-за водных эмульсий.

Исследования показали, что наиболее эффективными техно логическими добавками для эмульсин цилиндрового масса являются:

1) элементарная сера,

2) серу- фосфор-содср:уз!Г,ая дпбзвка - комбинация 0,5!? масс, элементарной серы + 3% касс, ди-й-этилгексилфе.чилфссфата;.

.3) серу- хлор- фосфор-содержмщо добавки - JL32Û9/2 и яамбииацхл 0,5? мясе, элементарной сори t- пасс. ди-2-этилгонсисфс-нил.ф1>с:атг t-0,0-дибутпллвого эфира трихлприотилф^сфоновой кислоты.

Учитывая требования создания мэлотоксичшта СОК, удорлвтпэрязз-ашх высоким саннтарио-гигийничосклч требованиям, s также прислал во внимание наличие сырьевой базы, в качестве до&ззки была выбрана элементарная сера в Количество 0,5-1,СЙ масс.

Разработанный состав новой смазочно-охлаждаипей аицкости СОЕ Злигол 0I3Î.UCK защищен авторским свидетельством СССР (в соаатпрсгп-о).

Результат» сравнительных испытаний базового состава, лучшего зарубежного аналога и разработанной СОК Злптоя Э13'.ПСК приведены э табл.1.

Тсксичкпсгь н опасность С0£ изучалось » соответствии с методическими указаниями Минздрава PCîOP. Работа прпвйдаяа с привлечение.',' 'Hiîlî Охраны труда и Куйбышевского НИИ Гигиены.

Установлено, что согласно ГОСТ 12.1.007-76 по столонн воздействия :ча организм Элитол У1Э*Л1СК nnioc¡¡тал к Г/ классу уалооппенйе химических соодикениЯ.

Приведен!; каччетгишшй а кглнчосгвенккЯ анализ продуктов гезтм.'-дслсшяй от использования CCI гзпо Олхтол~Э г процессах г.гъ'л та-•..::!«:'-свих спллпзь иол лаоле?йем хрукпто-масс сяЕктргкогг-'^оок;.?.!

Пробы воздуха гтбарплксь в ф-июг.ой тгчпо - р'*2трэльной

Таблица I

Сраанптельнна евоь'стаа разделительных смазок при степени разбавления водой 1:10

ИэимзноЕозие смазок Протнвзизносние харзк- Разделительные Качество отливок Рекомендации

теристики по свойство по результатам

ту^г»^ с*^ 4 - —" - ......

ГОСТ 90Э4-75

*Г

К1'с • кгс

. ЛАГ-П63 ■ ■ ч (Л^есон С ¡ПА)

рс-

153 168

Базовая эмульсия 105 125 Элитол 313М1

СОЖ Эяитоя Э13ЭДСХ 2С0 224

58,7.

Усилие Коэфф. сгека тропик

0,09

'47.4 0,5 0,11 92,7 0,35 .0,00

пром. внедрения

Поверхность одно- Пригодна к экеплу-

оодная, матовая, атация

Съем удовлетвори- 1:10 тельный

Нз поверхности рис- Стэпзпг. разбэвле-

ки, съем затруд"-....... ~"с

металлизация п/

ки, съем затруднен, ния но

Поверхность одно- Сохраняет уцовлет-

родная, светлая, ворительнке свой-

блестяжая, съем ства при разбавле-

удовлэтворителышЯ, нии до 1:40 металлизация п/ф отсутствует

м о

(проход мекду маснлами ЛЦД), в зоне дыхания олзрптсра к в зоне разъема пресс-форм.

Основными компонентами, загрязняющими воздух рабочей зоны, с учетом класса опасности и величины пиков на хроматографах, являются аэрозоль маслэ, акролеин, формальдегид, углеводорода (предельный, непредельные и нафтеновые) и окись углерода.

Представленные в табл.2 усредненные донные при степенях разбавления концентрата COS 1:5 свидетельствуют о наличии кезначитэлыж концентраций приоритетных компонентов, загрязняющих воздух рабочей зоны (кро:.<о точки разъема пресс-форм). Количества прнорнтэткьче загрязнений в зоне дыхания не превышают значок;'.;; ЦПК дъя даннгх соединений. Пр' степенях ке разбавления концентрата 1:15 п дате, геко:.:ен-дованных к ргчдененйо, концентрации приоритетных загрязнен;:? значительно нажо ЩК.

