Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ВОДНОГО
ГОСПОДАРСТВА ТА ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ
12-01-08
до лабораторних робіт з дисципліни “Метали і зварювання в
будівництві” для студентів за напрямом підготовки 6.170202
«Охорона праці» денної та заочної форм навчання
(частина перша)
Рекомендовано методичною комісією
за напрямом підготовки 6.170202
«Охорона праці»
Протокол №3 від 25.10.2013 р.
Рівне – 2013
Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни “Метали і зварювання в будівництві” для студентів за напрямом підготовки 6.170202 «Охорона праці» денної та заочної форм навчання (частина перша) / Пахаренко В.Л., Колесник О.А., Пікула М.В., – Рівне: НУВГП, 2013. – с.33
Укладачі: Пахаренко В.Л., к.т.н., доцент; Колесник О.А., к.т.н., старший викладач; Пікула М.В., старший викладач.
Відповідальний за випуск: завідувач кафедри автомобілів та автомобільного господарства, професор Марчук М.М.
|
Лабораторна робота № 1 “Дослідження процесу поздовжнього прокатування”....................................................…….………………. |
3 |
|
Лабораторна робота № 2 “ Дослідження конструкції та роботи гідравлічного преса”…………………................................................. |
8 |
|
Лабораторна робота № 3“ Дослідження процесу лиття у разові піщано-глиняні форми”…….............................................................. |
12 |
|
Лабораторна робота № 4“ Дослідження процесу лиття в кокіль і відцентрового лиття” ......................................................................... |
19 |
|
Лабораторна робота № 5 “ Дослідження процесу ручного електро-дугового зварювання……………………………………… |
25 |
|
Список рекомендованої літератури.................................................... |
33 |
© В.Л. Пахаренко,
О.А. Колесник,
М.В. Пікула, 2013
© НУВГП, 2013
(1)
Робочі кліті по числу і розміщенню валків можуть бути двохвалкові (рис. 1.3.,а), трьохвалкові (рис. 1.3.,б), чотирьохвалкові
(рис. 1.3.,в), у яких два валки робочих і два опорних, та багатовалкові (рис. 1.3.,г) у яких також два валки робочих, а інші – опорні. Використання опорних валків дозволяє застосувати робочі валки малого діаметру, завдяки чому зменшується зусилля деформації та збільшується витяжка.
За основний параметр обтискних сортових прокатних станів звичайно приймають діаметр бочки валків, наприклад, блюмінг 1500 (діаметр бочки валка 1500мм), а листових станів – довжину бочки валків, яка визначає максимальну ширину прокатуваного листа чи штаби, наприклад слябінг 3600 (довжина бочки валка 3600мм).
(4)
б) відносне розширення
, (7)
(8)
Рис. 1.5. Штаби металу до і після прокатування
(9)
(10)
Таблиця результатів вимірів та обчислень
Початкові розміри штаб, мм
|
Кінцеві розміри штаб, мм |
Площі по-перечного перерізу, мм2 |
Абсолютні коефіцієнти, мм |
Відносні коефіцієнти |
Коефі-цієнт витяжки |
|||||||||
F0 |
F1 |
Δh |
Δb |
Δl |
ε |
е |
||||||||
Лабораторна робота № 2
ДОСЛІДЖЕННЯ КОНСТРУКЦІЇ ТА РОБОТИ
ГІДРАВЛІЧНОГО ПРЕСА
де: - тиск рідини, Н/м2; F - площа поперечного перерізу поршня, м2.
, (12)
де: - механічний к.к.д преса.
4.1. Марка.
4.2. Максимальне зусилля, МН.
4.3. Максимальний робочий тиск в гідравлічній системі, МПа.
4.4. Хід поршня, мм.
4.5. Швидкість руху поршня при робочому ході, мм/с.
ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ЛИТТЯ У РАЗОВІ
ПІЩАНО-ГЛИНЯНІ ФОРМИ
Мета роботи: Ознайомитися з особливостями технологічного процесу виготовлення виливок в разові піщано-глиняні форми.
