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

38 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

82002. УКРАЇНСЬКИЙ ВІНОЧОК 57 KB
  Мета. Познайомити учнів з давніми обрядами, традиціями, звичаями нашого народу, пов’язаними з квітами України, які вплітають в український вінок. Відкрити дивовижний світ української пісні, легенди. Допомогти учням усвідомити необхідність примножувати традиції, вчити бачити прекрасне.
82003. Сценарий выпускного бала для 11 – х классов 176.5 KB
  Ведь нет для них торжественней момента Подарим всем свои аплодисменты Маэстро вальс зажгите свечи Мы начинаем школьный вечер На фоне музыки педагог-организатор школы приглашает пройти выпускников в праздничный актовый зал Организатор В зал входит гордость нашей школы...
82005. Випускний вечір (Літературно-музична композиція за авторською віршованою методикою) 76 KB
  Мета: урочисто і святково провести вручення свідоцтв про базову освіту; розкрити талановитість дітей школи перед педагогічним колективом, батьками та місцевими жителями; виховувати почуття любові до життя і людей, до рідного краю.
82006. Вірус лихослів’я... Як його подолати? 67.5 KB
  Українська мова як і будьяка інша розвинена жива мова крім корінної лексики що становить її основу містить певну кількість слів чужомовного походження. Читець 2 Прийшли вони до нас із російської мови. Читець 1 Але звідки ж з’явилися матюки та інші брутальні слова в російській мові...
82007. Війна без строку давності 64.5 KB
  Мета: ознайомити учнів з подіями афганської війни; через поезію і пісню донести до інших сердець основну думку: війна – це безумство, це невиправдана жорстокість; виховувати в учнів почуття патріотизму, вміння співпереживати.
82008. ВОЙНА – СТРАШНЕЕ НЕТУ СЛОВА… 176 KB
  Более двух десятилетий прошло с тех пор как наших ребят уже не посылают на эту войну. выступление воинов-афганцев: рассказы; исполнение афганских песен; чтение собственных стихотворений Библиотекарь: Афганская война незаживающая рана в людской памяти такая же как и Вторая мировая.
82009. Вода – найважливіша речовина на нашій планеті 713.5 KB
  Мета: розширити уявлення про значення води в природі, про три стани води і властивості води( не має власної форми, прозора, безбарвна, без запаху рідина; під час нагрівання розширюється і стискається під час охолодження); формувати елементарні поняття, що вода – речовина, розчинник, розчин...
82010. Вода - растворитель. Превращение воды 52.5 KB
  Цели: актуализировать знания детей о значении воды в жизни всего живого о ее свойствах и состоянии; развивать память речь; познакомить со свойством воды растворять разные вещества; учить видеть сравнивать обобщать и делать выводы; воспитывать экологическое мышление...