- •Курс лекций
- •Содержание
- •1. Введение
- •2. Классификация формовочных и стержневых машин
- •3. Прессовые формовочные машины
- •3.1. Особенности прессовых формовочных машин
- •3.2. Напряженное состояние литейной формы. Опока без модели
- •3.3. Напряженное состояние литейной формы. Опока с моделью
- •3.4. Способы снижения основного недостатка прессования
- •3.4.1. Прессование с профильной засыпкой смеси в опоку
- •3.4.2. Прессование жесткой профильной колодкой
- •3.4.3. Прессование решеткой
- •3.4.4. Прессование гибкой диафрагмой
- •3.4.5. Прессование с применением многоплунжерной головки
- •3.4.6. Прессование блоком мягкой резины
- •3.5. Прессование роторной головкой
- •3.6. Прессование лопастным рабочим органом
- •3.7. Верхнее и нижнее прессование
- •3.8. Аналитическое уравнение прессования
- •3.9. Эмпирические уравнения прессования
- •3.10. Расчет высоты наполнительной рамки
- •3.11. Влияние вибрации на уплотнение прессованием
- •4. Встряхивающие формовочные машины
- •4.1. Общая характеристика встряхивающих машин
- •4.2. Классификация встряхивающих формовочных механизмов
- •4.2.1. Классификация по роду привода
- •4.2.2. Классификация по характеру рабочего процесса
- •4.2.3. Классификация по степени амортизации удара
- •4.3. Характер уплотняющего воздействия на формовочную смесь
- •4.3.1. Кинетика сил инерции при ударе встряхивающего стола
- •4.3.2. Уплотнение формовочной смеси при встряхивании
- •4.3.3. Распределение сжимающих напряжений по высоте формы
- •4.3.4. Качество уплотнения формовочной смеси при встряхивании
- •4.3.5. Эмпирические уравнения встряхивания
- •4.4. Индикаторные диаграммы встряхивающих механизмов
- •4.5. Комбинированный механизм уплотнения
- •5. Пескометы
- •5.1. Классификация, устройство и работа пескометов
- •5.2. Физические основы процесса уплотнения пескометом
- •5.3. Потребляемая пескометной головкой мощность
- •6. Пескодувные машины
- •6.1. Классификация пескодувных машин
- •6.2. Устройство и работа пескодувных машин
- •6.3. Выбор основных параметров пескодувных машин
- •6.4. Границы применимости процесса
- •7. Импульсные машины
- •7.1. Процесс импульсного уплотнения
- •7.2. Импульсные головки
- •8. Комбинированные методы уплотнения
- •8.1. Предпосылки комбинированных методов уплотнения
- •8.2. Встряхивание с допрессовкой
- •8.3. Комбинированные импульсные методы уплотнения
- •8.4. Пескодувно-прессовый и пескодувно-импульсный методы
- •9. Сравнение методов уплотнения
- •10. Стержневые машины
- •11. Способы приведения формовочных машин в действие
- •12. Оборудование для приготовления смесей
- •12.1. Технология обработки формовочных материалов
- •12.2. Состав смесеприготовительных систем
- •12.3. Физические основы смешивания и классификация смесителей
- •12.4. Катковые смесители (бегуны)
- •12.5. Основы теории работы катковых смесителей (см)
- •12.6. Центробежные смесители
- •12.7. Лопастные и барабанные смесители
- •12.8. Разрыхлители и дезинтеграторы
- •13. Оборудование для приготовления свежих формовочных материалов
- •13.1. Оборудование для сушки и охлаждения песка и для сушки глины
- •13.1.1. Одноходовое горизонтальное барабанное сушило
- •13.1.2. Трехходовое барабанное сушило (20.10.11)
- •13.1.3. Особенности процесса сушки в барабанных сушилах
- •13.1.4. Установки для сушки и охлаждения песка в кипящем слое
- •13.2. Дробильно-размольное оборудование
- •13.2.1. Способы механического дробления
- •13.2.2. Физические основы процесса дробления.
- •13.2.3. Щековые дробилки
- •13.2.4. Валковые дробилки
- •13.2.5. Молотковые дробилки
- •13.2.6. Шаровые мельницы
- •13.2.7. Молотковые мельницы
- •13.2.8. Вибрационные мельницы 10.11.11.
- •13.3. Механизация процесса приготовления глинистой суспензии
- •14.1. Технология переработки отработанных формовочных смесей
- •14.2 Магнитные железоотделители
- •14.2.1. Шкивные железоотделители
- •14.2.2. Ленточные магнитные железоотделители 17.11.11
- •14.3. Оборудование для просеивания формовочных материалов
- •14.3.1. Плоское механическое сито
- •14.3.2. Барабанное полигональное сито
- •14.3.3. Вибрационное сито
- •14.3.4. Основы теории работы плоского механического сита
- •14.4. Установки гомогенизации и охлаждения отработанных смесей 1.12.11.
- •14.5. Устройства для регенерации отработанных смесей
- •15. Оборудование хранения и раздачи материалов и смесей
- •15.1. Бункеры для хранения сыпучих материалов 8.12.11.
