МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра "ЦМ и КМ"

Лабораторная работа

По литейному производству

Руководитель:

Пасичник С.Ю.

Выполнил:

Ст.гр. ТО-10

_____________

Донецк 2012

Лабораторная работа №1

Тема: Показатели свойств материала литейных форм, формовочных смесей и их компонентов

Цель работы: Исследовать влияние содержания влаги в формовочной смеси и степени ее уплотнения на газопроницаемость и прочность материала литейной песчаноглинистой формы.

Материалы и оборудование:

• формовочная смесь;

• шкаф сушильный с терморегулятором;

• весы лабораторные с точностью не ниже 2-го класса;

• мензурка;

• копер лабораторный с массой падающего груза 6,35+0,015кг и высотой падения 50±0,25 мм;

• гильза стальная с внутренним диаметром 50±0,025 мм и высотой 120мм;

• поддон для гильзы;

• прибор для определения газопроницаемости;

• прибор для определения прочности на сжатие;

• линейка масштабная;

Изучая природу газопроницаемости, следует иметь в виду, что для песчаноглинистых форм эта характеристика является следствием зернистости песка. Однако технологические добавки и компоненты, вводимые в формовочные смеси, оказывают заметное влияние на величину газопроницаемости. Наиболее активными в этом отношении являются вода и связующее вещество (глина). Следует запомнить, что метод оценки газопроницаемости основан на определении способности образца материала пропускать через себя воздух. Содержание этого метода отражено в ГОСТ 23409.6-78 и заключайся в пропускании через стандартный образец 2000см³ воздуха под давлением 980,7 Па (10 см вод. столба) с фиксированием параметров, необходимых для определения газопроницаемости, - давления воздуха под образцом и времени прохождения 2000см³ воздуха. Стандартным принято считать образец, на уплотнение которого израсходовано 0,93 Дж энергии, т.е. три удара груза на лабораторном копре.

Изучая природу прочности песчаноглинистых форм и стержней, следует иметь в виду, что эта характеристика определяет их способность противостоять механическому воздействию на них и зависит от количества введенного в формовочную смесь связующего вещества, в частности глины, и технологических добавок, особенно воды. Поглощая влагу, глина образует пластичную тестообразную массу, склеивающую песчинки смеси и обеспечивающую форме или стержню определенные показатели прочности.

Существующие (стандартные) методы определения показателей прочности элементов литейной формы описаны в ГОСТ 23409.7-78 и основаны на определении величины напряжений, приводящих к разрушению стандартного образца при приложении к нему нагрузки по соответствующей схеме (сжатия, растяжения, изгиба).

Устройство и принцип работы лабораторного копра.

Рис.3.1.Схема лабораторного копра (модель 030)

Лабораторный копер, используемый для уплотнения формовочной смеси при изготовлении стандартных образцов для определения их газопроницаемости и прочности (рис. 1), имеет станину 1с отверстием для установки поддонов, кронштейн 3 с направляющими 2 и вертикальным приливом 4. Вдоль направляющих перемещается подъёмник 7 вместе с улиткой 70 и штоком 5, проходящим через отверстие в кронштейне. Вдоль штока свободно скользит груз 8. Кольцо 6 ограничивает перемещение груза по штоку. Боёк 9 входит в гильзу 11, установленную на поддоне 12 и служит для уплотнения смеси. При повороте улитки на полный оборот груз поднимется на высоту 50 мм и затем упадёт на подъемник. Энергия падающего груза передаётся смеси и расходуется на её уплотнение.

Для того, чтобы установить гильзу с поддоном на основание станины копра, подъёмником поднимают шток с грузом в крайнее верхнее положение, вводят хвостовик поддона в отверстие в станине копра и опускают шток без толчков до соприкосновения бойка со смесью.

Высота стандартного образца должна составлять 50±0,8мм. Для контроля высоты образца служит три риски, нанесенные на вертикальном приливе кронштейна. В случае если верхняя кромка штока после последнего (третьего) удара грузом выходит за пределы крайних рисок, образец считают бракованным и удаляют из гильзы.

Устройство и принцип работы прибора для определения газопроницаемости формовочных смесей.

Прибор для определения газопроницаемости (рис.2) смонтирован на станине 1, на которой закреплены бак 2 для воды, резиновая пробка 8 для установки гильзы 9 с исследуемым образцом 10 и водяной манометр 12. Трубка 3, расположенная в баке, связана воздуховодом 6 через трехходовой кран 7 с рабочим пространством под испытуемым образцом. В неё входит направляющая колокола 4 в котором создается необходимый запас воздуха. На колокол укладывают калиброванный груз 5, создавая тем самым давление под колоколом на уровне 980,7 Па (10 см вод. столба). Резервуар водяного манометра связан воздуховодом 13 с рабочим пространством под образцом.

Рис.2 Прибор для определения газопроницаемости формовочных смесей

(модель 042)

П ри нулевой газопроницаемости образца в этой системе устанавливается давление, равное 980,7 Па, а воздух не расходуется. Если газопроницаемость образца отлична от нуля, воздух начинает вытекать в атмосферу, и давление в системе падает на величину, пропорциональную величине газопроницаемости образца. Расход воздуха (скорость его истечения через образец) связан с показателем газопроницаемости К величиной избыточного давления в системе Р, Па, сечением образца F, см , и его высотой h ,см, зависимостью:

где V- объём воздуха, прошедшего через образец за время τ_V с.

Приняв V =2000 см³, зная геометрические параметры образца (диаметр 50мм и высота 50мм) и зафиксировав время прохождения воздуха через образец, вычисляют коэффициент газопроницаемости:

Величина коэффициента газопроницаемости безмерна.