Забезпечення роботи: модельно-опочний комплект, формувальна суміш, сухий пісок, інструмент для формування, алюмінієвий ливарний сплав, тигель, молоток, ножівка, лещата, слюсарний верстак, електропіч.
Теоретичні відомості
Ливарне виробництво - галузь машинобудування, яка займається виготовленням фасонних заготовок (деталей) заливанням розплавленого металу в форму, порожнина якої має конфігурацію заготовки (деталі). При охолодженні метал твердіє і в твердому стані зберігає конфігурацію тієї порожнини, в яку він був залитий. Кінцеву продукцію називають виливком. Литтям отримують різні констукції виливок масою від декількох грамів до 300 т, довжиною від декількох міліметрів до 20 м.
Найпоширеніший спосіб лиття, схема якого наведена на рис.3.1 - у разові піщано-глиняні форми. Ним виготовляють більше 75...80% литва.
Рис. 3.1. Схема технологічного процесу виготовлення виливок у разових формах
На рисунку 8.2. наведено ескіз деталі, для виготовлення якого потрібен виливок. Позначення на кресленнях Rz80 і Rz50 вказує на те, що ці поверхні обробляють на верстатах і виливок повинен мати припуск на механічну обробку, який тим більший, чим більші розміри деталі і чим вона складніша.
Рис.3.2. Креслення деталі
Для виготовлення разових піщано-глиняних форм використовують модельно-опочний комплект, формувальні матеріали та інструменти.
Модельно-опочний комплект складається з моделей виливка та елементів ливникової системи, стержневого ящика та підмодельної плити. Модель необхідна для утворення відбитка в формі - отримання порожнини, яка є оберненим зображенням виливка. Для зручності формування моделі найчастіше виготовляють рознімними. На кресленні моделі вказують верх (В) і низ (Н) форми відносно площини рознімання (рис.3.3). Для того щоб модель можна було вийняти з форми без її пошкодження, перпендикулярно площині рознімання моделі передбачені формувальні уклони (0,5...3о). Моделі можуть бути металеві, пластмасові і дерев'яні.
Рис.3.3. Креслення моделі
Для утворення отворів у виливку служать стержні, які виготовляють у стержневих ящиках. Для точного фіксування стержня в формі служать знаки, які передбачають на моделі і в стержневому ящику при їх виготовленні. Знаки моделі утворюють в порожнині форми відповідні заглиблення, в які встановлюють стержень.
При охолодженні виливка відбувається його термічне стиснення - зменшення розмірів. Це явище має назву лінійної усадки - зменшення лінійних розмірів виливка при його охолодженні від температури розплавленого металу до температури навколишнього середовища. Лінійну усадку визначають співвідношенням, %:
εл=(lф-lв) 100/lв (13)
де: lф і lв - розміри порожнини форми і виливка при температурі 20°С.
Величина лінійної усадки для різних сплавів має таке значення: сірий чавун - 1; вуглецева сталь - 2; високолегована сталь - 2,5; мідні сплави - 1,5; алюмінієві сплави - 0,9...1,2. Розміри моделі повинні перевищувати відповідні розміри виливка на величину усадки.
Розрізняють також об’ємну усадку - зменшення об’єму сплаву при його охолодженні в ливарній формі, % :
εv=(vф- vв) 100/ vв (14)
де: vф і vв - об’єм порожнини форми і об’єм виливка при температурі 20°С.
Об’ємна усадка приблизно рівна потроєному значенню лінійної: εv =3εл (15)
Опоки для ручного формування представляють собою ящики без дна. Для фіксації верхньої опоки відносно нижньої, що забезпечує отримання виливка без перекошення, служать центруючі буртики. Опоки перед заповненням формувальною сумішшю і заливанням сплавом встановлюють на металеву чи дерев’яну підмодельну плиту.
