Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технология литейного производства»




Скачать 273.89 Kb.
НазваниеМетодические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технология литейного производства»
страница1/2
Дата07.01.2013
Размер273.89 Kb.
ТипМетодические указания
  1   2
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УВИВЕРСИТЕТ «МАМИ»

Кафедра « Машины и технология литейного производства»


ОДОБРЕНО

Методической комиссией

Факультета «КТ»

От октября 2002г.


А.П.Трухов, Ю.А.Сорокин


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К лабораторным работам по дисциплине «Технология литейного производства», курс «Формовочные материалы» для студентов специальности 120300 «Машины и технология литейного производства»

/ Лаб. работы 1-6 /


Москва 2002г.


Лабораторные работы по курсу «Формовочные материалы» дисциплины «Технология литейного производства» составлены в соответствии с учебной программой подготовки студентов специальности 120300 « Машины и технология литейного производства»

Целью проведения лабораторных работ является закрепление теоретических знаний, полученных студентами при изучении курса, приобретение ими навыков в проведении лабораторных испытаний и обеспечении возможности самостоятельного установления закономерностей с свойств материалов и смесей.

В настоящий практикум включены шесть лабораторных работ, каждая из которых рассчитана на два академических часа.

Приступая к выполнению лабораторных работ, студент должен заранее изучить методику и принцип работы приборов.

Результаты работ заносятся в протоколы, при этом производятся необходимые расчеты, строятся графики, диаграммы.

По окончании работ предусмотрена их защита.


☺ Московский государственный технический университет «МАМИ», 2002г


Лабораторная работа № I.


  1. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ -ФОРМОВОЧНЫХ ПЕСКОВ


Состав задания:

  • определение содержания глинистой составляющей в формовочном песке;

  • определение гранулометрического состава, формовочного песка;

- определение пористости песка.

1.1. Определение содержания глинистой составляющей в формо­вочном песке методом осаждения (ГОСТ 29234.1-91).

Глинистой составляющей условно называются частицы минералов с размером поперечника менее 22 мкм или 0,022мм.

Метод основан на отделении глинистой составляющей от поверхнос­ти формовочного песка и базируется на использовании закона Стокса.

Согласно этого закона скорость опускания (V) минеральных частиц на дно сосуда описывается уравнением

V=d2(кв.в.g

где: d –диаметр частиц, м; плотность осаждающейся частицы, кг/м;

плотность воды, кг/м ;динамическая вязкость, Па•сек; g- ускорение силы тяжести, м/сек.

Если  кг/мкг/м Па•спри 15 С g=9,81м/с , то V=0,000308м/с

Время опускания частицы размером 0,022мм составит :


S/V=0,125/0,000308=405 с


Все частицы менее 0.022мм удаляются из раствора после 10 мин отстаивания.

При изменении температуры воды изменяется ее динамическая вязкость, а значит и время осаждения частиц. Поэтому при испытаниях важно поддерживать постоянную температуру воды. Описанный метод пригоден и для испытания отработанной формо­вочной смеси. При этом вместе с глинистой составляющей из смеси будут удаляться и другие частицы (зола, каменноугольная пыль, частицы пылевидного песка). В этом случае вместо термина глинистая сос­тавляющая применяется термин мелочь (шлам).


1.1.1. Оборудование и материалы.

- банка стеклянная с широким горлом диаметром 90~100мм и высотой около 200мм от дна банки до уровня плечиков, емкостью 1000 куб.см ;

- весы технические на 150 г с погрешностью взвешивания 5мг (ГОСТ 24104);

- трубка U -образная с внутренним диаметром 6-9мм ;

- шкаф сушильный с терморегулятором, обеспечивающий температу­ру нагрева до 110С°

- палочка деревянная или стеклянная длиной 30см, диаметром 0,5-1,Осм.

- лопастная мешалка;

  • фарфоровая чашка;

  • мензурки мерные на 500 куб.см. и 50 куб.см.

- формовочный песок;

- трехпроцентный раствор гидроокиси натрия.

1.1.2. Описание аппаратуры. \

Схема лопастной мешалки показана на рис. 1.1.

Смеситель состоит из подставки 1, с вертикальной направляющей 2, по которой перемещается головка 4 с электродвигателем, .включение кото­рого осуществляется тумблером 5. В нижней части головки 4 наса­жены вал 6 с быстро вращающейся лопастью 8 и три регулируемые направляющие прутки-лопатки 7 с поперечные эллиптическим сечением, служащие для повышения эффективности перемешивания.

