Исследование физико-механических свойств жидкостекольных теплоизоляционных смесей

3. ТЕХНОЛОГ1Я ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ

УДК 662.998 Проф. Ариф Тапдыг оглы Мамедов, д-р техн. наук;

докторант Вугар Джаваншир оглы Мамедов -Азербайджанский технический университет, Азербайджан

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ЖИДКОСТЕКОЛЬНЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ СМЕСЕЙ

Рассмотрены актуальные проблемы по повышению эрозионной стойкости литейных форм из песчано-жидкостекольной смеси. Одной из главных является снижение металлоемкости литейной формы. В связи с этим были исследованы физико-механические свойства жидкостекольных теплоизоляционных смесей для утепления прибылей. установлено, что теплоизоляционные смеси с жидким стеклом, которые содержат различное количество глины и эковаты, имеют разную теплопроводность. По результатам исследования рекомендован оптимальный состав смеси для практического применения в литейном производстве. Рекомендованная смесь может быть использована для изготовления теплоизоляционных оболочек прибылей отливок, что позволит снизить металлоемкость литейной формы и повысить её эрозионную стойкость.

Ключевые слова: смесь, теплопроводность, свойства, глина, жидкое стекло, эко-вата, кварцевый песок.

Введение. Ранее [1] установлено, что малой деформационной способностью и высокой эрозионной стойкостью обладают песчаные смеси на основе жидкого стекла в качестве связующего. Процесс эрозионного разрушения литейной формы зависит от типа связующего и продолжительности контакта жидкого металла с формой в процессе её заполнения.

Поэтому одним из наиболее существенных мероприятий по повышению эрозионной стойкости литейных форм из песчано-жидкостекольной смеси является снижение металлоемкости литейной формы. В то же время одним из путей снижения металлоемкости литейной формы является снижение массы прибылей, создание максимально возможного положительного температурного градиента между отливкой и прибылью.

Это в зависимости от ряда факторов, таких как вид сплава, масса отливок и характер производства, реализуется различными способами обогрева прибылей и охлаждения отливок. Одним из действенных способов снижения массы прибылей, а следовательно, массы заливаемого в форму металла, является использование теплоизоляционных смесей. Эти смеси устраняют недостатки, присущие другим смесям, т. к. сохраняют металл в прибыли в жидком состоянии, начиная с момента заливки и до конца кристаллизации отливки [3].

Постановка цели. В связи с вышеизложенным целью нашей работы является исследование физико-механических свойств жидкостекольных теплоизоляционных смесей.

Изложение основного материала. В литейных цехах машиностроительных заводов Азербайджана для производства стальных отливок используются жидкостекольные смеси. Поэтому разработку состава теплоизоляционной

смеси осуществляли на базе формовочной смеси с жидким стеклом в качестве связующего. В качестве материала, обеспечивающего высокие теплоизоляционные свойства смеси, была выбрана эковата, широко применяемая в строительстве как теплоизолятор.

Методика проведения экспериментов. теплоизоляционную смесь подготавливали в следующей последовательности: эковату загружали в смеситель модели А12 с вертикальными катками и перемешивали в течении минуты, затем в смеситель загружали сухой кварцевый песок и перемешивали дополнительно в течении 2-х минут, после чего добавляли жидкое стекло. Смесь перемешивали еще в течении 3-5 минут до образования однородной массы. Состав и свойства исследуемый смеси приведены в табл.

Табл. Состав и свойства исследуемой смеси

Состав смеси, (масс. %) Свойства смеси

Газопроницаемость, ед. Прочность на сжатие, МПа Осыпаемость, %

во влажном состоянии через 1 час после отверждения

1. Песок кварцевый 1К025- 88 2. Глина - 5 3. Жидкое стекло - 7 200 0,01-0,015 0,5-0,8 3,0 0,01

Физико-механические свойства смеси определялись по общепринятым методикам: газопроницаемость - ГОСТ 23409.7-78, прочность на сжатие - гост 23409.7-78; осыпаемость - ГОСТ 23409.7-78.

Результаты исследований. Для эффективной теплоизоляции прибыльной части отливки необходимо, чтобы смесь обладала низкой теплопроводностью. Коэффициент теплопроводности X (вт./м2-К) определяли нестационарным методом [2]. Результаты испытаний приведены на рис. 1. Так как в состав смесей входит глина, то при исследованиях варьировалось содержание как глины, так и эковаты.

