Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Процесс импульсного уплотнения
При импульсном процессе опоку с наполнительной рамкой устанавливают на модельную плиту. В опоку засыпают смесь и к наполнительной рамке прижимают герметичную камеру. Затем за 0,01¸0,1 секунды повышают давление газа в камере над смесью. Газ с большой скоростью фильтруется через смесь. В смеси возникают сжимающие напряжения, и форма уплотняется. В настоящее время известны два способа быстрого повышения давления газа над смесью. В 1965–1968 гг. был разработан способ взрывного прессования, при котором в герметичную камеру, прижатую к наполнительной рамке, подается газ, а иногда его смесь с кислородом. Газовоздушная или газовоздушно-кислородная смесь поджигается электрической искрой. При быстром сгорании газа давление над смесью поднимается до 2 МПа. В экспериментах использовали сжиженный пропан-бутан, природный метан или ацетилен. По некоторым данным, при применении газовоздушных смесей без кислорода результаты часто получались нестабильными.
Второй способ – пневмоимпульсное уплотнение – был разработан в 1965–1970 гг. Опока 2 с наполнительной рамкой прижимается к импульсной головке, состоящей из ресивера (на рис. 32 не показан) и герметичной камеры 3. В ресивере импульсной головки находится воздух под давлением 15¸20 МПа (позже авторы метода стали рекомендовать давление 6¸8 МПа). Ресивер отделен от герметичной камеры головки, к которой прижата опока, быстродействующим клапаном 4. При открытии клапана сжатый воздух поступает в пространство над смесью, давление в котором повышается до 1,2¸1,5 МПа. Время роста давления равно 0,012¸0,015 с; процесс уплотнения длится 0,03¸0,035 с. Для равномерного распределения сжатого воздуха над поверхностью формовочной смеси, в нижней части импульсной головки устанавливается плита-рассекатель 2 с отверстиями. В первых импульсных формовочных машинах, внедренных на производстве, давление над смесью достигало 1,2¸3 МПа. Однако работы по уплотнению смеси потоком воздуха начинали с низкого давления. С самого начала предполагали, что этот способ пригоден только для предварительного уплотнения смеси. Способ, разработанный в СССР, не стал в то время известен широкому кругу литейщиков и был незаслуженно забыт в нашей стране.
Известна еще одна модификация импульсного уплотнения – нижнее импульсное уплотнение. При этом процессе дозатор располагают под опокой, к которой сверху прижата повернутая моделями вниз модельная плита. В днище дозатора вмонтирована сетка, на которой лежит доза рыхлой смеси. При быстром подъеме давления воздуха под сеткой смесь потоком воздуха перемещается к модельной плите, прижимается к ней, после чего начинается импульсный процесс уплотнения. При «полете» смесь движется не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении, обтекая модель. Контрлад формы после уплотнения обычно не имеет выступов над моделью. Расстояние от верхнего уровня смеси в дозаторе до модельной плиты близко высоте опоки (этим метод отличается от ствольного надува), поэтому давление воздуха со стороны контрлада примерно такое же, как и при обычном импульсном процессе с низким давлением газа. Однако максимальное значение скорости смеси при нижнем импульсном процессе больше, чем при обычном. Больше и инерционные силы, так как смесь разгоняется не только при уплотнении, но и при «полете» к модели. Поэтому рыхлая зона на контрладе практически отсутствует; твердость смеси здесь равна 20¸30 единицам. Важная особенность нижнего импульсного уплотнения – уплотнение полуформы ладом вверх. При таком методе не нужно кантовать нижнюю полуформу перед сборкой, что существенно упрощает конструкцию машины или агрегатов автоматической линии. Импульсные головки
В настоящее время применяют два вида импульсного уплотнения – пневмоимпульсное и газоимпульсное (взрывное). Соответственно существует два типа импульсных головок. В корпусе 3 пневмоимпульсной головки (рис. 33) помещен клапан 8, перекрывающий выпускное отверстие 11. На нижнем фланце корпуса закреплена решетка рассекателя 10 с дефлектором 12. К нижней поверхности решетки рассекателя прижимается наполнительная рамка 2, поэтому размеры решетки должны соответствовать размерам опоки 1. Полость корпуса 3 служит ресивером для сжатого воздуха, который подводится (в данной конструкции) по трубопроводу 5 через обратный клапан 4. При повороте крана 6 подача воздуха в ресивер прекращается, сжатый воздух из полости 7 над клапаном выходит в атмосферу, под действием давления воздуха в ресивере клапан резко отбрасывается вверх. Сжатый воздух через выпускное отверстие 11 и полость 9 рассекателя попадает в пространство над смесью и уплотняет ее.