- •15.2. Затворы
- •15.2.1. Секторный затвор
- •15.2.2. Челюстной затвор
- •15.2.3. Шиберный затвор
- •15.3. Питатели
- •15.3.1. Ленточный питатель
- •15.3.2. Пластинчатый питатель
- •15.3.4. Лотковый питатель
- •15.3.5. Тарельчатый питатель
- •15.3.6. Лопастной питатель
- •15.4. Дозаторы
- •15.4.1. Бункерный дозатор
- •15.4.2. Коробчатый дозатор
- •15.4.3. Поворотный дозатор
- •15.4.4. Шиберный дозатор
- •15.4.5. Весовые дозаторы
- •16. Оборудование для выбивки форм и стержней
- •16.1. Классификация выбивных устройств
- •16.2. Вибровозбудители
- •16.3. Подвесные вибраторы и вибрационные траверсы
- •16.4. Выбивные решетки
- •16.4.1. Рабочий процесс механических выбивных решеток
- •16.4.2. Выбивная эксцентриковая решетка
- •16.4.4. Выбивная инерционно-ударная установка
- •16.4.5. Установки с выдавливанием кома
- •16.4.6. Выбивка форм с крестовинами
- •16.4.7. Выбивные решетки с транспортированием отливок
- •16.4.8. Конструктивные особенности инерционных решеток
- •16.5. Выбивной барабан
- •16.6. Оборудование для удаления стержней из отливок
- •16.6.1. Пневматические вибрационные машины
- •16.6.2. Гидравлические камеры
- •16.6.3. Электрогидравлические установки
- •17. Оборудование для финишных операций
- •17.1. Отделение элементов литниковых систем
- •17.1.1. Механическое отделение элементов литниковых систем
- •17.1.2. Кислородно-ацетиленовая резка
- •17.1.3. Разделительная воздушно-дуговая резка металлов
- •17.2. Очистка и зачистка отливок
- •17.2.1. Рубильные молотки
- •17.2.2 Галтовочные барабаны
- •17.2.3 Дробеметная очистка отливок
- •17.2.4 Дробеструйная очистка отливок
- •17.2.5 Вибрационная очистка отливок
- •17.2.5. Зачистка отливок шлифовальными кругами
- •Список рекомендуемой литературы
5.2. Физические основы процесса уплотнения пескометом
Скорость конвейера, подающего смесь в головку пескомета v (в м/с) должна быть увязана с числом ковшей i на роторе, шириной ковша b (мм) и частотой вращения (с–1) ротора п следующим образом:
, |
(62) |
При этих условиях ковши полностью будут заполняться смесью на всю их ширину, не будет как недогрузки, так и перегрузки головки.
Угол отклонения боковой стенки ковша со стороны конвейера при осевой подаче смеси определяется равенством
, |
(63) |
где u – окружная скорость ротора на радиусе r встречи ковша с потоком смеси, м/с.
Струя смеси, попавшая в ротор с быстро вращающимся ковшом, под действием центробежных сил прижимается к направляющей дуге, образуя пакет треугольной формы с различной по объему плотностью. Плотность слоя смеси, примыкающего непосредственно к направляющей дуге, будет большей, так как на него действует давление остальных слоев пакета.
Степень уплотнения смеси в пакете зависит от радиуса, на котором лежит данный слой пакета. Чем больше радиус, тем больше центробежная сила инерции, тем больше давление прессования, а, следовательно, плотность пакета. Максимальная плотность (16001650 кг/м3) будет у линии сопряжения ковша с направляющей дугой. У свободной поверхности пакета плотность составляет всего 10001100 кг/м3, то есть равняется плотности разрыхленной смеси.
Для обеспечения более благоприятного направления выхода смеси с лопатки колеса ее закрепляют на роторе под углом 20 к радиусу ротора.
Теоретические и экспериментальные исследования показали, что пакет смеси сходит с лопатки ротора пескомета практически как одно целое тело. При встрече пакета с моделью или с ранее уложенными слоями смеси возникает мгновенное давление, которое уплотняет смесь в опоке, причем сам пакет также при этом уплотняется под действием собственных сил инерции, погашаемых при ударе, и внедряется в уплотненную смесь.
Найдена экспериментальная зависимость между плотностью (кг/м3) и энергией падающего пакета:
, |
(64) |
где c – коэффициент уплотняемости смеси, равный 400600;
e – кинетическая энергия пакета, Дж (e = mv2/2);
m – масса одного пакета, кг;
v – абсолютная скорость схода пакета, м/с.
Приведенное уравнение справедливо для скоростей схода v = 3035 м/с.
Из уравнения (64) видно, что главным фактором, влияющим на плотность смеси, является абсолютная скорость движения пакета: чем она больше, тем выше плотность.
На плотность смеси в опоке влияет также и скорость перемещения головки пескомета над опокой. Оптимальное значение этой скорости составляет 0,40,6 м/с. При более низких скоростях, пакеты падают друг на друга, смесь образует конус в месте падения и течет по нему в стороны. При этом смесь частично разрыхляется, ее плотность и твердость снижаются. При скоростях перемещения головки выше оптимальной плотность смеси растет мало.
По высоте опоки плотность смеси при пескометной набивке практически одинакова. Некоторое уменьшение плотности смеси наблюдается в верхней части опоки. Это объясняется, с одной стороны, смягчающим действием нижележащих слоев смеси, а с другой – наличием крестовин в опоке.
Плотность зависит также от количества подаваемой смеси. С увеличением подачи плотность сначала повышается, а затем снижается. Оптимальная подача составляет 812 т/ч. Это объясняется действием двух факторов – возрастанием давления, возникающего при ударе пакета по уплотняемой смеси, и падением плотности вследствие увеличения толщины слоя смеси накладываемого за один проход головки. (При прочих равных условиях при пескометном уплотнении плотность толстого слоя получается ниже, чем у тонкого слоя.)
С увеличением расстояния от метательной головки до плоскости набивки, плотность смеси при прочих равных условиях несколько уменьшается. Это объясняется падением скорости пакета за счет сопротивления воздуха. Расчеты показывают, что с увеличением расстояния от верхнего уровня смеси в опоке до головки свыше 5 м скорость пакета уменьшается на 25%.
Таким образом, на увеличение плотности смеси при пескометной формовке влияют два основных фактора. Это скорость схода пакета смеси с ковша-лопатки и скорость горизонтального перемещения головки относительно уплотняемой формы.