Таблица 2

Содержание (кг/м'4) приоритетных компонентов в воздухе рабочей зоны

Ведущие Число ПДК, Место отбора воздуха

компоненты проб [!Г/М3

Злится Э13М1

Злитол Э13М1СХ

Окись углерода

Аэрозоль

г.'ослз

Сумма углевод о роп,оа

Формг'льдс-гид

Акролеин

Лимотил-фир.маляд

Зона Зона HoJirp. Зона Зона Нойтр.

разь- д!яа- точка разт*- диха- точка

ома пил ема чия

п/ф опер. п/ф опер.

30 20 10,1 5,2 1,0 8,7 3,7 0,9

30 5,0 12.5 3.6 1.2 11,8 • 2,5 1,1

30 300 245 37,5 15,3 225 35,5 14,2

30 0.5 1,17 0.33 0,25 1.220 C.3G 0,35

30 0.2 0,22 0,14 0,10 0.2 0,12 'М

30 ТО _ _ - 7,3 ■1.2 5

Разработано устройство дли йезв-лзаугяого яснесс^ия СС£ нз пресс-ф^рму р пелуэакрнто:.: еостоячии и клг.-.еру ирсссэзпьг'я глгшг i;rvb.-: иод дзнлонием.

!!')]-ц;!я СО. оада^пегэ c6tv:if чероа сксгпму гру^зп-.: oac;.sn • гл-л-cwa к бг,л;;сгд форсунок и гйсяк.'ьигса nxwar» "J"-:-:

при ее закрытии, i ■'--•¡лы i>j33~a ;'>г.прэявявт параллельно плоскости разъема пресс-ф^" »¡па'.лрвч:-- \p>i' яругу с. различными ускорениями. Встречные факелы обсазуют в разъеме пресс-формы фронт взаимодействии, который благодаря различии,: ускорениям подачи смйзки во встречных факелах перемешается вдоль плоскости разъема таким образом, что на рабочей поверхности пресс-формы формируется равномерный слой смазочного материала независимо от места расположения форсунок и конфигурации рабочей поверхности пресс-формы.

Конструкция устройства защищена авторским свидетельством СССР (в соавторстве).

Разработана и внедрена технология получения тонкостенных отливок станин электродвигателей в ыногоразъемьих пресс-формах, что позволило снизить массу станины на 25р.

Конструкция лресс-фсриы предназначена для получения ".ложных корпусных отливок с поднутрениями на поверхностях, перпендикулярных плоскости плиты машины, без помощи гидравлических стеркнеизвлекате-ле!:. Пресс-форма состоит из трех плит: подвижной, промежуточной (средней) и ксподяикной. Зэпирааие формообразующих вкладышей осуществляется с двух сторон, т.е. вкладыпш нагружены не консольво, а как балка на двух опорах, что обеспечивает гарантированное плотное прилегание элементов пресс-формы и исключает заливы. Опоры в наклонных . направляющих элементах (клиньях), по которым перемещаются фор.чообрз-зуюиие вкладыша, крепятся к средней плите.

Осуществлена продажа "ноу-хау" на конструкцию пресс-формы фирме "Кталпрасс" (Италия) по контракту № 64/0S-02739-I26 от 28.03.88.

Практическое использование результатов исследования. 3 данном . разделе приведены результаты производственного опробования и практического использования флюса с ноши энной рафинирующей способностью, технологии фильтрационного рафинирования в двухкамерных плавильно-раздаточных пэчах, разделительной смазки Злится Э13М1СК, устройств для безвоздушнйго нанесения СОК, технологических процессов ЛПД с использованием многорззъемнкх пр^сс-форм.

Производственное опробование и внедрение указанных разработок осуществлено при изготовлении отливок для асинхронных электродвигателей па заводах электротехнической промышленности, а такке на предприятиях других отраслей.

Освоен«о технические решения по создании ГПС ЛПй вошли в состав проекта техперевоорумения цеха ЛПД завода "Электромотор".

А'гтк анз.дрения разработок с указанием экономического эффекта

ва различите заводах приведены в приложении к диссертаций. .

' оотв шао т

1. Уасшрекиэ области применения о дальнейшее развитие литьл под давлением непосредственно связана с повышением эффективности мелкосерийного мвзгоасыенклягурвого производства отляэск, достигаемой пугал создавая гябкег перевал ажяваачшх систем ЛДЦ, разработка внсо8оз$фективЕоЯ технология рафинирования, расстряащей область пошланения более депегах вторичных сплавов, внедрения резделитель-янх смазок и пресс-форм, надежно функционирующих а условиях автоматизированного производства.