Рабочий процесс пневмоимпульсной головки заключается в истечении сжатого воздуха из ресивера в полость рассекателя, а из полости рассекателя в пространство над смесью. Как первый, так и второй процесс описывается сложными дифференциальными уравнениями, которые невозможно решить аналитическими методами. Площадь выпускного отверстия изменяется в зависимости от пути, пройденного клапаном. Движение клапана описывается уравнением
где M и a – масса и ускорение клапана; p 0, p р и p 1 – давление соответственно в ресивере, полости рассекателя и надклапанном пространстве; F к, F 0 и F 1 – эффективная площадь соответственно кромки клапана, выпускного отверстия и верхнего торца клапана. Главными параметрами головки являются: давление p 0 воздуха в ресивере и его объем V 0, площадь F 0 выпускного отверстия, площадь сечения F p, объем V p и конструкция рассекателя. В настоящее время нет апробированной методики расчета указанных параметров, поэтому их определяют эмпирическим путем. Ниже приведены рекомендации Г. А. Гейдебрехова и С. Н. Козлова по подбору указанных параметров. Выбор давления воздуха в ресивере и объема ресивера зависит от технологически необходимого максимального давления воздуха над смесью и объемов полостей рассекателя и наполнительной рамки. В установках высокого давления используется сжатый воздух под давлением 7¸10 МПа, в установках низкого давления под давлением 0,6¸0,7 МПа. Соответственно в установках высокого давления удельный объем V р/ F оп ресивера (отнесенный к площади опоки F оп) берется равным 0,03¸0,05 м3/м2, в установках низкого давления – равным 0,6¸0,7 м3/м2. Чем больше площадь F 0 выпускного отверстия, тем выше скорость подъема давления воздуха в пространстве над смесью. Однако при использовании подобных клапанов, с увеличением площади выпускного отверстия растет масса клапана и уменьшается скорость его подъема, определяющим сечением становится сечение зазора между клапаном и седлом. Практически установлено, что для установок высокого давления F 0/ F оп = 0,043¸0,025, для установок низкого давления F 0/ F оп = 0,1¸0,12. Большая относительная площадь отверстия во втором случае объясняется существенно меньшей скоростью истечения газа. Назначение рассекателя – равномерное распределение потока воздуха по сечению формы. При отсутствии рассекателя струя воздуха выдувает смесь из части формы, противолежащей к выпускному отверстию. Контрлад формы становится неровным, толщина рыхлого слоя увеличивается, иногда обнажается модель. Вместе с тем рассекатель не должен уменьшать интенсивность поступления сжатого воздуха в пространство над смесью. Поэтому, с учетом уменьшения плотности воздуха, сечения полости и отверстий рассекателя должны быть больше сечения F 0 выпускного отверстия. Вместе с тем объем V р полости рассекателя увеличивает общий объем пространства над смесью, а чем больше этот объем, тем больше падает в нем давление газа.
Для импульсных головок высокого давления F р/ F 0 ³ 2,4; V р/ V 0 £ 0,47; для головок низкого давления F р/ F 0 ³ 1,5; V р/ V 0 £ 0,034. Хорошие результаты получают при использовании рассекателя в виде плиты с отверстиями диаметром 10 мм. Если размеры выпускного отверстия близки к размерам опоки (в плане), рассекатель не нужен, что позволяет уменьшить объем ресивера 3 (рис. 33). Как уже было сказано, интенсивность подъема давления воздуха над смесью в значительной степени зависит от конструкции клапана. Клапан, показанный на рис. 33, прост по конструкции, хорошо работает в головках высокого давления, где его быстрое открывание обеспечивается большим перепадом давления. В головках низкого давления перепад значительно меньше, поэтому скорость движения клапана невысокая. Для того чтобы обеспечить интенсивный подъем давления, необходимо увеличить диаметр выпускного отверстия, соответственно необходимо увеличить диаметр тарелки 2 клапана (рис. 34, а). Для уменьшения массы тарелки следует уменьшить ее высоту. Между тарелкой и стенкой камеры 4 над клапаном оставляют зазор, чтобы уменьшить силы трения. Поток воздуха, движущийся в зазоре, направляет тарелку и ускоряет ее движение вверх.
