Результаты экспериментов по изучению внешних характеристик сварочных трансформатора и выпрямителя

Таблица 2.1

Ток короткого замыкания, А

Показания приборов

Результаты измерений при разных положениях ручек балластного реостата

Сварочный выпрямитель ВД – 306 С1

Ток, А

Напряжение, В

Сварочный трансформатор ТС-500

Ток, А

Напряжение, В

Графики статической внешней характеристики

 

 

Выводы

 

5. Контрольные вопросы

 

5.1. Какие Вы знаете источники питания сварочной дуги для

ручной дуговой сварки?

В промышленности наиболее широко применяются следующие источники питания сварочной дуги: 1) переменного тока – сварочные трансформаторы; 2) постоянного тока – сварочные выпрямители; 3) высокочастотные источники – инверторы.

5.2. В чем особенность конструкции сварочных трансформато-ров с повышенным магнитным рассеянием?

Особенностью конструкции трансформаторов с повышенным магнитным рассеянием является то, что первичная и вторичная обмотки расположены на общем магнитопроводе на некотором уда-лении друг от друга. Причем одна из обмоток является подвижной.

5.3. От каких факторов зависит индуктивное сопротивление трансформаторов с повышенным магнитным рассеянием?

Индуктивное сопротивление трансфо-рматора х _т сильно зависит от числа витков вторичной обмотки W ₂, а также конструктивных параметров трансформатора: ширины магни-топровода b, высоты катушек h _1об, h _2об и расстояния между ними C_ок

5.4. Напишите выражение силы тока во вторичной обмотке сварочных трансформаторов с повышенным магнитным рассеянием в режиме нагрузки.

5.5. Дайте определение сварочному выпрямителю и инвертору.

Инверторы – это устройства, которые преобразуют энергию постоянного тока в энергию переменного тока с заданной формой импульсов, частотой, амплитудой и выходным напряжением.

5.6. Перечислите все конструктивные узлы, входящие в состав выпрямителя.

В любом сварочном выпрямителе можно выделить следующие элемен-ты: силовой понижающий трансформатор, выпрямительный блок и пускозащитную аппаратуру..

5.7. Почему, в отличие от сварочных трансформаторов, в выпрямителях используется трехфазный трансформатор?

Трансформаторы для сварочных выпрямителей выполняются трехфазными. Это не только обеспечивает равномерное нагружение фаз питающей сети, но и снижает пульсацию выпрямленного тока.

5.8. Расскажите устройство выпрямителя ВД – 306 С1.

5.9. По упрощенной электрической схеме расскажите принцип работы выпрямителя ВД – 306 С1.

Включение выпрямителя в работу и выключение производятся магнитным пускателем. Защитная аппаратура не позволяет включать выпрямитель, если на диоды не поступает воздушный поток, а также, если вышел из строя один из диодов или произошел пробой сетевого напряжения на корпус. Описанная пускозащитная аппаратура является традиционной для сварочных выпрямителей. Трехфазное сетевое напряжение промышленной частоты в 50 Гц трансформа-тором Тр понижается до 75 В. Затем пониженное напряжение той же частоты, что и сетевое, в выпрямительном блоке выпрямляется до U _вып и повышает свою частоту до 300 Гц.

5.10. В чем преимущества инверторных выпрямителей перед обычными сварочными выпрямителями?

Выпрямители серий ВД – 201 и ВД – 306 просты в изготовлении и эксплуатации.

5.11. Объясните назначение отдельных узлов инверторного аппарата по упрощенной электрической схеме.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК РУЧНОЙ ФОРМОВКОЙ В ДВУХ ОПОКАХ ПО РАЗЪЕМНОЙ МОДЕЛИ

Цель работы

1.Изучить устройство и назначение модельно-стержневой оснастки, приспособлений и формовочных инструментов для ручной формовки.

2. Приобрести практические навыки изготовления песчаной литейной формы.

3. Произвести заливку литейного сплава в форму, осуществить выбивку отливки из формы после затвердевания.

4. Осуществить визуальный контроль отливки на предмет выявления дефектов и установить причину их возникновения.

Теоретическая часть

В литейном производстве фасонные заготовки получают заливкой жидкого металла в литейную форму, полость которой по размерам и конфигурации соответствует изготовляемым заготовкам. Заготовки, полученные таким способом, называют отливками. После затвердевания отливку удаляют из формы, подвергают очистке и контролю. Годные отливки передают для последующей механической или термической обработки или отправляют на склад готовой продукции.

2.1. Основные элементы литейных форм

В зависимости от материала, из которого изготовлены формы, они бывают разовые, неоднократно – и многократно используемые.