До елементів ливникової системи (системи каналів, через які метал підводиться у порожнину форми) відносяться: ливникова чаша - для приймання розплаву із ковша; випір - для виведення з форми газів; стояк - для подачі розплаву в порожнину форми; шлаковловлювач - для відділення з розплаву шлаків, живильник - резервуар розплаву, з якого рідкий метал переміщується у виливок. Ливникова система повинна забезпечувати заповнення ливарної форми з потрібною швидкістю, затримання шлаку, вихід пари та газів з форми та безперервну подачу розплавленого металу до виливка, який твердіє. Заповнення повинно закінчуватися при температурі сплаву, яка на 10...15°С перевищує температуру початку кристалізації (точку ліквідус).
До формувальних матеріалів відносяться формувальні та стержневі суміші. Вони складаються з основи (природного кварцового піску) і зв’язуючого матеріалу, який покриває тонкою плівкою зерна основи. В результаті ущільнення суміші та її подальшого сушіння зв’язуючі склеюють зерна і надають формі і стержню міцності.
Найпоширеніша зв'язуюча у формувальних сумішах - глина (8…12 відсотків від маси суміші). Застосувуються також рідке скло та цемент. У стержневих сумішах зв’язуючими служать органічні речовини, найчастіше - синтетичні смоли. Вони твердіють під дією тепла при нагріванні стержнів безпосередньо в металевих ящиках. Смоли при введенні їх в суміш в кількості 2...3 відсотки надають стержням вищу міцність, ніж глина.
При ручному формуванні застосовують такі інструменти: заступ - для перемішування формувальної суміші; решето - для просіювання облицьовувальної суміші; трамбовка - для ущільнення суміші в опоці; совок - для насипання суміші в опоки; ланцет - для виправлення дефектів форми; лінійка металева - для видалення надлишків формувальної суміші після ущільнення її в опоці; душник - для утворення у формі вентиляційних каналів; підйомник - для видалення моделі з форми.
Ручне формування у дві опоки за рознімними моделями є найпоширенішим. На рис.3.4. показана послідовність виготовлення форми при отриманні виливка без стержня, яка включає в себе набивання верхньої опоки, видалення частин моделі, вста-новлення верхньої опоки на нижню, виготовлення ливникової чаші, видалення моделі стояка, додатка та випора.
Набивання нижньої опоки (рис. 3.4, а). На підмодельну плиту 1 кладеться нижня частина моделі 2 і нижня опока 3. В опоку через решето просіюють облицьовувальну формувальну суміш на товщину шару 20…30 мм для отримання гладкої поверхні форми. Цю суміш ущільнюють руками навколо моделі. Інший об'єм опоки заповнюють сумішшю без просіювання. Трамбовкою суміш ущільнюють спочатку біля стінок опоки, а потім навколо моделі. Надлишок суміші зрізають лінійкою. Душником наколюють вентиляційні канали 5. Набиту опоку перевертають на 180° - площиною рознімання вверх.
Рис.3.4. Схема процесу ручного формування: 1 - підмодельна плита; 2 - нижня частина моделі; 3 - нижня опока; 5 - вентиляційні канали; 6 - верхня частина моделі; 7 - модель випора; 8 - модель стояка; 9 - верхня опока; 10 - центрувальні буртики; 11 - підйомник
Набивання верхньої опоки (рис. 3.4, б). На нижню частину моделі 2 встановлюють її верхню частину 6, яку центрують за допомогою шипів. На один із кінців моделі встановлюється модель випора 7, а на другий - модель стояка 8. Для того, щоб ущільнена формувальна суміш верхньої опоки не прилипала до суміші нижньої опоки, поверхню рознімання нижньої посипають тонким шаром сухого (розділювального) піску. Верхню опоку 9 встановлюють по центрувальних буртиках 10 на нижню 3. Потім наповнюють її сумішшю і ущільнюють - аналогічно як і нижню. Після видалення надлишків ущільненої суміші виготовляють навколо стояка ливникову чащу, а моделі випора і стояка видаляють (рис. 3.4, в).
