Центробежный метод
При статическом литье узкие пазы пакета ротора и глубокие впадины лопаток часто не проливаются металлом, поэтому применяется центробежный способ. При заливке металла и его отвердевании форма с металлом и пакетом ротора находится во вращении. На расплавленный металл действуют центробежные силы, благодаря которым он заполняет полость формы и пакета, воздух и образовавшиеся газы вытесняются.
Заливка роторов производится на специальных машинах с вертикальной осью вращения. Наиболее распространена конструкция на рисунке 3.
1 – винт; 2 – оправка; 3 – пакет ротора; 4 – литниковая воронка; 5 – кожух; 6 – верхняя часть формы; 7 – бандаж; 8 – тяга; 9 – нижняя часть формы; 10 – стол; 11 – коническая пара
Рисунок 3 – Центробежная машина для заливки роторов
Нижний кокиль устанавливается на стол машины, в него проставляется набранный и спрессованный на оправку пакет ротора. На пакет устанавливают бандаж, состоящих из двух половинок, и верхний кокиль, в прорези которого вставляются три тяги. Стол связан через зубчатую коническую пару с электромотором, который приводит его во вращение. Нижний диск попадает вырезом на защелку тормоза и останавливается, а червяк продолжает вращаться, перемещая диск с тягами вниз и прижимая собранную форму к столу. После зажатия формы нижний диск освобождается и начинается вращение стола вместе с формой. Кожух закрывается верхней крышкой. Заливка формы алюминием производится через воронку и литниковую чашу. После заливки и непродолжительного охлаждения ротор удаляют из машины.
Параметры данного технологического процесса выбираются каждым заводом самостоятельно, подбираются экспериментально в зависимости от габаритов и конструкции ротора, метода подвода металла, материала формы.
Данный метод обеспечивает получение роторов удовлетворительного качества, но имеет значительные недостатки. Требуется длительная и трудоемкая операция по подготовке пакета ротора. При этом способе заливки не обеспечивается направленная кристаллизация отливки ротора, это приводит к образованию усадочных раковин в короткозамыкающих кольцах. Также наблюдается неравномерная плотность металла в поперечном сечении стержней.
Вибрационный метод
Данный метод заключается в том, что в процессе заливки и кристаллизации металла форма находится на столе, которому сообщается колебательное движение. Для реализации этого способа заливки применяют различные установки. Примеры установок представлены на рисунках 4, 5, 6, 7 и 8.
1 – балка; 2 – буфер; 3 и 4 – полуформы; 5 – пакет ротора; 6 – платформа
Рисунок 4 – Установка с электромагнитным приводом для заливки роторов
1 – дебаланс; 2 – электродвигатель; 3 – полуформы; 4 – пакет ротора
Рисунок 5 – Установка с мотором и дебалансом для заливки роторов
1 – металлический столик; 2 – кокиль; 3 – электродвигатель; 4 – эксцентричный диск
Рисунок 6 – Вибрационное устройство для заливки роторов
1 – тяга; 2 – пакет ротора; 3 – верхняя часть формы; 4 – бандаж; 5 – нижняя часть формы; 6 – электродвигатель с дебалансом; 7 – пневмоцилиндр
Рисунок 7 – Установка для заливки роторов больших габаритов
1 – пуансон; 2 – полуформа; 3 – матрица; 4 – плита толкателей; 5 – эксцентрик; 6 – электродвигатель; 7 – пакет ротора; 8 – колонка; 9 – винт; 10 – рукоятка механизма подъема и опускания толкателей
Рисунок 8 – Установка для заливки роторов вибрационным способом
Установка на рисунке 8 применяется для роторов малых и средних габаритов. Для лучшей заполняемости форме придается вибрация от эксцентрика, насаженного на свободном конце вала электродвигателя. Пакет на оправке устанавливают в матрицу. Затем смыкают формы и заливают металл. После затвердевания отключают электродвигатель. После остывания отливки она выталкивается с помощью рукоятки из матрицы и направляется на дальнейшую обработку.
Вибрация способствует устранению дефектов во время отливки, выделению газов и неметаллических включений из расплава, образованию мелкой и однородной структуры. Оборудование для заливки роторов данным способом простое, универсальное и безопасное.