Бегуны с автоматизированной регулировкой качества смеси

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Бегуны с автоматизированной регулировкой качества смеси

Основной информационный поток процесса смесеприготовления - это данные лабораторного контроля свойств и состава смеси . Многофакторность процесса и связанный с этим широкий диапазон колебаний свойств для повышения эффективности оценки требует, с одной стороны , резкого увеличения ( на порядок ) числа анализов, а с другой - необходимость фильтрации параметров для исключения влияния на точность идентификации различных помех. Кардинальным решением данного вопроса является резкое увеличение числа измерений путем использования автоматического и полуавтоматического контроля свойств.

В настоящее время информация о свойствах смеси малочисленна, статистически не обрабатывается и практически не используется для управления, т.к. результаты контроля получаются с большим запаздыванием, когда смесь уже давно вышла из смесителя и исправить ее дефекты при формовке невозможно.

Системы управления смесеприготовлением должны базироваться на автоматическом контроле состава исходных формовочных материалов и свойств смесей в процессе их приготовления. В смесеприготовительных отделениях литейных цехов получили распространение системы регулирования по возмущению, по отклонению и комбинированию.

В системах регулирования по возмущению, называемых системами предварительной калькуляции(СПК), измеряемыми параметрами являются влажность и температура отработанной смеси на входе в смесителе, а управляющим воздействием - количество воды или суспензии (расход или масса) , подаваемой в смеситель.

СПК разработаны Московским автомеханическим институтом совместно с ВНИИЛитмашем, Минским и Волгоградским тракторным заводами, Харьковским филиалом ВНИИЛитмаша и Одесским заводом «Центролит», а также зарубежными фирмами.

Минским тракторным заводом удачно решен вопрос регулирования дозы суспензии. Дозатор суспензии имеет ряд вертикальных электродов разной длины и два запорных клапана с пневмоприводом. При открытии впускного клапана суспензия поступает в бак дозатора , пока не достигнет уровня соответствующего электрода. Впускной клапан при этом закрывается. При открытии выпускного клапана доза суспензии поступает в смеситель. Доза изменяется подключением того или иного электрода в цепь отключения впускного клапана.

В СПК, работающей в литейном цехе ВАЗа, отработанная смесь и песок подаются в промежуточный весовой бункер, причем отработанная смесь дозируется по массе, а песок - по времени. После дозирования сыпучих компонентов измеряется влажность отработанной смеси ( в течение 10 секунд), и регулятор задает дозируемую в раздаточный бак бентонито-угольную суспензию. Данная СПК снабжена аналоговым вычислительным устройством, программатором, имеющим десять таймеров, и обслуживает два смесителя. Недостатком системы является то, что ее можно использовать при температуре смеси не выше 42°С ( при более высокой температуре измерительный контур отключается), а также то, что при изменении дозы суспензии изменяется количество подаваемого связующего, что нежелательно. Данную систему целесообразно применять при эффективном охлаждении смеси.

СПК с более широким температурным диапазоном разработана Всесоюзным научно-исследовательским институтом аналитического приборостроения (г. Киев) и прошла эксплуатационные испытания в литейном цехе Подольского механического завода им. М.И.Калинина. Система может функционировать при температуре смеси до 70С.

Перспективной является система СПК, использующая бесконтактные датчики температуры и влажности смеси, устанавливаемые над промежуточным бункером перед смесителем. Сигнал с микроволнового датчика влажности сравнивается с установленной на датчике требуемой влажностью и выдается разностной сигнал, пропорциональный количеству воды, которое необходимо добавить в смесь. Этот сигнал далее суммируется с сигналом то пирометрического датчика температуры для компенсации испарения влаги в процессе перемешивания смеси в смесителе и последующей транспортировки ее к бункерам формовочных автоматов. В системе оригинально решен узел подачи воды в смеситель с помощью выжимания воды сжатым воздухом, подаваемым в герметичную емкость. Данный узел универсален, и его можно использовать на смесителях непрерывного и периодического действия. Реализация такой системы показала достижимость регулирования влажности смеси с точностью ± 0.1%.

Опыт эксплуатации систем СПК с регулированием влажности смеси показал, что при значительных колебаниях содержания связующего в отработанной смеси, стабилизация влажности не только не дает ожидаемого эффекта, но может привести к браку смеси. В данных условиях важным для обеспечения хороших технологических свойств является не абсолютная влажность, а соотношение: вода- связующее, которое в определенных пределах пропорционально таким свойствам, как формуемость, уплотняемость, насыпная масса смеси. Поэтому перспективна СПК, построенная на основе известных литейных зависимостей насыпной массы смеси от влажности.

В данной системе между расходным бункером отработанной смеси и смесителем устанавливается большая емкость , которая может принять в себя весь объем загружаемой дозы смеси. Емкость устанавливается на трех тензодатчиках и в верхней части снабжена шибером . Форма измерительного бункера выполнена таким образом, что шибер закрывается после набора дозы, т.е. когда бункер заполнен полностью и объем материала в нем постоянн