Видалення моделей. Знімають верхню опоку, перевертають її на 180° (площиною рознімання вверх) і встановлюють на підмодельну плиту (рис. 3.4, в). З опок підйомниками 11видаляють частини моделі виливка 2 та 6, попередньо їх розхитавши. Якщо при видаленні моделей форма отримала незначні пошкодження, їх виправляють. При сильному пошкодженні набивають нову форму.
Складання форми (рис. 3.4, г). Верхню опоку накладають на нижню так, щоб спів-пало маркування, нанесене на бічні грані опоки, і відбулося центрування за допомогою буртиків на гранях. Опоки перед заливанням для запобігання витіканню розплаву через площину рознімання форми скріплюють скобами чи на верхню опоку накладають вантаж.
Для плавлення сплавів у ливарному виробництві, використовують різноманітні печі. Чавун плавлять у вагранках і електропечах, сталь - у дугових і індукційних електропечах, кольорові сплави - в тигельних електропечах і електропечах опору.
В даній лабораторній роботі для заливання форми використовують силумін. Готують розплав у тиглях в електропечі опору. Добре просушений тигель ставлять в піч і нагрівають. Під час нагрівання тигля готують шихту, яка складається із ливників, забракованих виливків і свіжого розплаву. Коли тигель нагріється, завантажують шихту, і температуру розплаву доводять до 700…730°С.
При плавленні на повітрі алюмінієвий сплав окислюється і одночасно насичується воднем за рахунок дисоційованої водяної пари повітря. Окисли алюмінію зменшують міцність сплаву, а водень в розплаві є причиною утворення газових пор у виливках. Тому алюмінієвий сплав перед заливанням форм рафінують (очищають від плівок окислів, інших неметалевих включень і водню) просушеним хлористим марганцем в кількості 0,1 відсотка (за масою) при температурі розплаву 700…730°С. Стальний дзвоник з хлористим марганцем опускають в розплав до дна тигля; потім дзвоником безперервно переміщують розплав до припинення виділення газоподібних продуктів реакції:
3MnCl2 + 2Al = 3Mn + 2AlCl3 (16)
Бульбашки хлористого алюмінію піднімаються на поверхню розплаву і втягують завислі в розплаві неметалеві включення Розчинений водень дифундує в середину бульбашок і виноситься в атмосферу.
Заливати форми можна безпосередньо з тигля чи за допомогою мірної ложки. Після заливання форм виливки твердіють і охолоджуються до температури навколишнього середовища, після чого їх вибивають (вручну чи на спеціальних машинах). Формувальну суміш повертають для повторного використання після добавлення до неї свіжих матеріалів. Ливникові системи відрізають від виливків, а поверхні - очищають від піску.
Порядок виконання роботи
1. Ознайомитися з модельно-опочною оснасткою, формувальним інструментом, складом і видами сумішей.
2. Заформувати нижню та верхню напівформи. Скласти форму.
3. Після просушування форми залити сплав.
4. Після охолодження форми вибити виливок, відділити стояк і випір, оглянути ви-ливок.
5. Скласти звіт по роботі, в якому коротко описати технологію виготовлення форми, навести ескізи деталі та моделі, схему ливарної форми із вказанням її елементів.
Контрольні запитання
1. Чим відрізняється деталь від виливка, а виливок від моделі? 2. Для чого потрібна модель? 3. Яке призначення стержневого ящика? 4. Що входить до складу модельно-опочного комплекту? 5. Що розуміють під лінійною усадкою сплаву? Назвіть величини лінійної усадки чавуна, сталі та алюмінієвих сплавів? 6. Як передбачають лінійну усадку сплаву при виготовленні моделей? 7. Для чого служить знак? 8. Для чого виконують уклони на моделях і в стержневих ящиках? 9. Що представляє собою опока? 10. Яке призначення буртиків в опоках? 11. З чого складається формувальна суміш і чим вона відрізняється від стержневої? 12. Назвіть і охарактеризуйте властивості формувальної і стержневої сумішей. 13. Що розуміють під об’ємною усадкою? 14. Яке призначення ливникової системи? 15. Для чого служить додаток і в якому місці виливка його встановлюють? 16. Назвіть основні елементи ливникової системи і їх призначення.
