Верхнее и нижнее прессование

Верхнее и нижнее прессование

 

До сих пор рассматривалось так называемое верхнее прессование (рис. 31), при котором формовочная смесь из наполнительной рамки запрессовывается в опоку прессовой колодкой со стороны, противоположной модельной плите. При верхнем прессовании, кроме основного дефекта — переуплотнения смеси над моделью и недоуплотнение вокруг нее, получается большое уплотнение верхних, нерабочих частей формы и меньшее уплотнение рабочих частей формы, прилегающих непосредственно к модели. Это переуплотнение смеси над моделью может оказаться вредным, поскольку оно приводит к снижению газопроницаемости формы.

При нижнем прессовании (рис. 32) формовочная смесь запрессовывается в опоку модельной плитой со стороны разъема литейной формы. В качестве исполнительной рамки, содержащей объем запрессовываемой в опоку смеси, здесь служит углубление в неподвижном столе машины. В углублении располагается модельная плита, укрепленная на прессовом столе, движущемся вверх при прессовании.

Основной дефект прессования (переуплотнение смеси над моделью и недоуплотнение ее вокруг модели) наблюдается и при нижнем прессование. Но здесь распределение уплотнения по высоте опоки более благоприятно: больнее уплотнение получается в рабочих частях формы, около модели, а меньше уплотнение — в нерабочей части формы.

Следует отметить также, что при нижнем прессовании создаются более благоприятные условия для уплотнения узких карманов формы — объема смеси между стенками опоки и моделью. При верхнем прессовании (рис. 33, а) уплотняемая в таком кармане смесь испытывает и со стороны опоки, и со стороны модельной плиты одинаково направленные вверх силы трения. Это трение постепенно снимает со смеси часть силы прессования, в результате чего на дне таких карманов смесь часто уплотняется недостаточно. При нижнем прессовании (рис. 33, 6) такой узкий карман прессуется снизу. И если уплотняемая в нем смесь испытывает от стенки опоки трение, снимающее с нее часть силы прессования, то вдвигающаяся снизу в опоку модель своим трением о смесь, наоборот, добавляет ей силу прессования, увлекая ее за собой. Эта разница может быть наглядно показана и на различном в обоих случаях изгибе получаемых специально при исследованиях горизонтальных слоев смеси (рис. 33).

Такие более благоприятные условия уплотнения при нижнем прессовании имеют место, однако, лишь для карманов формы, находящихся между моделью и стенками опоки. Карманы же формы, находящиеся между двумя моделями, расположенными на модельной плите, одинаково плохо пропрессовываются как при верхнем, так и при нижнем прессовании.

Несмотря на некоторые отмеченные технологические преимущества нижнего прессования, на практике больше применяют верхнее прессование литейных форм вследствие свойственной ему большей простоты конструкции машин и более легкой переналадки технологической оснастки 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Влияние продолжительности действия сжимающих напряжений

на уплотнение формовочной смеси

 

Процесс уплотнения формовочной смеси протекает во времени, а формовочные смеси ведут себя как вязкие тела. При кратковременном действии сжимающих напряжений процесс уплотнения не успевает закончиться. Поэтому степень уплотнения смеси получается тем меньше, чем более кратковременным было действие сжимающего напряжения. А для получения одной и той же степени уплотнения смеси требуется тем большее напряжение, чем меньше продолжительность его действия.

При медленном уплотнении формовочной смеси ее состояние все время находится в равновесии с прилагаемыми внешними напряжениями о, и процесс уплотнения в каждый данный момент является законченным. При этом изменение внутреннего сопротивления смеси все время успевает следовать за изменением внешней нагрузки (рис. 35, а).

При быстром нагружении смесь находится в неравновесном состоянии. Смесь может претерпевать и кратковременно выдерживать внешние напряжения, значительно превышающие внутреннее сопротивление, соответствующее ее структуре и степени уплотнения в данный момент. В случае резкого напряжения значительно отстает рост внутреннего сопротивления смеси р от роста внешней нагрузки δ (рис. 35, б).

Если в некоторый момент времени прекратить действие внешней нагрузки, то может образоваться значительный разрыв между величиной действовавшего напряжения о и величиной полученной степени уплотнения или соответствующего ей равновесного внутреннего сопротивления смеси р, или о;. Этот разрыв, который на графике

 

 

 

 

 

изображается отрезком аЬ, будет тем больше, чем больше динамичность нагрузки, т. е. чем больше скорость ее роста или чем меньше время ее действия.

Свойство вязкости формовочной смеси при уплотнении может • быть, вероятно, оценено величиной угла наклона 0 к оси ординат кривой нарастания во времени деформации смеси е либо степени ее уплотнения 6, или же соответствующего этой степени уплотнения ее внутреннего сопротивления о;. дальнейшему уплотнению. Так, на рис. 36 смесь 1 имеет меньшую вязкость, нежели смесь 2 (закономерности здесь упрощенно представлены прямолинейными).