2. Научно обоснованы технические и технологические ремнвя по составу я техническим харакгеристпкам оборудования гибкой производственной система (ГПС) ШД, которая состоит из: автоматизированной транс порти о-спл адской систаш (АТСС), отдаления впхтоприготовления, отделения гибких модулзй ЛПД Сна базе комплексов A7IIK05), АТСС отделения обрубки а зачветкя с механизированными рабочими месга-чл, транспортной систеин о роботами, обеспочинаедай аьтоматпзгрогакноо перемещение грузов в rape мевду отдалениями. Управление - от У2С на базе ЭШ.

3. Разработай комплекс математических моделей функционирования слоаншс автоматизированных систем ЛПД, позволяем?, оде пивать надежность размещения оборудования, его количества, строить оптимальное расписание работы оборудования системы, осупсстплять анализ производственных ситуаций на стадия технического проекта участка (цеха),

4. разработан окепдннй с повнмнной рофиаирушеЯ способностью алхшпйоянх сплавов, Cocían флюс a: 4b$A'az¿?, 17? О ; 2&ÓJ&J: ; 24,7$ &ff¿ ; 2,ЬЬ720г ¡ 1.3% ¿У¿7 .

Показано, что при использовании данного фтаса концентрация МгОз в расплаве гжеот быть сникена до 0,С03-0,00а^ по массе, при расходе флюса -v 2,0!^ от ¡дотаялозавалки. -

Использование данного фльса но сравнении с примег.яемыми яа практике лозиляе? резко сократить выброси ередннх Еепсотв g aiwort-

ío?y. ....

&. Признано целесообразны:.! а состава оборудования ГАУ ЛИЛ использовать двухкамерные плапишю-разааточнио с автоматической эапузксИ чукек» установлении* у крмилоксоэ ЛИП. Слроделшю, что для обеспечения тройуемото качества металла достаточно сспэльзоьа-ние в дччя!.'« печах наеншшго фильтра висоюй '00-150 от сз боя ;:ог-

незитового ккрсавд с кусков «v 20 мм, При этом уроьень со-

держания крупных чемйчл.гдическнх вклачеиий в расплаве свивается до 0,05/? по масса. . • •

. Принятая технология рафинирования является экологически чистой. ■ 6. Оценено влияние различит»: антифрикционных добавок на комплекс служебных свойств водоэмульсионной разделительной смазки,'по-вншающях надежность работы пресс-форм.

Учитывая требования по создашь малотокепчкых СОЖ а наличие . сырьевой базы, в качестве добавки была вибрана элементарная сера з количестве 0,5-1,0$ по массе.

Созданная СОК Злитэл Э131ЯСК удовлетворяет требованиям работы пресс-форм в условиях автоматизированного производства отливок п является экологически чистой.

7. Разработано и внедрено в производство устройство для безвоз-дупного нанесения скезки на'пресс-формы г. камору прессования при смыкании полуфоры. Внедрение устройств позволило значительно улуч-['¡ить санатарно-гигаенвческиа условия на рабочем месте и повысить производительность труда на 15-182. ...

9, Определено, что существенное значение дня устойчивого получения отливок з.многоразгеиних пресс-формах на' автоматических комплексах ЛПД.приобретает вадегаая работа форм в условиях пх ограничен ного обслуживания оператором. Разработана и внедрена конструкция клиновой многоразъемиой пресс-форма с дзусторэнкими "замками" на по виеншс элементах, что позволяло практически исключить образование облоя по линиям разъема.

9. Результат, исследований, проали производственную проверку и бнли использованы при внедрении технологических процессов ЛПД на предприятиях кинэлектротахприбора с-суммг^нш экономическим эффекте 477,25 гко.-р. '.•"'.

10. Результата исследований полокени в основу создания гибкогс автоматизированного участка (Т'АУ) ЛЯД на полтавском заводе "Электр:

•мотор", ожидаемый экономический эффект от внедрения ГЛУ ЛГЩ состав, е? 373,5« тыс.-р. ' •

Основное.содержание диссертации.отрааеао в следующих работах:

1. Крейцер A.A., Сибирцев С,К. к др. Магнитолкнаклчоекзн разд; точная установке, a.c.f 931622 от 21.09.82

2. Романов А.Д., Сибирцев С.Н. ' др. Постоянная форма для лит свинцовых токоотаодой, а.с.15 I040I77 от 22.00.83

3. Сибирцев С.И,., Швардаан F.H. Изготовление тонксстеиких отл

вод для электродвигателей методом литья под давлением. Москва, Энергоатомиздат, "Электротехника", 1986» К I, с.40

