[go: up one dir, main page]

SU1235641A1 - Method of producing articles with closed cavity - Google Patents

Method of producing articles with closed cavity Download PDF

Info

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
Application number
SU843708051A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мидхат Сахапович Исламов
Original Assignee
Камский политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Камский политехнический институт filed Critical Камский политехнический институт
Priority to SU843708051A priority Critical patent/SU1235641A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1235641A1 publication Critical patent/SU1235641A1/en

Links

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.

(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)

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ С ЗАМКНУТОЙ ПОЛОСТЬЮ путем формирования их из текучей массы во вращающемся контейнере, отличающий- с я тем, что, с целью получения рабочей поверхности в виде эллипсоида вращения, контейнер с текучей массой вращают до отверждения вокруг трех взаимно перпендикулярных осей с угловыми скоростями, определяемыми при заданных соотношениях полуосей ' эллипсоидов по формулам % а 2 ; г ’ с21+^7* ’METHOD FOR PRODUCING PRODUCTS WITH A CLOSED CAVITY by forming them from a fluid mass in a rotating container, characterized in that, in order to obtain a working surface in the form of an ellipsoid of revolution, the container with a fluid mass is rotated until it cures around three mutually perpendicular axes with angular speeds, determined at given ratios of the semi-axes of the ellipsoids by the formulas% a 2 ; g 's 2 ' a 1+ ^ 7 * ' V Т- St XT.V T - St XT. где о - большая полуось эллипсоида,where o is the semimajor axis of the ellipsoid, Ь- средняя полуось эллипсоида, с - малая полуось эллипсоида, χ,ν z - оси вращения, совпадающие с полуосями <л , Ь , с соответственно, uJ, s0, >0, >0 - угловые скорости вращения контейнера вокруг соответствующих осей х , у и 2- .B is the mean semiaxis of the ellipsoid, c is the minor semiaxis of the ellipsoid, χ, ν z are the rotation axes coinciding with the semiaxes <l, b, c, respectively, uJ, s 0,>0,> 0 are the angular velocities of rotation of the container around the corresponding axes x , y and 2-. VV 123123
SU843708051A 1984-01-04 1984-01-04 Method of producing articles with closed cavity SU1235641A1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент СРР кл. В 22 D 13/04, 64128, за вл, 12.08.74, № 79-725, опублик. 03.05.78. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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