Очевидно, что для процессов уплотнения с быстрым нагружением уплотняемой формы, таких, как встряхивание, более пригодны смеси с быстрой реакцией, т. е. с меньшей «вязкостью», а при статическом, прессующем нагружении можно применять и смеси с медленной деформацией.

Пока еще нет надежной методики оценки влияния динамичности действия сжимающих напряжений на процесс уплотнения формовочных смесей.

Г. Ф. Баландин [12] считает, что величина действующего напряжения δ обратно пропорциональна квадрату удельного объема смеси: δ = с/υ, с = const, и что как для всяких вязких тел, напряжение пропорционально скорости деформации где λ имеет смысл коэффициента вязкости смеси.

В. С. Салтыков [57] предлагает вводить в эмпирическое уравнение (26) поправку в виде коэффициента ҟ  учитывающего динамичность

 

 

 

 

 

 

 

 

 действия внешних сжимающих напряжений а. Этот коэффициент k зависит от отношения продолжительности т действия сжимающих напряжений δ к промежутку времени травой при котором уплотнение смеси под действием данных внешних напряжений о полностью заканчивается, т. е. достигает равновесия между действующими напряжениями и степенью уплотнения. Уравнение (26) с такой поправкой принимает вид

 

Чем больше динамичность действия напряжений δ(чем короче время их действия), тем меньше коэффициент ҟ и тем меньше степень достигаемого уплотнения. Для τ порядка нескольких тысячных долей секунды автор рекомендует брать величину k не более 0,2 при уплотнении смесей от нормальной для практических условий рыхлой насыпной структуры. В случае медленного приложения нагрузки k = 1, и действующее сжимающее напряжение δ становится эквивалентным равновесному внутреннему сопротивлению смеси р или давлению прессования при обычных условиях работы прессовых формовочных машин.

Нетрудно видеть, что введение коэффициента k <1 к действующему напряжению сжатия δ численно равносильно уменьшению значения коэффициента уплотняемости 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индикаторная диаграмма

Индикаторная диаграмма, графическое изображение изменения давления газа или пара в цилиндре поршневой машины в зависимости от положения поршня. И. д. вычерчивается обычно с помощью индикатора давления. По оси абсцисс откладывается объём, занимаемый газами в цилиндре, а по оси ординат — давление. Каждая точка на И. д. (рис.) показывает давление в цилиндре двигателя при данном объёме, т. е. при данном положении поршня (точка r соответствует началу впуска; точка а — началу сжатия; точка с — концу сжатия; точка z — началу расширения; точка b — концу расширения).  

 И. д. даёт представление  о значении работы, производимой  двигателем внутреннего сгорания  или насосом, и об их мощности. Рабочее тело совершает полезную работу только в течение рабочего хода. Поэтому для определения полезной работы необходимо из площади, ограниченн ой кривой расширения zb, вычесть площадь, ограниченную кривой сжатия ac. Различают теоретическую и действительную И. д. Теоретическая строится по данным теплового расчёта и характеризует теоретический цикл; действительная И. д. снимается с работающей машины при помощи индикатора и характеризует действительный цикл (см. рис.). 

 Для удобства ведения расчётов и сопоставления между собой разных двигателей переменные по ходу поршня давления заменяются условным постоянным давлением, при котором за один ход поршня получается работа, равная работе газов за цикл с переменным давлением. Это постоянное давление называется средним индикаторным давлением и представляет собой работу газов, отнесённую к рабочему объёму поршневой машины.

 

 

 

 

Теоретическая (пунктир) и действительная (сплошные линии) индикаторные диаграммы 4—тактного  карбюраторного двигателя: ra — линия  впуска; ac — линия сжатия; cz —  линия сгорания; zb — линия расширения; br — линия выпуска; P давление; V — объём.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Рассчитать мощность  привода и производительность  элеватора, по дающего кокс  на высоту 9,2 м. Шаг ковшей элеватора  0,7 м, емкость одного ковша 9,5 л. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Определить давление  воздуха в цеховой сети при  уплотнении форм прессованием. Средняя  плотность смеси после уплотнения  необходима на 

уровне δ=1,75 г/см3. Высота опоки 280 мм. Смесь падает в форму из бункера с высоты 1,2 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  автономное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Российский государственный  профессионально-педагогический университет»

Машиностроительный институт

Кафедра автоматизации  и технологии литейных процессов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                            Контрольная работа

По дисциплине

«ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ В ЛИТЕНОМ И

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ  ПРОИЗВОДСТВЕ»

Вариант 8

 

 

 

Работу выполнил:                                                                       Комельских.Т.П

                                                           Студент группы ЗМП-303С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2013

 

ЛИТЕРАТУРА

 

Аксенов П.Н. Оборудование литейных цехов. - М.: Машиностроение, 1977. 510 с.