CC BY
42
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСТНИ* №2 (54) 2007
где 8 - конечное среднее уплотнение смеси; С — коэффициент уплотняемости смеси.
Удельная работа уплотнения, ход поршня и число ударов для уплотнения смеси в опоке связаны между собой следующей зависимостью
А = — ЗЪ\у дж/м2
(15)
где Р1( — площадь опоки, м2; Б — ход поршня, м; Ъ — число ударов; Г)у = 0,4-0,7 - коэффициент использования энергии удара. На уплотнение формы необходимо затратить энергии
Е*=АР0.
(16)
При каждом ударе на уплотнение формовочной смеси затрачивается
Е, = СБп, Дж/удар.
(17)
Тогда общая продолжительность уплотнения смеси встряхиванием 1,,, = С.
Предлагаемая методика расчёта пневматического поршневого механизма позволяет по индикаторной диаграмме на стадии проектирования определить продолжительность рабочего цикла не только формовочной машины, ной перфоратора, пневмотрамбовки и рубильного молотка.
Библиографический список
1. Столбовой. С.З. К вопросу о расчёте пневматических рют-тлеров по методу профессора М.П. Аксёнова. // Литейное дело. 1935. -№5. -С. 13-14.
2. Израйлсвич, Л.А. О некоторых свойствах индикаторной диаграммы пневматической встряхивающей фирмовочной машины //Литейное производство, 1951.- №9. — С. 18-19.
3. Аксёнов, Н.Г1. Оборудование литейных цехов. М.: Машиностроение. 1977.-510 с.
Следовательно, число ударов, необходимое для уплотнения литейной формы, равно
Е,
(18)
УДК 621.744.4
ГЕРАСИМОВ Иван Яковлевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Машины и технология литейного производства».
Статья поступила в редакцию 13.04.07 г.
© И. Я. Герасимов
Г. С. ГАРИБЯН О. А. ШУЙКИН М. И. ЧЕРЕДНИЧЕНКО Д. В. ЯАВРИК
Омский государственный технический университет
ВЛИЯНИЕ
ПРОХОДНОГО СЕЧЕНИЯ ВЕНТ НА КАЧЕСТВО ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ПРИ ВОЗДУШНО-ИМПУЛЬСНОМ СПОСОБЕ ФОРМОВКИ
Приведены экспериментальные данные влияния проходного сечения вент на качество литейной формы. Даны рекомендации по сечению вент в зависимости от площади сечения импульсного клапана.
В современном мире спрос на литые заготовки очень большой, но экспорт российского литья всего 0,6 % от общего выпуска. Причина в технологическом отставании литейною производств российских предприятий. По разным оценкам это отставание составляет 20- 25 лет (1 ]. Российские предприятия, по существу, не способны конкурировать на международном рынке литья, т.к. современное состояние о течественных литейных технологий исключают переход на качественно новый уровень.
В условиях рынка, когда к отливкам поточности и прочностным характеристикам предъявляются крайне строгие требования, становится все более очевидной необходимость технического перевооруже-
ния литейного производства. В настоящее время наиболее развитым с точки зрения оборудования и технологии, является автомобильная промышленность. Такие заводы, как ВАЗ и КамАЗ, обеспечивают
9-й класс размерной точности отливок, а отливки, выпускаемые на заводах ЗИЛ, ГАЗ, УАЗ и т.д., имеют
10—13 классы точности. Современные западные автоматические линии обеспечивают 7-й класс точности на этих же разовых песчаных формах. Это означает, что на отливках отечественного производства припуск на механообработку больше в 2 —4 раза.
Существует мнение, что какая бы отливка ни была, из нее всегда можно сделать хорошую деталь, просто обдирать придется дольше. Однако известно
Рііс. 2. Изменение напряжения в смеси при проходном сечении вентО %(а) и 10 % (б) отсечения импульсного клапана
а1
Рис. 1. Изменение давления воздуха (а) и напряжение в смесн (б) при исходном давлении 0,5 МПа
и дру1-ое, что, во-первых, лишний переход при механообработке — это увеличение себестоимости детали, по-пторых, если заютоика имеет неравномерные припуски, неравномерную твердость, то н механообработке все это последовательно воспроизводится. Воспроизводится в результате деформации, неравномерных нагрузок на режущий инструмент, и плюс к этому прибавляются внутренние напряжения, которые образуются в результате такой неоднородной обработки.
Известно, что размерная точность отливки зависит от качества литейной формы. Современные методы формообразования, в частности воздушно-импульсный и комбинированные импульсные методы, позволяют получать отливки из черных сплавов, соответствующих 6 — 7 классам точности. Еще в конце 80-х годов на литейном заводе ПО «КамАЗ» песко-дувно-импульсно-прессовым способом на модернизированных АФЛ Э15А-2070 была получена отливка «чашадифференциала». Размерная точность отливок соответствовала б-му классу точности, при этом литейные уклоны были уменьшены на 1 \ а брак отливок — почти в три раза по сравнению с существующей технологией [2]. Однако по воздушно-импульсному способу формовки существуют прямо противоположные рекомендации но конструкции технологической оснастки. Известно, что главными уплотняющими факторами в данном способе являю тся перепад давления сжатого воздуха по высоте формы от контрлада к ладу. Перепаддавления можно увеличивать двумя способами: увеличением скорости открывания импульсного клапана, т.е. уменьшением времени нарастания давления над смесью до максимального значения и одновременным вакуум и рованием формы и подачи импульса сжатого воздуха. В обоих случаях важное значение имеет суммарное проходное сечение всит, установленных на модельной плите или в
самих моделях. По данным исследований разных авторов рекомендуется соотношение проходного сечения импульсного клапана к сечению вент от 0 до 100 %. Все дело в том, что количество удаляемого воздуха из полости формы зависит от высоты столба смеси, соответственно от этого зависит суммарное сечение вент. Чем выше давление воздуха в нижних слоях формы, тем больше необходимос ть удаления воздуха.
