Галтовочные барабаны

Одним из способов очистки отливок является галтовка в барабанах. Очистка в галтовочном барабане происходит в результате совокупности нескольких процессов. Это взаимное соударений и трение отливок, а также соударение и трение отливок о стенки барабана. Для интенсификации процесса в барабан загружают специальные звездочки, отливаемые из белого чугуна.

Применяют галтовочные барабаны периодического и непрерыв­ного действия. Галтовочный барабан периодического действия (рис. 104) обеспечивает высокое качество поверхности отливок.

Одновременно с очисткой отливок в галтовочном барабане может происходить выбивка стержней и отбивка элементов литниковых систем.

Основные узлы галтовочного ба­рабана: рама со стойками, обечай­ка барабана, скиповый подъемник и электроталь.

Барабан подвешен на цапфах 1 и 6, которые входят в подшипники 2, установленные на стойках рамы.

В обечайке барабана 4 прорезан за­грузочный люк 5, закрываемый крыш­кой, которая закрепляется с помо­щью запора. Через отверстия в цапфах барабана предусматри­вается подключение пылеотсоса путем присоединения машины к си­стеме цеховой вентиляции.

При проектировании определяют скорость вращения барабана, мощность электродвигателя привода барабана и мощность электродвигателя привода скипового подъемника. Для обеспечения безопасности работы проверяют установленный на скиповом подъемнике тормоз.

От скорости вращения барабана зависит интенсивность относи­тельного перемещения отливок и, следовательно, эффек­тивность очистки.

По практическим данным оптимальной является скорость вращения, при которой центробежная сила, действующая на отливку у поверхности барабана, составляет от 50 до 60% силы тяжести отливок (mg). Меньшее значение принимается для барабанов диаметром свыше 0,7 м, большее – для барабанов диаметром менее 0,7 м.

Рис. 104. Галтовочный барабан периодического действия

Рис. 105. Схема к расчету галтовочного барабана

При этих условиях отливки не прижимаются все время к стенке барабана под действием центробежной силы, но и не сползают без подъема.

Формулы для вычисления угловой скорости барабанов имеют вид:

при D³ 0,7 м

,

(159)

при D< 0,7 м

,

(160)

где D – внутренний диаметр обечайки барабана, м;

w_б – угловая ско­рость вращения барабана, рад/с.

Мощность электродвигателя привода вращения барабана можно определить по моменту, создаваемому загрузкой барабана при его вращении.

Сечение барабана плоскостью, перпендикулярной оси вращения, с обозначениями величин, принимаемых при расчете, приведено на рис. 105.

Здесь j – угол расположения свободной поверхности загрузки относительно горизонтальной плоскости, рекомендуется j = 40°; x_c – смещение центра тяжести загрузки от вертикальной оси барабана, мм; m – масса загрузки барабана, кг; C – центр тяжести загрузки барабана; a – половина угла сегмента свободного объема барабана, рад.

Расстояние от центра тяжести сечения загрузки до центра круга (отрезок OC) вычисляется по формуле

.

(161)

Величина загрузки барабана определяется коэффициентом за­грузки K, показывающим отношение объема загрузки к общему объему обечайки барабана. Обычно K принимают от 0,7 до 0,8.

Считая, что загрузка барабана равномерно распределяется по длине, можно принять

,

(162)

где S_c – площадь сегмента, образованного загрузкой, м²;

S_н – площадь сечения барабана, м².

Рассматривая совместно формулы (161) и (162), получаем

.

(163)

Формулу 163 с погрешностью ±1% можно заменить выражением

.

(164)

Так как момент, создаваемый загрузкой относительно оси вра­щения барабана может быть определен формулой

,

(165)

где x_с – проекция отрезка OC на горизонтальную ось круга:

,

(166)

то с учетом формулы (4.10) получим

.

(167)

Зная момент создаваемый загрузкой барабана, можно вычислить мощность электродвигателя привода барабана, кВт (все величины в системе СИ)

,

(168)

где h – к. п. д. привода вращения барабана, принимаемый на основе практи­ческих данных в пределах h = 0,6¸0,8.

Мощность электродвигателя скипового подъемника (в кВт) нахо­дится по формуле

,

(169)

где m_к – масса ковша скипа, кг;

m – масса загрузки скипа, кг;

v – скорость подъема ковша (v = 0,03¸0,04 м/с);

h_об – общий к. п. д. механизма привода скипа;

,

(170)

где h_зп – к.п. д. открытой зубчатой пары;

h_р – к. п. д. редуктора;

h_рп – к. п. д. ременной передачи;

h_б – к. п. д. канатного барабана с учетом трения в подшипниках;

h_п – к. п. д. сдвоенного полиспаста.

Расчет тормоза скипового подъемника состоит в проверке надеж­ности удержания груза неподвижным с определенным запасом усилия торможения.

Тормозной момент при этом должен отвечать условию

,

(171)

где k_т – коэффициент запаса торможения, равный для легких ре­жимов работы 1,5 и для средних режимов 1,75;

M_ст – статический момент (в Нм) груза, приведенный к тормозному валу, определяемый по формуле

,

(172)

где D₀ – диаметр барабана по центру каната, м;

c – число ветвей каната, закрепленных на барабане;

a – кратность полиспаста;

n_п – число полиспастов;

i_р – передаточное число редуктора;

i_зп – передаточное число зубчатой пары;

h_т – коэффициент полезного действия механизма, равный

.

(173)

Галтовочный барабан непрерывного действия (рис. 106) пред­ставляет собой обечайку 1, открытую с торцов. Барабан наклонен к горизонту на 4¸10°. За счет этого наклона отливки продвигаются вдоль барабана и очищаются в результате трения друг о друга.

Рис. 106. Галтовочный барабан непрерывного действия

Рис. 107. Внутренне устройство галтовочных барабанов

Барабан опирается на ролики 3 бандажами 2. Чтобы барабан не смещался в осевом направлении, ролики имеют реборды. Привод вращения барабана включает электродвигатель 4, редуктор 5, муфту 6, зубчатую пару 7 и ролики 3. Вращение от роликов к бандажам барабана осуществляется за счет трения.

Для интенсификации процесса переворачивания отливок, на внутренней поверхности галтовочных барабанов могут выполняться выступы (рис. 107).