_ _ Количество эковаты Рис. 1. Влияние содержание глины и эковаты на теплопроводность жидко- стекольный смеси: содержание глины, %: 1) 0; 2) 5; 3) 7; 4) 9

Полученные результаты свидетельствуют о том, что увеличение содержания в смеси глины повышает теплопроводность, а эковата, наоборот, снижает её. Теплопроводность смеси на основе жидкого стекла в качестве связующего значительно ниже по сравнению со смесью, содержащей глину. Кривая изме-

нения теплопроводности носит довольно плавный характер. При содержании в смеси от 10 до 30 % эковаты коэффициент теплопроводности жидкостекольной смеси уменьшается с 0,96 до 0,50 Вт./м.°С.

На рис. 2 приведены результаты влияния глины и эковаты на прочность смеси в сыром состоянии.

Количество эковаты

Рис. 2. Влияние глины и эковаты на прочность жидкостекольных смесей:

содержание глины такое же, как на рис. 1

Из рис. 2 видно, что сырая прочность смеси на сжатие с увеличением содержание глины увеличиваемся более значительно, чем с увеличением содержания эковаты. Образцы без глины (кривая 1) начинают резко набирать прочность от 0,04 до 0,05 МПа при изменении содержания эковаты от 10 до 20 %. Во всех случаях при испытании на сжатие образцов из смеси без глины они не разрушались, т.к. за счет пористый структуры смеси они только сжимались. После снятия нагрузки образцы принимали исходную форму.

Прочность на сжатие образцов составила 0,05-0,065МПа, что достаточно для обеспечения манипуляционный прочности как в приготовлении, так и при изготовлении литейных форм. Полученные результаты показали, что для достижения необходимой прочности содержание эковаты в составе смеси должно составляет от 10 до 30 %. Влияние содержания глины и эковаты на прочность смеси на растяжение представлено на рис. 3.

4 6 8 10 20 30 40 50 60 Количество эковаты, Рис. 3. Влияние глины и эковаты на прочность смеси:

содержание глины такое же, как на рис. 1

Из рис. 3 следует, что прочность на растяжение от содержания глины изменяется незначительно, тогда как эковата влияет в большей степени. По мере

увеличения содержания эковаты прочность образцов на разрыв уменьшается, а плавность кривых свидетельствует о более равном действии эковаты на снижение прочности, что можно объяснить недостатком связующего при увеличении содержания эковаты.

Прочность образцов из смесей без глины снижается при содержании эковаты до 20 %, что свидетельствует о достаточном содержании связующего в смеси. Влияние содержания глины и эковаты на сухую прочность смеси представлено на рис. 4, из которого видно, что с повышением содержания глины и уменьшением содержания эковаты сухая прочность возрастает.

2 4 6 8 10 20 30 40 50 60 Содержание эковаты, %

Рис. 4. Влияние глины и эковаты на сухую прочность смеси: содержание глины, %: 1) 5; 2) 7; 3) 9; 4) 0

Выводы. Полученные в результате экспериментов данные позволяют сделать следующие выводы:

1. Смеси с жидким стеклом в качестве связующего с разными содержанием глины и эковаты имеют разную теплопроводность. Теплопроводность жид-костекольной смеси без глины значительно ниже, чем смесей, содержащих глину. Глина в составе смеси служит упрочняющей добавкой, незначительно влияющей на её прочностные характеристики.

2. Для практического применения рекомендуется смесь следующего состава, %: кварцевый песок К202 80-40; эковата 20-10; жидкое стекло 20-30.

3. Рекомендованная смесь может быть использована для изготовления теплоизоляционных оболочек прибылей отливок, что позволит снизить металлоемкость литейной формы и повысить её эрозионную стойкость.

Литература

1. Евлампиев А. А. Изоляционные и обогревающие смеси для интенсификации работы прибылей отливок из черных и цветных металлов / А.А. Евлампиев // Итоговая конференция. - Чебоксары, 1997. - С. 108-110.

2. Чернишов Е.А. Оптимизация состава формовочной смеси для теплоизоляции прибылей фасонных отливок / Е.А. Чернишов и др. // Межрегиональный сб. науч. трудов. - Магнитогорск : Изд-во МГТУ им. Г.И. Носова. - 2005. - Вып. 5: Литейные процессы. - С. 116-121.

