Основные закономерности рабочего процесса пескострельной машины

Факторы, влияющие на процесс пескострельного уплотнения

Заполнение стержневого ящика смесью в начальный момент происходит за счет кинетической энергии движения песчинок. Силы инерции при уплотнении смеси в стержневом ящике несущественны и их обычно не принимают во внимание при расчетах.

Таким образом, при пескострельном процессе уплотнение смеси происходит под влиянием трех основных факторов: перепада давления воздуха, сил фильтрации и давления кома, образующегося на конечном этапе в устье вдувных отверстий. Сила фильтрации воздуха через смесь вносит существенный вклад в процесс пескострельного уплотнения на всех этапах. Уже первые порции и слои смеси, закрывшие "карманы" оснастки, в которых находятся венты, уплотняются фильтрацией, характеризующейся перепадом давления Dр = р₁ - р₂ , где p₁ - давление во вдувном отверстии насадки, р₂ - давление в вентах. Особенно существенное влияние на уплотнение оказывает фильтрация на конечном этапе формирования стержня; перепад давления повысился (p₁ = (0,9 - 0,5) р₀, P₁ = (0,2 - 0,3) р₀) и силы фильтрации в этот момент также увеличились. Следует отметить, что на этом этапе давление воздуха в пескострельном резервуаре и в верхней части стержневого ящика практически выравниваются. Силы фильтрации регулируются площадью вент и местом их расположения. В современных пескострельных машинах площадь фильтрационных отверстий составляет 3 - 3,5 %.

Рабочий процесс пескострельной машины

Основные закономерности рабочего процесса пескострельной машины

Рабочий процесс пескострельной машины характеризуется трехступенчатым движением сжатого воздуха (рис. 4.4).

1) Ступень a ® b : истечение сжатого воздуха из ресивера а в пескост-рельный резервуар машины b

2) Ступень b ® c : истечение песчано-воздушной смеси через вдувные отверстия из пескострельного резервуара в стержневой ящик или опоку с одновременным наполнением ящика (опоки) и ее уплотнением;

3) Ступень c ® d : истечение воздуха из стержневого ящика с или опоки в окружающую атмосферу d .

В современных стержневых автоматах обычно применяют нижнюю вентиляцию. Поэтому, при пескострельном уплотнении будем учитывать силы фильтрации как один из важнейших факторов уплотнения.

Основываясь на известных положениях газодинамики примем, что давление воздуха по времени в пескострельном резервуаре изменяется по закону

 (4.1)

а в технологической емкости

 (4-2)

где р_а, р_b, р_с, V_a, V_b - абсолютные давления [Па] и удельные объемы воздуха [м³/кг]; k - коэффициент адиабаты (для воздуха k=1,4); f₀, f₁ f₂ -проходные сечения соответственно вдувного клапана, вдувных отверстий и вент; y₀, y₁, y₂ - величины, характеризующие области истечения сжатого воздуха из ресивера, резервуара и вент.

 (4.3)

где р_нижн - абсолютное давление воздуха в объеме [Па], куда происходит истечение, р_верх - абсолютное давление воздуха в объеме [Па], откуда происходит истечение, g - ускорение силы тяжести.

Для надкритической области истечения y = y_max = 2,15.

Критическое отношение давлений, разделяющих упомянутые две области истечения bкр=(р_верх/р_нижн)_кр = 1,894, а обратная величина l/b_кр = 0,528.

При р_верх/р_нижн <b_кр имеет место подкритическое истечение, при р_верх/р_нижн >b_кр - надкритическое истечение.