Лабораторна робота №4
ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ЛИТТЯ В КОКІЛЬ
І ВІДЦЕНТРОВОГО ЛИТТЯ
Мета роботи: Вивчення технології отримання виливків литтям у кокілі та відцентровим литтям.
Забезпечення роботи: кокіль, фарба кокільна, кліщі, тигель, муфельна електрична піч, алюмінієвий ливарний сплав, відцентрова машина з металевого формою; пісок сухий; лоток для засипання піску.
Теоретичні відомості
Лиття в кокіль
Литтям у кокіль називають процес отримання виливків у металевих формах, в які розплав заливається під дією власної ваги. Цим методом можна виготовляти як прості виливки без внутрішніх порожнин, так і складні виливки з складними внутрішніми порожнинами, які можуть бути утворені металевими чи піщаними стержнями. Металеві стержні видаляють перед вийманням із кокіля виливка (коли на його поверхні утвориться достатньо міцна кірка, а всередині розплав ще може бути в твердо-рідкому стані). Це потрібно для того, щоб у виливку не утворювались тріщини внаслідок гальмування усадки стержнем. Для того, щоб легше було видаляти металевий стержень, його часто роблять складовим із декількох частин. Піщані стержні з органічними зв’язуючими практично не затрудняють усадку виливок, тому нема небезпеки, що в виливках виникнуть тріщини. Такі стержні застосовують для утворення складних порожнин і вибивають їх при очищенні охолоджених виливок.
Кокіль перед початком роботи підігрівають і його робочу поверхню покривають теплоізоляційною фарбою. Литво в кокіль затвердіває в 2…4 рази швидше, ніж у піщано-глиняній формі, тому що форма швидше акумулює теплоту перегрівання і теплоту кристалізації розплаву.
Тривалість твердіння виливка чи його окремих частин збільшують, підвищуючи температуру кокіля чи товщину шару фарби. Виливок вибивають з кокіля ще гарячим - при температурі (0,6…0,8) від точки солідуса. Далі він охолоджується на повітрі чи в спеціальній камері до оптимальної початкової температури 200…300°С. Як правило, температуру кокіля підтримують темпом роботи.
Отримання виливків у кокілі складається з підготовки кокіля до роботи і власне отримання виливок.
Підготовка кокіля. Оглядають кокіль. Очищають робочу поверхню (якщо вона ушкоджена) від фарби. Підігрівають кокіль газовим пальником до 150…200°С і на ро бочу поверхню наносять шар кокільної фарби товщи ною 0,2…0,6 мм. Ливникові канали фарбують товстішим шаром, щоб уповільни ти за твердіння розплаву. Для виготовлення виливок з алюмінієвих сплавів широко викорис товують фарбу такого складу (у відсотках по масі): окис цинку - 15, рідке скло - 3..4, вода - 81…82. Кокільна фарба є тепловим опором між металом виливка та кокілем. Збільшуючи її товщину, збільшують тепловий опір і тим самим уповіль нюють твер діння виливки (якщо це потрібно). Пофарбований кокіль піді грівають до 200...300°С, після чого форма вже готова до заливання металу.
Отримання виливка. Складають кокіль і скріплюють його частини. Заповнюють форму розплавом через ливникову систему. Після того, як виливок починає затверді вати, видаляють стержні, а після повного охолодження - видаляють виливок.
