Порохня С.В.

(ДГМА, г. Краматорск)

E-mail: ya.ergey@yandex.ua

Для получения чистой поверхности отливки без засоров и остатков формовочной смеси производится ее очистка в гидрокамерах.  Главной технической характеристикой гидромонитора является давление струи воды, зависящая от геометрических особенностей отливок, и, главным образом, от прочности разбиваемой и смываемой смеси.

Целью работы является – усовершенствование гидромонитора гидрокамеры очистки литья. Проанализировав конфигурацию отливок и составы смесей, в которых они изготовлялись, а также их прочность пришли к выводу, что максимальная прочность смеси достигается при литье в формы с использованием пластичных самотвердеющих смесей и  ХТС. Известно, что  удаление смеси и пригара зависит от силы удара струи воды. Разбить смесь возможно лишь в том случае, если прочность смеси σ_см, меньше силы удара струи F_ст

,

где   F_ст – сила удара струи; l – расстояние до отливки; d – диаметр выходного отверстия в сопле; р – давление воды.

Сопло в гидромониторе обеспечивает направленное движение воды с определенной скоростью. У струи гидромонитора на начальном участке от него наблюдается стекловидная поверхность, на которой образуются капиллярные волны с возрастающей (по мере удаления от гидромонитора) амплитудой. Далее плотность струи нарушается и от нее отрываются отдельные капли. В центре струи находится плотная часть, называемая ядром (рис. 1), площадь сечения которого уменьшается с удалением от насадки до нуля. За пределами начального участка струя состоит из отдельных капель и струек с пузырьками воздуха.

Рис.1 – Структурная схема гидромонитрной струи

I- начальный участок струи; II- основной участок;  III- участок распада струи; 1-ядро; 2- смесь капель и струй с воздухом; 3- поток капель в воздухе; 4- насадка гидромонитора.

Это основной участок, в конце которого струя сильно насыщена воздухом. Следующий участок полета струи — это участок распада струи, где под действием силы трения на поверхности струи образуется турбулентный пограничный слой, возрастающий в направлении полета струи. На участке распада струя представляет собой поток капелек в воздухе. Начальный и основной участки являются рабочими участками струи. Предложено для получения стабильной мощной струи использовать вихревой эффект. Для чего в гидромонитор вмонтировать вихревую улитку (рис.2).

Рис.2 – Конструкция вихревой улитки

Вихревая улитка, закручивает поток жидкости, делая струю стабильной, что позволяет сохранить ее форму на более дальней дистанции, уменьшить разбрызгивание и дробление во время полета. Кроме того, струя не только давит на поверхность смеси, но как бы ввинчивается в нее, что ускоряет процесс разрушения смеси и пригара на отливке. Данный эффект ускоряет процесс очистки отливки, что ведет к уменьшению расхода воды, электроэнергии, повышается производительность труда. Таким образом, использование вихревой улитки в гидромониторе гидрокамеры позволяет уменьшить расход воды, давление в гидросистеме, ускорить процесс очистки отливки.