SU1235641A1 - Method of producing articles with closed cavity - Google Patents
Method of producing articles with closed cavity Download PDFInfo
- Publication number
- SU1235641A1 SU1235641A1 SU843708051A SU3708051A SU1235641A1 SU 1235641 A1 SU1235641 A1 SU 1235641A1 SU 843708051 A SU843708051 A SU 843708051A SU 3708051 A SU3708051 A SU 3708051A SU 1235641 A1 SU1235641 A1 SU 1235641A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- ellipsoid
- axes
- container
- rotation
- around
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
Description
« "
Изобретение относитс к технологии машиностроени и может найти применение в литейном производстве при изготовлении, например, эллипсоидов вращени .The invention relates to mechanical engineering technology and may find application in the foundry industry in the manufacture of, for example, spin ellipsoids.
Цель изобретени - получение рабочей поверхности в виде эллипсоида вращени .The purpose of the invention is to obtain a working surface in the form of an ellipsoid of rotation.
На фиг. 1 изображено устройство дл осуществлени предлагаемого способа; на фиг. 2 - эпюра сил, действующих в плоскости полуосей а и с эллипсоида , на фиг. 3 - эпюра сил, действующих в плоскости полуосей Q и Ь эллипсоида; на фиг. 4 - изделие, полученное согласно предлагаемому способу , продольный разрез.FIG. 1 shows a device for carrying out the proposed method; in fig. 2 is a plot of forces acting in the plane of the semiaxes a and from the ellipsoid; FIG. 3 - diagram of the forces acting in the plane of the semiaxes Q and L of the ellipsoid; in fig. 4 - the product obtained according to the proposed method, a longitudinal section.
Способ осуществл етс при помощи устройства, состо щего из контейнера 1, установленного на валу 2, привода 3, смонтированного на поворотной раме 4, установленной на валу 5, скрепленном посредством пружины 6 с поворотной рамой 7, закрепленной на валу 8, соединенном посредством пружины 9 со станиной 10 и necyn iM рычаг 11, взаимодействующий с приводным профильным кулачком 12, Приводы 3, пружины 6 и дебалансы 13 с зубчатыми передачами выполнены спарен- ньгми из соображений уравновеимвани вращающихс узлов устройства. В необходимых случа х устройство снабжаетс электромагнитной установкой 14 дл наведени бегущего снизу вверх электромагнитного пол .The method is carried out using a device consisting of a container 1 mounted on a shaft 2, an actuator 3 mounted on a swing frame 4 mounted on a shaft 5 secured by means of a spring 6 with a turntable frame 7 fixed on a shaft 8 connected by a spring 9 with the base 10 and necyn iM lever 11, which interacts with the driving profile cam 12, the actuators 3, the springs 6 and the unbalances 13 with the gears are made paired to balance the rotating units of the device. In necessary cases, the device is supplied with an electromagnetic device 14 for the induction of an electromagnetic field running upwards.
Текучую массу (формовочна смесь, жидкий металл, расплавленна стекл нна масса и т.п. - в зависимости от назначени издели ) в заданном количестве загружают в контейнер 1, кото рьй при помощи привода 3 приводитс во вращение с угловой скоростью .Fluid mass (molding mixture, liquid metal, molten glass mass, etc., depending on the purpose of the product) in a specified amount is loaded into container 1, which is driven into rotation at an angular velocity by means of actuator 3.
