Бураков (550672), страница 29

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 29)

Изменение качества прн хранении кокнля. Следующая актуальная задача заключается в том, чтобы определить потерю качества кокилем при хранении последнего в течение времени Эта задача сводится к рассмотрению технологической цепи, состоящей всего из одной статодинамической (равновесной нестационарной) системы и окружающей среды, взаимодействующих между собой по типу затрат качества.

Поставленную задачу целесообразно обсудить на прежнем заводском примере кокиля для корпуса. Начальное качество изготовленного кокиля (П„ =- 42 000) и его информоемкость (К == 3,!5 !О' Дж) нам известны. Энергиал окружающей среды П, обычно можно считать постоянным и равным нулю. Величина коэффициента информоотдачи (! определяется условиями хранения и имеет некоторое осредненное по времени постоянное значение. Требуется найти зависимость качества П кокиля от времени й Решение этой задачи в принципе похоже на все предыдущие и приводит к уравнению, аналогичному (95).

Имеем п — и ' =е Пв — и (!о!) Из этого уравнения видно, что с течением времени скорость потери качества быстро снижается и в пределе энергиал продукта П становится равным энергиалу П, окружающей среды через бесконечное время. С уменьшением коэффициента (т потеря качества тоже замедляется. В пределе при !! — 0 статодинамическая система превращается в статическую. В противоположном Примеры расистов каяества какияя 131 крайнем случае, когда р — ~- аа, продукт мгновенно теряет свои потребительские свойства, Воспользуемся формулой (101) для расчета нашего заводского кокиля. При его хранении в цехе коэффициент информоотдачи )) =- = 3,7 РО ' 1/Вт, что соответствует снижению качества до П„,„= = 20 000 — это минимальное допустимое значение энергиала данного годного кокиля — в течение 20 лет (1 год =- 3,16 10' с, 1 сутки = 86 400 с).

Вблизи минимального качества некондиционный кокиль легко может быть восстановлен путем незначительного ремонта — удаления ржавчины и т. д., однако качество восстановленного таким образом кокиля обычно бывает ниже начального П,. Для пресс-формы в аналогичных условиях хранения при П,„30 000 коэффициент информоотдачи р — 3,13 10 ' 1/Вт. Применение консервирующих смазок снижает коэффициент )1 в несколько раз и соответственно увеличивает срок успешного хранения кокиля (и пресс-формы). Учет старения материала. Если внутри материала происходят какие-либо изменения, связанные, например, с процессом старения — деформационного, в пересыщенном твердом растворе и т. п., — и эти изменения влияют на качество кокиля, то их можно легко учесть, как уже отмечалось, с помощью внутреннего источника энергии са. В остальном задача напоминает предыдущую: рассматривается взаимодействие статодинамической системы с источником и окружающей средой.

При определении искомой зависимости качества продукта П от времени ! будем считать, что мощность источника са и коэффициенты 6 и К суть величины постоянные, энергиал окружающей среды Пе также от времени не зависит. В рассматриваемых условиях необходимая расчетная формула получается из следующего дифференциального уравнения баланса энергии; с/с/ = еа Ш = К е(П+ р (П вЂ” П,) й. После разделения переменных и интегрирования этого уравнения находим ев — Р(П вЂ” Пс) к е св — 5 (τ— Пс) где τ— начальное качество продукта. Это равенство похоже на формулу (101), но в нем дополнительно фигурирует внутренний источник энергии.

В условиях идеальной изоляции от окружающей среды (р =— =- 0) изменение качества продукта целиком определяется внутренним источником и подчиняется следующему линейному закону; П=ик+ — "1. вк Киеестео и эффективность и применение ЭВМ Этими формулами можно пользоваться как при затратах, так и при накоплении качества, причем внутренний источник и окружающая среда могут влиять на качество в одном и том же, либо в прямо противоположных направлениях.

Это учитывается с помощью знака соответствующих слагаемых. Изменение качества при эксплуатации (расчет стойкости) кокиля. Очень ответственным является процесс эксплуатации, в котором реализуется достигнутое при проектировании и изготовлении качество кокиля.