Тарелка 2 клапана, показанного на рис. 34, б, имеет хвостовик 5, перемещающийся относительно выпускного отверстия. При выходе воздуха из камеры 4 клапан 2 движется вверх, постепенно увеличивая скорость. Выпускное отверстие начинает открываться только после того, как хвостовик выйдет из отверстия. В этот момент скорость клапана большая, что и обеспечивает резкое увеличение зазора между клапаном и седлом и быстрое поступление сжатого воздуха из полости ресивера 3 в полость рассекателя 1. Диафрагменный клапан (рис. 34, в) представляет собой диафрагму 8, расположенную внутри перфорированной горловины 6. Внутри диафрагмы и в полости ресивера 3 находится сжатый воздух. Давление внутри диафрагмы несколько больше давления в ресивере, что обеспечивается раздельным подводом воздуха, поэтому диафрагма прижата к горловине. Для подачи воздуха в полость 1 над опокой клапан 7 открывается, давление внутри диафрагмы и ресивера выравнивается, диафрагма резко сокращается, открывает отверстия горловины, и воздух из ресивера через горловину устремляется в полость 1.
В формовочных машинах для крупных опок применяют многоклапанные головки с несколькими ресиверами, смонтированными на общей плите. Представляет интерес конструкция импульсной головки ВАРИО ИМПУЛЬС (рис. 35). Основными узлами головки являются воздушный ресивер 1, импульсный клапан 2 с широкой тарелкой 3 и дроссель 4. Особенность конструкции клапана заключается в том, что в плите-рассекателе 4 и тарелке клапана 3 выполнены отверстия, не совпадающие друг с другом. Поэтому, когда тарелка прижата к плите, воздух из ресивера не попадает в форму. Для того чтобы выровнять плотность столбов смеси над моделью и вокруг нее предусмотрен дроссель 5 в виде плиты с отверстиями.
Работает машина следующим образом. После засыпки формовочной смеси опока 7 с наполнительной рамкой 6 прижимается к импульсной головке. Тарелка клапана поднимается, полости ресивера и опоки сообщаются, создается волна давления воздуха, которая мгновенно уплотняет смесь. Поскольку над центральной частью формы расположен дроссель, давление здесь нарастает несколько медленнее, чем вокруг модели. Поэтому зона вокруг модели уплотняется интенсивнее, чем над моделью. После уплотнения давление в ресивере сбрасывается, и полуформа с наполнительной рамкой и моделью опускаются. При движении вниз специальными устройствами сначала останавливается наполнительная рамка, затем полуформа и после извлечении модели 8 из формы – модельная плита 9. Так осуществляется протяжка модели. Известна следующая конструкция автоматов линии фирмы G. Fischer (Швейцария). Опоку 1 (рис. 36) прижимают к головке 2, которая одновременно выполняет функции наполнительной рамки. Над головкой установлен бункер 3, устье которого закрыто жалюзийным затвором 4. Жалюзи открывают, и формовочная смесь из бункера сыплется в опоку и наполнительную рамку. Затем жалюзи поворачивают в исходное положение, плотно закрывая камеру 8. Камера 8 соединена с камерой 6, в которую подается газ. Масса газа зависит от давления и времени открытия клапана 5. Газовоздушную смесь поджигают электрической искрой. Начинается быстрое горение газа, давление газа в камерах 6 и 8 резко возрастает; происходит импульсное уплотнение смеси. Максимальное давление газа над смесью в момент сгорания в описанной головке 0,45¸0,5 МПа; время подъема давления 0,005 с.
В камере 6 установлен вентилятор 7, который перемешивает газовоздушную смесь и направляет ее в импульсную головку. Частоту вращения вала вентилятора можно изменять, регулируя тем самым степень перемешивания газовоздушной смеси и равномерность ее распределения по камерам 6 и 8. В результате изменяется интенсивность роста давления, максимальное давление и, следовательно, плотность формы. Максимальная частота вращения вала вентилятора достигает 33 с-1 (1980 об/мин).
Обычно в газоимпульсных установках используют пропан-бутановые смеси, ацетилен, смесь метана с воздухом и кислородом. Наибольшее распространение получила горючая смесь метана и сжатого воздуха. Для уплотнения одной полуформы требуется газ в объеме (при нормальном давлении), равном 20¸25 % объема полуформы, и сжатый воздух под давлением 0,2¸0,25 МПа в количестве, равном 1,6¸2 объема полуформы. В качестве горючих веществ было также предложено использовать порох, бензин, дизельное топливо, угольную или древесную пыль. Резко повысить газовое давление можно, пропуская электрический ток через проводник, который при этом испаряется, или, создавая дуговой разряд между двумя электродами, к которым проводится ток высокого напряжения.
|
||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-06; просмотров: 689; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.93.210 (0.017 с.) |