4. Сибирцев С.Н., РкЕскаЗ Л.И. и др. Пресс-фюрма для литья под давлением, a.c.ß 1253727 от 0I.05.8S •* • -

5. Сибирцев С.Н., Ивайковскэя G.H. и др. Пресс-форма для литья под давлением армированных отлввоя, a.c.Jf 1470444 от 08.12'.88::;:

6. Бахтин В.Е., Сибирцев С.Н., Носова С.IL' л др. Смззочно-ох-лзздаюсая кддкость для лигья металлов под давлением, а.с..1'- I542C34 от 03.10.89 '

7. Сибирцеа С.Н., Козлович Ю.И., Корквпкин О.Л.'и'др. Автоматизированный комплекс литья под давлением для производства•отливок-стз-юш электродвигателей АИ7Х. Москва,. Окёргоатимаздаг,т !,Э'летарЪ'технвкз'\ 1986, х з, с.62 ' '' *:i

3. Сибирцев С.Н., Иоффе H.A.,' Корнюшкин O.Ä.1 X др.'Разработка1 технических решений для гибких' производственных систем литья'-¿дл ' ' давлением. Москва, Машиностроение. ЛатеПйрвГлроаз^скстве;-' 1389, S 10, с. 22 ' ^ î'.-.'М

9. Корвюажин O.A., Рнсева Н.М., Яо$$е'iL'A.''Сябирцеэ;Ô.UJ " ' Диагностика технологического процесса изготовления отлавоа литьем под давлением. Материалу семинара "Повышение качества л интенсификация производства отливок, на основе применения ЭШ". Ленинград, ЛЭ1ТП, 1989, с.18

10. Иоффе М.А., Корнюшин O.A., Рысева U.M., Сабирцэв С.Н., Петрищева O.A. Анализ надежности при проектировании литейных цехов. Москва, Машиностроение, Литейное,производство, 1930, 10, с.24

11. Сибирцев С.Н., ИосТфе М.А., Бахтин S.S., Водопьянова H.A. . Автоматизация нанесения смазочкых материалов:, маториалн семинара ■ "Прогрессивная технология и автоматизация литья под давлением", . Москва, ЭДИТП, 1921, с.35 .-

12. Коряшкин O.A., Сибирцев С.;!., Иоффе ".А. Роботизированная двухкамерная плавильно-раздаточчая сечь с ф:«яьграпиоанш рзф;шстрсга--чием расплава п автоматической загрузкойчу тек: тезисы доклачоз Всероссийской конференции "Зкслогические проблемы г.лтсМкпго производства Госспй", Пенза, ICC1,, с.24

13. Скбирцез С.Н., ¡'.оффе .'.'.А. Опыт внедрения двухкамерных n.ia-гп:льпо-раздат1'Ч;шх печей .иЛД с фи.чьгрзцпоннцм ра^кпнрзваппем расплп-hî и я«таатьчсскоЛ заг;:-.'з.<о8 чудак: тезкен .г.екгадэв ce.vj"apa "С»-моргапегглв&пие тсхямгтаа в в гзгрйяам ярслгэалстгз с челья удучв-екзя усгоа,«?. тг-у-а к энг.мгав оодгкхжгё сре-дь", "оезгз,

' науикмгех^даз&й 'Щзрквглква*, "1991, о. 163

14. AqstMt ß.2,, Са5г»чвв C.il, Разработка и ваецреняе автоматических усгройста ; .'¡я аивзйошй пресс-форм ДПД в полузакрытой состоянии с ислользовгадсм безвоздушных методов распыления COS, так i

■ 15. Устройство дал доз-раЕ^ая жадкого металла. Сибирцев С.Н. Ахрамеев В.В., Иоффе М.А. и др./Заявке на изобретение 4788706/02 (014373) оi 02.02.SQ. Понодавньно* решенЕв от 19,07.91

16. Lpecc-форма для латья под давлением. Сибирцев С.Н.,

. йгэйковская С.Н., Иоффе H.A. и др./Заявка ff- 4865005/02 (094266). Положительное рвиение ог 27.03.91 .

17. 'Пресс-форм для литья под давление:'. Сибирцев С.Н., Ивяй-конскея С.Н., Мартннюк B.C., Просявяк Д.А./^аявкн % 46Ü0S97/27-02 (005717) от CI.II.8S. Подохитальноз решение от SO.O'i.SO

18. Способ сглаэпваяпя пресс-форм ЛПД я устройство для его осу-аествленая/Звявка К 4254712/23-02 (089371) от 02.06.87. Положительной рейевие от 06.С4.89. ' '