При этом дебалансы 13, получа движение от зубчатого колеса 15 и зубчатой передачи 16, также совершают вращательное движение, развива каждьй центробежную силу. Поскольку дебалансы на каждой стороне рамы 4 установлены попарно и совершают вращение во встречных направлени х в одной фазе, то составл ющие центробежных сил дебалансов, направленнь е вдоль линии, соедин ющей их центры вращени , взаимно уравновешиваютс , а направленные перпендикул рно ей суммируютс в равнодействующую, измен ющуюс по гармоническому законуAt the same time, the unbalances 13, receiving movement from the gear wheel 15 and the gear train 16, also perform a rotational movement, developing each centrifugal force. Since the unbalances on each side of the frame 4 are set in pairs and rotate in opposite directions in the same phase, the components of the centrifugal forces of the unbalances, directed along the line connecting their centers of rotation, mutually balance, and the directed perpendicular to it, harmonically varying
356412356412
с круговой частотой, равной угловой скорости соответственного вращени контейнера (при передаточном числе от зубчатого колеса 15 к валу деба5 ланса, равном ерлнице). Требуемый сдвиг фазы этой равнодействующей реализуетс первоначальной установкой дебалансов в нужном положении. Равно- действуюш 1е центробежных сил обеихwith a circular frequency equal to the angular velocity of the respective rotation of the container (with the gear ratio from the gear wheel 15 to the shaft of the debalance equal to the barrel). The required phase shift of this resultant is realized by initially setting the unbalance in the desired position. Equivalent 1st centrifugal force of both
10 пар дебалансов относительно оси вала 5 создают момент, измен ющийс по тому же гармоническому закону. В силу этого поворотна рама 4 с упругими св з ми в виде пружины 6 соверtS шает вынужденные вращательные колебани с той же круговой частотой и сдвигом фазы. Одновременно приводитс в движение профильный кулачок 12, взаимодейству с которым, рычслг 1 110 pairs of unbalances about the axis of the shaft 5 create a moment varying according to the same harmonic law. By virtue of this, turning the frame 4 with elastic connections in the form of a spring 6 performs forced rotational oscillations with the same circular frequency and phase shift. Simultaneously, the profile cam 12 is set in motion, interacting with which, lever 1 1
20 с возвратной пружиной 9 приводит в движение вал 8 с поворотной рамой 7. На частицы текучей массы, вращающейс зместе с контейнером, действуют центробежные силы, пропорциональ25 ные квадрату угловой скорости вращательного движени вокруг оси и рассто нию , на которое в данный момент частица отстоит от оси вращени (радиус вращени ). Эпюры центробежных20 with a return spring 9 drives the shaft 8 with a pivoting frame 7. The particles of the fluid mass rotating with the container are subject to centrifugal forces proportional to the square of the angular velocity of the rotational motion around the axis and the distance that the particle is currently axis of rotation (radius of rotation). Centrifugal plots
30 сил, действующих на частицы текучей массы, показаны на фиг. 2 и 3. При устранении (или компенсации) вли ни на частицы сил т жести под воздействием сил, распределение которых покаjj зако на эпюрах (фиг. 2 и 3), свободна поверхность жидкости (текучей массы) вл етс поверхностью эллипсоида . Этот вывод вытекает из установленного факта совпадени направлени The 30 forces acting on the particles of the fluid mass are shown in FIG. 2 and 3. When eliminating (or compensating) the effect on particles of gravity under the influence of forces, the distribution of which is still jj on the plots (Fig. 2 and 3), the free surface of the liquid (fluid mass) is the surface of the ellipsoid. This conclusion follows from the established fact that the direction
40 результирующей силы, действующей на частицу, и направлени касательной к поверхности эллипсоида (фиг. 2 и 3).40 of the resultant force acting on the particle and the direction of the tangent to the surface of the ellipsoid (Fig. 2 and 3).
Рассмотрим эллипсы, получаемые 45 в продольных сечени х эллипсоида. Математически эллипсы описываютс уравнени миConsider the ellipses obtained 45 in the longitudinal sections of the ellipsoid. Mathematically, ellipses are described by the equations
5050
х; у. x; y
где X , у, - координаты точек эллипса , измеренные в направлении ко- opдинaтньD: осей, 55 л,Ь, с - полуоси эллипса.where X, y, are the coordinates of the points of the ellipse, measured in the direction of the coordinates D: axes, 55 l, b, c are the elliptical semiaxes.
