Эмпирические уравнения встряхивания

Число ударов на одну форму не может являться критерием уплот­няющего воздействия при встряхивании, так как сами удары встря­хивающего стола могут быть различными, более мощными или же более слабыми.

При n ударах встряхивания встряхивающий механизм совершает работу по уплотнению смеси, которую можно выразить уравнением

,

(52)

где m – масса формовочной смеси в опоке, кг;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

h – высота подъема стола, м;

n – число ударов встряхивания;

h – коэффициент использования потенциальной энергии встряхивающего стола при его падении.

Коэффициент h обусловлен потерями энергии падающих частей машины из-за трения в поршневой паре и противодавления сжатого воздуха под поршнем. Для различных встряхиваю­щих формовочных машин коэффициент h колеблется в пределах 0,3¸0,7, в зависимо­сти от конструкции, точности изготовления, регулирования, смазки, износа машины, и от давления воздуха в сети.

В первом приближении за меру уплотняющего воз­действия на формовочную смесь при встряхивании принимают удель­ную работу встряхивания (Дж/м²), сообщенную смеси за n ударов стола и отнесенную либо к единице площади опоки

,

(53)

либо к 1 кг смеси (Дж/кг)

,

(54)

где F – площадь опоки, м².

Зависимость средней плотности формовочной смеси d от удельной работы встряхивания можно выразить эмпирическим урав­нением, установленным H. П. Аксеновым:

,

(55)

где K – коэффициент уплотняемости формы встряхиванием;

а – удельная работа встряхивания, Дж/м².

По практическим данным, коэффи­циент уплотняемости встряхиванием K в зависимости от высоты смеси до уплотнения H _о имеет следующие значения.

 

H 0, мм
K	34,70	30,29	27,13	25,87	25,24	24,61	23,97

 

Уравнение (55) дает удовлетворительное совпадение с экспериментальными данными при значениях a, встречающимися на практике. Как и эмпирическое уравнение прессования, уравнение встряхивания откло­няется от опытных данных при весьма больших значениях a, при­ближающихся к моменту стабилизации уплотнения. Кроме того, отклонения могут наблюдаться и в области весьма малых значений a, если в действительных условиях d₀ ¹ 1000 кг/м³. Указанные отклонения, однако, практического значения не имеют.

Изменение высоты встряхивания h в пределах 20¸100 мм не влияет на получаемую плотность d при условии постоянства удельной работы a. Однако при увели­чении h одна и та же работа a сооб­щается смеси при меньшем числе n ударов встряхивания одной формы, и производительность машины возраста­ет.

Слишком большое число ударов встряхивания n на одну форму может привести к частичному разрыхлению смеси и даже к возникновению трещин в форме со стороны модельной плиты.

Из уравнения встряхивания (55) легко получить выражение для рабо­ты при уплотнении литейных форм встряхиванием. Работа A на одну опоку, выраженная в Джоулях, составит

,

(56)

где F – площадь опоки, м²;

d – средняя плотность смеси, кг/м³.