Wydział Odlewnictwa.docx

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z pojęciem „współczynnik sprawności układu wlewowego”. Zbadanie jak zmieniają się ten współczynnik, przy zmianie  wlewów doprowadzających (zmiana wymiarów oraz ewentualne zakładanie filtrów) i zbiorników wlewowych.

2. Wstęp teoretyczny

Układ wlewowy – zespół kanałów w formie odlewniczej umożliwiających spokojne, równomierne i ciągłe doprowadzenie ciekłego metalu  do wnęki formy z wymaganą prędkością, zatrzymanie płynących z metalem zanieczyszczeń oraz uzyskanie odpowiedniego rozkładu temperatury w odlewie i w formie dla stworzenia warunków do prawidłowego krzepnięcia i stygnięcia odlewu.

Zadania poszczególnych elementów układu wlewowego są następujące:

•                      zbiornik wlewowy (czaszowy); jego zadaniem jest spokojne wprowadzenie metalu do układu wlewowego formy odlewniczej oraz zatrzymanie części żużla i zanieczyszczeń,

•                      wlew główny – wprowadzenie metalu w głąb formy;

•                      belka odżużlająca (wlew rozprowadzający) – rozprowadzenie metalu w głębi formy i zatrzymanie zanieczyszczeń i żużla,

•                      wlew doprowadzający – wprowadzenie metalu bezpośrednio do wnęki formy,

•                      przelew – sygnalizuje koniec zalewania formy odlewniczej, odprowadza gazy z wnęki formy, wyprowadza z wnęki formy zimną czołówkę metalu z zanieczyszczeniami, zmniejsza siłę uderzenia metalu w górną część wnęki formy.

Współczynnik sprawności układu wlewowego μ – wielkość, która charakteryzuje wszystkie opory powodujące straty energii w strumieniu przepływającego metalu przez kanały układu wlewowego, wnękę formy – nadlewy i przelewy.

Pomiar współczynnika sprawności układu wlewowego wykonać można w dwojaki sposób:

• w warunkach rzeczywistych mierząc odpowiednie wielkości w formie zalewanej ciekłym stopem,
• w czasie badań modelowych – przepływu cieczy modelowanej w modelu układu wlewowego i formy.

Wzór do obliczenia współczynnika sprawności układu wlewowego μ:

μ=1000⋅Qρ⋅τ⋅Fd⋅2g⋅(H0-p22C)

Q - masa odlewu, kg

ρ – gęstość zalewanego stopu, g/cm3

τ – czas zalewania, s

Fd – przekrój wlewu doprowadzającego, cm2

g – przyśpieszenie ziemskie,  cm/s2

H0 – początkowe ciśnienie metalostatyczne, cm

p – wysokość środka przekroju wlewu doprowadzającego do najwyższego punktu wnęki formy, cm

C – całkowita wysokość wnęki formy w położeniu do zalewania, cm

3. Przebieg ćwiczenia

Na zajęciach laboratoryjnych mierzyliśmy czas zalewania modelowego układu wlewowego. Naszą cieczą modelowaną była woda. Mieliśmy dwie różne wielkości wlewów oraz dwa różne zbiorniki. Oprócz tego na wlewy nakładane były filtry (siatkowy i piankowy). Wykorzystując pomiar czasów oraz wielkości wlewów mieliśmy wyznaczyć współczynniki układu wlewowego.

Wymiary wnęki formy (komory):

długość a = 6 cm

szerokość b = 5,3 cm

wysokość c = 42,4 cm

P = 28

Wymiary wlewów głównych:

duży: h = 30 cm

mały: h = 20 cm

średnica: 2,16 cm

duży ze zbiornikiem dużym: H0 = 46 cm

duży ze zbiornikiem małym H0 = 37 cm

Wymiary wlewów doprowadzających (1):

Fd = 4,8 cm

duży: wysokość 1,6 cm, szerokość 1,5 cm

mały: wysokość 0,8 cm szerokość 1,5 cm