В подставке аппарата находится резиновая прокладка 10 с соответствующей выемкой для установки стеклянного сосуда 9. Перемещение головки 4 по направляющей 2 производится вверх и вниз при нажатии рычага 3, фиксация -при отжатии рычага. Скорость вращения мешалки 2800 об/мин.

I.I.3. Последовательность проведения испытания.

Высушенную и взвешенную на технических весах пробу сухого формовочного песка массой 50  0,01г следует высыпать в стеклян­ный сосуд, добавить 475мл воды и 25мл 3-х процентного раствора гидроокиси натрия. Раствор NaOH добавляется для улучшения разделения частиц глинистой составляющей и их отдаления от по­верхности леска.



Рис. 1.1. Лопастная мешалка

Банку вместе с содержимым материалом устанавливают на осно­вание лопастной мешалки (см п.1.1.2) ч производят взбалтывание в течение 5 мин.

После окончания взбалтывания банку снимают с мешалки добавляют воды до отметки на банке 150мм, перемешивают палочкой и дают отстояться в течение 10 мин.

По истечении этого времени в банку вводится сифон таким образом, чтобы конец его находился на расстоянии не менее 25мм от дна банки и соответственно 125мм от поверхности воды (рис. 1.1.б).

После сливания воды, банка снова наполняется водой до прежнего уровня, смесь энергично перемешивают палочкой и дают отсто­яться 10 мин., затем вновь воду сливают через сифон. Операция отстаивания и сливания затем с пятиминутным интер­валом повторяется до тех пор, пока вода над поверхностью песка станет совершенно прозрачной, что укажет на отсутствие в воде зерен с условным диаметром менее 0,22мм

1.1.4. Определение количества глинистой составляющей.

Песок из банки переносят в фарфоровую чашку, из которой воду сливают, после осаждения зерен. Остаток воды удаляют высушиванием в сушильном шкафу (рис.2.2.) при температуре I05-II00C. Просушенный до постоянной массы песок взвешивается с точностью 0,01г.

Относительное количество глинистых составляющих(Mг.с.) в песке определяют по формуле:

Mг.с. = ((mис - mос)/ mис) *100% (1.3),

где -mис- масса исходной навески песка(50гр),

-mос – масса остатка песка после отмучивания и высушивания, гр.

1.2. Определение гранулометрического состава формовочного песка.

Метод определения гранулометрического состава формовочного песка основан на определении количественного распределения частиц по крупности рассевом на ситах. Рассев песка для анализа проводят на стандартном комплект сит по ГОСТ 6613 :


№ сит

22.5

11.6

11

0063

004

00315

002

0016

001

00063

0005

-

Рзмер ячейки, мм

22,5

11,6

11,0

0,63

00,4

,0,315

00,2

00,16

00,1

0,063

00,05

тТазик


1.2. I. Оборудование и материалы.

- весы технические на 500г с разновесами.

- бумага глянцевая или калька;

- кисть мягкая ;

- просеивающий аппарат с набором сит.

- прибор для просеивания

Аппарат для просеивания состоит из следующих трех основных узлов:

- вибрационная система;

- основание сит с натяжной лентой;

- корпус с электродвигателем.

1.2.2. Описание аппаратуры (рис.1. 2.)

Вибрационная система представляет собой электромагнит 3 ус­тановленный в корпусе I и подвижную часть сердечника электромагнита 6, прикрепленную к основанию сит 4. Основание сит подве­шено на трех плоских пружинах 5. В держателе 11 установлена лента 8, оснащенная натяжным устройством 7 и двумя передвижными рычажными зажимами 9, служащими для регулирования равномерного натяжения ленты крепления стопки сит 10. Аппарат покоится на ножках 13 с амортизационными пружинами.

После включения аппарата в сеть и пуска с помощью ручки включателя времени 2 (ручку углубить внутрь и повернуть по часовой стрелке) происходит пульсирующее притягивание подвижной части сердечника вместе с основанием и набором сит к электромагниту. В момент притягивания подвижной части сердечника происходит прогиб пружин и перемещение опирающегося на них набора сит в вертикальной плоскости с одновременным поворотом в горизонтальной плоскости по часовой стрелке, затем происходит такое же возвратное движение под действием сжатых пружин. В результате

Рис. 1. 2. Просеивающий аппарат

зерна перемещаются по периметру сит, что способствует их лучшему разделению на фракции.

      1. Порядок испытания.