Этот процесс допустимо рассматривать как взаимодействие двух статодинамических систем, причем в первом приближении их взаимоотношениями с окружающей средой можно пренебречь. О двух различных методах решения подобных задач уже говорилось на с. 118. Здесь мы воспользуемся третьим приближенным приемом, сочетающим в себе два предыдущих. Суть этого приема заключается в следующем. Детально рассматриваем обмен энергией между кокилем и отливкой, как в первом методе. При этом окружающей средой для кокиля служит отливка, а для отливки — кокиль.

Рассчитывая кокиль, будем считать постоянным качество отливки, а рассчитывая отливку — качество кокиля. В результате кокиль и отливку допустимо изучать независимо друг от друга, как во втором методе, при использовании среднекалориметрического значения интенсиала. Такой прием давно и успешно применяют при расчетах процессов охлаждения тонкостенной отливки в массивном кокиле или массивной отливки в тонкостенном кокиле (см.

с. 17). Как видим, поставленная задача сводится к определению потерь качества кокилем в результате его взаимодействия с окружающей средой, роль которой играет отливка; аналогично отливка приобретает качество в результате взаимодействия с кокилем. Благодаря этому для расчетов можно непосредственно использовать формулу (!01), выведенную применительно к стадии хранения продукта.

Только в этой формуле время ! целесообразно выразить через число заливок Ль с помощью соотношения е! г= — с, п где и — скорость (ннтенсивность) эксплуатации кокиля, равная числу заливок в единицу времени; ь1!'э" и =- — 1(с. Ж Окончательно расчетная формула приобретает вид П П, в у и Пи — П Праясерас расчетов качества кокияя 133 или йГ=23л ~ 12 П-П Пн — Пс П вЂ” Пс 1103) Кокиль выходит из строя тогда, когда его качество достигает минимально допустимого значения П - — — Пт,„, В нашем конкретном примере минимальное качество кокиля П,„= 20 000, энергиал окружающей среды П„= О, интенсивность эксплуатации и =- 1,35.10''1!с, коэффициент информоотдачи 1) = 3,15 10 '1/Вт, величины Па и К известны из расчета стадии изготовления.

Расчет по выведенной формуле показывает, что в рассматриваемых условиях число заливок Л' до выхода кокиля из строя примерно равно 10 000. Кокиль обычно выходит из строя по причине износа рабочей поверхности, возникновения зазора в разъеме или поломки выступающих частей. Для пресс-формы имеем: П;„.=. 30 000, и = — 5,33.10 в 11с, )) = 6,27 10 ' 1!Вт, У вЂ” 20 000. Пресс-форма обычно выходит из строя из-за появления разгарных трещин. Статистический подход при расчете стойкости кокиля. Большой теоретический и практический интерес представляет возможность решения задачи о стойкости кокиля с учетом того, что на параметры кокиля влияют случайные факторы.

В реальных условиях литья такая ситуация возникает из-за отклонения энергиалов при изготовлении кокиля и отливки от некоторых средних расчетных значений. Эти случайные отклонения оказывают решающее влияние на результат конфликтного взаимодействия в экстремальных условиях, когда номинальные величины энергиалов систем сближаются. Следствием этого является большой разброс значений стойкости У различных экземпляров одного и того же кокиля.

О наблюдаемом в производственных условиях разбросе стойкости можно судить на примере водоохлаждаемого кокиля из стали 15Л, предназначенного для литья стоек плугов из высокопрочного чугунас шаровидным графитом, рассмотренного в гл. ЧП1. Опыт эксплуатации таких кокилей показывает, что наименьшую стойкость имеют плоские участки (изображены справа на рис. 72). При этом после образования первой сквозной трещины и появления течи кокиль подвергают ремонту, трещины заваривают. Поэтому для данного кокиля наиболее характерными являются два показателя — стойкость (число заливок) до возникновения первой сквозной трещины 17чгя) и полная стойкость 1Жя), когда качество кокиля снижается до минимального допустимого предела и не может быть восстановлено ремонтом.

В заводских условиях эксплуатировались два типа кокилей— с толщиной стенки Л', = 35 мм и 50 мм. Первые кокили оказались Каяеетво и вер42ективноетя и приленение ВВМ менее долговечными; вот конкретные значения стой отдельных экземпляров: № кокиля 8 4 Л74 2616 !935 3 006 3742 Лея 9747 8930 15 547 3797 кости их 5 272! 8328 Отсюда средние стойкости соответственно равны: !7449 — — 2804 9270.

Характеристики

Список файлов книги