ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ

Transkript

1 ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ KATEDRA MATERIÁLŮ A STROJÍRENSKÉ METALURGIE 1. semestrální práce: Formovací materiály Školní rok : 2013/2014 Vypracoval : Os. číslo : Radek Veselý S12B0369P

2 Zadání: 1. Stanovení vlhkosti a) zvolená metoda její princip b) stanovení vlhkosti směsi ze zadaných hodnot 2. Stanovení prodyšnosti a) princip metody b) stanovení prodyšnosti z naměřených hodnot 3. Pevnost v tlaku a ve střihu Popis metody a výpočet pevnosti z naměřených hodnot ( výsledné hodnoty uvádějte v jednotkách SI) 4. Stanovení vyplavitelných podílů a) zvolená metoda b) výpočet ze zadaných hodnot a klasifikace písku podle ČSN 5. Sítový rozbor a) popis zkoušky b) výpočet a konstrukce součtové křivky; určení hodnot d 50, d 75, d 25 ; klasifikace písku podle ČSN 6. Závěr celkové zhodnocení formovacího materiálu

3 Stanovení vlhkosti Použitá metoda Diferenciální metoda (zjištění úbytku hmotnosti mezi vlhkou a suchou směsí) Vzorek formovací směsi o hmotnosti 50g 0,05g se suší při teplotě 110 C 5 C nejméně 15 minut. Následně se nechá vychladnout a znovu zváží. Sušení, chlazení a vážení se opakuje do ustálení hmotnosti. To nastane v případě, když po dalším procesu je úbytek hmotnosti vzorku proti předchozímu vážení menší než 0,1% původní navážky. Zadané hodnoty Hmotnost vlhkého vzorku m v = 50 g Hmotnost vzorku po vysušení 1.měření 2.měření 3.měření 47,1 g 46 g 46,65 g Výpočet vlhkosti formovací směsi [%] w p m v m s poměrná vlhkost *relativní+ hmotnost vlhkého vzorku *g+ hmotnost vysušeného vzorku *g+ Aritmetický průměr hodnot = Odchylky od průměru Wp1 = 15% Wp2 = 17,1% Wp3 = 1,9% Zkouška je neplatná, protože se některé zjištěné hodnoty liší od jejich aritmetického průměru o více než 10%.

4 Určení prodyšnosti Zkušebním vzorkem ( váleček o průměru 50mm a výšce 50mm) který je ponechán v pouzdře prochází pod určitým tlakem vzduch, množství které projde za určitou dobu udává prodyšnost. Naměřené hodnoty Objem vzduchu prošlý vzorkem : V = 2 L = 2 dm 3 = 2 x 10 6 mm 3 Výška zkušebního vzorku : h = 50 mm Plocha příčného průřezu zkušebního vzorku : Tlak vháněného vzduchu : (Dopočítáme z naměřené výšky vodního sloupce) 1 mm = 10 Pa p1 = 38 mm * 10 = 380 Pa p2 = 42 mm * 10 = 420 Pa p3 = 40 mm * 10 = 400 Pa Čas potřebný na průchodu vzduchu vzorkem : t1 = 40 s t2 = 45 s t3 = 43 s Výpočet Aritmetický průměr 296,6 Odchylky P1 = 11,5 % P2 = 10,4 % P3 = 1,3 % Zkouška je neplatná, protože se některé zjištěné hodnoty liší od jejich aritmetického průměru o více než 10%.

5 Určení pevnosti v tlaku Zkušební vzorek ( váleček o průměru 50mm a výšce 50mm) se vloží mezi čelisti a vyvolá se na něj plynulý tlak až do jeho porušení. V okamžiku porušení se zjistí z přístroje pevnost v tlaku. Aritmetický průměr 75,6 Odchylky = 2,1 % = 2,2 % = 3 % Pevnost v tlaku formovací směsi je 75,6. Všechny naměřené hodnoty jsou v toleranci 5% vůči aritmetickému průměru a tudíž je zkouška platná. Určení pevnosti ve smyku Zkouška probíhá podobně jako zkouška v tlaku. Čelisti jsou půlkruhové a působí jen na protilehlé poloviny. Aritmetický průměr 16,5 Odchylky = 0 % = 2,8 % = 0,8 % Pevnost ve smyku formovací směsi je 16,5. Všechny naměřené hodnoty jsou v toleranci 5% vůči aritmetickému průměru a tudíž je zkouška platná.