Высушеннный и охлажденный песок, полученный после отделения глинистой составляющей, осторожно насыпают на верхнее сито указанной стопки и закрывают крышку. Натяжным устройством зажимают стопку на основании прибора и включают таймер на 15 мин. После операции просеивания через комплект сит с различными размерами ячеек весь набор сит снимается с аппарата и переносится на стол для взвешивания остатка песка на каждом сите в отдельности. С этой целью остаток песка осторожно высыпают на лист бумаги размером 200х200мм и затем пересыпают его в чашку технических весов. Взвешивание производится с точностью 0.01г.

1.2.4. Определение марки песка по ГОСТ 2138-91

Обозначение песков: 3О202

К – кварцевый песок содержит до 2% глинистых составляющих,

Т – тощий песок содержит от 2 до 12% глинистых составляющих ,

Ж – жирный песок содержит от 12 до 50% глинистых составляющих .

Таблица 1

Классификация кварцевых песков по содержанию глины

Группа

Массовая доля глинистой составляющей,% не более

1

0,2

2

0,5

3

1,0

4

1,5

5

2,0


Таблица 2


Классификация кварцевых песков по содержанию кремнезема


Группа

Массовая доля диоксида кремния , % не менее

К1

99,0

К2

98,0

К3

97,0

К4

95,0

К5

93,0


Таблица 3.

Классификация песков по коэффициенту однородности


Группа

Коэффициент однородности , % не более

О1

Св.80,0

О2

От 70,0 до 80,0

О3

От 60,0 до 70,0

О4

От 50,0 до 60,0

О5

до 50,0



Таблица 4

Классификация песков по среднему размеру зерна


Группа

Средний размер зерна , мм

01

До0,14

016

От 0,14 до до0,18

02

От 0,19 до 0,23

025

От0,24 до 0,28

03

Св0,28



Таблица 5

Классификация тощих песков по содержанию глинистых составляющих


Группа

Массовая доля глинистой составляющей,% не более

1

4,0

2

8,0

3

12,0



Таблица 6

Классификация тощих песков по содержанию кремнезема



Группа

Массовая доля диоксида кремния , % не менее

Т1

96,0

Т2

93,0

Т3

90,0


Таблица 3.8

Классификация жирных песков по пределу прочности при сжатии


Группа

Предел прочности при сжатии во влажном состоянии, МПа

Ж1

Св 0,08

Ж2

От 0,05 до 0,08

Ж3

До 0,05


При определении марки кварцевого песка пользуются таблицами 1 – 4. Для тощих песков – 4 – 6, и для жирных песков используют таблицы 7 и 4 .

Пример марок песков: 3О202 – кварцевый песок с содержанием глинистых не более 1 %, кремнезема – 97 %, однородность-70-80%, зерновой состав песка 0,18 – 0,23.

1.1.5.Определение среднего размера зерна и коэффициента однородности (ГОСТ29234.3-91).

Массовую долю песка на сите (Х) в процентах вычисляют по формуле

Х = (m1/m)100% (1.2.)

где m1- масса остатка на сите, г

m – масса исходной навески, г.

Для определения среднего размера зерна и коэффициента однородности строят интегральную кривую распределения частиц по размерам, для чего по оси абсцисс откладывают в логарифмическом масштабе размер сторон ячеек сетки в свету, а по оси координат в линейном масштабе количество частиц меньше данного размера в процентах (рис. 1.3.).

Средний размер зерна (Дср) соответствует размеру сторон ячеек сита, через которое проходит 50% песчаной основы (рис. 1.3.).

Для определения коэффициента однородности (О) по интегральной кривой находят процентное содержание частиц размером меньше 4/3Дср и 2/3Дср. Коэффициент однородности равен разности этих значений (рис. 1.3.). Данные результатов гранулометрического состава песка заносятся в протокол.



Рис.1.3. Интегральная кривая распределения частиц по размерам


1.3. Определение пористости формовочного песка.

Пористостью (П) песка называют процентное отношение объема пор в песке ко всему объему, занимаемому песком т.е.

П= (Vп/V)х100%, где

Vп- объем пор в песке;

V- полный объем, занимаемый песком.

Записывая Vп =V – Vкв. и Vкв. = Мкв / кв

где Vкв- объем ,занимаемый кварцевым песком;

Мкв- масса кварцевого песка;

 кв-плотность кварцевого песка.

получим П= ( 1 - Мкв /V·кв )х100%

Принимая М =  qi и  кв = 2,62 г/куб.см , можно заключить, что для определения пористости необходимо, измерить объем оставшегося после отмучивания песка с помощью мензурки. Величину М /V называют насыпной плотностью.