т cJ Z Тогда модули производныхи ---,t cJ Z Then the modules of the derivatives ---,
Jx fJx соответственно равные модулю танген3Jx fJx respectively equal to the modulus tangen3
са угла IC и угла Y, наклона касательной к поверхности эллипса к данной точке, равныca angle IC and angle Y, the slope of the tangent to the surface of the ellipse to this point are equal to
, м - V - , m - V -
% . У :; 5 , tg 1 - - 7% Y:; 5, tg 1 - - 7
v 1 9Г п тv 1 9G pt
V а& 7 7. аV a & 7 7. a
Центробежные силы, действующиеCentrifugal forces acting
(г)(g)
на частицу текучей массы в рассматри ваемой точке, равныon a particle of fluid mass at the considered point are equal
G .х (iJ, ); С -- rr {) +uJ. ) ;G .х (iJ,); C - rr {) + uJ. );
С - тг (-J, v )(J)C - tg (-J, v) (J)
где Gj, Су и центробежные силы, действующие вдоль координатных осей л , у и 2 .where Gj, Su and centrifugal forces acting along the coordinate axes l, y and 2.
f - масса частицы, uJ , ijJy . г - угловые скорости вращени контейнера вокруг осей х , У и Z .f - particle mass, uJ, ijJy. g is the angular velocity of rotation of the container around the x, y, and z axes.
На основании выражений (3) при от сутствии сил т жести тангенсы уг- уму наклона касательной определ ютс выражени миBased on expressions (3) in the absence of gravity, the tangents to the slope of the tangent are determined by the expressions
, /v - - X , / v - - X
- Т ---Г.-- ,-г - T --- G .--, g
X XX x
.,.
2 С.2 C.
uJuJ
-J.-J.
(М(M
Приравнива вьфажени (2) и (4) ,Equation of vfazheny (2) and (4),
X cjJy oJX cjJy oJ
X с X with
Ч z H z
г а g a
.г .1.1
XtAjy - Z.XtAjy - Z.
Л L
V5)V5)
откудаfrom where
i L19(i L19 (
b uJy -t-oJ,, -V uJ b uJy -t-oJ ,, -V uJ
a J/ a , .„a J / a,. „
(6)(6)
Этот результат позвол ет утверждать , что дл получени эллипсоида должно отсутствовать вли ние сил т жести на текучую массу, а также отношение суммы квадратов угловых скоростей вращени контейнера вокруг полуосей поперечного сечени эллипсоида к сумме квадратов угловых скоростей вращени вокруг продольной и одной из поперечных полуосей должно равн тьс отношению квадрата второй из поперечных: полуосей к квадрату продольной полуоси эллипсоида.This result suggests that to obtain an ellipsoid, there should be no effect of gravity on the fluid mass, as well as the ratio of the sum of squares of angular velocities of the container around the semi-axes of the ellipsoid cross section to the sum of squares of the angular velocities of rotation around the longitudinal and one of the transverse axes The ratio of the square of the second of the transverse: semiaxes to the square of the longitudinal semiaxis of the ellipsoid.
Эллипсоид вращени получаетс только при равенстве угловых скоростей вращени вокруг поперечных полуосей { с b и LJ- LJ ) .The ellipsoid of rotation is obtained only when the angular velocities of rotation around the transverse semiaxes {c b and LJ-LJ) are equal.
356414356414
Выбор конкретной скорости вращени , температуры, массы и других показателей технологического режима зависит от физико-химических свойств прнмен - 5 емых материалов (черные и цветные металлы , стекло, формовочные массы и т.п.). Например, при литье из металлических с.плавов можно прин ть дл большей скорости вращени контейнера 10 известные рекомендации и определить скорость вращени по формуле:The choice of a specific rotational speed, temperature, mass, and other indicators of the technological regime depends on the physicochemical properties of the materials used (ferrous and non-ferrous metals, glass, molding materials, etc.). For example, when casting from metal alloys, known recommendations can be adopted for greater rotational speed of the container 10 and the rotational speed can be determined by the formula:
5520/-fp г 5520 / -fp g
(7)где 5520 - посто нный дл всех сплавов коэффициент,(7) where 5520 is a constant for all alloys,
t5 Р- плотность жидкого металла, внутренний радиус отливки. Пример 1. Требуетс изготовить из чугуна изделие с эллиптической полостью с полуос ми о 10 см, 20 Ь 8 см, с b (эллипсоид вращени ).t5 P is the density of the liquid metal, the internal radius of the casting. Example 1. It is required to make an elliptical cavity product with semi-axes about 10 cm, 20 8 8 cm, with b (ellipsoid of rotation) made of cast iron.