Рис. 4.1. Схема лабораторного кокіля:1- корпус; 2 - складений стержень; 3 - основа; 4 - кільце упорне; 5 - шайба упорна; 6 - шайба; 7 - гайка
Особливості і область застосування лиття в кокіль. Теплообмін між виливком і кокілем в 2…4 рази інтенсивніший, ніж при литті в піщано-глиняну форму, тому виливки є щі ль нішими і з дрібнозернистою структурою. Чавунні виливки мають відбілений зовніш ний ша р і їх потрібно відпалювати. А ось стальні виливки отримати у кокі лях важко, тому що з під вищенням інтенсивності теплообміну збільшується вірогі дність утворення тріщин у металі, а також внаслідок низької стійкості (200…300 зали вань) кокіля.
Лиття у кокіль має такі переваги: багаторазове використання форми; низька собівартість виливків; висока продуктивність праці; дрібнозерниста та щільна структура; високі механічні властивості виливок; точність розмірів; малі припуски на подальшу механічну обробку.
Кокіль застосовують тоді, коли витрати виробництва на виготовлення го тової де талі з врахуванням вартості кокіля, зниження витрат металу в стружку і зниження ви трат на обробку менша, ніж при литті в пі щано-глиняні форми. Крім того, кокіль вико ристовують тоді, коли тільки в ньому можна отримати ви ливки, які відповідають за даним технічним вимогам (наприклад, чавунні валки для прокатних станів з твердим поверхневим відбіленим шаром).
Відцентрове лиття
Відцентровим литтям називають метод отримання виливків, при якому рідкий ме тал заливається у форму (виливницю), яка обертається. Розплав втя гується в обертовий рух під дією тангенціальних сил тертя, які виника ють між розплавом і поверхнею форми, і твердіє у полі відцентрових сил. Відцентровим литтям виготовляють виливки типу тіл обертання масою від сотень грамів до 45 т і з товщиною стінки від декількох міліметрів до 350 мм. Цей метод дозволяє отримувати полі виливки без застосування стержнів. Відсутність ливникової системи та додатків збільшує вихід придатного литва до 90…95 відсотків.
За класифікацією Л.С.Константинова можливі три схеми відцентрового лиття - з горизонталь ною (рис.4.2, а), вертикальною (рис.4.2, б) чи нахиленою (рис.4.3, в) осями обертання.
На будь-яку частинку розплаву, який обертається, діє дві сили: тяжіння (гравітаційна) та відцентрова.
а) б) в)
Рис. 4.2. Схеми відцентрового лиття
Найменше допустиме число обертів п, при якому вільна поверхня по першій схемі лиття утворює циліндр з гладкою поверхнею і немає падіння капель розплаву, визна¬чають з умови, що відцентрова сила повинна перевищувати силу тяжіння:
n=kπ/30∙√(g/r) (17)
де k - коефіцієнт надійності (k=1,5…2); r0 - внутрішній радіус виливки.
Величина відношення відцентрової сили mω2r до сили земного тя жіння mg має назву гравітаційного коефіцієнта К, який показує в скільки разів відцентрова сила більша сили тяжіння (переважно К=30...50).
Розрахунок числа обертів горизонтальної циліндричної виливниці ви конують за формулою Л.С.Константинова:
(18)
де ρ - щільність розплаву; ro - радіус вільної поверхні виливка.
Отримання виливки відцентровим способом складається із підготовки виливниці і установки та власне отримання виливки.
Підготовка виливниці і установки. Лабораторна установка для відцентрового лиття з горизонтальною віссю складається з електродвигуна 1 (рис. 4.3), до вала якого за допомогою муфти 2 закріплена виливниця 3. Для запобігання витіканню з форми рідкого металу вона частково закривається кришкою 4, через отвір у якій по жолобу 5 і подається рідкий метал. Виливниця у площині обертання захищена кожухом 6. Електродвигун і кожух закріплені на зварній рамі 7.
Рис. 4.3. Схема установки для відцентрового лиття: 1 - електродвигун;
2 - муфта; 3 - виливниця; 4 - кришка; 5 - жолоб; 6 - кожух; 7 - рама
Перед заливанням металу потрібно оглянути установку, перевірити надійність усіх з’єднань і вставити захисний кожух.