Разовые формы служат для изготовления только одной отливки. При извлечении отливки форма разрушается. Разовые формы изго-товляются из песчано-глинистой, песчано-смоляной и других смесей.

Неоднократно используемые формы (полупостоянные) изготовляют из высокоогнеупорных материалов (шамота, магнезита и др.). Эти формы выдерживают несколько десятков заливок.

Многократно используемые формы (постоянные), к которым относятся металлические формы. Их изготовляют из сплавов различных металлов. В такой форме может быть получено от нескольких сотен до десятков и сотен тысяч отливок.

В настоящее время для получения большинства отливок (около 80 %) используют песчаные формы. На рис. 3.1 изображены эскизы отливки, модели, стержня и разовой литейной формы. Форма состоит из двух полуформ 5 и 6, которые своими внутренними поверхностями и стержнем 4 образуют полость 7. Газопроницаемость смеси в форме повышают накалыванием вентиляционных каналов 10.

Рис. 3.1. Эскизы отливки (а), модели (б), стержня (в) и литейной формы (г) в сборе

 

Для вывода газов и воздуха из формы при ее заливке изготавливают выпор 3, по которому одновременно ведут контроль заполнения формы металлом.

Для заполнения полости формы литейным сплавом используется литниковая система. Она должна иметь, по возможности, малую массу и легко отделяться от отливки. Схема типовой литниковой системы для отливок из стали и цветных металлов приведена на рис. 3.2. Для отливок из серого чугуна шлакоуловитель не предусма-тривается. Литниковая система состоит из литниковой чаши 1, стояка (вертикального конического канала) 2, шлакоуловителя 3 и питателей 4).

Литниковая чаша служит для приема жидкого металла из ковша, частичного удержания шлака и передачи металла в стояк. В ней ослабляется динамический напор струи и частично отделяется от металла шлак. С целью экономии металла при производстве мелкого литья чашу заменяют конической воронкой.

Стояк 2 – вертикальный канал кру-глого, овального или иного сечения, который служит для передачи расплава из чаши к шлакоуловителю.

Шлакоуловитель 3в сечении бывает коническим или трапецеидаль-ным. Его располагают в верхней поло-вине формы. В шлакоуловителе металл тормозится, так как сечение его больше, чем у питателей. В результате этого шлаковые и земляные включения успе-вают всплыть на поверхность металла и задержаться в шлакоуловителе. Чаша, стояк и шлакоуловитель располагаются в верхней полуформе.

Питатель 4служит для подвода жидкого металла непосред-ственно в полость формы. В зависимости от конфигурации отливки может быть несколько питателей. Питатель располагается в нижней полуформе.

Во избежание брака в отливках литниковая система должна быть заполнена жидким металлом на протяжении всего времени заливки формы. Разрыв струи приводит кзасасыванию воздуха и шлака в полость формы и к образованию оксидных плен. Для обеспечения непрерывности заливаемого металла между элементами литниковой системы соблюдается определенное соотношение.

Для формирования внутренних полостей в отливках используют стержни (рис. 3.1, в). Стержни при заливке формы испытывают значительную тепловую и механическую нагрузку со стороны заливаемого сплава. Поэтому они изготавливаются из смесей, содержащих специальные крепители. Для их изготовления применя-ются стержневые ящики.

Модельно – стержневую оснастку часто называют «модельный комплект». В его состав входят: модель отливки, один или несколько стержневых ящиков (если отливка имеет полости), модели литни-ковой системы, подмодельные плиты, а при машинной формовке — модельные плиты. Модельный комплект предназначен для изгото-вления разовой литейной формы, обеспечивающий формирование внешних и внутренних поверхностей отливок.

Модель отливки необходима для получения в литейной форме полости с конфигурацией, соответствующей наружной конфигурации и размерам отливки с учетом усадки металла и припусков на механическую обработку. В стержневых ящиках изготавливают стержни, с помощью которых воспроизводят внутреннюю поверх-ность отливок. Подмодельные плиты служат для установки и закрепления на них моделей перед формовкой.

Модельный комплект должен: 1) обладать достаточной прочно-стью, жесткостью и влагоустойчивостью; 2) не изменять свои размеры при хранении и многократном использовании; 3) быть легким и недорогим. Конструкция модельного комплекта не должна препятствовать набивке формы и удалению их из формы (или стержня из стержневого ящика).