Заданное количество жидкого чугуна помещают в контейнер соответствующей форьа. Б услови х невесомости сообщают контейнеру вращение вокруг 25 полуоси а со скоростью 654 об/мин, а вокруг полуосей b и с - со скоростью 450 об/мин. Скорости вычислены по форьгулам (7) и (6).The specified amount of liquid iron is placed in a container suitable for. Under weightless conditions, the container is told to rotate around the 25th semi-axis a at a speed of 654 rpm, and around the semi-axes b and c - at a speed of 450 rpm. The velocities are calculated by forgulam (7) and (6).
После отвердевани издели враще- 0 ние вокруг всех трех полуосей прекращают и полученное изделие извлекают из контейнера.After the product hardens, the rotation around all three semi-axes is stopped and the resulting product is removed from the container.
Пример 2. При тех же услови х требуетс изготовить эллипсоид с , полуос ми а 10 см, Ь 8 см, с 7 см. В этом случае скорости вращени вокруг полуосей соответственно равны 654 об/мин, 493 об/мнн, 294 об/мин. Если заданы а и b , то Q значение с нельз брать произвольным , наименьшее значение с определ етс из выражени Example 2. Under the same conditions, it is required to make an ellipsoid c, semiaxes a 10 cm, 8 cm, c 7 cm. In this case, the speeds of rotation around the semi-axes are respectively 654 rpm, 493 rpm, 294 rpm . If a and b are given, then Q value c cannot be arbitrary, the smallest value c is determined from the expression
с,with,
ib/JQ bib / jq b
С8)C8)
При с с , скорость вращени контейнера вокруг наименьшей полуоси равна нулюAt c s, the rotation speed of the container around the smallest semi-axis is zero.
uJ О ,(9)uJ Oh, (9)
Дл электропроводных материалов вли ние сил т жести на текучую массу можно компенсировать воздействием бегущего вверх электромагнитного пол .For electrically conductive materials, the effect of gravity on the fluid mass can be compensated for by the action of an electromagnetic field traveling upward.
Именно дл этих случаев предусмотрена электромагнитна установка 16 (фиг. 1).It is for these cases that an electromagnetic installation 16 is provided (Fig. 1).
Однако наиболее качественные результаты дает осуществление способаHowever, the implementation of the method gives the most qualitative results.
в услови х невесомости на космических корабл х и орбитальных станци х, что может найти пмрокое применение при изготовлении эллипсоидов вращени дл оптических устройств.in conditions of weightlessness on spacecraft and orbital stations, which can be used in the manufacture of ellipsoids of rotation for optical devices.
Вращение контейнера с текучей массой продолжают до полного отверждени ее. В палученном эллипсоиде соотношение полуосей соответствует со отношению угловых скоростей, с которыми совершалось вращение контейнера вокруг жестко св занных с ним взаимно перпендикул рных осей ОХ V7 ,The rotation of the fluid mass container continues until it is completely cured. In a flat ellipsoid, the ratio of semiaxes corresponds to the ratio of the angular velocities with which the container was rotated around mutually perpendicular axes OX V7,
- -
Полученное изделие (фиг. 4) после разъединени на части может быть использовано как самосто тельное изде- 5 лие (например, в качестве световых отражателей) либо служить формой дл изготовлени контрдетгли.The product obtained (FIG. 4), after being separated into parts, can be used as a stand-alone product (for example, as light reflectors) or serve as a mold for making counter-pieces.
Внедрение изобретени расширит 10 возможности изготовлени изделий с замкнутой полостью, например позволит получать эллипсоиды вращени и трехосные эллипсоиды, наход щие применение в оптической технике.The implementation of the invention will expand the possibilities of manufacturing products with a closed cavity, for example, it will allow to obtain ellipsoids of rotation and triaxial ellipsoids that are used in optical technology.