3. Чернишов Е.А. Влияние теплоизоляции на продолжительность затвердевания отливок из цветных металлов и легированной стали / Е.А. Чернишов и др. // Технология металлов. -2007. - № 9. - С. 25-27.

Мамедов Арiф Таптиг огли, Мамедов Вугар Джаваншир огли. Досль дження фiзико-механiчних властивостей рщкоскляних теплоiзоляцiйних сумшей

Розглянуто актуальш проблеми щодо пiдвищення ерозшно! стшкост ливарних форм з пiщано-рiдкоскляних сумшей. Однieю з головних е зниження металомiсткостi ливарно! форми. У зв'язку з цим дослiджено фiзико-механiчнi властивост рщкоскляних теплоiзолящйних сумшей для утеплення. Встановлено, що теплоiзоляцiйнi сумiшi з рщким склом, якi мiстять рiзну кiлькiсть глини й ековати, мають i рiзну теплопровщ-нiсть. За результатами дослщження рекомендовано оптимальний склад сумiшi для практичного застосування в ливарному виробнидтвi. Рекомендована сумш може бути використана для виготовлення теплоiзоляцiйних оболонок виливкiв, що дасть змогу знизити металомiсткiсть ливарно! форми i пiдвищити 'й ерозшну стiйкiсть.

Ключовi слова: сумш, теплопровiднiсть, властивостi, глина, рщке скло, ековата, кварцовий шсок.

Mamedov Arif Taptyg, Mamedov Vugar Djavanshir. The Research of Physic-Mechanical Properties of Liquid Thermal Insulation Glass Mixes

The physic-mechanical properties of thermal insulation liquid glasses mixtures for warming profits are researched. The mixture of a liquid insulating glass, which contains different amounts of clay and eco wool, is established to have different thermal conductivity. According to the results obtained the composition of the mixture for practical use in foundries is recommended. The recommended mixture is to be used for producing thermal insulation coating that allows decreasing foundry metal content and also increasing its erosion resistance.

Key words: mixture thermal conductivity properties, clay, water glass, eco wool, quartz

sand.

УДК622.647.2 Доц. Л.1. СфШенко, канд. техн. наук;

доц. М.П. Тиханський, канд. техн. наук; ст. викл. I.A. Маринич, канд. техн. наук - Криворьзький НУ

Д1АГНОСТИКА ТЕХН1ЧНОГО СТАНУ ОСНОВНИХ ВУЗЛ1В СТРОКОВОГО КОНВЕ6РА

Застосування надшних i високоефективних заходов техшчно! дiагностики може значно шдвищити ефектившсть роботи cTpi4KOBoro конвеера. Тому назрша необхщ-шсть створення та модершзування моделей дiагностики, як поеднують юнуюга методи визначення техшчного стану основних вузлiв i конвеера загалом. У зв'язку з цим у робот розглянуто юнуюга методи дiагностики техшчного стану основних елеменйв стрiчкових конвеергв, особливо - метод дiагностики технiчного стану трансмюи iз при-водним двигуном, заснований на аналiзi вiбропараметрiв. Визначено, якi недолiки та позитивш фактори наявнi в кожного з методов, запропоновано найоптимальнiшi з них.

Ключовi слова: техшчна дiагностика, стрiчковий конвеер, вiброаналiз, системи керування.

Проблема та й' зв'язок з науковими та практичними завданнями.

CTpi4KOBi конвеери експлуатуються переважно в галузях, пов'язаних i3 видобут-ком, переробкою i споживанням корисних копалин, а також у металургшнш, будiвельнiй i Хшчшй промисловостi. Стрiчковi конвеери з продуктивное^, простоти конструкцп й обслуговування, експлуатацшних витрат, надiйностi роботи ввдносяться до найбшьш ефективних засобiв безперервного транспорту. Застосування спещальних заходш може ще бiльше пiдвищити ефективнiсть ix роботи, зокрема полiпшити показники надiйностi, такi як: коефiцiент готовностi й коефщент теxнiчного використання. Тодi ж вони ввдповвдно становлять 0,85^0,96 i 0,63^0,67 [1]. Для пiдвищення загального коефiцiента готовностi конвеерно! установки необхщне зниження часу вiдновлення i працездатносп, а