Охлаждение металла в форме сопровождается его усадкой, т. е. уменьшением объема и линейных размеров отливки. Следовательно, при изготовлении модели необходимо ее размеры увеличивать (по сравнению с размерами отливки) на величину усадки. Для этого модельщик при изготовлении модели пользуется так называемым усадочным метром, который превышает длину обычного метра на величину усадки соответствующего сплава. Самым дешевым материалом для изготовления модельного комплекта является древесина. При серийном производстве для комплектов используют твердые породы деревьев (клен, бук, березу), а для единичного — ель и сосну. Модели могут быть разъемными и неразъемными. Разъем модели для отливок сложной конфигурации облегчает ее удаление из литейной формы. С этой же целью вертикальные стенки модели должны иметь формовочные уклоны в пределах 0,5…3°, уменьшающиеся с увеличением высоты модели.

На рис. 3.1 показаны эскизы отливки (а) и разъемной модели (б). В разъемной модели, в отличие от отливки, нет отверстия. Модели для отливок с отверстиями имеют две крайние, часто цилиндрические поверхности (выступы), называемые модельными знаками. Они служат для образования углублений (отпечатков) в форме (знаки формы), в которые устанавливают стержень при сборке. Чтобы полумодели в процессе формовки не сдвигались, в одной из них есть центрирующие шипы,а в другой, соответственно, гнезда (отверстия).

Недостатком деревянных модельных комплектов является относительно невысокая прочность и склонность к короблению в процессе эксплуатации и хранения. Поэтому их используют обычно в индивидуальном и мелкосерийном производстве.

Для изготовления литейной формы, кроме модельно – стержневой оснастки, используют также различный формовочный инструмент и приспособления. Процесс изготовления формы (формовка) осуществляется в опоках. Опоки представляют собой металлические рамки, в которых удерживается уплотненная формовочная смесь. Основными требованиями, предъявляемыми к опокам, является высокая прочность, жесткость и минимальная масса. При формовке в парных опоках верхняя 1 и нижняя 4 опоки соединяются при помощи пропущенных в отверстия проушин 3 штырей 2. Чтобы уплотненная смесь не выпадала, в опоках делают буртики 5. Опоки наполняют формовочной смесью лопатами и уплотняют трамбовками, имеющими по концам плоский или острый башмак.

Исправляют и отделывают поверхность готовой формы отделочным инструментом (гладилки, ланцеты, крючки). Гладилки плоскиеприменяют для выглаживания прямолинейной поверхности формы. Фасонные гладилки применяют для отделки углов, галтелей. Гладилки выполняют из стали.

Ланцеты и ложки используют для отделки формы в труднодоступных местах, криволинейных поверхностей, углублений. Они такжеслужат для заглаживания углубленных узких частей формы и удаления остатков смеси из глубоких и узких каналов в форме. Искусственные вентиляционные каналы накалывают длинными стальными вентиляционными иглами - душниками Æ 3 … 5 мм (н). Подъемники с заостренным концом или резьбой применяют для вынимания модели из формы.

Металлические линейка или сгребалка) применяется для придания плоской поверхности полуформы срезанием после формовки со стороны обратной разъему.

Практическая часть

3.1. Оборудование, инструменты и материалы, используемые в работе

Для изготовления разовой литейной формы необходимы:

۰модельотливки; модели литниковой системы;

۰ подмодельная плита;

۰спаренные опоки;

۰формовочная смесь;

۰ готовые сухие стержни (изготавливаются при выполнении работы № 2);

۰ сухой разделительный песок;

۰формовочный инвентарь (посуда для воды и красок, сито для просеивания облицовочной смеси, ручной велосипедный насос для выдувания мусора из формы, мешочек с припылом);

۰ формовочный инструмент (лопата или совок, ручная трамбов-ка, вентиляционная игла, кисть для смачивания формовочной смеси вокруг модели, деревянный молоток, линейка - сгребалка, подъемы для удаления модели из формы);

۰отделочный инструмент (гладилки, ложки, ланцеты, крючки и т. д.);

۰ шахтная электрическая печь сопротивления с температурой нагрева до 1000 °С;

۰ жидкий металл — алюминиевый сплав АК12 (силумин).

3.2. Ход работы

 

1.Ознакомились с модельно - стержневой оснасткой, формовочным инструментом.

2. Рассмотрели с использованием плакатов последовательность изготовления литейной формы из песчано-глинистой смеси в двух опоках.

3. Под руководством учебного мастера изготовили литейную форму в двух опоках по разъем-ной модели и переносят ее на площадку для заливки.

4. Изготовили стержень.

5. Заливку выполнил учебный мастер. Перед заливкой замерили температуру расплава и убрали с её поверхности окисную плёнку при помощи специальной лопаточки.

6. После охлаждения формы ее разрушили, удалили отливку и очистили.

7. Выявили дефекты в полученной отливке.

 

 

Вывод

 

 

Контрольные вопросы