Для оформления результатов студентам выдаются специальные протоколы.


Лабораторная работа № 2.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ФОРМОВОЧНЫХ СМЕСЕЙ

Состав задания:

-приготовление формовочных смесей с различной влажностью на лабораторном смесителе.

-определение влажности смесей ускоренным прямым (по ГОСТ -78) и косвенным (по уплотняемости и насыпной плотности) методами. Построение графических зависимостей



2.1. Приготовление формовочной смеси

2.I.I. Оборудование и материалы

  • лабораторный смеситель.

  • весы до 10 кг.

  • мензурка мерная до 200 куб.см .

  • тазики металлические на 100г

2.1.2. Вес и расчет составных частей замеса

Смесь приготавливается на лабораторном смесителе (рис.2.1).




Рис. 2.1. Лабораторный смеситель

масса сухих компонентов ) и принимается за 100%. Влага добавляется сверх 100%. Весовой расчет компонен­той смеси производится по заданному преподавателем процентному составу всех ее сухих компонентов.

Включение смесителя осуществляется нажатием кнопки1(зеленая). В ручном режиме выключение смесителя производится нажатием кнопки 2. (красная),в автоматизированном режиме отключение производит­ся автоматически. Загрузка составляющих в бегуны производится при поднятой крышке 5. Затем крышка закрывается, при этом нажима­ется .блокировочная кнопка-контактор.6.

Примечание; При поднятой крышке, смеситель нажатием кнопки не включается, так как кнопка-контактор 6. нажата.

Загрузка и смешивание компонентов смеси в смесителе производится в определенной последовательности: с начало в смеситель загружаются сухие составляющие смеси и смешиваются в течение 1 мин., затем добавляется жидкие добавки (вода) , время смешивания составляет 4 мин.

Общее время смешивания смеси составляет 5 мин.

Дозирование воды осуществляется через отверстие 5 . в крыш­ке 6, при этом вода разбрызгивается равномерно по смеси по отводным каналам 14. Смешивание производится катками11 и плужком 12.

После приготовления смеси открывается разгрузочный шибер В и смеситель включается в ручном режиме. При этом смесь выгру­жается в подставленный металлический тазик по склизу 1.

2.2. Определение влажности формовочных смесей.

Под влажностью обычно понимается только механически замешанная( капилярная) вода, удаляемая при нагревании до температуры 105С°. Влажность определяют прямым нормальным и ускоре­нным методом по ГОСТ 29234.5-91, а также косвенным по уплотняемости или насыпной плотности.

2.2.1. Оборудование и материалы.

- аналитические весы до 150 г с погрешностью взвешивания 5мг (ГОСТ 24104);

- лабораторная сушилка

- оснастка для определения уплотняемости и насыпной массы.

2.2.2. Для цехового экспресс-анализа используется ускоренный метод, который позволяет получить результат испытания за 4-6 мин. В данной работе при определение влажности используют ускоренным методом.

Для высушивания навески смеси используется лабораторная сушилка (рис.2.2).

В лабораторной сушилке 2 имеется три секции 3 для установки металлических чашечек со смесью. Чашечка б с испытуемой смесью устанавливают в одну из секций прибора (дверца секции откры­вается "на себя").После закрытия дверцы, включается тумблер, соответствующий данной секции, при этом загорается лампочка 12, расположенная над секцией. Ручкой 7 вращением по часовой стрелке устанавливают необхо­димое время на циферблате таймера 10. Отключение прибора происходит авто­матически.

2.2.3. Порядок испытания.

В металлическую чашечку отвешивают навеску 20 г с точностью 0,01 г и распределяют по дну равномерным слоем, после чего ча­шечку устанавливают в прибор и смесь подвергают высушиванию в течение 4-5 мин. при температуре 105°С до постоянства массы.

Постоянство массы контролируется промежуточным взвешиванием, т.е. взвешивание проводят в середине и в конце контрольного времени, при этом разность результатов двух последних взвешиваний не должна превышать 0,02г.

Содержанке влажности смеси определяют по следующей формуле:



где м 1- масса навески в г. до высушивания

м2 - масса навески в г. после высушивания




2.2. Сушильный шкаф.


2.3. Определение влажности по уплотняемости и насыпной плотности (ГОСТ 23409.14-78).

В экспресс лабораториях литейных цехов контроль влажности часто осуществляется по уплотняемости или насыпной плотности, которые имеют с влажностью прямолинейною зависимость. Для этого предварительно для данного состава смеси строится тарировочная кривая.

