2014-02-17
1329
Особенности вентиляции стержневого ящика для пескострельной машины
При назначении вентиляции стержневого ящика рекомендуется отношение площади вентиляционных отверстий к площади сечения вдувных отверстий принимать 0,5…0,7.
Вентиляционные отверстия (венты) в стержневом ящике нужно располагать так, чтобы сжатый воздух из ящика выходил в направлении, противоположном направлению вдувания. Тогда в стержневом ящике не образуются воздушные подушки, которые являются причиной неравномерной прочности стержня.
Отъемные части стержневого ящика. Во многих случаях конфигурация стержня требует устройства в стержневом ящике отъемных частей.
Отъемные части должны точно устанавливаться в стержневом ящике и легко выниматься из ящика при извлечении стержня.
Рекомендуется отъемные части крепить вящике при помощи ласточкина хвоста. Крупные отъемные части можно крепить также при помощи штырей.
Для предупреждения подъема и смещения отъемных частей во время формовки эти части должны иметь в стержневом ящике большую опорную поверхность. Рекомендуется опорную поверхность бронировать. Если небольшие отъемные части окружены большим количеством смеси, то целесообразно изготовлять их из чугуна или латуни.
Плоскость отъемных частей, соприкасающихся с плоскостью разъема ящика или надувной плитой резервуара, должна располагаться на 0,6…0,8 ммнижеплоскости разъема для того, чтобы под действием вертикальной нагрузки, возникающей при зажиме стержневого ящика столом машины, не произошло заклинивание отъемных частей в ящике.
Рекомендуется в стержневой ящик подводить газ таким образом, чтобы газ кратчайшим путем проходил через стержень. Благодаря этому время затвердевания стержня резко сокращается. В массивных стержнях газ можно подводить через вкладыши, устанавливаемые внутри стержневого ящика.
Для многогнездных стержневых ящиков газ следует подводить через специальную плиту с щелевым газоподводящим каналом или с системой каналов, совпадающих с вдувными отверстиями стержневого ящика, что позволяет продувать одновременно несколько стержней. При изготовлении стержней, надуваемых на пескострельноймашине в горизонтальном положении, для подачи в стержень углекислого газа используются имеющиеся отверстия.
Некоторые особенности продувки аминного катализатора и чистого воздуха. Поскольку амин и воздух для очистки продуваются с большими скоростями в процессе изготовления стержня, необходим правильный выбор конструкции подводящих зон, диаметров и расположения вдувных отверстий и отводящих вент. Недостаточная площадь для подачи и отвода газов уменьшает скорость отверждения. Неудачное место расположения также приводит к уменьшению скорости и может явиться причиной перерасхода амина, когда он идет преимущественно через тонкие части стержня и должен обеспечивать отверждение его объемных частей (проходя сначала узкие части стержня).
Суммарная площадь подвода и отвода газа. С позиции продувки, если рассматривать только скорость отверждения, целесообразно обеспечивать достаточно большую площадь подвода. Лимитирующим здесь являются затраты на сверление отверстий и возможное ослабление конструкции стержневого ящика. Слишком малая площадь подвода приводит к уменьшению скорости отверждения и «забиванию» вдувныхотверстий.
С позиций выдува (отвода) площадь вент, отводящих газы, не должна превышать суммарную площадьвдува и обычно она составляет 70 % площади вдува.
Конфигурация стержня оказывает влияние, как на площадь вдувных отверстий, так и на площадь отводящих вент. Если конфигурация стержня позволяет увеличить площадь прохождения газа, то это приводит к увеличению скорости отверждения.
В случае изготовления простых по конфигурации стержней (кусковые, объемные) площадь впускного отверстия в 3,5 см2 на 1 кг смеси допускает использование проволочных вент.
Диаметры вент. На выбор величины диаметра вент существенное влияние оказывает внутренняяконфигурация стержневого ящика. Ниже приводятся рекомендации общего порядка исходя из опыта предприятий, использующих процесс «Cold-Box» при изготовлении стержней.
При изготовлении небольших по весу стержней (0,5 кг и меньше) обычно используют венты диаметром 12 мм и меньше. Там, где располагаются массивные части стержня, применяют венты диаметром от 15 до 50 мм, если позволяет внутренняя конфигурация стержня. Для простых по форме стержней (кусковые и т.п.) можно использовать стандартизованные венты одного типоразмера. Для ребристых и сложных по конфигурации стержней используют, как правило, венты диаметром от 3 до 20 мм.
Расположение вдувных вент. Оптимальным техническим решением считается расположение вдувных вент со стороны заполнения стержневого ящика смесью. Система отвода газа должна быть спроектирована таким образом, чтобы расположение мест подвода газа гарантировало его прохождение через весь массив стержня. Примером удачного расположения подводящей зоны для случая простого «кускового» стержня является расположение вдувных вент на расстоянии не более 5 см между их центрами.
