2 Приготовления формовочных смесей в центробежном лопаточном смесителе непрерывного действия.

Основными видами машин, используемых в промышленности для получения формовочных и стержневых смесей, являются бегуны, маятниковые смесители (бегуны с вертикальной осью вращения катков), барабанно-валковые смесители и, в последнее время, роторные и центробежно-планетарные. Анализ принципов работы традиционного и современного смесеприготовительного оборудования позволяет выявить общие тенденции его развития. Совершенствование смесителей идёт по двум направлениям: – модернизация традиционных смесителей путем увеличения скорости движения рабочих органов, например, в маятниковых смесителях и повышения уровня напряжений в смеси, а также создание новых скоростных смесителей с высоким уровнем динамического воздействия на смесь. Следует отметить, что в большинстве случаев эффект от повышения качества форм и стержней, выражающийся в снижении брака и повышении качества отливок, является определяющим при выборе смесеприготовительного оборудования. Трудоемкость операций выбивки форм и стержней, очистка отливок определяются составом и свойствами формовочных и стержневых смесей и, как правило, снижается при сокращении расхода связующих. Повышение эффективности использования связующих и их расхода за счет совершенствования техники и технологии смесеприготовления, разработка новых принципов работы и конструкций смесеприготовительного оборудования, позволяющего получать смеси высокого качества, является актуальным направлением развития литейного оборудования.

Анализ литературы показывает, что интенсификация процесса формирования структуры смеси и, в частности, пленки связующего на поверхности зерна существенно зависит от уровня нормальных напряжений и сдвиговых деформаций, возникающих при перемешивании смеси. Равномерное распределение связующего по поверхности зерен наполнителя возможно лишь при многократном повторении цикла «разрушение – восстановление» контактов между зернами. Данный способ приготовления смесей обеспечит производство необходимым количеством смеси с достаточно высокой прочностью и газопроницаемостью. На основе экспериментов проведённых в лаборатории было выявлено влияние скорости и угла поворота лопатки на качество песчано- глинистых смесей с использованием ЦЛС. При проектировании ЦЛС был учтён тот случай, когда под воздействием центробежной силы смесь не успевала выбрасываться из барабана . Эта проблема была решена с помощью установки дополнительных лопаток которые позволили автоматизировать процесс приготовления смеси. Суть данных лопаток построена на то, что при помощи их мы можем корректировать количество смеси одновременно обрабатываемой в барабане машины тем самым влияя на качество смеси.

Были проведены испытания и составлена таблица 2.1

Таблица 2.1– Данные исследования

Обороты (об/мин)	Угол наклона лопатки	Диаметр отверстия (мм)	Газопроницаемость	Прочность (кг/	Производительность (кг/ч)
700		20	60 50 55	0,41 0,53 0,45	720 890 680
		25	60 47 60	0,42 0,5 0,41	900 1112 850
		30	52 48 58	0,46 0,52 0,47	1180 1335 1020
600		20	60 50 60	0,42 0,53 0,42	581 684 547

Продолжение таблицы 2.1

		25	55 48 57	0,45 0,52 0,46	775 912 730
		30		0,51 0,57 0,5	968 1140 912
			64 61 65
500		20	65 68 72	0,35 0,4 0,39	365 438 333
		25	78 67 64	0,33 0,37 0,38	487 585 444
		30	110 96 101	0,25 0,31 0,27	650 780 593

На основе данных полученных в ходе экспериментов были составлены графики.

2.1 Влияние скорости вращения барабана на газопроницаемость

Рисунок 2.1 – Влияние скорости вращения барабана на газопроницаемость

2.2 Влияние угла наклона лопатки на прочность смеси при 700 об/мин

Рисунок 2.2 – Влияние осевого угла наклона лопатки на прочность смеси при 700 об/мин

2.3 Влияние осевого угла наклона лопатки на прочность смеси при 600 об/мин

Рисунок 2.3 – Влияние осевого угла наклона лопатки на прочность смеси при 600 об/мин

2.4 Влияние осевого угла наклона лопатки на прочность смеси при 500 об/мин

Рисунок 2.4 – Влияние осевого угла наклона лопатки на прочность смеси при 500 об/мин

2.5 Влияние осевого угла наклона лопатки на прочность смеси

Рисунок 2.5 – Влияние осевого угла наклона лопатки на прочность смеси

Таким образом проанализтровав данные графиков было выбран оптимальный угол поворота лопатки в 50°.

2.6 Влияние скорости барабана на прочность смеси при углелопатки в 50°

Рисунок 2.6 – Влияние скорости барабана на прочность смеси при углелопатки в 50°

Вывод: Рассмотрев графики можно прийти к выводу, что качество получаемой смеси напрямую зависит от скорости вращения барабана . Это связано с тем ,что при больших угловых скоростях смесь лучше перемешивается и происходит лучшее взаимодействие связующего с песком. Также было получены данные о газопроницаемости. На основе графика был сделан вывод о том, что при повышении оборотов происходит падение газопроницаемости. Это ведёт к ухудшению качества поверхности отливок. Поэтому для подготовки автоматизации цикла были взяты 600об/мин.

2.7 Производительность ЦЛС от диаметра загрузочного отверстия .

Рисунок 2.7 – Производительность ЦЛС от диаметра загрузочного отверстия при 700 об/мин

2.8 – Производительность ЦЛС от диаметра загрузочного отверстия при 600 об/мин

Рисунок 2.8 – Производительность ЦЛС от диаметра загрузочного отверстия при 600 об/мин

Рисунок 2.9 – Производительность ЦЛС от диаметра загрузочного отверстия при 500 об/мин

2.10 Показания производительности от выбранных оборотов и площади открытия шибера

Рисунок 2.10 – Показания производительности ЦЛС от выбранных оборотов и площади открытия шибера

Вывод: Так как максимальный расход будет при отверстии шибера в 30 мм дальнейшая производительность определялась скоростью вращения барабана. При повышении оборотов двигателя смесь начинала больше уплотнятся , что приводило к её нагреву. Живучесть такой смеси составляла 20 минут. Как показали эксперементы температура смеси при 700 об/мин составляет 42.5 С° повышение оборотов не представляется возможным. Для создания автоматизации было принято за основу отверстие в 30 мм и 600 об/мин .