С целью определения минимального, но достаточного сечения вент, установленных на модельной плите и в моделях, на кафедре МиТЛП ОмГТУ проводились экспериментальные исследования. Эксперименты проводились на в озду шн о- импульсной установке состоящей из рамы, установленной на фундаменте, на которой закреплен ресивер. В ресивере смон тирован быстродействующий импульсный клапан поршневого типа. Под клапаном на ресивере установлен рассекатель. Модельно-опочная оснастка устанавливается на прижимном столе и перед уплотнением прижимается к рассекателю гидроцилиндром.
В ходе экспериментов замерялись давления воздуха и общее давление в смеси. Да тчики давления устанавливались надсмесью и в смеси. Давление воздуха в ресивере изменялось от0,2 МПа до 0,6 МПа с шагом 0,1 МПа. Графики изменения давления воздуха и напряжения в смеси приведен нарис. I. Кривая 1 на всех графиках соответствует давлению воздуха над смесыо, 2 и 3 в смеси на расстоянии от контрлада 50 мм и 150 мм соответственно. Напряжение в смеси определялись путем вычитания от показания да тчика общего давления показания датчика давления возду--ха. Экспериментальные исследования показали, что при повышении давления воздуха в ресивере, перепад давлення по высоте формы увеличивается. С увеличением перепада увеличивается напряжение в смеси. Однако, если при увеличении давления воздуха от
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ КСТНИК н* 2 (56) 2007
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МОНИК М* 2 <М> 200?
Библиографический список
1. Волкомич Л-Л. Новые специальные технологии и оборудование в литейном производстве. Сб. науч.трудов. Прогрессивные технологические процессы и оборудование в литейном производстве// ПодредЛ.Л.Трухова - М.: Изд-во МГТУ«МАМИ», 2002. - С. 19.
2. Гарибян Г.С. Механизм пескодувно-импульсно-прессово-го процесса уплотнения литейных форм и радикальные параметры процесса: Диссертация канд. техн. наук., 1990. — 253 с.
ГАРИБЯН Гарегин Сережович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Машины и технология литейного производства».
ШУЙКИН Олег Александрович, учебный мастер той же кафедры.
ЧЕРЕДНИЧЕНКО Максим Иванович, аспирант гой же кафедры.
ЛАВРИК Дмитрий Владимирович, инженер той же кафедры.
Статья поступила в редакцию 12.03.07 г.
® Г. С. Гарибян, О. Л. Шуйкнн, М. И. Чередниченко,
Д. В. Лаврик
Г.Н. МИННЕХЛНОВ В. И. ГУРДИН Р. Г. МИННЕХЛНОВ
ООО «НПФ ЛиКОМ», г. Омск
Омский государственный технический университет
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ МОДИФИЦИРУЮЩИХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ СРЕДНЕУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ С ПОВЫШЕННОЙ ХЛАДНОСТОЙКОСТЬЮ
В работе представлены результаты экспериментальных исследований по оценке влияния комплексных модификаторов на хладностойкость среднеуглеродистых сталей.
0,2 МПа до 0,5 МПа напряжение в смеси с ростом перепада растут, то при увеличении давления воздуха от 0,5 МПа до 0,6 МПа несмотря на рост перепада напряжения остаются без изменения. Это говорит о том, что при давлении воздуха 0,5 МПа напряжение и смеси доходит до своих предельных значений и дальнейшее повышение давления воздуха в ресивере на изменении напряжения не сказывается. Поэтому дальнейшие эксперименты на определение оптималь-ного проходного сечения вент проводились при давлении воздуха в ресивере 0,5 МПа.
В ходе экспериментов было установлено, что с увеличением суммарного проходного сечения вент от Одо 10 % от сечения импульсного клапана напряжение в смеси увеличивается 1,5 — 2 раза (см. рис. 2). Дальнейшее увеличение сечения вент к существенному изменению напряжения в смеси и соответственно плотности не приводят.
Исходя из полученных данных, можно заключить: минимальное проходное сечение вент должно составлять не менее 10 % от сечения импульсного клапана; по возможности венты необходимо устанавливать в «болванах» и узких карманах.
УДК 621.74:669.14:669.893
Открытие новых уникальных месторождений нефти и природного газа в глубинных районах Севера и Сибири и вызванное этим строительство новых трансконтинентальных нефте- и газопроводов потребовала резкого увеличения производства отливок из хладностойкой стали. Потребнос ть в хладностойких сталях также обусловлена быстрым развитием химической промышленности, непрерывным увеличением потребления сжиженного газа и необходимостью его хранения и транспортировки при низких температурах и относительно высоком давлении.
Известно, что для повышения хладностойкости сталей их легируют никелем, хромом и молибденом 111. Однако применение легированных сталей существенно удорожает продукцию и снижает ее конкурентоспособность.
Для обеспечения надежности при работе материала в условиях низких температур необходимо обеспечить температурный запас вязкости. Это достигается тогда, когда температурный порог хладноломкости стали, расположен ниже температуры ее эксплуатации [2].
Необходимая величинатемпературного запаса вязкости зависит от ряда факторов, влияющих на склонность к хрупкому разрушению, которые можно разделить на несколько групп:
- конструктивный, зависящий от конструктивных особенностей изделия (наличие концентраторов напряжений, геометрических параметров изделия, чистоты его поверхности и т.п.);
- динамический, зависящий от условий эксплуатации машин и механизмов;