/77ZU),/ 77ZU)
фиг.22
туи,tui,
mxu):,mxu) :,
фиг.FIG.
фиг.FIG.
Редактор О.БугирEditor O. Bugir
Составитель В.ВербицкийCompiled by V.Verbitsky
Техред О.Гортвай Корректор М.ДемчикTehred O. Gortvay Proofreader M. Demchik
Заказ 3043/10Order 3043/10
Тираж 757ПодписноеCirculation 757 Subscription
ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж--35, Раушска наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, F - 35, Raushsk nab., 4/5
Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843708051A SU1235641A1 (en) | 1984-01-04 | 1984-01-04 | Method of producing articles with closed cavity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843708051A SU1235641A1 (en) | 1984-01-04 | 1984-01-04 | Method of producing articles with closed cavity |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1235641A1 true SU1235641A1 (en) | 1986-06-07 |
Family
ID=21106335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU843708051A SU1235641A1 (en) | 1984-01-04 | 1984-01-04 | Method of producing articles with closed cavity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1235641A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2162389C2 (en) * | 1998-12-24 | 2001-01-27 | Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова | Method and apparatus for making products with insulated cavity |
| RU2212979C1 (en) * | 2002-01-08 | 2003-09-27 | Саратовский государственный технический университет | Method for making hollow monolithic parts |
-
1984
- 1984-01-04 SU SU843708051A patent/SU1235641A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент СРР кл. В 22 D 13/04, 64128, за вл, 12.08.74, № 79-725, опублик. 03.05.78. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2162389C2 (en) * | 1998-12-24 | 2001-01-27 | Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова | Method and apparatus for making products with insulated cavity |
| RU2212979C1 (en) * | 2002-01-08 | 2003-09-27 | Саратовский государственный технический университет | Method for making hollow monolithic parts |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3010153A (en) | Construction of paraboloid surfaces | |
| Barnes et al. | Liquid rope-coil effect | |
| Arnold | LXXIV. Limitations imposed by slip and inertia terms upon Stoke's law for the motion of spheres through liquids | |
| US5259593A (en) | Apparatus for droplet stream manufacturing | |
| Syms | Equilibrium of hinged and hingeless structures rotated using surface tension forces | |
| SU1235641A1 (en) | Method of producing articles with closed cavity | |
| CN106066632A (en) | Air supporting simulator barycenter and rotary inertia independence continuous adjustment system and control method | |
| JPS63232970A (en) | Double rotation barrel polishing method | |
| US1280269A (en) | Reciprocating mechanism. | |
| Appolaire et al. | Experimental study of free growth of equiaxed NH4Cl crystals settling in undercooled NH4Cl-H2O melts | |
| US5067549A (en) | Compaction apparatus and process for compacting sand | |
| JPH03501770A (en) | Method and device for measuring the viscosity of substances | |
| US4217124A (en) | Method of forming conoid surfaces | |
| US4010020A (en) | Apparatus for forming curved surfaces by rotation | |
| CN104834033A (en) | Spin coating preparation method for transparent diffraction film used for optical element | |
| US6366593B1 (en) | Adhesive precision positioning mount | |
| JP2814105B2 (en) | Method and apparatus for producing substance utilizing zero gravity effect | |
| Noda et al. | Nonlinear modeling with hydrodynamics and flow control using inverse pouring dynamics of tilting-ladle-type automatic pouring process | |
| JPS5941905A (en) | Production of parabolic antenna | |
| SU1165647A1 (en) | Shape former for manufacturing articles from thermoplastic materials | |
| US4607428A (en) | Method for preloading bearings for a spin casting apparatus | |
| WO1990000084A1 (en) | Material generation method and apparatus utilizing non-gravitational effect | |
| JP3204682B2 (en) | Method of forming molten droplet under zero gravity | |
| US4702298A (en) | Method of assembling molds | |
| SU1281381A1 (en) | Apparatus for vibration working |