Уплотняемостью называют способность смеси уменьшать объем при приложении внешней нагрузки. Уплотняемость может быть выражена в процентах по формуле


Упл = (Vн - Vк)·100%/ Vн (1)

где Упл.- уплотняемость ;

Vн, Vк – соответственно начальный и конечный обем смеси ( до и после уплотнения).

2.3.1.Методика определения влажности по уплотняемости и насыпной плотности,

Удобной является методика определения уплотняемости, предложенная Ф.Гофманом (рис.2.3).



рис.2.3. Технологическая оснастка.


Испытуемая смесь 3 насыпается через сито 1 с ячейкой 3 мм установленное на треножке 5 и воронку 2 в гильзу 4 диаметром 50мм и высотой 100мм. Излишек смеси срезается . Уплотнение производится прессованием при давлении 10кг.с/кв.см. Изменение высоты осадки смеси в гильзе в мм равно уплотняемости в процентах :

Начальный и конечный объемы можно определить по уравнениям:

и

после подстановки этих значений в уравнение (1) получим:



где F-площадь сечения гильзы;

H- высота гильзы;

h – высота осадки смеси в гильзе.

При Н=100мм, Упл = h в процентах.

Насыпная плотность смеси- это масса смеси насыпной в гильзе высотой 100 мм через сито и , что тоже самое, масса масса уплотняемого образца после определения уплотняемости, отнесенная к первоначальному объему

ρ= М/Vн

ρ- насыпная плотность смеси;

М- насыпная масса смеси;

Vн- объем смеси.

При проведении лабораторной работы студенты строят зависимости


Y= f (W) ρ= f(W)


При этом испытания проводятся на 2-х 3-х различных по влажности смесях

2.4. Определение потери при прокаливаемости.

Испытание проводят путем нагрева навески смеси ( после определения влажности )

до температуры 500-700 С. При этом за счет сгорания органических веществ происходит уменьшение массы смеси. Потери при прокаливании определяют по формуле


П= ((m2 – m3)/m2)100%

Где П- потери при прокаливаемости ;

m2 - масса сухой смеси(после определения влажности);

m3- масса смеси после прокаливания


Основной составляющей формовочной смеси , за счет которой происходит потеря массы , является каменноугольная пыль. Поэтому в производственных условиях П используется для контроля количества активного угля в смеси.

2.5. Для оформления результатов студентам выдаются специальный протоколы.


Лабораторная работа № 3.
  1   2

Похожие:

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технология литейного производства» iconМетодические указания к лабораторным работам по дисциплине "технология литейного производства" часть "изготовление отливок в песчано-глинистых формах"
«Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технология литейного производства» iconМетодические указания к лабораторным работам по дисциплине: «Технология производства общественного питания»
Методические указания составлены на основе примерной и рабочей программ по дисциплине: «Технология производства общественного питания»...
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технология литейного производства» iconМетодические указания лабораторным работам по дисциплине «Химмотология»
В методических указаниях к лабораторным работам по дисциплине «Химмо- тология» приведены методы определения важнейших показателей...
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технология литейного производства» iconМетодические указания к лабораторным работам по дисциплине «Управление проектами»
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Управление проектами» для студентов и слушателей факультета «Инженерный...
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технология литейного производства» iconМетодические указания к лабораторным работам №1, 2 по дисциплине "Проектирование и технология изготовления приемопередающих устройств мобильных радиостанций" для студентов специальности 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств»
Методические указания предназначены для развития практических навыков работы с системой схемотехнического проектирования Orcad при...
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технология литейного производства» iconМетодические указания к лабораторным работам по дисциплине «Механика грунтов»
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Механика грунтов»/ Юж. Рос гос техн ун-т Новочеркасск: юргту, 2003. 28...
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технология литейного производства» iconМетодические указания по лабораторным работам Факультет: электроэнергетический
Моделирование: методические указания по лабораторным работам. Вологда: Вогту, 2003. 35 с
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технология литейного производства» iconМетодические указания к лабораторным работам
Методы оптимизации: Метод указания к лабораторным работам / Сост. П. В. Желтов и др.; Чуваш ун-т. Чебоксары, 2006. 24 с
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технология литейного производства» iconМетодические указания к лабораторным работам
Методические указания к лабораторным работам разработан на основании рабочей программы дисциплины
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технология литейного производства» iconМетодические указания к лабораторным работам по курсу
Методические указания к лабораторным работам по курсу "Internet технологии" для студентов специальности Т. 10. 01. 00 "Автоматизированные...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница