20763

Испытание свойств формовочных смесей

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Литейное производство Лабораторная работа №12 Испытание свойств формовочных смесей Цель работы: изучение методов определения газопроницаемости и прочности формовочных смесей и влияния состава смеси на ее свойства. Лабораторные бегуны; лабораторный копер; технические весы с разновесами; сушильный шкаф с термометром для измерения температуры до 300 С; приборы для определения пределов прочности смеси при растяжении и сжатии; металлическая гильза с поддоном; выталкиватель; стержневой ящик; мензурка; коробка для смесей; сухой песок; формовочная...

Русский

2013-07-31

146.22 KB

39 чел.

Раздел 2. Литейное производство

Лабораторная работа №12 Испытание свойств формовочных смесей

Цель работы: изучение методов определения газопроницаемости и прочности формовочных смесей и влияния состава смеси на ее свойства.

Оборудование и материалы. Лабораторные бегуны; лабораторный копер; технические весы с разновесами; сушильный шкаф с термометром для измерения температуры до 300 °С; приборы для определения пределов прочности смеси при растяжении и сжатии; металлическая гильза с поддоном; выталкиватель; стержневой ящик; мензурка; коробка для смесей; сухой песок; формовочная глина; угольный порошок.

Общие сведения

Формовочные и стержневые смеси получают из свежих материалов и бывшей в употреблении формовочной смеси. Исключение составляют некоторые стержневые смеси, состоящие только из свежих материалов, и наполнительные, состоящие из отработанной смеси. Процесс приготовления смесей разделяют на три этапа: 1) подготовка свежих формовочных материалоь; 2) подготовка оборотной смеси; 3) перемешивание всех составляющих.

В лабораторных условиях смесь приготовляется из свежего, предварительно высушенного и просеянного песка. В связи с этим рассмотрим лишь третий этап приготовления смеси. Для перемешивания наиболее часто используются бегуны. С их помощью смесь перемешивается, каждая песчинка под катком получает вращательное движение. При этом она покрывается тонкой оболочкой глины.

В смешивающий аппарат сначала загружают сухие материалы: песок и угольный порошок; затем добавляют воду и после двух-трех минут смешивания вводят глину.

Свойства подученной смеси зависят от зернового cqcTaBa исходного кварцевого песка, свойств и количества связующих материалов, количества воды и определяются путем испытаний на прочность, газопроницаемость, пластичность, противопригар- ность, податливость и т.д. Основными из этого перечня считаются прочность и газопроницаемость, поэтому в данной лабораторной работе рассматриваются способы испытания на прочность в сухом и сыром состояниях и метод нахождения величины газопроницаемости.

Газопроницаемость — это способность смесей вследствие своей пористости пропускать образующиеся в форме в процессе ее апивки газы. Газопроницаемость растет с увеличением размеров и однородности зерен песка, а также по мере уменьшения плотности набивки и содержания глины и влаги.

Для испытания смеси на газопроницаемость из нее изготавливают стандартные образцы диаметром 50±02 мм на лабораторных копрах (рис.2.1).

Металлическую гильзу 9 устанавливают на поддон 1 и в нее высыпают навеску (примерно 170 г) формовочной смеси. При этом следят за тем, чтобы поверхность насыпанного слоя смеси была горизонтальной. Подъемником 3 копра поднимают шток 4 и груз 6; на станину устанавливают поддон с гильзой, осторожно и плавно опускают боек 2, закрепленный на штоке, в гильзу до соприкосновения со смесью. После этого вращением рукоятки 8 и эксцентрика 7 уплотняют смесь тремя ударами груза 6. Высота образца в

гильзе после уплотнения должна быть 50±0,8 мм. Эту высоту контролируют по трем горизонтальным рискам, нанесенным на стойке 5 станины. Совпадение верхнего торца штока со средней риской соответствует высоте образца 50 мм. Крайние риски указывают на допустимое отклонение. После уплотнения гильзу с поддоном снимают с копра, отделяют поддон от гильзы и образец вместе с гильзой устанавливают на прибор для испытания газопроницаемости.

Для определения газопроницаемости через стандартный образец пропускают 2000 см3 воздуха, при этом фиксируют давление воздуха перед образцом и время его прохождения через образец.

Газопроницаемость можно найти как

Рис.2.1. Лабораторный копер

где V — объем воздуха, прошедшего через образец; h — высота образца, см; Fплощадь поперечного сечения образца, см2; р — давление воздуха перед образцом, Па; τ — время прохождения воздуха через образец, мин.

Для определения газопроницаемости применяют специальный прибор (рис.2.2).

Рис.2.2. Схема прибора для

определения газопроницаемости

Гильзу с уплотненным образцом 7 устанавливают в чашке затвора 9 прибора, смонтированного на станине II. Прибор состоит из бака 5, в котором помещается колокол 3. В крышку колокола впаяна трубка 4, скользящая внутри трубки 6, впаянной в дно бака. Трубка 4 имеет отверстие для выхода воздуха. Бак наполняется водой так, чтобы объем под колоколом был изолирован от атмосферы. Этот объем соединен через трубки с трехходовым краном 10. После установки гильзы с образцом с помощью ручки 1 поднимают колокол и набирают 2000 см3 воздуха. При этом полость под колоколом через трехходовой кран соединяется с атмосферой. Затем трехходовой кран поворачивают так, чтобы воздух из-под колокола проходил через образец. Колокол опускается вниз и под действием собственного веса создает давление 0,5 кПа, достаточное для испытания на газопроницаемость крупнозернистых смесей. Для испытания мелкозернистых смесей требуется давление 1 кПа. Оно достигается за счет использования добавочного груза 2. Колокол опускается до тех пор, пока верхняя отметка на колоколе не совпадет с краем бака. Это значит, что из-под колокола через образец прошло 2000 см3 воздуха. Время его прохождения фиксируют с помощью секундомера. Давление воздуха перед образцом замеряют с помощью водяного манометра 13 и трубки 12. Газопроницаемость может быть определена ускоренным методом, для чего в комплекте прибора имеются два ниппеля 8 с калиброванными отверстиями диаметрами 0,5 и 1,5 мм. Эти отверстия обеспечивают определенный минутный расход воздуха, что исключает необходимость пропускания объема воздуха, равного 2000 см3, и определения времени его прохождения. В этом случае достаточно получить показание водяного манометра. Газопроницаемость определяется в зависимости от давления по табл.2.1. При этом для испытания смеси газопроницаемостью более 50 применяют ниппель с отверстием диаметром 1,5 мм, а для смеси с меньшей газопроницаемостью — ниппель с отверстием диаметром 0,5 мм.

Прочностью смеси называют ее способность выдерживать внешние нагрузки без разрушения. Широко распространены два метода определения прочности: на сжатие и растяжение. Прочность на сжатие определяется, как правило, на влажных образцах, а прочность на растя-

Рис.2.3. Прибор для определения прочности на сжатие

жение — на образцах, прошедших предварительную сушку. Для определения прочности на сжатие во влажном состоянии можно использовать образцы для испытания на газопроницаемость. С этой целью образец выталкивается при помощи деревянного вкладыша и помещается на прибор для испытания на сжатие (рис.2.3).

Образец устанавливают на площадку 3 рычажного прибора, предварительно установив указатель 5 каретки 7 на нулевое деление шкалы рычага 4. Затем с помощью винта 1 и верхней площадки 2 зажимают образец. Вращением рукоятки 6 винта 8 перемещают каретку 7 до тех пор, пока под действием сжимающей нагрузки образец не разрушается; при этом указатель фиксирует на рычаге разрушающее давление с точностью до 5 кПа.

Рис.2.4. Эскиз стандартного

образца для испытаний на разрыв

Испытание проводят на трех образцах. Предел прочности принимают равным среднему значению. Если это значение отличается от одного из трех показаний больше, чем на 10%, испытание должно быть повторено на вновь приготовленной смеси.

Смесь в сухом состоянии чаще всего испытывают на разрыв. Для этого делают стандартные образцы в виде плоской восьмерки (рис.2.4).

Таблица 2.1

Газопроницаемость смесей

 

Образец уплотняется в металлическом ящике на лабораторном копре тремя ударами и высушивается. Сухой охлажденный образец устанавливается в зажимах 1 прибора для испытания (рис.2.5). Для этого рычаг 3 устанавливают в горизонтальное положение с помощью груза 2. Вращением гайки 7 поднимают нижний захват в верхнее крайнее положение, устанавливают образец, затягивают зажимы до плотного соприкосновения их с образцом. После этого оттягивают затвор 4. Дробь из воронки 5 высыпа-

Рис.2.5. Прибор для испытаний на разрыв

ют в ведро 6 и накладывают на образец постепенно возрастающее усилие. В момент разрыва образца рычаг 3 падает; при этом затвор 4 перекрывает выходное отверстие воронки 5. Дробь взвешивают и определяют прочность образца на разрыв σ:

σ= kP/F,

где k — коэффициент, зависящий от соотношений плеч прибора; Р — разрушающая нагрузка, определяемая взвешиванием дроби, Н; F = 6,2510-4 м2 — площадь образца.

Порядок проведения работы

1. Приготовить по три образца из каждой смеси для испытаний на растяжение и установить их в печь для сушки образцов.

  1.  Изготовить по три образца из каждой смеси для испытания на газопроницаемость и определить ее для различных смесей.
  2.  Определить прочность смеси на сжатие во влажном состоянии.
  3.  Определить прочность смеси на разрыв в высушенном состоянии.
  4.  Оценить зависимость газопроницаемости и прочности.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

8374. Велика Китайська стіна 24.5 KB
  Велика Китайська стіна - символ Китаю, одна із найграндіозніших споруд усіх часів і народів. Стіна починається недалеко від Ляодунської затоки і проходить по горах через Північний Китай і пустелю Гобі, довжина стіни зі сходу на захід - 6700 км....
8375. Первый властелин единого Китая 72 KB
  Первый властелин единого Китая 1. Вопросы для повторения. Определите словесно с помощью корты местоположение Китая. Докажите, что в Китае были все необходимые условия для занятия земледелием? Какие трудности приходилось преодолевать китай...
8376. Книгораспространение в Китае 26.27 KB
  Книгораспространение в Китае Книжное дело в Китае занимает одну из ведущих позиций на рынке информации и является важной статьей центрального и региональных бюджетов, несмотря на определенные изменения конъюнктуры рынка информационных технологий. Ве...
8377. Происхождение и история китайской письменности 73.5 KB
  Происхождение и история китайской письменности Место письменности в истории китайского языка Письменность является выразителем языка. Древние люди письменность и язык ставили на одну доску. Изменение звука речи они ошибочно принимали за изменение пр...
8378. Периодизация истории китайского языка 38 KB
  Периодизация истории китайского языка Количественные и качественные факторы языковых изменений Значение периодизации истории китайского языка заключается в том, что она ставит своей целью ещё более чётко выявить нить исторического развития языка, ещ...
8379. Тайцзи цюань - китайская традиционная гармонизирующая гимнастика 63.5 KB
  Тайцзи цюань - китайская традиционная гармонизирующая гимнастика, позволяющая достичь гармонии между телом, разумом и энергией вселенной. Это эффективное средство лечения болезней, укрепления здоровья, профилактики заболеваний и до...
8380. Типология и поэтика женской прозы: гендерный аспект 89.5 KB
  Типология и поэтика женской прозы: гендерный аспект О гендерном аспекте литературоведения. Фактически под гендерными литературоведческими исследованиями порой понимается изучение женского творчества, произведений женщин-писательниц, особенно, лите...
8381. Политическое и государственное устройство Китая. Собрание статей 157 KB
  Статья 1. Система государственного управления Согласно Конституции КНР в Китае на центральном уровне имеются шесть властных структур: Всекитайское Собрание народных представителей и его Постоянный Комитет, Председатель КНР, Государственный Совет, Це...
8382. Религии и культы Древнего Китая 83 KB
  Религии и культы Древнего Китая Введение Актуальность и научная значимость исследования религий и культов Древнего Китая обуславливается тем, что сегодня наблюдается особый интерес к изучению наследия религий и культов. Это объясняется тем, что наст...