В зоне контакта стержня с отливкой может быть использована комбинация пустого канала для подвода газа и расположения толкателя, как для продувки, так и для удаления остатков смеси через вдувное сопло. Диаметр толкателя должен быть, по крайней мере, на 3...3,5 мм меньше, чем отверстие в ящике, чтобы воздух свободно проходил через него.
Поскольку вдувные сопла используются как элементы системы вентилирования, дополнительное вентилирование, необходимое для доведения общей площади подвода до требуемого уровня, в основном должно охватывать выступающие части стержня.
Смесь воздуха с катализатором должна иметь легкий доступ практически ко всем участкам стержня. Обычно это требование предполагает, что газ должен проходить сплошным потоком через стержень в радиусе около 25 мм от точки его подвода. Это означает, что венты диаметром 15 мм, расположенные на расстоянии 50 мм между своими центрами, будут хорошо продувать весь массив стержня. Большие, чем 50 мм, расстояния не будут препятствовать процессу отверждения, однако явятся причиной увеличения времени отверждения и расхода газа.
При изготовлении несложных стержней часто используются простые по конструкции и одинаковые по размерам вдувные сопла и венты. В случае, когда стержень имеет различные по величине сечения, рекомендуется концентрировать большие зоны подачи напротив этих сечений в глубине ящика с последующим поступлением катализатора в более тонкие сечения. В случае стержневых ящиков с массивными частями, как в верхней, так и в нижней половине, требуется комбинация этих принципов для обеспечения оптимального расположения вент.
Расположение выпускных вент. После того, как определено место расположения впускных вент, устанавливается место расположения выпускных таким образом, чтобы обеспечить «баланс» газового потока, проходящего через стержень. Для решения этой задачи нужно обеспечить приблизительно равный путь катализатора от впускной до ближайшей выпускной венты, предотвращая, таким образом, обходной, менее желательный путь для катализатора.
У стержней с однородным сечением (прямоугольник, квадрат, круг) это достигается установкой впускных и выпускных вент таким образом, чтобы они не были расположены друг против друга. При изготовлении стержней сложного профиля и конфигурации, которые имеют как тонкие сечения, так и утолщения, эту проблему решить более сложно. Здесь следует учитывать, что газ будет всегда выбирать более короткий путь из зоны высокого давления (у вдувных вент) к зоне пониженного давления (у выпускных вент). Тогда большая длина пути катализатора в тонких сечениях будет в какой-то мере согласовываться с длиной пути в толстых сечениях.
3оны продувки катализатора и воздуха. Для большинства вертикально ориентированных стержней зона отпечатка стержня (его проекция на плоскость) удобна для подачи катализатора и воздуха. Обычно в подобных случаях отпадает потребность в применении впускных вент, за исключением таких стержней, которые имеют большие выступающие части на расстоянии более 50 мм от места расположения вдувного отверстия. В таких случаях для ускорения процесса отверждения устанавливают вдувные венты на расстоянии 50 мм между их центрами.
Расположение выпускных вент. В подавляющем большинстве случаев выпускные венты устанавливают в наиболее отдаленных от впускных вент местах.
При изготовлении простых по форме стержней выпускные венты располагаются в нижней части ящика; при изготовлении сложных – не только в нижней части, но и местах утолщения или выступах. Таких вент по пути следования газа не должно быть много, т. к. это может привести к тому, что из-за потери давления ниже расположенные части стержня не затвердеют. Склонность смесей к образованию литейных дефектов представлена в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Склонность смесей к образованию литейных дефектов (ОЛД)
при использовании различных технологий изготовления стержней
| Дефект | Оценка склонности к ОЛД* | |||
| Cold-box-amin-процесс | Epoxy-SO2 и FRC-процессы | Beta-set-процесс | СО2-процесс на жидком стекле | |
| Эрозия | ||||
| Просечки | ||||
| Чистота поверхности | ||||
| Газовые раковины | ||||
| Проникновение металла | ||||
| Образование блестящего углерода | ||||
| Выбиваемость |
* Оценки: 1 – отлично, 2 – хорошо, 3 – удовлетворительно, 4 – плохо, 5 – очень плохо.
В массовом и крупносерийном производстве отливок холоднотвердеющие смеси (ХТС), отверждаемые газообразными катализаторами, являются наиболее динамично развивающимися. Постоянно совершенствуются связующие композиции, способы отверждения, стабилизация свойств стержней, утилизация отходов.
3.14. Конструирование знаков стержней для опочной формовки
Конструирование знаков стержней проводятся в соответствии с ГОСТ 3212–92 «Комплекты модельные. Уклоны формовочные. Стержневые знаки. Допуски размеров».