6 Stanovení vyplavitelných podílů Použitá metoda - odplavovací Ve vroucí vodě s přísadou hydroxidu sodného dojde k oddělení zrna písku os vyplavitelných zrn. Následně se vyplavené částice odsají. Tento postup se opakuje několikrát. Poté se písek vysuší při teplotě 110 C a následně zváží. Z rozdílů hmotností směsí původní směsi a po vyplavení se zjistí hodnota vyplavitelných podílů. Zadané hodnoty Hmotnost vysušeného slévárenského písku před vyplavením: Hmotnost vysušeného písku po plavení: Výpočet z m s množství vyplavitelných látek hmotnost vysušeného slévárenského písku před plavením (g) m o hmotnost vysušeného ostřiva po plavení (g) Aritmetický průměr 2,4 % Odchylky Z1 = 17 % = 16,6 % Hodnota vyplavitelných podílů je 2,4 %. Zkouška je platná, protože hodnoty jsou v toleranci 20% vůči aritmetickému průměru. Dle klasifikace písku podle ČSN Hubený H0 I

7 Síťový rozbor Písek prosíváme jednotlivými síty o průchodnosti zrna o určité velikosti : 1,4 1,00 0,71 0,50 0,355 0,25 0,18-0,125 0,09 0,063 0,045mm. Z těchto rozdělených zrn podle velikosti se následně spočítá jejich procentuální množství a z hodnot se vytvoří semilogaritmický diagram. Zadané hodnoty granulometrie z navážky 2*50g Síta (mm) g 1,6-0,8-0,63-0,4 0,78 0,315 5,86 0,2 47,6 0,16 23,64 0,1 21,16 0,071 0,79 0,056 - dno 0, Výpočet Na sítech o rozměrech 1,6 ; 0,8 ; 0,63 ; 0,056 nezůstaly žádná zrna Příklad pro síto (0,4) x p procentuální množství ostřiva na sítě m p - hmotnostní frakce ostřiva na příslušném sitě (g) m s - hmotnost původní navážky slévárenského písku před plavením (g)

8 Síta (mm) m p x p x p 1,6 0 0,8 0 0,63 0 0,4 0,78 0,78 0,78 0,315 5,86 5,86 6,64 0,2 47,6 47,6 54,24 0,16 23,64 23,64 77,88 0,1 21,16 21,16 99,04 0,071 0,79 0,79 99,83 0,056 99,83 Dno 0,17 0, Diagram zrnitosti ostřiva Z křivky zjistíme následující hodnoty : d 25 = 0,29 mm d 50 = 0,21 mm => druhá část klasifikačního znaku 22 d 75 = 0,17mm d 50 velikost středního zrna ostřiva d 75, d 25 jejich poměr d 75 : d 25 určuje pravidelnost zrnitosti ostřiva d 75 : d 25 = 0,586 mm => třetí část klasifikačního znaku C

9 Závěr Provedením zkoušek formovací směsi jsme získali následující hodnoty : Průměrná hodnota vlhkosti je neplatné a je třeba opakovat., naměřené hodnoty se však liší o více než 10%, takže měření je Průměrná hodnota prodyšnosti je 296,6 jednotek prodyšnosti / o více než 10%, takže měření je neplatné a je třeba opakovat. /, naměřené hodnoty se však liší Průměrná hodnota pevnosti v tlaku je 75,6. Průměrná hodnota pevnosti v tlaku je 16,5 Stanovení vyplavitelných podílů a síťový rozbor ukázal druh formovací směsi, tedy HO I 22 C