Отримання виливка. Мірною ложкою набирають рафінований розплав із тигля і через жолоб заливають у виливницю, яка обертається. Через 1…2 хв після заливання двигун установки зупиняється, знімається жолоб і кришка виливниці. Кліщами видаляє ться виливок. Далі цикл повторюється.
Для вирівнення впливу теплової ізоляції на якість поверхні виливка після декількох заливань у виливницю засипають сухий пісок, який служить термічним опо ром. У форму, яка обертається, на всю її довжину вводять лоток з піском; повертанням лотка на 90° висипають пісок і він під дією відцентрових сил рівномірно розподіляється по робочій поверхні.
Особливості і область застосування відцентрового лиття. Розплав, який розподі лився під дією відцентрових сил у вигляді полого циліндра, охолоджується з двох бо ків; з зовнішньої - 93…95% тепла від дає виливниці і з вільної поверхні - 3…5% тепла випро мінює у повітря. У середніх шарах метал залишається найгарячішим і, значить, має меншу щільність. Частинки розплаву, які охололи на вільній поверхні, як щіль ніші (а значить - важчі), направляються під дією відцентрових сил у радіаль ному напрямку до стінок виливниці і переміщуються у більш гарячому і лег кому розплаві, який витіс няється на вільну поверхню.
Таким чином, при кристалізації розплаву в формі, яка обертається, у радіальному напрямку безперервно проходить конвенція. Вільна поверх ня збагачується гарячим розплавом, що запобігає затвердінню його на цій поверхні. Тому саме вона до остан нього моменту затвердіння залишається рідкого і живить виливок. Частинки, які стали важчими у полі відцентрових сил у десятки разів, переміщуються до фронту кристалі зації і живлять міжкристалічні пустоти, які утворюються при твердінні. Тому виливки дуже щільні, а немета леві та газові включення, легші від частинок металу, виносяться на внутрішню вільну поверхню.
Проте іноді відцентрові сили можуть мати й шкідливу дію. Наприклад, при криста лізації заевтектичного силуміну (який містить більше 12% кремнію) спочатку виділяю ться кристали чистого кремнію, який легший алюмінію, і вони відцентровою силою відтісняються до вільної по верхні виливки. Тому на ній утворюється тверда кірка, зба гачена кремнієм, а в середніх шарах - усадочні порожнини.
Вартість циліндричних виливок при відцентровому литті на 20…30 відсотків нижча, продуктивність праці вища, а умови ро боти кращі, ніж при литті в піщано-глиняні форми. Відцентровим способом отримують майже 90 відсотків чавунних труб, великі за готовки з легованих сталей для прокатування труб, втулки з ан тифрикційних сплавів, гільзи ав томобільних і тракторних двигунів з ле гованого чавуна.
Порядок виконання роботи
Лиття в кокіль
1. Ознайомитися з будовою кокіля.
2. Підігріти форму до температури 150…200оС і покрити її робочу поверхню теп лоізоляційною фарбою.
3. Розплавити заданий сплав і залити його у форму.
4. Після кристалізації та часткового охолодження виливки видалити стержень. Пі сля повного охолодження розкрити форму та вийняти виливок.
5. Оглянути виливок, оцінити якість поверхні і зробити висновки.
Відцентрове лиття
1. Ознайомитися з будовою і роботою лабораторної установки.
2. У відповідності з робочим кресленням деталі визначити оптимальну частоту обертання виливниці.
3. Підігріти форму до температури 100…150оС і покрити її робочу поверхню теп лоізоляційною фарбою.
4. Включити двигун установки і після набору формою заданої частоти обертання залити розплавлений метал у виливницю.
5. Після часткового охолодження виливки зупинити двигун і видалити з виливниці виливок. Оцінити якість поверхні і зробити висновки.
