1) В лабораторных бегунах приготовить формовочную смесь заданного состава (по указанию преподавателя).
2) Изготовить из приготовленной смеси литейную форму для отливки плоской плиты размером 200x200x30 мм с вертикально-щелевой литниковой системой (рис. 13.2).
3) Подготовить хромель-алюмелевые (ХА) термопары, подсоединить их «холодные» концы, соблюдая полярность, к клеммам самопишущего потенциометра и графопостроителя.
4) Проверить работоспособность термопар, для чего включить регистрирующие приборы в сеть и, подводя зажженную спичку к горячим спаям термопар, убедиться в том, что стрелка регистрирующих приборов отклоняется в сторону.
5) Поместить горячий спай одной термопары в центр отливки плиты (см. рис. 13.2), второй термопары - в форму на расстоянии 5…8 мм от поверхности отливки, строго зафиксировав их положение.
6) Расплавить и перегреть металл в индукционной печи до заданной температуры (по указанию преподавателя).
7) Включить регистрирующие приборы и пустить диаграмму. Залить форму металлом из ковша. Продолжительность заливки не должна превышать 10…12 с, температура заливаемого расплава должна находиться на уровне, незначительно превышающем температуру плавления.
|
|
8) Произвести запись кривых охлаждения отливки и прогрева формы, начиная с момента начала заливки расплава в форму до окончания полного затвердевания отливки. Момент окончания затвердевания обнаруживается по излому на кривой охлаждения отливки.
9) Определить объемную плотность материала формы методом прямого взвешивания образца и замером его размеров. Отбор образца из формы произвести заостренным концом кварцевой трубки, внутренним диаметром 6 мм. Высоту образца определить замером с помощью штангенциркуля.
10) По кривой необходимо определить длину участка диаграммной ленты от начала до конца затвердевания отливки. Зная длину участка и скорость перемещения диаграммной ленты , определяем время кристаллизации :
.
11) По кривой изменения температуры формы на расстоянии X от поверхности отливки определить температуру формы в момент окончания затвердевания отливки.
12) Определить коэффициент теплоаккумулирующей способности по формуле (13.3), используя данные табл. 13.1 и значения , определённое экспериментальным путем по кривой охлаждения отливки.
13) По формуле (13.5) рассчитать значение относительной температуры V,и отношение . По рассчитанным значениям V и по табл. 13.2 определить значение критерия .
Таблица 13.2 - Значение относительной температуры V для различных
критериев Фурье и отношений
V при | ||||||
0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | |
0,001 | 0,975 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 |
0,002 | 0,886 | 0,998 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 |
0,003 | 0,803 | 0,990 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 |
0,004 | 0,736 | 0,975 | 0,999 | 1,000 | 1,000 | 1,000 |
0,005 | 0,682 | 0,955 | 0,997 | 1,000 | 1,000 | 1,000 |
0,006 | 0,638 | 0,932 | 0,994 | 1,000 | 1,000 | 1,000 |
0,007 | 0,602 | 0,909 | 0,989 | 0,999 | 1,000 | 1,000 |
0,008 | 0,571 | 0,866 | 0,982 | 0,998 | 1,000 | 1,000 |
0,009 | 0,544 | 0,864 | 0,975 | 0,997 | 1,000 | 1,000 |
0,010 | 0,521 | 0,843 | 0,966 | 0,995 | 1,000 | 1,000 |
0,011 | 0,500 | 0,823 | 0,975 | 0,933 | 0,999 | 1,000 |
0,012 | 0,484 | 0,803 | 0,947 | 0,990 | 0,999 | 1,000 |
0,013 | 0,465 | 0,785 | 0,937 | 0,987 | 0,998 | 1,000 |
0,014 | 0,450 | 0,768 | 0,927 | 0,983 | 0,997 | 1,000 |
0,015 | 0,436 | 0,752 | 0,917 | 0,979 | 0,996 | 1,000 |
0,016 | 0,424 | 0,736 | 0,906 | 0,975 | 0,995 | 1,000 |
0,017 | 0,412 | 0,721 | 0,896 | 0,970 | 0,993 | 1,000 |
0,018 | 0,401 | 0,707 | 0,886 | 0,965 | 0,992 | 1,000 |
0,019 | 0,393 | 0,695 | 0,877 | 0,960 | 0,990 | 1,000 |
0,020 | 0,383 | 0,682 | 0,866 | 0,955 | 0,988 | 1,000 |
0,040 | 0,277 | 0,521 | 0,711 | 0,843 | 0,923 | 0,999 |
0,050 | 0,248 | 0,472 | 0,657 | 0,794 | 0,886 | 0,997 |
0,060 | 0,277 | 0,436 | 0,614 | 0,752 | 0,851 | 0,992 |
0,080 | 0,198 | 0,383 | 0,547 | 0,682 | 0,788 | 0,975 |
0,100 | 0,177 | 0,345 | 0,498 | 0,629 | 0,736 | 0,949 |
0,150 | 0,144 | 0,284 | 0,414 | 0,531 | 0,633 | 0,864 |
0,200 | 0,124 | 0,244 | 0,358 | 0,462 | 0,553 | 0,772 |
0,300 | 0,095 | 0,188 | 0,276 | 0,357 | 0,430 | 0,607 |
0,400 | 0,074 | 0,147 | 0,215 | 0,279 | 0,336 | 0,474 |
0,500 | 0,058 | 0,115 | 0,168 | 0,218 | 0,262 | 0,371 |
0,600 | 0,045 | 0,090 | 0,132 | 0,170 | 0,205 | 0,290 |
0,700 | 0,035 | 0,070 | 0,103 | 0,133 | 0,160 | 0,266 |
0,800 | 0,028 | 0,055 | 0,080 | 0,104 | 0,125 | 0,177 |
0,900 | 0,022 | 0,043 | 0,063 | 0,081 | 0,098 | 0,138 |
1,000 | 0,017 | 0,033 | 0,049 | 0,063 | 0,076 | 0,108 |
|
|
1 – опока; 2 - формовочная смесь; 3 - отливка «плита»; 4 - щелевой питатель;
5 - стояк; 6 - литниковая воронка; 7…10 - кварцевые колпачки; 8…11 – термопары; 9 - выпор; 12 - центрирующий штырь.
Рисунок 13.2 - Схема формы в сборе для определения коэффициента
теплоаккумулирующей способности
14) Рассчитать , используя зависимость (13.4) и определенное значение .
15) Рассчитать и , используя формулы (13.6) и (13.7).
16) Полученные данные занести в табл. 13.3.
Таблица 13.3 - Значение теплофизических констант для формовочных смесей
Номер формовочной смеси | Металл отливки | Значение коэффициентов | ||||