Контрольні запитання
1.У чому сутність лиття у кокіль? 2. Яку ливарну форму називають кокілем? 3. Для чого покривають робочу поверхню кокіля теплоізоляційною фарбою? 4. Яка послідовність операцій отримання виливок у кокіль? 5. Як утворюються порожнини і отвори у виливках при литті у кокіль? 6. Які найсуттєвіші особливості лиття у кокіль? 7. Назвіть раціональні області застосування кокільного лиття? 8. У чому заключається підготовка кокіля до заливання? 9. Як впливає температура кокіля на якість виливка? 10. Назвіть недоліки та переваги кокільного лиття. 11. Від чого залежить довговічність кокіля? 12. Що таке відцентрове лиття? 13. Як впливають відцентрові сили на формування виливка? 14. Від чого залежить вибір розміщення осі обертання виливниці? 15. Як вибирається частота обертання виливниці? 16. Назвіть переваги та недоліки відцентрового лиття? 17. Яка послідовність операцій отримання виливок відцентровим способом. 18. Які особливості відцентрового лиття та раціональні області застосування способу?
Лабораторна робота № 5
Дуга горить між стержнем 1 електрода та основним металом 7. Під дією теплоти дуги електрод і основний метал плавляться, утворюючи металеву зварювальну ванну 4. Краплі 8 рідкого металу з електродного стержня, що розплавляється, переноситься в ванну через дуговий проміжок. Одночасно із стержнем плавиться покриття 2 електрода, утворюючи газовий захист 3 навколо дуги та рідку шлакову ванну на поверхні розплавленного металу. Металева та шлакова ванни разом утворюють зварювальну ванну. В міру руху дуги метал зварювальної ванни твердне і утворюється зварний шов 6. Рідкий шлак в міру охолодження утворює на поверхні шва тверду шлакову кірку 5, яка видаляється після охолодження шва.
Джерело живлення підключається до електромережі через магнітний пускач або перемикач 5. Зварник повинен мати спецодяг: куртку, штани, чоботи або черевики та рукавиці. Обличчя повинно бути закрито щитком або маскою з захисним склом.
Рис.5.5. Зварювальний пост для ручного дугового зварювання
Рис. 5.6. Зварювальний апарат з окремим дроселем:
1 - первинна обмотка 2 - магнітопровід (сердечник); 3 - вторинна
обмотка; 4 - обмотка дроселя; 5 - нерухома частина дроселя; 6 - рухома час тина дроселя; 7 - гвинтова пара
Напруга індукованого струму залежить від числа витків вторинної обмотки: чим менше витків, тим напруга індукованого струму буде меншою і, навпаки, чим більше витків, тим напруга вища. Регулювання величини зварювального струму і створення зовнішньої характеристики забезпечується зміною потоку магнітного розсіяння або вмиканням у зварювальний ланцюг додаткового індуктивного опору (4). Відповідно до цього, зварювальні трансформатори поділяють на дві основні групи. До першої групи належать трансформатори з підвищеним магнітним розсіянням. Трансформатори цієї групи можна поділити на три основних види: трансформатори з магнітними шунтами, рухомими котушками та витковим (ступінчастим) регулюванням (ТС, ТД, СТШ, ТСК, ТСП).
Список рекомендованої літератури
1. Попович В.В. Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство: Підручник. / Попович В.В., Попович В.В. – Львів: Світ, 2006. – 624 с.
2. Попович В.В. Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство: Навчальний посібник для вищих навчальних закладів. У 2-х кн. Книга 1. / Попович В.В. – Львів, 2002. – 264 с.
3. Попович Василь. Технологія конструкційних матеріалів іматеріалознавство: Навчальний посібник для вищих навчальних закладів: У 2-х кн. Книга П. / Попович Василь, Голубець Володимир – Суми: ВТД «Унівеситетська книга», 2002. – 260 с.
4. Пахаренко В.Л.. Матеріалознавство та технологія конструкційних матеріалів (металургія, ливарне виробництво): Навчальний посібник. / Пахаренко В.Л., Марчук М.М. – Рівне: НУВГП, 2009. – 179 с.